CSCL中群體感知工具能提升學習效果嗎？

摘要：計算機支持的協作學習環境難以傳達可視化的非語言線索，需要應用群體感知工具促進知識建構和任務完成，但群體感知工具對不同條件下學習效果的影響并不清楚。對此，文章基于2002～2021年國內外35篇在計算機支持的協作學習（Computer-Supported Collaborative Learning，CSCL）中應用群體感知工具的實證研究文獻進行元分析，發現群體感知工具有助于促進學習者認知、元認知、社會情感與動機的發展，且其應用于自然科學的學習效果顯著優于社會科學；另外，群體感知工具應用于混合式學習情境下的多人協作中，提供多種類型感知信息、將識別主體細化到個人且不支持個人與同伴比較時學習效果更佳，但這種優勢不顯著。基于此，文章針對未來CSCL中群體感知工具的設計與應用提出建議，以提升協作學習的效果。

關鍵詞：群體感知工具；CSCL；學習效果；協作學習；元分析

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2023）03—0065—10 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2023.03.007

一 研究背景

協作學習是涉及認知、元認知、社會情感與動機的復雜過程，有助于促進知識建構和高階思維能力的提升^[1]。隨著信息技術的發展，CSCL成為重要的協作學習方式。但是，大多數CSCL使用基于文本的計算機中介通信系統，不利于傳達可視化的非語言線索，學習者難以感知協作過程，因此常常面臨很多挑戰，如難以動態調整學習策略、難以有效溝通和協調活動進程等^[2]。

群體感知（Group Awareness）最早出現于計算機支持的協同工作領域，是指小組內部工作者通過共享信息感知和理解彼此的行為^[3]。隨后，群體感知被拓展至CSCL中，表示學習者對其他小組成員行為、認知、社會性特征等信息的認識和理解^[4]，這些感知信息往往通過群體感知工具呈現。早期的群體感知工具主要提供面對面環境中可以看到、但CSCL虛擬環境中難以直接感知的物理關系信息，如同伴數量、空間位置等。隨著研究的深入，群體感知工具逐漸超越對面對面環境的簡單模仿，并提供小組成員隱藏的心理狀態信息，如學習者的知識結構、協作態度、社交關系等^[5]。

已有研究圍繞CSCL開發了較多的群體感知工具，但其實際應用效果尚未形成統一的定論，主要觀點有：①群體感知工具能顯著提升學習效果。例如，Phielix等^[6]通過群體感知工具可視化地呈現了高中生在寫作任務中對小組成員認知和社交表現的態度，發現使用群體感知工具的小組經歷的認知沖突水平較低，對協作問題解決的態度更積極；陳向東等^[7]基于群體感知框架設計了支持四年級學生閱讀學習的工具，有效激發了學習者認知、元認知、社會情感與動機方面的調節行為。②群體感知工具對學習效果的提升沒有顯著作用。例如，Kimmerle等^[8]在工資計算任務中發現，過分關注群體感知信息會使學習者分心，降低學習投入度，影響學習效果；李艷燕等^[9]將支持跨組信息可視化的群體感知工具應用于大學英語協同寫作中，發現使用該工具的學習者和未使用該工具的學習者在情感投入上沒有顯著差異。雖然歐陽嘉煜等^[10]總結了國外研究中群體感知工具對學習過程、群體績效和個人績效支持作用的分布情況，但缺少對具體應用效果的量化評估。此外，很少有研究對比分析不同條件下群體感知工具的應用效果。

基于上述分析，本研究對2002～2021年國內外相關的實證研究文獻進行元分析，以探究群體感知工具對認知、元認知、社會情感與動機方面學習效果的影響，并分析不同研究情境、學科背景、小組規模、感知信息類型、感知信息對比性、感知信息粒度下其應用效果的差異。

二 研究設計

1 研究方法

本研究采用元分析（Meta-analysis），對2002～2021年國內外相關的實證研究文獻進行綜述。元分析是一種綜合多個實驗或準實驗的結果，通過能反映干預效果的效應量考察整體效應的分析方法^[11]，可有效克服傳統文獻綜述的局限性，形成一致、普適而精確的結論^[12]。

為避免受不同研究樣本量差異的影響，本研究采用效應量的無偏估計Hedges’g作為效應量指標。當效應量＜0.2時，影響效果不顯著；當效應量介于0.2～0.5之間時，影響較小；當效應量處于0.5～0.8之間時，具有中等影響；當效應量＞0.8時，影響很大^[13]。計算效應量后，本研究進一步利用Q檢驗法，對研究中其他可能影響結果的調節變量進行調節效應分析。

本研究使用的分析工具是CMA 3.0軟件，將實驗組和對照組（或單組實驗的前、后測）中相應變量的平均值、標準差、樣本量等原始數據與編碼結果輸入軟件，運行分析即可得到結果。

2"文獻搜集與選取

本研究分兩輪搜集文獻：①采用大范圍檢索的方式，在中國知網、萬方數據庫中以“CSCL”amp;“感知”、“協作”amp;“感知”為關鍵詞，在Web of Science、SpringerLink中以“CSCL”amp;“group awareness”、“collaborative”amp;“group awareness”為關鍵詞，檢索起止時間為2002～2021年，且為被CSSCI、SSCI收錄的文獻。剔除重復文獻后，獲得文獻790篇。閱讀所獲文獻的標題和摘要，剔除不涉及CSCL環境、未應用群體感知工具、不是實證研究的文獻，剩余51篇文獻。②采取“滾雪球”的方式，對已獲得文獻的參考文獻進行二次檢索，獲得9篇文獻。

深入閱讀兩輪檢索獲得的60篇文獻全文，本研究根據以下標準做進一步篩選：①必須關注群體感知工具在學習中的應用效果；②必須屬于實驗或準實驗研究，單組實驗有前、后測的對照，而多組實驗包含一個應用群體感知工具的實驗組及其相應的對照組；③必須呈現完整的統計數據結果。通過兩輪文獻檢索與篩選，本研究最終得到35篇符合篩選標準的文獻，包括國內的3篇CSSCI文獻和國外的32篇SSCI文獻，具體的文獻篩選過程如圖1所示。

3"文獻編碼

本研究從協作學習涉及的認知、元認知、社會情感與動機三個層面分析群體感知工具的應用效果，調節變量包括研究情境、學科背景、小組規模、感知信息類型、感知信息對比性和感知信息粒度。其中，感知信息分為三類：①認知感知，指學習者的先驗知識與現有知識水平；②行為感知，關注學習者的活動與貢獻；③社會感知，側重小組的交互模式^[14]。而感知信息對比性指自身與其他同伴的信息是否可以比較，感知信息粒度則指感知信息是否具體到個人^[15]。

依據設定的規則，兩名研究者對所獲文獻進行獨立編碼，Kappa系數值=0.913，說明編碼具有較高的一致性。經過對異議項的充分討論，最終得到36個效應量樣本，部分編碼如表1所示。

三 研究結果

1"效應量分布與異質性檢驗

效應量分布漏斗圖如圖2所示，可以看出大部分效應量相對均勻地分布在中上方有效區域內。Egger’s回歸檢驗不顯著（p＞0.05），截距為2.142，95%CI為[-0.266， 4.550]，說明存在發表偏倚的可能性較小，元分析結果穩定。Q值為124.397（p＜0.001），I²為71.864%，說明樣本間存在異質性，有71.864%的變異由效應量的真實差異造成。基于上述數據分析結果，本研究采用綜合考慮了組內與組間變異的隨機效應模型，進行效應量分析。

2"群體感知工具對學習效果的整體效應檢驗

群體感知工具對學習效果的整體效應檢驗結果如表2所示，可以看出隨機效應模型的檢驗結果涉及36個樣本，效應量為0.605（p＜0.001）。依據前文所述的效應量劃分標準，可知群體感知工具對學習效果具有中等影響。

3"群體感知工具對不同層面及其具體維度學習效果的效應檢驗

群體感知工具在不同層面學習效果的檢驗結果如表3所示，可以看出：絕大多數研究關注群體感知工具在認知層面的作用，效應量為0.573（p＜0.001），對其學習效果具有中等影響；也有部分研究關注群體感知工具在元認知、社會情感與動機層面的作用，效應量均略高于認知層面，分別為0.767（p＜0.05）、0.608（p＜0.001），同樣對其學習效果具有中等影響。

群體感知工具對不同層面具體維度學習效果的檢驗如表4所示，可以看出：①認知層面，學習表現、認知投入、行為投入的效應量分別為0.611（p＜0.001）、0.498（p＜0.01）、0.492（p＜0.01），說明群體感知工具對學習表現具有中等影響，而對認知投入、行為投入的影響較小。②元認知層面，自我調節的效應量為0.352（p＜0.05），說明群體感知工具對自我調節的影響較小；社會共享調節的效應量為1.076（p＜0.001），說明群體感知工具對社會共享調節的影響很大。③社會情感與動機層面，情感投入、協作傾向、協商話語的效應量為0.734（p＜0.05）、0.471（p＜0.05）、0.705（p＜0.01），說明群體感知工具對情感投入、協商話語具有中等影響，而對協作傾向的影響較小。

4 調節變量檢驗

針對不同調節變量維度的應用效果，異質性檢驗結果表明，除了學科背景下的“社會科學”和感知信息粒度下的“不可識別到個人”未達到顯著水平（p＞0.05），需要使用固定效應模型，其他維度均可采用隨機效應模型得出相應的效應量，具體如表5所示。

①不同研究情境下的學習效果：群體感知工具的研究情境包括在線協作學習和線上、線下相結合的混合式學習。其中，在線協作學習的效應量為0.543（p＜0.001），說明群體感知工具應用于在線協作學習的學習效果中等；混合式學習的效應量為0.763（p＜0.001），其學習效果略優于在線協作學習，但不具有顯著差異（p＞0.05）。

②不同學科背景下的學習效果：應用群體感知工具的學科眾多，主要可分為社會科學和自然科學兩類。其中，社會科學的效應量為0.362（p＜0.001），說明群體感知工具應用于社會科學的學習效果較差；而自然科學的效應量為0.711（p＜0.001），且與社會科學的組間差異達到6.649（p＜0.05），說明群體感知工具應用于自然科學的學習效果顯著優于社會科學。

③不同小組規模下的學習效果：應用群體感知工具進行協作學習的小組主要分為兩人組和至少由三人構成的多人組。其中，兩人組的效應量為0.388（p＜0.05），說明群體感知工具對其學習效果的影響較小；多人組的效應量為0.672（p＜0.001），比兩人組的學習效果稍好，但組間差異并不顯著（p＞0.05）。

④不同類型感知信息下的學習效果：群體感知工具提供的感知信息分為認知感知、行為感知和社會感知三類，部分群體感知工具只提供其中一種類型的感知信息，也有部分群體感知工具同時提供多種類型的感知信息。其中，只提供單一類型感知信息的群體感知工具對學習效果的效應量為0.537（p＜0.001），具有中等影響；而提供多種類型感知信息的群體感知工具對學習效果的效應量稍高，為0.733（p＜0.001），但與前者的差異未達到顯著水平（p＞0.05）。

⑤不同感知信息對比性下的學習效果：絕大多數群體感知工具支持個人與同伴感知信息的相互比較，也有少數群體感知工具不具有此功能。個人與同伴可比的群體感知工具對學習效果的效應量為0.592（p＜0.001），具有中等影響；個人與同伴不可比的群體感知工具對學習效果的效應量稍高，為0.718（p＜0.01），但與前者相比并沒有顯著優勢（p＞0.05）。

⑥不同感知信息粒度下的學習效果：絕大多數群體感知工具可識別到個人，也有個別群體感知工具不可識別到個人，而是只提供群體層面的宏觀信息。其中，可識別到個人的群體感知工具對學習效果的效應量達0.616（p＜0.001），具有中等影響；不可識別到個人的群體感知工具對學習效果的效應量較低，為0.455（p＜0.01），但與前者的差異并不顯著（p＞0.05）。

四 研究結論

本研究通過對2002～2021年國內外在CSCL中應用群體感知工具的35篇實證研究文獻進行元分析，闡述了群體感知工具對學習效果的整體影響，以及群體感知工具對不同層面及其具體維度、不同調節變量維度學習效果的影響，所得研究結論主要如下：

1"群體感知工具有助于促進認知、元認知、社會情感與動機的發展

整體而言，群體感知工具對學習效果具有中等影響，能促進認知、元認知、社會情感與動機的發展，尤其是對元認知層面社會共享調節的影響很大。社會共享調節的發生需要在宏觀層面明確個人和小組的目標規劃、任務進展、成員貢獻等^[36]，而群體感知工具為其提供了必要的信息基礎，使學習者能夠追蹤小組成員學習過程中認知、行為和社交狀態的變化，了解團隊的協作進展，從而根據自身需要調整學習目標、策略或情感狀態，提高學習主動性和協作有效性。

2"群體感知工具對不同學科學習效果的影響存在顯著差異

群體感知工具應用于自然科學的學習效果顯著優于社會科學。究其原因，主要在于自然科學具有“主客二分”的特征，所研究的客體不會對主體做出有意識的反應^[37]，學習者難以獨立地建立探究內容與先驗知識的聯系，對群體感知信息的需求更強；而社會科學研究的現象涉及人本身，“同類相知”使主客體間更具接近性^[38]，學習者更容易結合自身經驗解決學習過程中遇到的問題，獲取群體感知信息的需求相對較弱。盡管群體感知工具應用于社會科學的學習效果不如自然科學顯著，但也仍然具有一定的積極作用。

3"群體感知工具對不同調節變量維度學習效果影響的組間差異不顯著

在調節變量維度，除了學科背景，群體感知工具對不同研究情境、不同小組規模、不同類型感知信息、不同感知信息對比性、不同感知信息粒度學習效果的影響組間差異都不顯著。盡管如此，通過對比效應量大小，可以發現下述情況的學習效果相對而言更佳：①群體感知工具應用于混合式學習情境下的多人協作中學習效果更佳。具體來說，群體感知工具應用于混合式學習的學習效果略優于在線協作學習，這可能是由于混合式學習既為學習者提供了豐富的在線學習資源和開放的學習環境，又有助于學習者面對面地交流討論，能高效解決群體感知信息所反映的問題，提升了學習效果。另外，相較于兩人組，群體感知工具應用于多人組的學習效果較好，這可能是由于兩人協作時，小組成員的多樣性與互補性較弱，獲得的感知信息有限；而多人協作時，產生的感知信息和可利用的認知資源更豐富^[39]，群體感知工具的應用價值也更高。②群體感知工具提供多種類型感知信息、將識別主體細化到個人且不支持個人與同伴比較時的學習效果更佳。具體來說，利用群體感知工具提供多種類型感知信息比只提供單一類型感知信息的學習效果更好，原因主要在于綜合多維度的感知信息有助于全面了解協作學習過程，提升協作的積極性和質量^[40]。另外，將識別主體細化到個人，有助于學習者充分了解協作學習過程中自身的學習狀態；但當個人與比自己更優秀的人進行上行比較時，個人容易產生嫉妒情緒和相對剝奪感^[41]，從而降低學習者的參與積極性，不利于提升學習效果。

五 研究建議

根據上述研究結論，本研究針對未來CSCL中群體感知工具的設計與應用提出建議：

①推進群體感知工具的應用，深化其對元認知、社會情感與動機兩個層面學習效果影響的認識。元分析結果表明，群體感知工具有助于促進認知、元認知、社會情感與動機的發展。但是，相較于認知層面，已有研究對元認知、社會情感與動機兩個層面的關注較少。因此，未來可以運用多種方法深入分析群體感知工具對促進學習者元認知、社會情感與動機發展的作用機制，發揮群體感知工具對促進社會共享調節發生的優勢作用，探索運用群體感知工具促進自我調節發生和協作傾向轉變的有效途徑。

②結合學科特點，多途徑提升群體感知工具應用于不同學科的學習效果。元分析結果表明，群體感知工具應用于自然科學的學習效果顯著優于社會科學。因此，在自然科學的教學實踐中，可以繼續發揮群體感知工具的優勢，來促進學習者的學習；而對于社會科學類學科，同樣存在需要協作解決的復雜問題，可以結合實際需要選擇是否使用群體感知工具，并盡量安排多人協作的方式開展混合式學習，以引導學習者充分討論多種類型感知信息反映的問題，從而提升群體感知工具的應用效果。

③提供類型豐富的細粒度感知信息，避免上行比較的消極影響。在設計群體感知工具時，應盡量提供多種類型的感知信息，以幫助學習者全面了解小組成員的認知水平、行為狀態和交互模式，及時調整學習行為。同時，也應提供細化到個人的感知信息，引導學習者進行自我評價與反思，并注意不要讓個人與同伴進行比較。

本研究對2002～2021年國內外在CSCL中應用群體感知工具的35篇實證研究文獻進行了元分析，并針對未來CSCL中群體感知工具的設計與應用提出了有針對性的建議，有助于深化學習者對群體感知工具的認識，提升協作學習的效果。需要指出的是，本研究也還存在一些不足，如對學科背景、小組規模等調節變量的具體維度未進行更細的劃分。后續研究需要進一步細化調節變量的分類，并探索其他調節變量下群體感知工具的應用效果。

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Can Group Awareness Tools in CSCL Improve Learning Effect？

——A Meta-Analysis Based on 35 Emprical Studies"at Home and Abroad from 2002 to 2021

MAO"Zi-qi¹""""LI Yan-yan^{1[Corresponding Author]}""""ZHANG"Mu-hua²""""LI"Xiao-ran³""""LI Xin¹

（1. Faculty of Education， Beijing Normal"University， Beijing， China 100875;

2. College of Elementary Education， Capital Normal University， Beijing， China 100048;

3. Advanced Innovation Center for language Resources， Beijing Language and Culture University， Beijing， China 100083）

Abstract： It is difficult to convey visual nonverbal cues in"computer-supported collaborative learning environment， and group awareness tools are needed to promote knowledge construction and task completion. However， the effect of group awareness tools on"learning effect"under different conditions is still unclear. Therefore， a"meta-analysis based on 35 empirical studies at home and abroad"of using group awareness tools in computer-supported collaborative learning （CSCL） from 2002 to 2021， it was"found that group awareness tools could"promote"the development of learners’ cognition， metacognition， social emotion and motivation， and the learning"effect of group awareness tools in natural science"was significantly better than that"in social science. In addition，"the group awareness tools were applied into"the multi-person collaboration under blended learning situation， which could provide multiple types of awareness information，"refine the recognition subjects to"individuals"and not support"the better"learning effect in the comparison between individuals and their peers，"and this advantage was"insignificant. Accordingly， this"paper"put forward suggestions for the design and application of group awareness tools in future CSCL，"in order to improve the effect of collaborative learning.

Keywords："group awareness tool; CSCL; learning effect; collaborative learning; meta-analysis

*基金項目：本文受北京市自然科學基金“面向數字社會發展的智慧教育支持服務關鍵技術研究”（項目編號：9222019）、國家自然科學基金“融合多模態學習分析的協作過程監測與智能反饋研究”（項目編號：62277006）資助。

作者簡介：毛子琪，在讀碩士，研究方向為計算機支持的協作學習，郵箱為maozq@mail.bnu.edu.cn。

收稿日期：2022年8月25日

編輯：小米