协同学习技术系统及其多场学习效果研究|

　　【摘要】以协同学习为基础的学习技术系统,是一种能够适应当前网络时代社会结构和技术要求、满足社会变革和学习创新需要的新框架。基于试验研究和量化统计,分析了协同学习技术系统情境中的学习效果。结果表明,协同学习技术系统能够支持学习者之间或学习者与辅导者之间形成良好的交互,实现有较高程度的共享;并且支持培养学习者良好的团队合作精神,提高学习者的群体思维操作能力和多场协同学习的意识。
　　【关键词】协同学习技术系统;学习效果;协同学习
　　【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A【论文编号】1009―8097(2009)12―0035―07
　　
　　急剧的全球化、信息与通讯技术的深远影响、以及国际竞争下社会发展的强烈诉求,都成为世界各地教育改革和学习变革的发展动力。为了能够给知识时代的教育变革和学习革新提供足够的理论支持,研究者做了许多努力而有效的工作,他们从多维度审视来学习并试图建构新的多层面的学习理论体系。贾维斯(Peter Javirs,2006)从终身学习的角度出发提出了信息时代的综合学习理论[1],该理论认同学习的主体是完整的人,人类学习是一个包括身体、心理和体验的系列过程的综合,并将这种理论应用与在线教学材料的开发中。郑燕祥(Cheng,1998)从学校效能研究出发提出了知识时代的多元思维与多元创造理论[2],指出学校面对新世纪应该培养学习者五种不同智能,这为学校变革提供了一种系统框架;格雷松等(Garrison,Anderson&Archer,2000)提出了技术条件下的临场理论(Presence),该理论从学习的三个维度探究在线学习环境中的临场感[3],分别是认知临场、教学临场、与社会临场,最近关于在场的研究(Campbell & Cleveland,2005)则延伸到学习的另外一个重要层面――情感,提出了情感在场的研究角度[4];而昆因(Clark Quinn,2006)在教育模拟游戏开发研究中把情感作为一个重要的设计要素[5],上述体系阐述了不同视角和需求中的学习策略框架,面对快速变化的知识社会,还缺乏一种全面的框架,而要考虑技术条件下的学习新框架,同时整合传统学习观,必须对现有学习技术系统框架作深度的思考。
　　一 协同学习元模型
　　对于学习技术系统来说,学习理论与技术发展是互为作用的。近几十年中,技术的变革已经极大地改变了我们的生活方式,但在教育领域,技术的促变作用显得颇为缓慢。究其原因,依据传统的学习理论设计的学习技术系统难以满足培养适应社会需要和个体发展的知识工作者的要求。知识复杂性及其生态演化和技术持续革新使得教学和学习转型的需求剧增,同时个人和群体知识管理成为一种新景观,时代需要个体具备多重素养、问题解决和批判性思维能力。
　　基于对现有学习技术系统的考察,祝智庭教授及其团队指出现有学习技术系统框架表明了一种离散的思维,教育者和学习者在一种分裂的教学框架内行动,执行的是一种孤立的教学观,难以适应社会的要求。主要表现为:在交互层面,缺乏学习者与内容的深度互动;在通信结构层面,缺乏信息聚合机制;在信息加工层面,缺乏群体思维操作;在知识建构层面,缺乏分工合作与整合工具;在实用层面,信息、知识、行动、情感、价值缺乏有机联系。这种孤立严重影响到教学效能。基于此,祝智庭教授提出了协同学习(synergistic learning)这一概念,并构建了协同学习新框架及元模型,作为一种面向知识时代的基于创新的学习技术系统新框架[6]。协同学习以系统协同思想和知识创新为基础,对传统学习理论进行了拓展,以协同学习为基础的学习技术系统,将成为一种能够适应当前网络时代社会结构和技术要求、满足社会变革和学习创新需要的新框架。
　　
　　图1 协同学习系统(SLS)元模型
　　协同学习框架以系统协同思想和知识创新为基础。使用协同学习(synergistic learning)一词表明了一种协同学意义上的教学关系构建和教学结构变革。协同学习是对现有学习技术系统框架的突破:在信息、知识、行动、情感、价值之间建立有机的、协同发展的联系;交互层面,提供内容与学习者的深度互动;通信结构层面,提供信息聚合机制;信息加工层面,提供群体思维操作和合作建构机制。简而言之,我们将协同学习的基本原理归纳为“深度互动,汇聚共享,集体思维,合作建构,多场协调”。[7]
　　二 协同学习技术系统
　　协同学习技术系统是一个面向实践的创新模型。祝智庭团队研究采用学习科学领域的基于设计研究(DBR)方法(Collins,1992)[8],在理论-技术-实践的交互中构建面向知识时代的原创性的学习新框架。从技术层面开发了协同学习工具以支持协同学习,包括协同标注和协同建构两个子工具。标注工具的作用是将思维外化为符号;建构工具的作用是方便教师以图的形式描述集体思维。协同学习工具的作用是将课堂信息视觉化,通过将存在于学生们心理活动中的信息可视化来帮助教师形成决策,课堂信息包括学习者在学习过程中产生的疑问、概念、规则、过去经验的回忆、情感体验等内心的制品。
　　1 协同标注工具:ClassCT
　　协同标注工具的原理是,首先把学生头脑中的信息符号化,然后把符号汇聚起来,最后用算法生成适用于不同情境的逻辑视图。这就像医生诊断病情需要用CT机(computed tomology)获取分层扫描图那样,协同标注工具可比作教师用的CT机。符号化是非常关键的步骤,需要通过行为动作把内在的东西转换为符号并记录在媒介上。从具体操作的层面上看,教师把一份电子学习文档传递给所有学生,然后学生在文档上添加标注。一旦外化为符号之后,就可以用符号机器也就是计算机来快速地汇聚,加工这些符号,接着根据需要进一步生成各种逻辑视图。例如学生问题分布图等。
　　
　　图2 问题汇聚可视化
　　2 协同建构工具:ClassKC
　　协同建构工具实现了知识的集体建构和集体记忆的图式化呈现。了解一个问题的多种解法对于启发学生的思维是非常有帮助的,尤其同伴的解题方法更能引起班级中其他学生的兴趣。例如教师把作业本发给学生以后,对错误之处学生就很想知道别人是怎么做的。教师除了提供参考答案之外,还应该展现其他学生的正确解法。教师虽然可以在课堂上组织各种展示或者讨论形式,但是一旦下课,这些短时的集体记忆就消失了。若能将个人记忆汇聚成集体记忆并保存下来,那么可以帮助学生在期末复习的时候回忆起以前的课堂讨论,避免犯重复的错误。协同建构工具可以用来汇聚、加工和保存集体记忆。
　　三 研究设计
　　本实验以某大学本科班《信息技术与学科教学整合》课堂教学为实验环境展开,每周一次进行网络化教学,利用协同建构工具支持课堂教学和学生学习。实验前未告知本研究的数据收集之用,以保证数据的真实可靠,减少干扰。数据收集在任意抽取的两节课时间内,由教师控制并使用协同建构工具进行问题的讨论,问卷、问题、主题均进行课前设计。讨论的主题包括开放性的主题如对过程性评价主题的探讨、学程记录袋主题的探讨。
　　1 量表设计
　　为了解协同建构工具在教学中的使用情况和教学效果,本次实验设计了相应的量表进行调查。根据协同学习的五个基本原理“深度互动,信息汇聚,集体思维,合作建构,多场协同”,分别针对每个原则进行量化,并对综合学习效果进行相应的量表设计。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 　　2 量表信效度分析
　　在进行量表分析前必须对量表进行信效度的分析。量表的信度通过计算Alpha信度系数的具体数值,参考判断标准,对信度进行评价。通过分析可知,该量表各维度的内部一致性信度系数Alpha值均大于0.7,说明各项目基本上能够较好地反映其所在维度。并且整个量表的Alpha值达到0.9510,认为量表的信度很高。
　　效度分析是衡量综合评价体系是否能够准确反映评价目的和要求的一种分析方法。进行效度分析是对问卷的准确性即有效性进行研究,也就是检验问卷是否能够既简洁又准确地描述抽样数据的属性和特征以及它们之间的复杂关系。这里主要对问卷的内容效度和结构效度进行分析。
　　(1)内容效度:
　　采用相关分析的方法对量表各项的相关性进行分析,计算各题与总分之积差相关,相关系数越大表示该题越有鉴别度,一般在0.3以上,达到统计显著水平。通过数据分析,量表的每一项相关系数值都大于0.3,达到统计显著水平,说明量表的每一项都能较准确地反映所要表达的内容。
　　(2)结构效度:
　　对问卷进行结构效度分析,所使用的因素抽取法为主成分分析,并采取正交因素转轴,以因素的特征值大于1为取决。KMO值小于0.7不太适合因子分析,通过对各维度KMO值的统计,只有汇聚共享和合作建构两个维度的KMO值处于0.6～0.7之间,但其Bartlett球度检验给出的相伴概率为0.000,小于显著性水平0.05,因此认为适合于因子分析。
　　四 协同学习效果分析
　　该协同学习研究量表由六个分量表组成,每个分量表依次研究使用建构工具进行协同学习在深度互动、汇聚共享、合作建构、集体思维、多场协同五个方面的效果及整体综合效果。由于样本数量不多,所以我们以分量表为单位,取50%分为高低二组进行T检验。若量表中有反意题项,应将其逆向处理后再计算总分。我们将量表中,综合效果分量表中的第二、三、四题进行逆向处理后再进行分析。并根据信度和效度的分析结果,删除量表中汇聚共享分量表的第五题和第六题后,通过统计各项的平均值、标准差、众数等进行一般特征分析,了解总体情况。
　　统计结果如表1所示。
　　表1 协同量表的一般特征数据统计
　　
　　
　　
　　(1)深度互动
　　深度互动,反映使用建构工具进行交互的程度。结果如表2所示:该分量表的总均值达到4.000,且众数多达到4、5,表明在使用协同建构工具进行教学的过程中,学生之间,学
　　生与老师之间能很好地进行交互,交互程度较高。A3项众数为3.00,表明大部分同学认为使用该工具想法充分表达的程度不高。各项均差异显著。
　　
　　表2 深度互动情况
　　
　　
　　
　　(2)汇聚共享
　　汇聚共享,反映知识、信息的共享情况。结果如表3所示:该分量表的总均值为3.681,且众数多达到4、5,表明在使用协同建构工具进行教学的过程中,参与者能较好地共享他人的观点、信息,并且较多的学习者能分享自己的观点、资料等供其他学习者使用,共享程度较高。B7项众数为2.00,表明较多的学习者有了观点后,较少地与其他学习者交流就将其发表。B5、B6项差异不显著,其余各项均差异显著。
　　
　　表3 汇聚共享情况
　　
　　
　　
　　(3)合作建构
　　合作建构,反映该建构工具在知识共同建构方面的效果。结果如表4所示:该分量表的总均值为3.564,众数多达到4.00,表明使用协同建构工具进行教学,总体上能反映知识的合作建构,但其程度不是很高。且如C4、C5两项,均值都小于3.0,众数为2.00,表明学习者在参与使用建构工具学习时,对知识进行合作建构的意识不是很高。C3、C7项差异不显著,其余各项均差异显著。
　　
　　表4 合作建构情况
　　
　　
　　
　　(4)集体思维
　　集体思维,反映使用该工具教学对学生思维创新,发散思维,团队合作精神等方面的作用。结果如表5所示:该分量表的总均值为3.955,且众数均达到4、5,表明使用该协同建构工具进行教学,能较好地提高学习者群体的思维操作能力,培养良好的团队合作精神。各项均差异显著。
　　
　　表5 集体思维情况
　　
　　
　　
　　(5)多场协同
　　学习场是协同学习系统结构和功能发生和发展的具体空间,而这一学习场又是由多场协同作用而成。多场协同包括了互为作用的信息场、知识场、行动场、情感场和价值场(Zhu,2006),使其协同发展。结果如表6所示:该分量表的总均值为3.616,且众数绝大部分都为4.00,表明大部分学习者认为,使用该协同建构工具能提高学习者多场协同学习的意识。各项均差异显著。
　　
　　表6 多场协同情况
　　
　　
　　
　　(6)综合效果
　　综合效果,反映该建构工具使用的总体教学效果。结果如表7所示:该分量表的总均值为3.756,且众数绝大部分都为4.00,表明大部分学习者认为,使用协同建构工具进行教学,对促进学习者的共同学习,发散思维,知识的共同建构有较好的效果。各项均差异显著。
　　
　　表7 综合效果情况
　　
　　五 结论与问题讨论
　　协同学习是一种新的学习框架,在支持技术条件下的课堂教与学活动,从认知主体的社会性、认知过程的动力论和知识建构的生态观对当下的学习技术系统进行了重构[9]。基于协同学习原理的协同学习技术系统工具,是一种可视化的知识建构工具。本次研究即基于此工具的使用对学习者的学习过程及效果进行研究,通过《协同学习研究量表》的调查发现,协同学习技术系统能够支持学习者之间或学习者与辅导者之间形成良好的交互,实现有较高程度的的共享;并且支持培养学习者良好的团队合作精神,提高学习者的群体思维操作能力和多场协同学习的意识。研究中也发现,在协同学习技术系统情境的课堂教学中,形成了不同于一般网络讨论平台中参与者的社会关系网,使用该工具进行课堂问题的讨论,更容易快速地将学习者的观点想法汇聚到一起,主要是通过教师这一角色。教师在该网络中处于重要地位,他将所有学习者的信息汇聚并共享给所有学习者。但同时也存在一些问题:学习者之间的直接连接较少;学习者参与协同知识建构的意识不高。而且本研究进行的实验对象、实验中讨论主题、实验时间等因素,还存在不稳定性。实验针对特定的实验对象,研究的有效性和针对性还需进一步提升。
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　　参考文献
　　[1] Peter Javirs.Towards a Comprehensive Theory of Learning[M]. London: Routledge, 2006.
　　[2] Cheng, Y. C. The Knowledge Base for Re-engineering Schools: Multiple Functions and Internal Effectiveness[J]. International Journal of Educational Management, 1998:12(5), 203-224.
　　[3] Garrison, D. R., T. Anderson, and W. Archer. Critical inquiry in a text-based environment: Computer conferencing in higher education[J].The Internet and Higher Education,2000,(2�3): 1-19.
　　[4]Campbell&Cleveland Innes.Emotional Presence in the Community of Inquiry Model:The Students’ Viewpoint [DB/OL].
　　[5] Clark N. Quinn.Making It Matter to the Learner: e-Motional e-Learning[J], The eLearning Guild’s learning solutions: practical applications of technology for learning,2006.
　　[6] 祝智庭,王佑镁,顾小清.面向知识时代的协同学习技术系统新框架[J].中国电化教育,2006,(4):5-9.
　　[7] Zhiting Zhu, Youmei Wang, Hongwei Luo. Synergistic Learning for Knowledge Age: Theoretical Model, Enabling Technology and Analytical Framework[R].ICWL2007.
　　[8] Collins. A. Toward a design science of education[A], in E. Scanlon & T. O"Shea, eds., New directions in educational technology[C]. Springer-Verlag, 1992.
　　[9] Zhu Zhiting. Synergistic Learning: A New Learning Paradigm in Connected Age[R]. Keynotes on Advanced Seminar of 1st Global ET Summit Conference.Shanghai, China.July 30, 2006.
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