協同學習技術系統及其多場學習效果研究

王佑鎂 祝智庭

【摘要】以協同學習為基礎的學習技術系統,是一種能夠適應當前網絡時代社會結構和技術要求、滿足社會變革和學習創新需要的新框架。基于試驗研究和量化統計,分析了協同學習技術系統情境中的學習效果。結果表明,協同學習技術系統能夠支持學習者之間或學習者與輔導者之間形成良好的交互,實現有較高程度的共享;并且支持培養學習者良好的團隊合作精神,提高學習者的群體思維操作能力和多場協同學習的意識。

【關鍵詞】協同學習技術系統;學習效果;協同學習

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A【論文編號】1009—8097(2009)12—0035—07

急劇的全球化、信息與通訊技術的深遠影響、以及國際競爭下社會發展的強烈訴求,都成為世界各地教育改革和學習變革的發展動力。為了能夠給知識時代的教育變革和學習革新提供足夠的理論支持,研究者做了許多努力而有效的工作,他們從多維度審視來學習并試圖建構新的多層面的學習理論體系。賈維斯(Peter Javirs,2006)從終身學習的角度出發提出了信息時代的綜合學習理論[1],該理論認同學習的主體是完整的人,人類學習是一個包括身體、心理和體驗的系列過程的綜合,并將這種理論應用與在線教學材料的開發中。鄭燕祥(Cheng,1998)從學校效能研究出發提出了知識時代的多元思維與多元創造理論[2],指出學校面對新世紀應該培養學習者五種不同智能,這為學校變革提供了一種系統框架;格雷松等(Garrison,Anderson&Archer;,2000)提出了技術條件下的臨場理論(Presence),該理論從學習的三個維度探究在線學習環境中的臨場感[3],分別是認知臨場、教學臨場、與社會臨場,最近關于在場的研究(Campbell & Cleveland,2005)則延伸到學習的另外一個重要層面——情感,提出了情感在場的研究角度[4];而昆因(Clark Quinn,2006)在教育模擬游戲開發研究中把情感作為一個重要的設計要素[5],上述體系闡述了不同視角和需求中的學習策略框架,面對快速變化的知識社會,還缺乏一種全面的框架,而要考慮技術條件下的學習新框架,同時整合傳統學習觀,必須對現有學習技術系統框架作深度的思考。

一 協同學習元模型

對于學習技術系統來說,學習理論與技術發展是互為作用的。近幾十年中,技術的變革已經極大地改變了我們的生活方式,但在教育領域,技術的促變作用顯得頗為緩慢。究其原因,依據傳統的學習理論設計的學習技術系統難以滿足培養適應社會需要和個體發展的知識工作者的要求。知識復雜性及其生態演化和技術持續革新使得教學和學習轉型的需求劇增,同時個人和群體知識管理成為一種新景觀,時代需要個體具備多重素養、問題解決和批判性思維能力。

基于對現有學習技術系統的考察,祝智庭教授及其團隊指出現有學習技術系統框架表明了一種離散的思維,教育者和學習者在一種分裂的教學框架內行動,執行的是一種孤立的教學觀,難以適應社會的要求。主要表現為:在交互層面,缺乏學習者與內容的深度互動;在通信結構層面,缺乏信息聚合機制;在信息加工層面,缺乏群體思維操作;在知識建構層面,缺乏分工合作與整合工具;在實用層面,信息、知識、行動、情感、價值缺乏有機聯系。這種孤立嚴重影響到教學效能。基于此,祝智庭教授提出了協同學習(synergistic learning)這一概念,并構建了協同學習新框架及元模型,作為一種面向知識時代的基于創新的學習技術系統新框架[6]。協同學習以系統協同思想和知識創新為基礎,對傳統學習理論進行了拓展,以協同學習為基礎的學習技術系統,將成為一種能夠適應當前網絡時代社會結構和技術要求、滿足社會變革和學習創新需要的新框架。

圖1 協同學習系統(SLS)元模型

協同學習框架以系統協同思想和知識創新為基礎。使用協同學習(synergistic learning)一詞表明了一種協同學意義上的教學關系構建和教學結構變革。協同學習是對現有學習技術系統框架的突破:在信息、知識、行動、情感、價值之間建立有機的、協同發展的聯系;交互層面,提供內容與學習者的深度互動;通信結構層面,提供信息聚合機制;信息加工層面,提供群體思維操作和合作建構機制。簡而言之,我們將協同學習的基本原理歸納為“深度互動,匯聚共享,集體思維,合作建構,多場協調”。[7]

二 協同學習技術系統

協同學習技術系統是一個面向實踐的創新模型。祝智庭團隊研究采用學習科學領域的基于設計研究(DBR)方法(Collins,1992)[8],在理論-技術-實踐的交互中構建面向知識時代的原創性的學習新框架。從技術層面開發了協同學習工具以支持協同學習,包括協同標注和協同建構兩個子工具。標注工具的作用是將思維外化為符號;建構工具的作用是方便教師以圖的形式描述集體思維。協同學習工具的作用是將課堂信息視覺化,通過將存在于學生們心理活動中的信息可視化來幫助教師形成決策,課堂信息包括學習者在學習過程中產生的疑問、概念、規則、過去經驗的回憶、情感體驗等內心的制品。

1 協同標注工具:ClassCT

協同標注工具的原理是,首先把學生頭腦中的信息符號化,然后把符號匯聚起來,最后用算法生成適用于不同情境的邏輯視圖。這就像醫生診斷病情需要用CT機(computed tomology)獲取分層掃描圖那樣,協同標注工具可比作教師用的CT機。符號化是非常關鍵的步驟,需要通過行為動作把內在的東西轉換為符號并記錄在媒介上。從具體操作的層面上看,教師把一份電子學習文檔傳遞給所有學生,然后學生在文檔上添加標注。一旦外化為符號之后,就可以用符號機器也就是計算機來快速地匯聚,加工這些符號,接著根據需要進一步生成各種邏輯視圖。例如學生問題分布圖等。

圖2 問題匯聚可視化

2 協同建構工具:ClassKC

協同建構工具實現了知識的集體建構和集體記憶的圖式化呈現。了解一個問題的多種解法對于啟發學生的思維是非常有幫助的,尤其同伴的解題方法更能引起班級中其他學生的興趣。例如教師把作業本發給學生以后,對錯誤之處學生就很想知道別人是怎么做的。教師除了提供參考答案之外,還應該展現其他學生的正確解法。教師雖然可以在課堂上組織各種展示或者討論形式,但是一旦下課,這些短時的集體記憶就消失了。若能將個人記憶匯聚成集體記憶并保存下來,那么可以幫助學生在期末復習的時候回憶起以前的課堂討論,避免犯重復的錯誤。協同建構工具可以用來匯聚、加工和保存集體記憶。

三 研究設計

本實驗以某大學本科班《信息技術與學科教學整合》課堂教學為實驗環境展開,每周一次進行網絡化教學,利用協同建構工具支持課堂教學和學生學習。實驗前未告知本研究的數據收集之用,以保證數據的真實可靠,減少干擾。數據收集在任意抽取的兩節課時間內,由教師控制并使用協同建構工具進行問題的討論,問卷、問題、主題均進行課前設計。討論的主題包括開放性的主題如對過程性評價主題的探討、學程記錄袋主題的探討。

1 量表設計

為了解協同建構工具在教學中的使用情況和教學效果,本次實驗設計了相應的量表進行調查。根據協同學習的五個基本原理“深度互動,信息匯聚,集體思維,合作建構,多場協同”,分別針對每個原則進行量化,并對綜合學習效果進行相應的量表設計。

2 量表信效度分析

在進行量表分析前必須對量表進行信效度的分析。量表的信度通過計算Alpha信度系數的具體數值,參考判斷標準,對信度進行評價。通過分析可知,該量表各維度的內部一致性信度系數Alpha值均大于0.7,說明各項目基本上能夠較好地反映其所在維度。并且整個量表的Alpha值達到0.9510,認為量表的信度很高。

效度分析是衡量綜合評價體系是否能夠準確反映評價目的和要求的一種分析方法。進行效度分析是對問卷的準確性即有效性進行研究,也就是檢驗問卷是否能夠既簡潔又準確地描述抽樣數據的屬性和特征以及它們之間的復雜關系。這里主要對問卷的內容效度和結構效度進行分析。

(1)內容效度:

采用相關分析的方法對量表各項的相關性進行分析,計算各題與總分之積差相關,相關系數越大表示該題越有鑒別度,一般在0.3以上,達到統計顯著水平。通過數據分析,量表的每一項相關系數值都大于0.3,達到統計顯著水平,說明量表的每一項都能較準確地反映所要表達的內容。

(2)結構效度:

對問卷進行結構效度分析,所使用的因素抽取法為主成分分析,并采取正交因素轉軸,以因素的特征值大于1為取決。KMO值小于0.7不太適合因子分析,通過對各維度KMO值的統計,只有匯聚共享和合作建構兩個維度的KMO值處于0.6～0.7之間,但其Bartlett球度檢驗給出的相伴概率為0.000,小于顯著性水平0.05,因此認為適合于因子分析。

四 協同學習效果分析

該協同學習研究量表由六個分量表組成,每個分量表依次研究使用建構工具進行協同學習在深度互動、匯聚共享、合作建構、集體思維、多場協同五個方面的效果及整體綜合效果。由于樣本數量不多,所以我們以分量表為單位,取50%分為高低二組進行T檢驗。若量表中有反意題項,應將其逆向處理后再計算總分。我們將量表中,綜合效果分量表中的第二、三、四題進行逆向處理后再進行分析。并根據信度和效度的分析結果,刪除量表中匯聚共享分量表的第五題和第六題后,通過統計各項的平均值、標準差、眾數等進行一般特征分析,了解總體情況。

統計結果如表1所示。

表1 協同量表的一般特征數據統計

(1)深度互動

深度互動,反映使用建構工具進行交互的程度。結果如表2所示:該分量表的總均值達到4.000,且眾數多達到4、5,表明在使用協同建構工具進行教學的過程中,學生之間,學

生與老師之間能很好地進行交互,交互程度較高。A3項眾數為3.00,表明大部分同學認為使用該工具想法充分表達的程度不高。各項均差異顯著。

表2 深度互動情況

(2)匯聚共享

匯聚共享,反映知識、信息的共享情況。結果如表3所示:該分量表的總均值為3.681,且眾數多達到4、5,表明在使用協同建構工具進行教學的過程中,參與者能較好地共享他人的觀點、信息,并且較多的學習者能分享自己的觀點、資料等供其他學習者使用,共享程度較高。B7項眾數為2.00,表明較多的學習者有了觀點后,較少地與其他學習者交流就將其發表。B5、B6項差異不顯著,其余各項均差異顯著。

表3 匯聚共享情況

(3)合作建構

合作建構,反映該建構工具在知識共同建構方面的效果。結果如表4所示:該分量表的總均值為3.564,眾數多達到4.00,表明使用協同建構工具進行教學,總體上能反映知識的合作建構,但其程度不是很高。且如C4、C5兩項,均值都小于3.0,眾數為2.00,表明學習者在參與使用建構工具學習時,對知識進行合作建構的意識不是很高。C3、C7項差異不顯著,其余各項均差異顯著。

表4 合作建構情況

(4)集體思維

集體思維,反映使用該工具教學對學生思維創新,發散思維,團隊合作精神等方面的作用。結果如表5所示:該分量表的總均值為3.955,且眾數均達到4、5,表明使用該協同建構工具進行教學,能較好地提高學習者群體的思維操作能力,培養良好的團隊合作精神。各項均差異顯著。

表5 集體思維情況

(5)多場協同

學習場是協同學習系統結構和功能發生和發展的具體空間,而這一學習場又是由多場協同作用而成。多場協同包括了互為作用的信息場、知識場、行動場、情感場和價值場(Zhu,2006),使其協同發展。結果如表6所示:該分量表的總均值為3.616,且眾數絕大部分都為4.00,表明大部分學習者認為,使用該協同建構工具能提高學習者多場協同學習的意識。各項均差異顯著。

表6 多場協同情況

(6)綜合效果

綜合效果,反映該建構工具使用的總體教學效果。結果如表7所示:該分量表的總均值為3.756,且眾數絕大部分都為4.00,表明大部分學習者認為,使用協同建構工具進行教學,對促進學習者的共同學習,發散思維,知識的共同建構有較好的效果。各項均差異顯著。

表7 綜合效果情況

五 結論與問題討論

協同學習是一種新的學習框架,在支持技術條件下的課堂教與學活動,從認知主體的社會性、認知過程的動力論和知識建構的生態觀對當下的學習技術系統進行了重構[9]。基于協同學習原理的協同學習技術系統工具,是一種可視化的知識建構工具。本次研究即基于此工具的使用對學習者的學習過程及效果進行研究,通過《協同學習研究量表》的調查發現,協同學習技術系統能夠支持學習者之間或學習者與輔導者之間形成良好的交互,實現有較高程度的的共享;并且支持培養學習者良好的團隊合作精神,提高學習者的群體思維操作能力和多場協同學習的意識。研究中也發現,在協同學習技術系統情境的課堂教學中,形成了不同于一般網絡討論平臺中參與者的社會關系網,使用該工具進行課堂問題的討論,更容易快速地將學習者的觀點想法匯聚到一起,主要是通過教師這一角色。教師在該網絡中處于重要地位,他將所有學習者的信息匯聚并共享給所有學習者。但同時也存在一些問題:學習者之間的直接連接較少;學習者參與協同知識建構的意識不高。而且本研究進行的實驗對象、實驗中討論主題、實驗時間等因素,還存在不穩定性。實驗針對特定的實驗對象,研究的有效性和針對性還需進一步提升。

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參考文獻

[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 Guilds learning solutions: practical applications of technology for learning,2006.

[6] 祝智庭,王佑鎂,顧小清.面向知識時代的協同學習技術系統新框架[J].中國電化教育,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.