在線環境下學習者協作解決問題的策略研究 *

胡小勇，李麗娟，鄭曉丹

(華南師范大學 教育信息技術學院，廣東 廣州 510631)

在線環境下學習者協作解決問題的策略研究 *

胡小勇，李麗娟，鄭曉丹

(華南師范大學 教育信息技術學院，廣東 廣州 510631)

該研究在綜述國內外在線環境中學習者協作解決問題的經驗與不足基礎之上，構建了在線環境中學習者協作解決問題策略的初步框架，并依托LAMS平臺開發了相應的在線課程。研究采用基于設計的研究(DBR)并歷經三輪循環實驗，結合問卷和訪談進行持續改進，最終形成了在線環境中學習者協作解決問題的策略。該研究從指導者、協作學習者和資源環境三個角度出發，以問題解決過程為主線來構建協作問題解決的策略：在情境創設階段，基于“最近發展區”理論設計在線協作解決的劣構問題；問題表征時指導者需提供部分學習材料，引導學生利用支架開展協作分析問題；在問題解決階段進行組內與組間協作，從多角度思考解決問題的方法；構建多元評價機制，將學習結果智慧共享；指導者引導學生將所學知識和能力進行遷移應用；同時添加“學前準備”環節避免在線協作問題解決學習中的信息迷航、目標偏移等問題，以期為在線學習者的協作問題解決提供理論和實踐指導。

在線環境；協作學習；問題解決；策略

一、研究問題的提出

在信息時代，社會對人才的要求越來越高，其中一個基本需求就是要求他們具備協作解決問題和項目開發的能力。《21世紀技能：為我們所生存的時代而學習》明確指出21世紀的“學習與創新技能”中包括“批判性思考和解決問題能力、溝通與協作能力、創造與革新能力”[1]，重視培養學習者協作解決問題的能力。近年來，國內學者一直非常重視問題解決、網絡環境、協作學習等的研究，新課程改革也明確指出要培養學生“分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”。

然而研究發現，在復雜的網絡環境下，學習者進行有效的協作問題解決學習并非易事。例如問題情境與學生知識脫節，學生缺乏有效的問題描述手段，造成學習者對要協作解決的問題表征不一，影響協作成效；師生間、生生間的協作研討“漂移現象”嚴重，難以或沒有圍繞主題目標的要求進行，阻礙了問題的有效解決[2]；在線環境中信息資源量大且協作問題解決過程中的資源共享效率低，造成學生對信息質量、匹配度篩選的時間延長，容易信息迷航；學生網絡協作學習的意識不強，組內發言和組間討論不積極；學習者沒能得到及時的在線學習幫助，導致在線協作解決問題的學習不能順利進行[3]等。在此背景下，本研究以培養學生的在線協作解決問題能力為目標開展研究，以期為在線學習者提供指導。

二、同類研究綜述

在線環境中的協作問題解決，融合了基于問題的學習(Problem Based Learning)和計算機支持的協作學習(Computer Supported Cooperative Learning)的特點：它通過小組協作的形式，來達到問題解決的主旨；通過創設基于問題的學習情境來開展協作學習, 從而促進問題的有效解決[4]。

國外較早開展了協作問題解決學習，例如美國從1998年起在大學、中學、小學開展了“以項目為中心的學習”和“以問題為中心的學習”，培養學生自主學習和協作學習的興趣和能力，包括學會與人合作、自主決策、收集信息、解決問題等技能，使學生的智力、能力全面發展[5]。美國伊利諾斯大學數學與科學研究所曾開展過在線協作問題解決學習的“Superland”研究[6]，指出問題具有舉足輕重的地位，問題設計的好壞是影響學習效果的關鍵因素。目前，國外信息技術教育越來越關注在線環境中協作解決問題的研究，并指出協作參與在線課程的學習能夠滿足學習者的需求[7]。針對在線環境中學生參與意識不強、交流不深入的問題，Mayne等認為師生需做好前期準備，課程框架清晰，學習任務明確，“幫助鏈接”有效，教師進行有效監督和反饋[8]。針對協作解決問題過程中遇到的困難，Jared等指出學生可借助信息技術工具對問題進行搜索、收集并加工信息、解決問題，提高協作解決問題的能力[9]。國內的一些學者結合基于問題的學習和協作學習的特征及教育教學實踐評價效果的總結，提出了在線環境中協作問題解決學習的特征：要建構一個基于問題的、以學習者為中心的協作學習環境；鼓勵學習者多角度探索和分析學習內容；注重豐富的社會背景對學習的重要性；培養學習者的批判性思維和問題解決能力[10]。馬志強等針對在線環境中協作問題解決學習中的角色設計和問題情境進行了研究，將角色引入協作問題解決學習中,從協作任務和問題解決兩個維度構建了角色設計框架；分析了問題情境的基本特征,并針對上述特征提出由意義信息、支持信息和知識線索組成的問題設計結構，能夠增強學習者在線協作問題解決學習的效果[11]。

綜合文獻分析，國內外同類研究的優秀經驗主要有：(1)學習指導策略需針對協作解決問題活動中的各要素，即教師、學生、資源、環境等。研究學者尤其國外學者構建的學習策略并非是宏觀的、籠統的，而是具有很強的針對性，學習活動中的各關鍵要素均有相對應的策略支持。(2)結合維果茨基提出的“最近發展區”理論來設計協作解決問題的難度。在線協作解決的問題要難度適中、易于開展，并具有發散性和探究性、較強可行性和操作性，推動學習活動不間斷地展開。(3)小組是在線協作問題解決學習的主體。在背景情境提供的議題范圍基礎上，導學者提供部分學習材料，激發學生思考。由學生、小組通過“碰撞—質疑—分析—交流—表達”的環節，研究協作解決問題的生成[12]。(4)協作解決問題的過程要分階段、有層次的進行，多角度思考問題解決方案。采用一體化設計的思想，針對問題的復雜性，將問題進行分解，并保證每個階段任務的針對性和延伸性。鼓勵學生多角度思考解決問題的方法。(5)多種評價方法相結合，鼓勵小組內和小組間形成良性競爭機制。通過組內協作、組間對抗學習，組與組、成員之間相互合作，思想碰撞，取長補短，最終通過討論得到一致的答案。(6)教師要作為協作問題解決學習的“認知教練”，為學生提供指導。教師指導貫穿在學生協作問題解決學習的整個過程中，避免學生偏離學習問題，將學生遇到的難題進行轉換，變成學生容易解決的問題或問題組，幫助學生找到主問題解決的切入點。

三、研究設計

1. 研究技術路線

基于設計的研究[13](Design- based Research)簡稱DBR，是一種在真實自然的教育情境下而非在實驗室情境下開展的教育研究和評價，可以使用質的和量的方法收集和分析數據，是一種重復的分析、設計、實施與評價的迭代循環，教育干預隨著研究進程的需要而不斷做出調整，通過這樣一個研究過程來推動教育理論與實踐的同等發展。本研究采用DBR的研究范式，技術路線設計如圖2所示：

圖1 研究技術路線

本研究從理論和實踐兩個方面，采用基于設計的研究方法，首先通過查閱文獻提出在線環境中學習者協作解決問題的初步策略；其次選取課程《課堂教學技能訓練》作為設計、開發和應用的主題案例，將在線環境中學習者協作解決問題的策略應用于在線學習課程；然后將在線課程應用到教學中，在使用過程中不斷征求專家、教師和學生的意見，根據收集到的數據和意見改進策略以及課程本身；最后經過三輪實驗，歸納出在線環境中學習者協作解決問題的有效策略體系。

2. 構建在線協作解決問題策略的初步框架

基于上述分析，本研究從指導者、學習者和資源環境等角度出發，以問題解決的過程(情境創設—問題表征—問題解決—總結評價—遷移應用)為切入點，初步構建了在線環境中學習者協作解決問題的策略框架(如圖2所示)。

圖2 在線環境中學習者協作解決問題流程及初始策略構建

3. 技術平臺支撐

本研究選用學習活動管理系統(Learning Activity Management System，LAMS)作為在線學習的平臺。LAMS是由澳大利亞麥克夸利大學(Macquarie University)設計并開發的開源平臺，是目前獲得最多支持且應用最好的學習設計與活動導向的支持工具之一[14]。LAMS是一種設計、管理與發布線上合作式學習活動的創新工具，利用LAMS直覺化、視覺化的學習活動設計環境，教師可以設計并建構出一系列圍繞教學內容或者基于協作的學習活動，包括個人作業、小組討論和班級項目等。LAMS包含四大功能模塊，分別是管理模式、設計模塊、學習模塊和監控模塊。本研究充分利用LAMS平臺的優勢設計在線學習課程，其中應用設計模塊，通過LAMS可視化、易操作的界面，以信息化手段創建動態化的教學過程；應用管理模塊添加學習者和監控者，并進行相應的權限設置；學習者登陸學習平臺后，在序列化活動的引導下，自覺參與每一個學習活動單元，以自主、合作的學習形式來掌握相關的知識和技能；教師應用監控模塊對整個教學活動進行實時監控，了解學習者的學習動態，每個學習者的學習過程全程可視化。最后本研究利用LAMS搭建的在線學習課程進行實證研究。

四、研究實施過程

本研究選取華南師范大學教育信息技術學院2011級本科學生45名，采用基于設計的研究方法，循環三次對在線環境中學習者協作解決問題的策略進行設計、評價和優化，并通過調查研究對比三次研究的學習效果，檢驗該策略在提高學生在線協作解決問題能力方面是否發揮作用，最終確定在線環境中學習者協作解決問題的策略體系。

1.實驗準備階段

本研究選取了教育技術專業本科生必修課《教學系統設計》中教學技能的相關知識點，依據構建好的學習策略，設計了課程資源《課堂教學技能訓練》。其次通過LAMS平臺，教學者利用活動編輯界面中的各種活動模塊組，設計出一個完整的學習活動序列。當活動序列由學習者登陸啟用后，就依循箭頭符號按順序逐項完成所有學習內容，如圖3所示。

圖3 應用LAMS活動模塊組編輯活動序列示意圖

課題組在實驗前期，針對參與三輪實驗研究的學生進行了相關實驗說明，讓學生明確實驗的內容、目的以及注意事項等，并針對學生的在線協作學習技能進行了調查。調查結果顯示華南師范大學教育信息技術學院2011級本科45名學生都了解在線協作學習的相關理論知識，但缺少相應的在線協作學習經驗，并對本實驗的研究興趣高。根據前期調查結果以及學生的綜合測評成績，課題組將其分為三個等組，每組15人，分別參與本研究的三輪實驗。

2.第一輪實驗

通過前期策略的分析與構建，本研究組織學生進行自由分組，教師從中協調；學生以小組為單位登陸平臺按照課程指示進行相應學習。課程學習結束后，課題組對學生、教師和專家進行了問卷調查和深入訪談。鑒于在線協作學習活動的成功主要取決于協作團隊的交流能力、歸屬感和支持感[15]，所以調查問卷主要內容涉及學生對待在線協作學習的態度、問題解決過程中團隊協作狀況、信息處理能力、思維發展、學習支持、學習成果等方面。調查問卷采用李克特量表的五點量尺，從“非常不符合”到“非常符合”采用-2、-1、0、1、2計分方式。教師觀察集中在學生在線協作行為和小組協作學習成果方面；訪談內容主要是學生學習過程中存在的問題和意見以及專家對在線課程設計的意見。對調查問卷統計分析結果如表1所示。

表1 第一輪實驗調查問卷統計結果

經過問卷調查發現，編號為02、03、09、11和13的問題的得分率達到了0.4以上，具有較高的滿意度，但在小組協作、信息處理、學習支持和學習成果等方面的滿意度并不高。結合專家、教師和學生的訪談結果發現，學生的學習態度積極，小組成員之間相處融洽、彼此信任。同時也存在一些問題：(1)學生對平臺不夠熟悉，精力過多地用于平臺本身，往往忽略了課程的學習；(2)組內規范不明確，學習步調不一致，整體學習進度緩慢；(3)師生交流不及時，學生提出的問題不能做出適時的反饋；(4)多個任務的疊加使得學生對課程學習產生焦慮感，學習壓力大，學習任務重；(5)學生在老師的督促下勉強完成學習任務，但作品質量不高，學習效率低。

針對第一輪實驗研究的結果以及存在的問題，本研究將在線課程和初步策略做了如下調整：(1)簡化課程學習任務，減輕學生心理負擔。將課程學習過程中需要提交作業的環節設置為“組內階段性成果匯總”，并強調該成果匯總對今后學習的重要性，激發學生學習的積極性。(2)在學習流程中添加“學前準備”環節。在原有策略基礎上從“指導者”“學習者”和“資源環境”三個角度添加“學前準備”這一環節，除了強調指導者需要具備的能力以及資源環境需要具備的特點之外，“學前準備”還要進行以下工作：a.組織學生進行平臺的基礎學習，防止學生在學習過程中迷航；b.在學習者正式登陸平臺之前，組織學習者進行分組并明確組長人選，統籌小組內的整個學習過程。(3)LAMS平臺與其他軟件相結合。在LAMS平臺上，小組內部可以進行協作與交流；本研究還利用QQ軟件建立QQ群，加強師生之間的交流。每個學生可以將學習過程中遇到問題在QQ群里發布，教師進行實時指導，學生可以通過瀏覽歷史記錄或郵件中的問題以及解決方案，為自身的學習提供參考。

3.第二輪實驗

本研究對第二輪實驗過程做如下調整：(1)重新設計并改進在線學習課程，減輕學生負擔；(2)組織學生進行了LAMS平臺的相關學習，了解了平臺的特點以及基礎操作，為后面在線課程的學習做好鋪墊；(3)引導學生認真閱讀學習指導書，明確課程學習的目標和任務；(4)強調小組組長的職責，協調好組內成員，帶領組員按照課程指示進行相應學習。課程學習結束后進行問卷調查并統計分析，結果如表2所示。

表2 第二輪實驗調查問卷統計結果

表2在表1的基礎上著重分析小組協作、信息處理、學習支持和學習成果等方面，學生滿意度整體都有所提升，其中編號為01、04、06和12的問題得分率在0.4以上，學生反響良好；但編號為05、07、08、10、14的問題滿意度仍較低，其中07號問題的得分率與第一輪持平，而10號問題的得分率卻有所下降。結合專家、教師和學生的訪談結果發現問題主要體現在以下四個方面：(1)教師只是被動解答學生問題，沒有及時引導學生理清解決問題的思路；(2)針對網絡和平臺中過多的學習資源，學習者顯得無所適從；(3)課程內容緊湊性不強，不能持續吸引學習者的興趣和激發學習者的積極性；(4)評價機制不明顯，學生學習效果不好，最終提交作品的質量也不高。

針對第二輪實驗研究結果以及存在的問題，本研究做了如下調整：(1)在問題表征階段：a.教師作為問題生成過程的主持人，要適時引導學生形成理清問題的思路；b.引導學生通過繪制圖表或思維導圖簡化信息，對已有信息進行篩選，從而明確概念之間的關系，發現問題。(2)在問題解決階段：a.針對平臺提供的優秀文獻、案例以及網絡資源等，小組內部先進行分工再交流心得，提高學習效率；b.建議學生在問題解決過程中將查閱的優秀資源在平臺上共享，節省資源搜索時間；c.將大的問題分解為多個子問題，分階段、有層次地呈現給學生，吸引學生持續的注意力；d.組內協作與組間協作相結合，通過組間交流，各小組能夠拓展思維并及時糾正不必要的錯誤，促使問題更好的解決。(3)在總結評價階段：a.將最終成果進行智慧共享，不僅在平臺上共享，也可在其他網絡環境中共享；b.多種評價方法相結合，學生自評和組內互評、組間評價以及教師評價，促使學生盡最大努力高效完成學習任務。

4. 第三輪實驗

課題組依據第二輪所得經驗和策略將在線課程進行了再設計和改進，然后組織學生進行了第三輪實驗，并針對學生、教師和專家進行了問卷調查和深入訪談，數據分析結果如表3所示。通過第一輪和第三輪得分率的對比來分析比較經過多輪優化設計后學生的變化。運用SPSS17.0軟件對上述數據進行配對樣本t檢驗，結果如表4所示，差異顯著概率p=0＜0.05，說明兩次實驗的結果差異顯著。第一輪與第三輪的平均分值差為-0.20714，第三輪的平均分比第一輪的平均分高，因此在線協作解決問題的學習效果有了明顯的提高：經過三輪基于設計的研究，學生各方面能力均有所提高。學生即掌握了課堂教學相關技能，又提高了在線協作技能和問題解決的能力，同時學生通過在線協作解決問題的學習，學會了從不同角度思考問題，學會了相互欣賞、相互信任、彼此互助，學會了與人共享。

表3 第一輪與第三輪得分率統計表

表4 第一輪與第三輪配對樣本t檢驗結果成對樣本檢驗

五、研究成果

本研究依據基于設計的研究，通過問卷調查和深入訪談收集專家和學生意見，最終構建了在線環境中學習者協作解決問題的框架，如圖4所示。

圖4 在線環境中學習者協作解決問題的框架

圖4從指導者、學習者和資源環境三個角度出發，呈現了在線環境中學習者協作解決問題的框架結構，其中資源環境作為學習者學習過程的支撐平臺，除了網絡設備、媒體設備、課件資源、素材案例等軟硬件設施齊全、可用外，還需創設以學習者為中心的協作學習環境，適合學習者進行人際交往和學習交流；注重資源的有效性，并涵蓋問題的設計、生成、解決、評價等各環節。指導者與學習者策略如表5所示。

隨著互聯網的高速發展，新觀念、新技術與新工具使我們的學習與生活發生了根本改變，怎樣利用廣泛聯系的網絡實現更有效的學習，是本研究的出發點。本文從在線協作問題解決學習的角度出發，通過文獻閱讀和案例分析構建了在線環境中學習者協作解決問題的初步框架，通過基于設計的研究方法，依托LAMS平臺設計并開發在線學習課程，經歷三輪循環實驗不斷修改在線課程，通過問卷調查和深入訪談完善策略，最終構建了在線環境中學習者協作解決問題的框架和策略體系，并在實踐中驗證了該策略體系的有效性，為在線學習者提供理論和實踐上的指導。

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胡小勇：博士，博士生導師，教授，研究方向為信息化教學創新，信息化教師專業發展(huxiaoy@scnu.edu.cn)。

李麗娟：在讀研究生，研究方向為信息化教學創新(965812917@qq.com)。

鄭曉丹：在讀碩士，研究方向為信息化教學(627686873@qq.com)。

2014年11月27日

責任編輯：李馨 趙云建

Construction and Empirical Study on the Strategy of Online Learners Collaborate to Solve Problems

Hu Xiaoyong, Li Liyuan, Zheng Xiaodan
(College of Educational Information Technology, South China Normal University,Guangzhou Guangdong 510631)

The study made a comprehensive analysis of the excellent experience and the lack of domestic and international online learners collaborate to solve problems, and constructed a preliminary framework for collaborative problem-solving strategies of online learners, basing on the literature and case analysis. Here designed and developed an online course, relying LAMS platform and the initial strategy. The study designed a three-wheeled cycle through experiment by Design-based Research, modifying the online course and improving the strategies by questionnaires and in-depth interviews. Get the collaborative problem-solving strategies system of online learners: constructing strategies base on the process of problem-solving by the point of mentors, learners and resources environment. In the context of the creation stage, we could design the poor-configuration- problem situations based on the“recent developments” theory; Instructors should provide part of learning materials when problem representing, to guide learners to analyze problems using frames; Learners should collaborate within and between the group, reflecting on multiple solutions to the problem when problem solving; Building multivariate evaluation mechanisms, and sharing outcomes Intelligently; Mentors should guide learners to using the knowledge and the abilities they had learned to make migrating applications; while adding the part of the learning process “Pre-school preparation” to avoid Info Trek, target deviating and other issues, In order to provide guidance on the theory and practice for online learners.

Online; Collaborative Learning; Problem Solving; Strategy

G434

A

1006—9860(2015)01—0044—07

* 本研究受國家社會科學基金教育學青年課題“智慧學習環境下創造性人才培養模式的研究”(課題編號：CCA130131)、華南師范大學2013年學生課外科研重點課題“在線環境中學習者協作解決問題的策略構建與實證研究”(課題編號：13JXKA02)資助。