基于社會網絡分析軟件的泛在學習交互分析

馬紅芝

(湖南科技學院 信息技術與教育系，湖南 永州 425199)

一 前言

泛在計算的提出引起人們對教與學的發生方式進行深入的探討，泛在學習的概念緊隨而生。泛在學習強調學習者、學習工具與學習環境三者無縫地融合在一起，強調建設境脈學習環境對于學習的重要性。理想的泛在學習應達到這樣一種狀態：任何人，在任何地方，任何時間，利用隨手可得的學習設備，能夠以自己的方式獲取所需要的學習信息與學習支持。[1]在泛在學習環境中，運用無線寬帶技術與應用服務創造學習者可以通過使用任何設備在任何時間、任何地點，以同步或異步的方式，充分獲取學習信息，進行更個人化、情境化、互動化學習活動的教育環境，實現更有效的學生中心教育。[2]以學生為中心的教學強調學習者的主動性和學習交互的及時性，而泛在學習環境中的教學在這兩者的基礎上還強調學習環境的真實性。

泛在學習環境下的教學進程中教師起指導和引領的作用，學習者在教師指導下主動思考與探索，自主獲得知識并參與實踐，教師和學習者處于平等的地位，師生交互方式發生改變。那么，泛在學習環境下以何種交互方式開展教學活動能夠吸引學生積極參與？哪一種交互方式的交互效果最優？這是本研究以期解決的問題。

二 社會網絡分析軟件

社會網絡分析（Social Network Analysis, SNA）是一種普遍用于研究社會過程和問題的研究方法。但由于分析過程中涉及大量數據的計算和處理，其實際應用范圍有限。近年來，隨著多種SNA可視化軟件的出現，社會網絡分析方法已經逐漸廣泛應用于各個領域。

UCINET和NetMiner是兩款典型的、擁有廣泛用戶基礎的SNS軟件。前者是由加州大學歐文（Irvine）分校的一群網絡分析者開發的綜合型SNA軟件，其中集成了一維和二維數據可視化分析軟件NetDraw、三維數據可視化分析軟件Mage、以及Pajek中用于大型網絡分析的部分程序。后者的知名度雖然不及前者，但其具備了SNA的基本數據處理功能，尤其是擁有強大的可視化功能，且操作界面直觀清晰，十分友好。

盡管兩款軟件的操作界面不盡相同，處理數據的具體操作也有較大差別，但兩者用于分析泛在學習過程中的社會網絡關系時，卻基本遵循以下步驟：[3]

(一) 準備數據，建立關系矩陣

這個步驟是社會網絡分析的重要的基礎性工作。SNA 中共有三種關系矩陣：鄰接矩陣（Adja-cency Matrix）、發生陣（Incidence Matrix）和隸屬關系矩陣（Affiliation Matrix）。

（二） 數據處理，進行SNA分析

數據的處理通常有測量和探索性分析兩種。后者操作比較復雜，其效率不僅與研究數據和研究問題自身相關，而且往往與研究者的技巧和經驗也有很大關系。

（三） 數據分析，得出結論

這是SNA分析的關鍵性工作。典型的分析內容有整體社會網絡結構（從出度、入度、核心度、密度等方面進行分析）、小團體分析以及派系重疊分析。

三 數據收集與研究方法

本研究針對師生交互、學習者交互、師生交互和學習者交互混合方式三種學習交互形式分別進行實驗，選擇15位學習者和1位教師組成實驗小組，針對每一種交互方式選擇難度相當的三個學習內容進行教學實驗（為方便分析，把師生交互小組命名為TS，學習者交互小組命名為SS，混合型交互小組命名為TS_Blend），每個小組均進行20分鐘的教學活動。主要記錄小組成員在教學過程中參與交互的人員、交互次數、與學習內容相關的發言比例、教師講授時間、學生發言時間等。把參與交互的人員和交互次數構建成鄰接矩陣以便于使用社會網絡分析軟件進行分析，轉化為鄰接矩陣的方法是以交互人員為行和列，行上人員作為交互發起者，列上人員作為交互接收者，兩者交叉處的數字表示兩者交互的次數，得到一個16行、16列的鄰接矩陣。

使用社會網絡分析軟件對實驗小組的交互情況進行分析，主要分析交互的頻次，即小組成員的度數，以查看教師和學生在交互中的位置；每種交互方式下小組的整體網絡屬性，即分析交互方式對小組整體網絡屬性是否有影響；通過分析教師和學生主導交互的時間，發起交互的次數等數據以分析不同的交互方式下交互效果。

四 數據分析與討論

（一）交互成員的度數分析

社會網絡分析中的度數是指與某節點直接相連的節點數，包括點出度和點入度，點出度是指節點指向其他節點的連線個數，點入度是指其他節點指向某節點的連線個數。從度數可以看出小組成員主動和被動發生交互的次數，以及哪些成員處于整體網絡的核心位置，處于核心位置的成員對交互貢獻比較大。使用社會網絡分析軟件UCINET生成TS、SS和TS_Blend三個小組的度數，如表1所示。

表1.TS、SS和TS_Blend三個小組成員的度數和核心度

由表1知，在師生交互為主的教學活動中（TS小組）教師的點出度和點入度都是成員中最高的，表明教師在交互中占據絕對的主導地位，控制著學習交互。同時也表明教師向大部分學習者提出問題，并得到了學習者的回應，只有少數學習者主動發言。與TS小組相比，混合交互方式下的教學活動中教師的度數有所減少，即教師對交互的控制力削弱，學生掌握有一定的交互控制能力，但是學生在交互中的主體位置仍然沒有體現出來。在生生交互為主的教學活動中（SS小組）教師的度數減少很多，而學生的度數有所增加，表明教師在提出問題后學生之間、學生與教師之間能夠積極討論，學生在教學活動中的自主地位得到提升。但是只有個別學生的度數增加，說明大部分學生沒有積極交互的傾向，被動交互的意識較強。

由表1知，TS和TS_Blend兩個小組中教師S1的核心度值最大，處于核心位置，是整個網絡的核心人物，其在交互中發揮了主導作用。在SS小組中教師的核心度值較小，而學生T2、T5、T8等具有較高的核心度值，這些成員處于核心位置，表明在生生交互為主的教學活動中學生自主控制交互行為，學生成為學習的主體，處于主導位置。

（二）交互成員的整體網絡屬性分析

從整體網絡屬性可以看出一個社會網絡的成員參與度、成員建立連接的難易程度、整體網絡傳輸效率等。使用社會網絡分析軟件NetMiner計算出三個實驗小組的整體網絡屬性如表2所示。

表2.TS、SS和TS_Blend三個小組整體網絡屬性

由表2可知，TS小組的密度最大，說明該小組成員聯系比較緊密，交互頻次大，這主要是由于教師提問次數多引起的。在SS小組和TS_Blend小組教師提問少，教師的引導作用弱于TS小組。TS小組的平均度較大，進行差異性分析發現三個小組之間差異性不顯著，表明三個小組平均每個成員與兩個成員交互。平均距離是指成員之間通過幾個成員才能建立交互關系，由表2知，TS小組只需2個人就可以建立交互關系。直徑是整體網絡的最大距離，直徑越大表明需要經過越多的人才能建立兩者之間的交互關系，TS小組直徑最小，只要經過3個人就可以把任何兩個人建立交互關系，而SS小組需要6個人，可見，教師主導交互對建立交互關系具有一定的促進作用。TS小組和TS_Blend小組的互惠性較大，表明兩個小組內有較多的成員之間發生了雙向關系。但是互惠性高的小組成員之間傳遞的冗余信息量大，而互惠性低的小組成員之間具有較小的信息冗余。TS小組的連通性高于其他兩個小組，表明TS小組成員交互的程度高于其他小組，這是因為TS小組中教師針對學生個人提問，針對性較強；而其他兩組教師多采用開放性的討論方式，雖然存在教師引導力減弱，學生容易偏離討論主題的問題，但是學生與學生之間的交互比較頻繁，學生能夠針對其他學生的回答給以分析和討論，學生之間的討論次數比較多。因此從有效性來看TS小組的交互效率低于SS和TS_Blend兩個小組。

圖1.TS_Blend、SS和TS三個小組整體網絡圖

在NetDraw軟件中以度數為標準繪制出三個小組的整體網絡分布圖（圖1），可知，在混合交互和師生交互方式下教師的節點最大，表明教師占據交互的中心位置，對交互控制力較大，能夠影響交互的發展。在生生交互方式下學生T1、T2等的節點比較大，說明這些學生對交互具有一定的控制力，學生的主體地位得到體現，學生的自主討論、自主學習活動交活躍。

（三）交互效果分析

從師生主導交互時間和師生交互參與度兩方面分析三種交互方式下的學習交互效果，對實驗過程中交互相關數據記錄如表3所示。

在時間分配方面，以交互為主的課堂教學中，由于其中交互性質的不同，從以師生交互為主，混合型到學習者交互為主的教學中教師主導交互時間的比重以此減少，說明隨著課堂交互方式的變化，教師在教學中占主導地位的時間會發生變化，在泛在學習環境下，由于不同交互技術手段的使用，師生在交互方面有所加強，課堂中學生的地位有所提高，導致教師在課堂中的主導地位下降，使得教學過程中的交互活動能在相對較為平等的環境下進行。

在參與度方面，學習者交互為主的課堂教學中，學生主動交互的次數最多，這種方式下教師提出問題為學生創建一種學習情境，學習者在情境中自由討論，自主學習，學習者掌握學習的進度。混合型交互方式的課堂中學習者的交互行為較少，教師引導學習者交互次數和時間增加導致學習者對教師存在依賴感，學習者之間的交互需要教師引導才能繼續進行。而在師生交互為主的教學中學生主動交互受到教師的制約最為嚴重，學生被動發生交互次數增加，學生主動發言次數較少，學習者交互完全依賴于教師，這很容易使教學活動變為灌輸式教學。在學習者交互為主的課堂中，學習者之間的交互比較熱烈，但是交互內容卻會偏離教學主題，并沒有達到促進學習者學習的目的。而在師生交互中，教師引導學習者，對學習者的注意力有一種牽制作用，保證其不脫離學習目標。

表3.三種交互方式教學過程中交互時間和次數分布表

泛在學習環境中，教學事件的主體處于分離的狀態，異地同步教學是主要形式。為防止學習者轉移注意力，教師必須與學習者交互，并對學習者的反應做出即時反饋。通過交互，教師一方面能夠了解學習者的學習狀態，合理分配教學活動；另一方面能夠監控學習者的學習行為，采取措施調動學習者的積極性。隨著交互程度的不斷加深，在課堂中可能會出現教師知識領域范圍之外的問題或疑問，這時學生可能會更多的求助于網絡等其他的信息源，此時，教師所起的作用更多的是學生完成知識構建或信息檢索的指導者，這對教師來說是一個挑戰，需要教師引導學習者之間積極開展交互行為，達到資源和知識在學習者之間流通。

五 結論

泛在環境中的教學應該豐富多彩、多元化，并且以學習者為中心。學習者可以充分利用網絡資源，可以與教師、學伴和其他學習指導者進行多方位的交互，師生之間、學習者之間的即時、有效的交互是關鍵。師生交互不應該是簡單的教學對話，要開拓交互形式，拓寬交互渠道，引導學生在泛在學習環境中主動學習。泛在學習環境下的協作學習具有很多優勢，教與學時空分離，學習者可以靈活地選擇交流的對象和學習工具；交互內容和過程信息可以自動記錄；交互的人數、方式可變。[4]

泛在學習環境下，知識、思考和情境相互緊密聯系，知識處在情境中并在行為中得到進步與發展。讓學習者在特定學習情境中，針對問題開展學習活動，良好的活動設計能夠促進學習者的學習。師問生答可以看成是學習交互的一種形式，適合學習者學習風格的問題回答方式在對學習者理解問題和獲得新知方面具有一定的積極意義。但是，單獨使用任何一種交互方式都不能照顧到每一位學習者，因此，教師要根據學習活動情況，對學習交互方式進行適當調整，有效地引導學習者參與學習交互。

[1]李盧一,鄭燕林.泛在學習的內涵與特征解構[J].現代遠距離教育,2009,(4):17-21.

[2]丁鋼.無所不在技術與研究型大學的教學發展[J].清華大學教育研究,2008,29(1)：46-48.

[3]王陸.典型的社會網絡分析軟件工具及分析方法[J].中國電化教育,2009,(4)：95-100.

[4]彭紹東.從面對面的協作學習、計算機支持的協作學習到混合式協作學習[J].電化教育研究,2010,(8):42-50.