（课程与教学论专业论文）计算机支持下的协同学习研究.pdf

计算机支持下的协同学习研究 内容摘要 学科专业：课程与教学论研究方向：教学论 指导教师：靳玉乐研究生；赵剑 f “ i 协同学习是一种特殊的群体协同活动。协同学习的优点是支持能动的 学习和信息的深加工，同时它亦能发展学生的批判性思考、交流与合作技 能，使学生明了知识结构。对于协同学习的研究已有相当长的历史，至少 可以追述到皮亚杰和维果茨基早期的工作，但是只有到了最近，关于协同 学习的一些研究成果才被用于开发和设计实际的基于计算机的学习系统。 计算机支持下的协同学习因计算机网络能支持协同过程而成为可能。 这样的环境允许学生突破时间与地域的限制来一起学习，起交流，并有 、 助于学生进行高级认知活动。广7 一4 ” 本文分析了计算机支持下的协同学习的本质，并从协同学原理、协同 学习理论、建构主义心理学等多角度重新分析了群体交互过程的机制，提 出学习过程实际上应当是一个群体协同过程。计算机支持下的协同学习就 是在信息技术支持下建构的一种有计算机参与的特殊类型的协同学习模 式，它体现了“信息社会”、“学习化社会”对教育的新要求；最后，结 合实际应用系统的设计，进一步阐述了计算机支持下的协同学习的特点及 设计模式，并提出一些可供参考的多层次计算机支持下的协同学习的功能 ， 模型。f 我们的研究始终围绕并企图解决协同学习如何进行。教师如何控制 学习进程，计算机系统如何构建等核心问题而展开。，广、) 一 关键词：协同学习，合作学习，计算机辅助教学，群体交互活动，建构主义 as t u d y0 fc o m p u t e r - s u p p o r t e dc o o p e r a t el e a r n i n g m i j o r ：t h e o r y o fc u r r i c u l u ma n di n s t r u c t i o n s p e c i a l i t y ：t h e o r y o fi n s t r u c t i o n t a t o r ：p r o f y u l ej i n a u t h o r ：j i a nz h a o a b s t r a c t c o o p e r a t i v el e a r n i n gi sas p e c i a l i z e dt y p eo fg r o u pc o o p e r a t i v ea c t i v i t yt h e k e y b e n e f i tc l a i m e df o rc o o p e r a t i v el e a r n i n ga r et h a ti t s u p p o r t sa c t i v el e a r n i n g a n dd e e p p r o c e s s i n g o fi n f o r m a t i o n , i tc o na l s o d e v e l o p c r i t i c a l t h i n k i n g , c o m m u n l c a t i o na n dc o o r d i n a t i o n s k i l l s ，a n di n f o r m sl e a r n e r sa b o u tt h e c o n s t r u c t i o no f k n o w l e d g e t h er e s e a r c hi nc o o p e r a t i v el e a r n i n gh a sal o n g h i s t o r y , d a t i n gb a c k t o 砒l e a s tt ot h e e a r l yw o r k so f p i a g e ta n d g o t s k y b u ti t i so n l yr e c e n t l yt h a tw o r k e r sh a v eb e g u nt oa p p l ys o m eo f i t sf i n d i n g st od e s i g n o f c o m p u t e r b a s e dl e a r n i n gs y s t e m s c o m p u t e r - s u p p o r t e dc o o p e r a t i v el e a r n i n g ( c s c l ) b e c o m e sp o s s i b l ew h e n w eu t i l i z e c o m p u t e r - b a s e d o rn e t - b a s e d l e a r n i n ge n v i r o n m e n t s t o s u p p o r t c o o p e r a t i v ep r o c e s s e s t h e s ee n v i r o n m e n t sp e r m i tp e o p l et ow o r kt o g e t h e ra n d c o m m u n i c a t ew i t he a c ho t h e ro v e rt i m ea sw e l la si ng e o g r a p h i c a l l yd i s t r i b u t e d w a y s t h i sp a p e rf o c u s e so nt h r e em a i na r e a s ： i a n a l y z et h en a t u r ea n dt h ef e a t u r e so fc o m p u t e r - s u p p o r t e dc o o p e r a t i v e l e a r n i n g ； 2 坞剐砌o nt h et h e o r i e sw h i c ha r ei n t e r r e l a t e dt oc s c l ； 3 t h e d e s i g ns y s t e m st os u p p o r tc o o p e r a t i v el e a r n i n g ，a n ds h o ws o m e t h f e t i c e le n de m p i r i c 妯w o r ko nc s c l f r o m b e g i n n i n g t oe n d ，ia t t e m p tt os o l v et h e s eq u e g t i o n si nm y p a p e r ： w h a ti st h e i n 耐p r o c e s so f c o o p e r a t i wl e a r n i n 9 7 a sac o n s t m c t i v i s tt e a c h e r , h o wt oc o n t r o la n dg u i d et h el e a r n i n ga c t i v i t i e si n g r o u pc o o p e r a t i v ep r o c e s s 7 h o wt od e s i g nt h ep r a c t i c a ls y s t e mo fc s c l ，a n dw h i c hr u l e sw es h o u l d f o l l o w 7 k e yw o r d s ：c o m p u t e r - s u p p o r t e dc o o p e r a t i v e l e a r n i n g , c o l l a b o r a t i v e l e a r n i n g ，c o m p u t e r - a s s i s t e di n s t r u c t i o n , p e e ri n t e r a c t i o n , g r o u pc o l l a b o r a t i v e a c t i v i t y 2 前言 今天，中国乃至全世界各个国家都把“发展教育”提高到了空前的高 度。时间，人们如大梦初醒般纷纷关注起教育的发展和前途，同时， 对于教育本身的研究也开展得如火如茶，空前的热闹。 我们的国家人口众多，但教育普及的程度不高。有上亿的学生正在学 校学习，有上亿的人还需要提高，这都为我国的教育市场提供了巨大的需 求。而反观我国的教育形势，面向青少年的“学堂式教育”占了绝大比重， 而且教学质量不尽人意，同时针对成年人自学、进修、提高的继续教育规 模很小，这样的教育形势何以谈在“学习化社会”满足“终生学习”的需 要昵? 巨大的教育需求与不完善的教育模式形成了传统教育难以解决的 矛盾。走“学堂式教育”来解决这一矛盾是不现实的，也基本上是不可能 的。 信息技术的快速发展为我们带来了一线曙光，而随之开展起来的轰轰 烈烈的计算机辅助教育、远程网络教育等也给我们展现了一幅未来教育的 风情画。基于计算机支持的教育具有两大不可替代的特征：教育规模大， 教育投入少。这对我国“穷国办大教育”充满了吸引力。可喜的是，目 前有不少的教育工作者、教育技术研究人员、计算机技术人员正致力于这 方面的研究，也取得了不少的成果。然而网络就是网络，它不同于传统的 学堂环境，基于此的教育教学方式有其固有的特征，如数字化教材、协同 学习模式等。这为我们的研究呈现了广阔天地，同时也增加了计算机网络 教育得以成功开展的难度。在计算机网络教育的研究领域中，又以教学模 式研究难度最大，即难以找到一条既能充分发挥计算机网络的优势，又能 进行有效教育的教学模式。 目前，无论是在心理学中还是在教育学中，都把相当多的兴趣投入到 “小组合作学习”，以之与个别化学习作对比，最近的许多研究也证明小 组合作学习的确很有效。计算机支持下的协同学习是结合网络的结构特点 和功能优势，借鉴了已经充分发展的小组合作学习的部分经验，倡导在计 算机网络的支持下，并在教师的指导下，学习者通过交流、协作、竞争、 讨论等方式进行学习，彼此从协同伙伴的经验世界和思维方法中汲取有益 成分，共同提高。 计算机支持下的协同学习研究在国外，尤其是欧美国家研究得较多， 而在我国却少有论述。即使是在欧美国家也只是对其组成的某些部分进行 研究，未见系统的论述专著。目前国际上研究计算机支持下的协同学习的 学者群主要有：教育技术人员、软件开发人员、人工智能专家、教育及教 育心理的研究人员。 本研究选择从教学研究的角度走进计算机支持下的协同学习，通过分 析和比较的方法来研究计算机支持下的协同学习，重点是明晰计算机支持 下的协同学习的本质和理论根源，同时在考虑到我国的现实条件的前提 下，结合实际情况对计算机支持下的协同学习进行了应用性研究，提出了 一些功能模型。 本研究涵盖以下几方砸的内容； 1 计算机支持下的协同学习的本质辨析 2 计算机支持下的协同学习的理论根源及相关问题 3 计算机支持下的协同学习的应用性探讨 通过以上研究基本上可以明了计算机支持下的协同学习的本质及其 理论依据，对后续研究把握其发展趋势有一定的启发意义，同时本研究提 出的应用化功能模型对开发实际的计算机网络教学系统也有一定的参考 价值。 一计算机支持下的协同学习本质辨析 认识计算机支持下的协同学习的本质，是运用这一创新理论的基本条 件。在描述计算机支持下的协同学习的概念以前，我们需要先对以下问题 进行分析： 地位 1 合作学习、协作学习和协同学习 2 媒体、刺激物和参与者，即计算机在计算机支持下的协同学习中的 ( 一) 合作学习、协作学习和协同学习 在我国学术界，对合作、协作、协同等概念的使用与区分是混乱的。 有的学者把英文单词“c o o p e r a t i v e ”译作“合作的”，如郑永柏等国、盛 群力 、丁邦平等，也有的把它译作“协作的”，如尹晓勇等 。有的学者 把“c o l l a b o r a t i v e ”译作“协作的”，如陈琦、张建伟等 ，也有人把它译 作“合作的”o 、“协作的”，如董轩明等 。有时在同一篇论文中我们都可 以看到“合作”、“协作”和“协同”等概念的混用。以上情况至少可以证 明一点：我们未曾明确的给出这一些基本概念的区别。事实上这些概念本 身的意义是有区别的，当他们被用于教育领域来界定一类学习模式时，它 们的含义可能就更加的需要区分开来了。我们在研究外文资料时发现 “c o l l a b o r a t i v el e a r n i n g ”出现的频率要高得多，而国内学者在介绍这类学 o 牛津现代高级英汉双解辞典 第2 页 。郑永柏等：协作化c a 的概念、理论和方法 ，电化教育研究，1 9 9 7 年第2 期 。盛力群： 小组互助合作学习革新评述，0 1 , 国教育资料，1 9 9 2 年第2 期 回丁邦平：合作学习大面积提高学业成绩的理论与方法 ，0 1 圈教育资料) ，1 9 8 8 年第5 期 。尹晓勇等：多媒体协作学习系统的设计) ， ，1 9 9 9 年第4 期 。陈琦、张建伟：建构主义与教学改革 ，教育研究与实践，1 9 9 8 年第3 期 o 牛津现代高级英汉双解辞典 第2 2 1 页 。董轩明；支持协同编著系统的协作机制研究) ，计算机科学 ，1 9 9 6 年第3 期 习模式时，把它译作“合作学习”，而对于“c o o p e r a t i v el e a r n i n g ”则译 为“协作学习”或“协同学习”，在汉英词典也把“协同的”译为 “c o o p e r a t i v e ”，因此，本文约定；协同学习译为c o o p e r a t i v el e a r n i n g ”， 合作学习译为“c o l l a b o r a t i v el e a r n i n g ”，并且在处理外文资料时也坚持这 种互译。 然而，要区分合作学习与协作学习却远比在翻译上的约定要复杂得 多。艾斯热尔逖尔森( e s t h e r l t i e s s e n ) 和道格拉斯沃德( d o u g l a s r w a r d ) 在比较“交流( c o m m u n i c a t i o n ) ”、“协作( c o o p e r a t i o n ) ”和 “合作( c o l l a b o r a t i o n ) ”时论述到 ： “交流”是信息在个体之间进行交换的过程，因此，可以说它包含人 们之间的语言交流。 “协作”则是指多个个体一起工作的过程。协作可以表现为多种形式， 诸如从简单的材料和工具的共享，到以完成任务为目的的复杂的工作和信 息共享。协作需要交流来促进个体间的调和与交互。 “合作”把交流与协作活动扩展为合作者之间更有创造性的关系。夏 瑞基( s c h r a g e ，1 9 9 0 ) 认为合作是有目的性的( 这不同于一般的协作活 动) ，并阐述了合作的两个重要而且是必要的特性。首先。人们合作构造 某种新的，而且是除了合作外单靠个体不能实现的东西，这种新事物在发 生交互之前是不存在的。伴随这种新事物的产生，新的知识和理解即被创 o 汉英词典) ，第7 6 3 页，北京外国语学院英语系汉英词典) 编写组编，商务印书馆( 北京) ， 1 9 9 4 年版 。e s n 咐l 币e s s c na n d 测鹕kw a r d , 凸曲加咖如d 嘲即：c o r d e r , 鼬d l 蝎a n dm e d i u m ， j o u r n a la f h 把髓洳1 e a r m gr 翻匝斑1 9 9 7 8 造出来。其次，合作者必须要在町分享的宵代表性的空间里从事创造性的 工作，在那里所有的参与者都致力于共同成果的开发。 法兰西亨瑞( f r a n c eh e n r i ) 和克劳德瑞高特( c l a u d er r i g a u l t ) 则更深入的论述了一般的群体学习与合作学习的区别d ： 在群体学习( g m u pl e a r n i n g ) 与合作学习之问是有很人差别的。群体 学习知识简单的把个体组织在一起开展讨论、交流、交互和相互帮助。但 要上升到合作或协作水平时，该过程必须按如下的方式结构化： 1 成员必须严格的以独立态度参与交互活动； 2 每个成员都能在学习中受到鼓励； 3 为了完成分派给自己的任务，他们麻当能清楚明白必须完成的部分； 4 成员能使用合适的社交和交互技能，刺激合作以带来成功或达到预 定目的： 5 成员要修正带有功能性的群体交流过程。 “相互依赖( i n t e r d e p e n d e n c e ) ”- 作为合作的中心内容和合作过程的 驱动原则，应在相互尊重和平等的小群体中积极地加以运用( h o o p e r ， 1 9 9 2 ) 。 胡王f 1 尔( h o o p e r ，1 9 9 2 ) 又从交百- 的角度诠释合作与协作，交瓦的 性质可从如下的范畴进行对比，他认为“交互”应当： 1 支持相互帮助与信任： 2 是一个产生鼓励的源泉： 。f r a n c e h e n r i ，c l a a d o r i c o i a r d i p n i p n d t , q 慨妇咖d i , 咖c e 厶聊咖训。哪咖盼 c o n f e t i n g , n a t o a s is e r i e s ，c 咖叩哪茸a n ds y s u s c i e n c e , v 0 1 1 4 5 3 致力于轻松和平静氛围的创建： 4 鼓励技巧的分享； 5 瞄准充分有效的信息序列； 艾斯热尔逖尔森和道格拉斯沃德还有胡珀尔的观点明确了一点， 无论是合作还是协作，交互过程应当是结构化的。法兰西亨瑞和克劳 德瑞高特从三个方面总结了合作( c o l l a b o r a t i o n ) 不同于协作 ( ：c o o p e r a t i o n ) 的地方： 1 在自觉性方面，学生自由选择合作的伙伴、影响学习内容的选择和 定义学习方式； 2 在完成任务的途径上，任务在合作同伴间是不能分裂的； 3 在群体成员的相互依赖上，过分渲染作为群体功能的个人技巧是不 必要的。 4 因此，合作方式的结构是更较复杂的，同时，在完成目标时不需要 太多的计划和协调工作。 我们在此拟用协同学习的概念涵盖合作学习与协作学习的特征，并将 予以拓展。 在倪文杰主编的现代汉语词典。中，陈述了如下定义： 协同：各方互相配合或一方协助另一方做某事。 协作：若干人或若干单位互相配合来完成任务或工作。 合作：( 1 ) 为共同的目的一起工作或共同完成某项任务； ( 2 ) 愿意同他人配合进行某项工作。 o 倪文杰； ，外国教育资料) ，1 9 8 8 5 o 盛力群；t , b 组互助合作学习革新评述 ，外国教育资料 ，1 9 9 2 年第2 期 拍 实际运用当中并不太流行。 d 灵活结构 灵活结构是指根据不同的学习目标和学习事件来决定的分组形式。它 可能是上述的任何一种分组结构，当我们想充分训练学生的表达能力时， 在任务不太困难的情况下两人组是可以考虑的：当任务太复杂，靠几个人 不能解决时，十几个人的大型分组也是允许的。具体如何分组，取决于教 师对学习各个重要环节的把握。这样的分组的缺点是分组缺乏相对的稳定 性，学牛始终在不同的小组间跳跃，过多的把精力花在了社交性事物卜和 对别人的熟悉过程上，这不能不说是一种损失。 ( 4 ) 计算机支持下的协同学习学习内容分析 不同的学习内容取决于不同的学习目标，不同的计算机支持下的协同 学习系统也服务于不同的学习者，所以具体学什么内容是难于描述的。我 们能找到规律的就是学习内容的选择策略和安排方式。在员工培训计算机 支持下的协同学习中，较常采用基于事件的学习内容的选排。 通常面向企业员工的培训知识具有专业化、实用化的特征，我们采用 这种基于事件的学习内容选排方式，就是将一个个知识点融合到一个教学 事件当中，学习者在处理事件( 包括解决问题、分析案例、设计工程等等) 的同时掌握知识。这种方式得益于案例教学法和问题教学法，之所以我们 又不直接称之为案例教学法或问题教学法，是因为事件学习法不仅融合了 案例教学法的特征，也包含了问题教学法的优点，而且事件学习法还包括 基于设计的学习内容等等。 “事件”具有“案例”在形式上的离散性，多个事件之间不具有明显 的线性关系。事件是就事论事的，一个事件包括若干要求学生掌握的知识 点，这些知识点因为事件的相关性而建立起复杂的关系，学生一旦掌握了 事件，就掌握了事件内所包含的知识点，更重要的是也同时掌握了知识点 之间的关系。 基于事件的学习内容选排法看上去在事件与事件之间的联系上损失了 知识的连贯性和系统性。我们的看法恰恰相反，优秀的事件选排策略将考 虑到不同事件之间的相关性。重要的知识和技能将会出现在多个学习事件 中，即所谓的提高知识呈现的冗余度。同时事件的选排应当是由浅入深的， 这样做使整个课程的事件不至于显得零乱。 事件学习法也符合企业的培训要求，员工不仅能针对具体的事件进行 协同学习，同时在事件学习法中增长了实际工作经验。 ( 5 ) 计算机支持下的协同学习学习环境分析 计算机支持下的协同学习强调的是群体在知识建构中的积极作用，所 以，营建一个和谐、方便的学习环境对促进协同学习是至关重要的。计算 机支持下的协同学习学习环境营建主要包括两个内容：一是计算机网络学 习环境，二是协同学习的社会性环境，两者都是不可忽视的。 a 网络学习环境 计算机支持下的协同学习大多数情况是在网络环境下进行的，因此一 个界面友好，操作方便的人机交互环境是必不可少的。企业员工不能等同 于计算机技术人员，他们不会通过一些死气沉沉的字符进行交流。所以， 在计算机网络学习环境营建中，最重要的就是人机界面设计。优秀的人机 界面要达到“透明”的效果，即人一旦进入角色就感觉不出机器的存在， 。，勰聪i o 而是和远方的协作者进行“无间隔”的对话。 b 社会性环境 社会性环境主要是指建立在学生与学生之间、学生与教师之间的一种 融洽、和谐、相互尊重、相互帮助的友好的关系。这种环境不是先于协同 学习而建立起来的，它是在进行协同学习的同时建立的，并从建立之初开 始影响学习进程和学生的成长。毫无疑问，无论是促进认知，还是发展学 生的情感，良好的社会性学习环境都是必需的。良好的社会性学习环境具 有如下特征： a 成员间应当相互信任与尊重； b 学生直接参与知识的传播，它们在越来越少的指导下寻找，分享。 获取知识，互相学习； c 鼓励群体内的成员相互合作，群体间相互竞争： d 教师给与学生充分的自主权，即选择学什么，什么时候学，跟谁学， 怎样学，如果教师觉得学生的决定有不妥之处，可与之商谈，而不是强令 改变。 在实际教学工作中，要想使学生群体团结一致，协同发展的途径是很 多的，比如制定群体学习目标，采用群体评价方法代替个人评价法等等。 这样就可以通过控制教学过程中的重要环节来达到良好学习环境的构建。 ( 6 ) 计算机支持下的协同学习学习过程中的冲突分析 在协同学习中无论是否使用了计算机，冲突、竞争和合作在学习过程 中都是存在的。关于合作与竞争，我们在前面理论部分以及后面的功能模 型中都有论述，在此将主要分析协同过程中冲突的产生及其协调。 冲突可能产生于任何一个多元素的系统。协同学习就是一个多元素的 系统，学生与学生之间、学生与教师之间都有可能产生这样或那样的冲突。 本文仅讨论产生于学习过程中的认知冲突和情感冲突，认知冲突是我们关 心的重点，情感冲突又直接影响到认知，所以也有必要提出来进行讨论。 “冲突是有相互依赖关系的人们之间的相互作用，这些人持有不相容 的目标、目的和价值，并且彼此认为对方潜在地妨碍这些目标的实现。 协调是为了达到某一目标所采取的处理活动与活动之间的依赖关系的 行动。” 在计算机支持下的协同学习中冲突的含义有一些变化，冲突主要产生 于有共同学习任务和目标的学生之间，这些学牛具有不同的学习经验、认 知策略和行为策略。冲突表现为毫无建设性的争执。多个意见势均力敌， 导致协同过程进行不下去。解决冲突的一个办法就是利用协同学的理论， 人为地控制自变量。在前面我们已经介绍了一些自变量的内容，计算机支 持下的协同学习毕竟不同于h 哈肯教授所面对的激光，任何一种可能的 教学效果都必须是可预见的。所以在学生学习过程中，教师在学生的协同 进行不下去的时候，进行积极地干预是必要的。干预学生的协同过程可采 用这样的策略： a 当协同学习中有学生提出较为正确的见解时，教师应对其进行嘉 许，而这种嘉许的尺度应把握在不会使协同过程陡然转向或停止。要达到 这样的效果，教师的嘉许就应采取适当的形式，如表情、眼神等，而直接 的言语认可对协同学习将可能是有害的。 o 尹晓勇等：多媒体协作学习系统的设计，计算机应用研究，1 9 9 9 年第4 期 4 0 b 当协同学习中学生普遍认识不清时，教师应当进行有限的提示，这 种提示也不是直接的，往往是通过引导分析学习内容、提示学生未注意的 环节等。 在以上两种情况下，一旦学生的自组织得以发展，教师就要退出，仅 履行监督、协助功能。由此也可看到，对教师教学技能的要求是极高的。 ( 7 ) 计算机支持下的协同学习教材分析 教材研究是课程研究的一个核心问题，同时也是计算机支持下的协同 学习研究的一个重要环节，它居于与学习方法同等重要的位置。计算机支 持下的协同学习采用的主要是数字化教材，数字化教材的产生更加丰富了 教材研究的内容。 数字化教材是指基于计算机支持下的电子教材，典型的就是当今流行 的学习课件、学习集件。传统教材是指以纸张为载体的教材，如目前我们 普遍使用的课本等，和以常规教学媒体为支撑的教材，如幻灯片、电影胶 片、录音带、录像带等等。相对于传统教材而言数字化教材由许多的优点。 a 数字化教材编写与重组方便灵活 数字化教材是通过教学专家、计算机编程人员等等合作通过计算机编 写的，但其内容的顺序只具有相对的稳定性，如果教师觉得现有教材顺序 不方便实用，他可以将教材的顺序进行调整之后再发送给学生。同时，计 算机网络提供了巨大的素材苦，如今在i n t o r n e t 上就有取之不尽的教学素 材，有关人员在编写教材时足不出户就能从网络下载。 b 丰富的多媒体表现手段 这里的多媒体是计算机多媒体技术的简称，是指用计算机来传递声音、 图片、视频等信息。数字化教材不但涵盖了纸张教材的文本、图片，还集 成了常规电教媒体在音频、视频上的表达能力，从而形成了表现力丰富的 新型教材。实验证明，多媒体信息可以使学生提高学习效果，记忆更加长 久牢靠。 c 数字化教材的交互性和个别化 如前论述，传统教材不具有交互性，即它是死的，不能对学生的学习 状况和进度进行判断和管理，这些工作只有通过教师来完成。但对于班级 规模太大、人数太多的情况下，教师是无能为力的。数字化教材可以通过 交互作用来记录、分析学生的学习情况，并给予个别化的辅导。通过人机 交流，不同水平的学生可以得到不同的学习进度与难易度的学习材料。 d 数字化教材能实现教师功能与教材功能的整合 由于计算机具有极强的交互性，所以它可以在教学过程中监控、提示、 帮助、指导学生的学习，从而可以把教师从具体的教学活动中解放出来， 专心从事教学设计和其它工作。数字化教材的教材功能自不待言。由此数 字化教材便能实现教师与教材的整合，而且随着计算机技术的提高，这种 整合化会更完美、更有效。 e 数字化教材的非线性化 早期的数字化教材也未摆脱传统教材的线性编写方案。但随着超文本、 超媒体的出现，数字化教材便可以做到非线性的编排。学习者只需选择自 己感兴趣的主题学习，而不必从头至尾的按顺序学习。传统教材也可以用 于选择性学习，只不过它形式上的顺序或多或少的掩盖了这一功能，使教 学过程显得古板。 ( 8 ) 计算机支持下的协同学习学习硬件系统分析 支持计算机支持下的协同学习的硬件系统有以下特征： a 支持多终端的自由交流 自由交流是协同类学习模式的基本要求。分布在不同地方的学生可以 通过硬件环境进行自由的交谈、辩论等交互活动。目前，不少支持合作学 习的系统都有不少的缺点，比如所谓的多点通信仅限于教师与多个学生的 交互，实际上就是把传统课堂搬上网络，学生在异地的分课堂学习。而我 们倡导的计算机支持下的协同学习更加强调学生之间的相互学习，所以这 种网络课堂不可取。理想的计算机支持下的协同学习系统应当是任何两个 终端之间都可以“不受限制”的交流。 b 拥有可供共享的资源 把计算机支持下的协同学习理解为基于资源的共同学习也是可以接受 的。当教师把学习事件交给学生，并希望在规定的时间内检验学习情况时， 学生的一部分知识和技能来自于学生之间的相互学习，另外一部分则是从 充分的学习资源中得到的。在协同学习初期，学习资料是需要教师去准备 的，到了学生熟悉了协同学习的技巧之后，他们就应当自己从浩如烟海的 网络环境中过滤出需要的知识。在这里就产生了几个问题，一是网络环境 所包含的资源并不象搞i t ( i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ) 业的人所说的那样丰 富、无所不包；二是网络资源是极其庞杂的，学生往往会淹没于浩渺的网 络世界中。这些问题都是不利于计算机支持下的协同学习学习活动的，所 以专门的资源库或者是专门搜索资源的工具是需要的。建立专门的资源在 具体的某一个课程学习中是可行的，但这样就加大了教师的工作量。至于 研究搜索工具，则需要较复杂的人工智能技术，如智能a g e n t 系统，它可 以代替入在网络上搜寻某个专题的资料，并进行智能化的过滤、筛选、组 织等工作，然后呈现给用户。它的功能已超出了目前流行的一些搜索引擎， 能给教师带来不少的方便。学生同样可以把学习所需的资料信息传送给 a g e n t 系统，让计算机去做这些事情。 c 支持协同学习的公用平台 计算机支持下的协同学习不仅要求学生可以自由交流，还能就一些试 验或设计事件进行协同，这就需要在系统中有一个公用平台。在公用平台 上，来自不同终端的学生共同完成一个试验或一个设计。学生们不仅能一 起“说”，还能一起“做”。 d 多媒体信息可方便传输的功能 目前在网络构建中的一个关键问题就是多媒体信息的传输问题。如果 不能充分支持多媒体信息，再好的网络也很难在教学上得以广泛应用。在 这里我们不谈传输带宽、压缩编码等技术问题，只想强调一点：网络化的 计算机支持下的协同学习学习环境要想在信息时代站住脚，或者教育投资 者准备建构校园网络，多媒体信息的表现能力应是首要考虑的因素之一。 在这里，我们简要的讨论一下目前较有应用前途的视频会议系统。视 频会议就是用网络环境传输会议的内容，在时序和观感上具有会议的特 征。视频会议本身是一个商业系统，用于办公现代化。而教育工作者借鉴 了这种技术，用来进行远程教学。视频会议的一个显著特点就是分布于各 个分会场的参与者都能在同一时间看到来自于主会场的会议情况，当系统 管理员把会议的组织权转换给另外某一个分会场时，这个分会场就变成了 主会场。与会者所能见到的信息，不仅包括主会场的场景，还能见到主会 场采用的专门设备所展示的物品，并能协同完成设计工作。这一功能结构 正式计算机支持下的协同学习所需要的，而且视频会议系统基本上满足上 述四点要求，所以目前在建设具体的教学网络时，视频会议系统不失为一 种较好的选择。 2 功能模型设计： 在实际建构应用系统之前，提出系统的功能模型是很必要的。综上所 述，我们分两种情况来讨论功能模型的建构：一是教师直接地参与；二是 教师间接地参与。教师是否直接参与到协同学习中，将影响到系统的结构 和复杂程度。 ( 1 ) 教师直接参与的计算机支持下的协同学习 这种形式的计算机支持下的协同学习与非计算机环境的协同学习不 存在根本上的差别，计算机在这里也只是一个可供传送信息的媒体，一个 可突破时空限制的学习环境构造部件。所有的对于协同学习的干预、管理、 监督、导向等功能将全部由教师来实现。在这方面我们的研究并未超出前 人的水平，下图是对其功能结构的概述和完善： 圈4教师直接参与的计算机支持下的协同学习宏观功能结构 第一阶段：学生通过终端登录到协同学习平台，阅读教师提供的学习 事件和资料，初步形成个人的意见和认识； 第二阶段：学生与学生之间展开讨论，进入协同学习过程，在充分表 达自身见解的同时，逐步验证自己的认知，学习他人的思考方法；教师适 时干预学习进程： 第三阶段：系统交互平台关闭，每个学生独立完成一份学习报告并提 交给教师，计算机系统记录下整个学习过程中每个人的发言情况： 第四阶段：系统交互平台重新开放，进行头脑风暴式学习，学生针对 学习事件自由发挥，提出新的或是完整的认识；通过该过程学生的认知结 构可以得到进一步优化和拓展。 ( 2 ) 教师间接参与的计算机支持下的协同学习 教师间接参与的计算机支持下的协同学习是指在教师间接的或是不 参与的情况下，关于协同学习过程的干预、管理、监督、导向等功能均由 计算机来实现。其功能模型如下图所示： 图5宏观屡次的功能结构示意圈 由于协同学习管理系统能脱离人的干预而独立进行日常的管理工作， 因此使得教师有更多的事件和精力去设计和研究学习事件。然而，学习过 程是否能达到我们预期的效果，关键还是在协同学习软件的设计上，因而 计算机支持下的协同学习系统结构的功能集中体现在软件结构的功能上， 尤其是软件使用的协同性。 传统的教学软件主要针对个别化学习的，其功能结构只体现了单个 学生与计算机的交互性，而缺乏人与人的交互环节。在没有教师的参与下， 管理交互过程又是极其复杂的，它不是简单的在原有的个别化软件上加一 个协同环节那么简单，而是带来了整个系统设计结构根本性的变化。协同 学习系统功能模型如图6 所示。： 学习者 事件 学习过程管理 定错误 的知i l 竺兰：竺磊蒜 i ；：三：= 竺竺! = 兰! 兰 协同学习环境 ) 、一 结果 个体群体数据 领域知识管理il 学习者信息管理 豳6中观层次的功能结构示意圈 在协同学习系统的应用软件设计上，则通常采用以下如图7 的流程结构： 。t a k a s h i f u j i a c a e - b a s e d a p p r o n c k t o c o l l a b o r a t i v e l e a r n f i l s f o r s y s t e m s a n a l y s t 层d u c a d 咛p ， i t s 9 6 4 7 果 、 结 式鲨i | | 0 7 i 单元lh 叫单z卜叫单元s净 能力 l l 前测协同规则协同规则协同规则 v 、 l 日m i1 4 - o n ll _ t 1 皇i 口口l = = l 网 掘掘 n = ：l i 组划分i tl 土 + 网 矧 i 中zl 2l l 甲 l 习 i l l 练i i 弭1 | 掘| i l i l 卢、人囊、 f 单元一 ，单元、f 单元。 测验涌验厂一 测验 。 圈7微观层次的功能结构示意圈 其中，能力前测部分可以考虑按如下图8 程序进行： 圈9协同学习平台界面的设计效果阁 a ：协同学习个别化学习转换按钮 b ：事件显示按钮显示学习事件； c ：资料查询按钮连接互联网和教学资源库： d ：事件与资料公用显示区学习时间及资料的显示区，支持文本、 视频、图像、以及声音等； e ：协同交流区基于文本的语言交流区域，所有的协作者在这里 。 发表意见，接收他人的意见； f ：适时评价等级按钮详见9 的论述： g ：个人意见输入区输入自己的意见和看法； h ：个人支持意见收集器但你对别人的评价是“# # # # ”和“# # # # # ”时，计算机系统将它们收录于该区域中，你还可以将它们转换 成文本文件存贮； i ：适时评价表收集来自各个协同伙伴对于自己前一句话的评价： # ：表示评价人认为你的意见完全错误 # # ；表示评价人认为你的意见错误较多 # # # ：表示评价人认为你正误各占一半 # # # # ：表示评价人认为你的意见基本上正确，但认为有一 些不足 # # # # # ：表示评价人完全同意你的意见 ? ? ? ：表示评价人不能对你的意见做出评价 在协同学习过程中运用适时评价策略有助于学生积极地思考。以往的 教学模式极少考虑该方法，即使偶尔运用了适时评价方法，也会因为不能 及时呈现而功效甚微。计算机支持下的协同学习则利用计算机网络的强大 功能适时地反映出协同伙伴的反馈意见与评价。学生通过适时的评价自己 或别人的见解。来检视自己的认知过程和观点。从而学生可以在第一时间 就对自身的认知结构进行更新和整理。 j ：个人信息统计该区域显示已经总共谈论了多少句、你的话语 句数、离上次发言的间隔时间，提醒学习者积极思考，踊跃发言。 在此，对计算机支持下的协同学习的应用研究还只作了些前期的工 作，旨在抛砖引玉，后续的研究当向更为详细的专题进军。 结论 作为一个应用性很强的领域，作为未来的可能的主要学习模式，本文 对计算机支持下的协同学习的研究工作是远远不够的。但由我们的汗水所 凝结成的部分，相信对于该领域的发展是有价值的。通过前文的探讨，我 们至少可以得出这样一些结论或经验： ( 一) 计算机支持下的协同学习的研究还处于初期阶段 无论是在国外还是在国内，计算机支持下的协同学习的研究都还处于 初期阶段。国外的研究主要集中于实验研究，通过实验来找寻和探求其发 展规律。我们的研究基本上还停留于理论的构建上，这源于我国的学术风 气，同时，我们也做了实际系统建模的尝试。只有这样，我们所支持与建 构的认识才可能真正地对教学实践具有实际意义。 ( 二) 计算机支持下的协同学习的研究与应用必须从教学研究入手 不论计算机支持下的协同学习的最终形式如何的难以捉摸，但它始终 是根植于教学研究的，它始终是姓“教”的。所以对于计算机支持下的协 同学习的研究与探讨，应当以不变应万变，始终抓住其根本属性和特征， 从教学入手探求适合计算机环境的学习模式。 ( 三) 计算机支持下的协同学习研究的重点是协同学习的方式与策略 进行有效的协同学习的前提是采用正确的学习方式与策略。如何来确 保这一环节的正确性，取决于我们对于协同学习本质的认识。因此，对于 协同学习本质与过程的研究，进一步而言，对于协同现象与群体心理的研 究关系着计算机支持下的协同学习的发展。例如在本文中就采用了适时评 价策略，使得计算机支持下的协同学习在应用当中相对于其它的学习模式 真正拥有了过人之处。 ( 四) 计算机支持下的协同学习的应用开发必须从宏观、中观、微观 三个层次设计模型 计算机支持下的协同学习的应用开发是一个复杂的系统工程，大到硬 件系统构建，小到知识点的选择等等，是不能同置于一个层级考虑的，应 当从宏观、中观、微观三个层次分析、设计。计算机支持下的协同学习三 个层次的设计并不是相互决定的，学习模式决定计算机支持下的协同学习 的宏观结构，由学习过程决定计算机支持下的协同学习的中观结构，由学 习策略决定计算机支持下的协同学习的微观结构，宏观、中观、微观既相 互制约、相互影响，又相互联系、相互协作，共同构建出计算机支持下的 协同学习应用系统。 主要参考文献 中文部分： 1 张宏怡、李思维：网络远距离学习模式，中国电化教育。1 9 9 9 2 2 丁邦平： 合作学习大面积提高学业成绩的理论与方法，外国教育资 料，1 9 8 8 5 3 李原等： ，1 9 9 7 年第1 期 期 期 日 1 9 王红宇：美国合作学习简介，外国教育资料， 2 0 尹晓勇等：多媒体协作学习系统的设计，计算机应用研究，1 9 9 9 年第4 期 2 1 郑水柏等：协作化c a i 的概念、理论和方法，电化教育研究，1 9 9 7 年第2 2 2 王其云：o n t e r n e t 及网络远距离教学， 现代远距离教育，1 9 9 7 年第3 期 2 3 陆宏等：建立以学生为中心的网络教学环境，外国教育资料，1 9 9 9 年第3 2 4 陆群：数字时代的文化守望，软件世界，1 9 9 9 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