（教育技术学专业论文）基于概念构图的网络协作学习环境研究与设计.pdf

中 文 摘 要 网络教育是现代远程教育发展的第三个阶段，是现代信息技术与 教育的完美结合。网络教育在展现自 身优长的同时，其本身存在的一 些问 题也给网络学习者带来了负面的影响。本文分析了当前网络协作 学习中存在的缺点，研究了基于概念构图的网络协作学习环境的理论 基础、系统构成和设计方案。全文分为七个部分: 第一部分 引言: 分析当前网络协作学习的主要问题， 简要说明概 念构图应用于网络协作学习中的优长。 第二部分 基于概念构图的网络协作学习环境理论基础: 探讨了基 于概念构图的网络协作学习环境的理论基础。社会建构主义强调知识 是在社会交互中获得的， 主张协作学习; a u s u b e l 意义学习理论是概念 构图的理论基础;概念构图作为一种元认知工具;阶层网络结构的知 识表征模式是概念构图的基础。 第三部分 基于网络的协作学习的特点和作用: 首先阐述了协作学 习的含义，论 述了基于网络的协作学习特点，设计网络协作学习环境 中应注意的问题以及当前网络协作学习中存在的主要问题。 第四部分 概念构图: 阐 述了概念图与概念构图的基本含义， 以 及 概念图在教学中应用的特点 。 第五部分 基于概念构图的网络协作学习系统构成: 主要从五个方 面进行阐述，学生个性学习支持、角色设计与协作规则设计、共享协 作资源、协作工具设计、多角度，多层次的评价。 第六部分 基于概念构图的网络协作学习环境的设计: 基于概念构 图的网络协作学习系统结构、 系统设计技术基础、 数据库的设计方案。 第七部分 结论:对全文进行总结，提出后续研究的方向。 关键词:概念构图 协作学习 协作学习环境 协作机制 ab s t r a c t t o t h i s d a y , d i s t a n c e e d u c a t i o n h a s t h r e e p h a s e s , t h e y a r e l e a rn i n g b y c o r re s p o n d e n c e , l e a r n i n g b y t v a n d w e b - b a s e d l e a r n i n g . we b - b a s e d l e a r n i n g i s a p e r f e c t i n t e g r a t i o n o f l e a r n i n g a n d in f o r m a t i o n t e c h n o l o g y . we b - b as e d l e a r n i n g i s a n o p p o r tu n i t y f o r t r a d i t i o n a l l e a r n in g , a t t h e s a m e t i m e i t c h a l l e n g e t h e t r a d i t i o n a l l e a rn i n g . wh e n p e o p l e e n j o y t h e w e b - b a s e d l e a rni n g , i t a l s o h as s o m e p r o b l e m a n d n e g a t i v e l y a ff e c t s l e a r n i n g . t h e r e s e a r c h a n a l y z e s t h e d i s a d v a n t a g e s o f w e b - b a s e d l e a rn i n g , a n d t h e t h e o r e t i c a l b a s i s , s y s t e ma t i c s t r u c t u r e , a n d d e s i g n i n g o f t h e w e b - b a s e d c o l l a b o r a t i v e l e a r n i n g e n v i r o n m e n t b as e d o n c o n c e p t m a p p i n g c h a p i i n s t ru c t i o n : a n a l y z e s t h e d i r e c t i o n o f t h e w e b - b a s e d l e a rn i n g d e v e l o p i n g , d e s c r i b e s t h e c o l l a b o r a t i v e l e a r n i n g i s a n i m p o r ta n t m o d e l i n w e b - b a s e d l e a rni n g , a n d t h e a d v a n t a g e s o f t h e w e b - b a s e d c o l l a b o r a t i v e l e a rn i n g b a s e d o n c o n c e p t m a p p i n g b r i e fl y . c h a p i i t h e o r e t i c a l b as i s : s o c i a l c o n s t ru c t i v i s m e m p h as i z e s t h e a c h i e v i n g o f k n o w l e d g e i s a p r o c e s s l e a rn i n g t h e o r y h as t w o d i ff e r e n t i a t i o n , t h e o t h e r p r i n c ip l e s . o f s o c i a l m u t u a l . a u s u e l s m e a n i n g f u l o n e i s t h e p r i n c i p l e o f p r o g r e s s i v e i s p r i n c i p l e o f i n t e g r a t i v e r e c o n c i l i a t i o n . h e c o n s i d e re d t h a t b r a i n s t o r a g e s k n o w l e d g e i n n e t w o r k . s o t h e c o n c e p t m a p p i n g a c c o r d s w i t h a u s u b e l s t h e o r y . a n d c o n c e p t m a p p i n g i s a l s o a m e t a c o g n i t i o n t o o l c h a p i i i t h e c h a r a c t e r i s t i c a n d f u n c t i o n o f t h e w e b - b a s e d c o l l a b o r a t i v e l e a r n i n g : d e s c r i b e s t h e m e a n i n g o f t h e c o l l a b o r a t i v e l e a r n i n g , t h e c h a r a c t e r i s t i c o f t h e w e b - b as e d c o l l a b o r a t i v e l e a r n in g , t h e p r i n c i p l e o f d e s i g n i n g t h e w e b - b a s e d c o l l a b o r a t i v e l e a r n i n g e n v i r o n m e n t . c h a p n c o n c e p t m a p p i n g : d e s c r i b e s t h e m e a n i n g o f t h e c o n c e p t m a p a n d c o n c e p t m a p p i n g , a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c o f t h e l e a r n i n g b as e d o n c o n c e p t m a p p i n g . c h a p v t h e s y s t e m a t i c s t r u c t u r e o f t h e w e b - b a s e d c o l l a b o r a t i v e l e a rni n g b a s e d o n c o n c e p t m a p p i n g e n v i r o n m e n t : d e s c r i b e s t h e i n d i v i d u a l l e a r n in g s u p p o r t i n g , r o l e s d e s i g n i n g , r u l e s o f c o l l a b o r a t i o n , s h a r e d c o l l a b o r a t i v e m a t e r i a l , c o l l a b o r a t i v e t o o l s a n d t h e a s s e s s m e n t o f t h e i n d i v i d u a l a n d t e a m c h a p v i d e s i g n i n g o f t h e w e b - b a s e d c o l l a b o r a t i v e l e a rni n g b a s e d o n c o n c e p t m a p p i n g e n v i r o n m e n t : d e s c r i b e s t h e s t r u c t u r e , t e c h n o l o g y b a s i s a n d t h e d e s i g n i n g o f t h e d a t a b a s e . c h a p珊 c o n c l u s i o n : s u m m a r i z e t h e w o r k o f t h e t h e s i s . k e y w o r d s : c o n c e p t m a p p 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 l l a b o r a t i v e l e a r n i n g e n v i r o n m e n t c o l l a b o r a t i o n me c h a n i s m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者签名:鬓鲜一日期: 、 犷0 v . g % 丁 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位沦文 的规定，即:东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范 大学可以 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以 采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学 位 论 文 。 者 签 名 : 黛 7等 。期:t t- 6 .1 指导教师签名: 日期: 0穿， 6. r 学位论文作者毕业后去向: 工作单位:_ 通讯地址:_ 电话 邮编 引言 网络技术作为二十世纪人类最伟大的发明之一，经过短短三十几 年，己经发展成为一种极为重要的技术，它触及人们生活各个方面， 进入了干家万户。互联网己经成为千千万万个普通人获取信息，进行 商业贸易，实现终身学习的基本手段。 网络技术在教育领域的应用为现代教育带来了前所未有的机遇 和挑战。人们正在积极的寻求网络教育发展的相关理论支持和实践探 索。 在众多的研究中，关于网络教学模式探讨显得极为关键。所谓的 教学模式是在一定的教学思想指导下， 围绕着教学活动中的某一主题， 形成相对稳定的、系统化和理论化的教学范型 ( 李秉德，1 9 9 1 ) 。 教学 模式涉及教学的目 标、内容、程序、策略、评价等诸多方面，因此对 于网络教学实施具有重要的指导意义。网络教学模式如图1 所示。 同步讲授 集体学习 异步讲授 讨论学习 在线讨论 异步讨论 小组学习 网络教学模式 个别学习 协作学习 自学辅导型 掌握学习型 案例学习型 问题教学型 探索学习型 图 1网络教学模式 协作学习是网络教育中非常重要的一种小组为单位的教学模式。 在学习过程中， 小组成员通过共同完成一项任务达到知识学习的日的， 在学习的过程中主要通过讨论、互助等形式来进行协作，以 实现每个 成员学习成果的最大化，并且在知识学习的同时，能够使学生在情感 领域中得以提升。互联网本身所具有的交互性、信息传递的即时性等 优势，使得网络教学中的协作学习成为一种极具生命力的教学模式。 针对协作学习的理论探讨与实践都在进行，但迄今为止，已 经实施的 基于网络协作学习的效果并不尽如人意，如协作学习难于评价，协作 过程不易控制，讨论中过多的信息容易使学生迷航，等等。解决这些 问 题的关键是建立一种行之有效的策略和机制， 鼓励学生的积极互助， 提高在讨论和协商中对信息掌控能力。 本文将概念构图这一元认知工具引入网络协作学习中， 希望通过 构件一种基于概念构图的网络协作学习环境来解决上述问题。 概念构图是一种应用十分广泛的学习策略和元认知工具，在很多 领域中都有广泛的应用。在企业中，当多人进行协商， 确立企划的时 候，使用概念构图作为可靠的思考工具。在写作中，使用概念图来对 故事情节、人物关系进行记录和规划，提高协作效率。概念构图在教 育中的应用最为广泛。 黎加厚将概念构图在教育中的作用归纳为: 辅助 教学设计、辅助学生整理知识概念、辅助学生进行头脑风暴的活动、 辅助学生整理加工信息、作为师生表达知识的工具、作为学习活动的 交流工具、作为协作学习的工具、作为辅助师生在教学活动中进行反 思的工具、作为教学评价工具、作为辅助教学科研的的 工具。 因为概念图具有的清晰反映概念层次关系、体现知识系统的特点， 所以非常适合在协作学习中使用。本文将概念构图这一高效的学习策 略与教学方法引入网络协作学习中，通过概念构图来组织学生的协作 学习与讨论，培养学生的高级认知能力、人际协作能力、社会建构能 力。协作概念构图将作为本学习系统的核心，围绕它制定相应的协作 机制、激励机制、评价机制等等，以期形成一个真正能够实现每个协 作者学习成果最大化的，基于协作概念构图的网络学习环境。 一、基于概念构图的网络协作学习环境理论基础 ( 一)社会建构主义强调知识是在社会交互中获得的 建构主义心理学摒弃了现代心理学中二元论的基础，认为 “ 意义 是社会建构的， 。 现代心理学认为， 现实的生活是一个二元的世界，即 存在一个物质实体的、客观存在的外在世界，和一个主观的、心理的 内在世界。因此，现代心理学的知识观有外因论和内因论之分。外因 论认为，知识是客观世界在人脑中的反映，外在的世界是通过所谓的 “ 镜子隐喻” 、 “ 容器隐喻” 、 “ 图画隐喻” ，内 在的主观世界被认为是镜 子、容器、图示以用来反映、承载和摹写客观的现实世界。而内因论 则强调大脑本身具有准确的运作方式，在教学中应该强调推力、逻辑 能力，关键的不是重复和直接反映的准确与否，而是人的思考方式和 思维能力。无论是外因论还是内因论，都是将主观世界与客观世界割 裂对立起来，这就产生了一个问题，外因论中的外在世界是如何映射 到内 在世界的?而内因论中的内在世界又是如何能够匹配外在的世界 呢?这就使我们的知识获得过程变成了一个黑箱问题，而这一问题产 生的根源就是将主观世界与客观世界对立起来的二元论观点。 社会建构主义心理学针对以上问题，认为人类的生活本身是一个 游戏的世界，不同的生活遵循不同的游戏规则。语言必须在一定的范 围内才 一 是具有意义的，而一旦超出了这个范围，它就失去了意义，或 者不再具有原本的意义。 那么，社会建构是如何发生的呢? 社会建构 主义超越了现代心理学中的反映论，认为某一词语并不是对特定事实 或对象的描述或反映，它的意义是通过人与人之间的互动， 最终达成 约定后获得的，或者说 “ 意义是通过两个或多个人的协同努力而获得 的” 。即 “ 我所说的事只有得到你的认可之后才有意义” 。因此，意义 是通过社会性相互依赖而获得的，它本身是必须在一定的情境下才是 确定的。而这个相互依赖的建构意义的过程被心理学家称为 “ 对话 ( d i a l o g u e ) 。 对话是教育过程的 核心 环节。 在学生与学 生、 学生与 教 师、学生与环境的对话过程中，不断的达成合约，形成意义，最终产 生知识。因此，在社会建构主义者看来，教学活动本身应该就是一个 富有探讨性的对话过程，而传统教学中将教师置于一个权威的地位， 并不能激活各种对话，不利于知识的获得。 社会建构主义对知识和教学的认识使我们重新看待教学活动，为 协作学习提供了强有力的理论支持。我们要把我们的观点清晰、合理 的陈述出来，不仅仅是大脑内部思维是否清晰的问题，更涉及到是否 能够将内部思维清晰表达的问题。而传统的知识观则认为，知识只是 人头脑中的产物，经常将教师与学生进行传授者和接受者的区分，使 学生成为知识传授的客体。而在社会建构主义者看来，教学过程应该 是对话的过程，在对话的过程中，学生可以是听众也可以是演讲者， 在这样地位转换过程中，摆脱了教师的权威地位，使得学习者能够有 效的参与。因此，社会建构主义者十分推崇协作学习，因为协作学习 正是学生之间的交流起重要教育作用 ( 即对话)的过程，对话者们通 过参与批判性的探讨别人的观点，才能够互动的产生出新的意义，从 而使得知识能够不断的丰富和发展。 ( 二) a u s u b e l 意义学习 ( m e a n i n g f u l l e a r n i n g ) 理论是 概念构图的重要理论基础 a u s u b e l 认为传统的行为主义学习理论过分的强调记忆程度和熟 练程度，因此在教学过程常常使用重复训练和背诵的方式进行机械式 的学习。他认为学习时，学习者应该有意识的将新知识和原有知识联 结起来，这样的学习才是有意义的。决定是否是意义学习的先决条件 是学习者先前具有将新知识与其已 有知识联系起来的倾向，并事实上 确实将新知识与已有知识联系了起来。这种新旧知识的连接是通过同 化来实现的。 a u s u b e l 认为学习就是建立一个概念网络， 并且不断地向网络增添 新内 容。对此，a u s u b e l 提出了 “ 认知结构” ，指出“ 认知结构就是指 学生现有知识的数量、清晰度和组织方式，它是由学生眼下能够回想 出的事实、 概念、命题、理论等构成的。 ” 有意义学习就是在学生己有 的 概念网 络中， 将新的 概念通过清晰而稳定的固定 点 ( a n c h o r a g e ) 添 加进去。同时，新添加知识又会影响学生既有的概念网络，使其更新 重组。这一重组的知识结构才是学习变化的实质。 在 a u s u b e l 的概念网络中，概念有不同的深度，可以非常笼统， 也可以非常具体。而且，笼统的概念中包含着不太笼统的概念，在这 些不太笼统的概念中又含有相当具体的概念。所以，根据概念具体的 程度可以渐进地对概念进行区别。 a u s u b e l 认为， 学习者应会辨别新概 念的层次。 根据层次， 把这些概念放入他们知识结构中相应的位置上。 不同的概念在概念网络中处于不同的位置，概念与概念，命题与命题 之间 存 在着 三种不同 类型 的 关系: 下 位关 系( s u b o r d i n a t e r e la t i o n s h 币 s ) , 上位关系( s u p e r o r d i n a t e r e l a t i o n s h i p s) 、组合关系( c o m b i n a t i o n a l r e l a t i o n s h i p s ) 。 下位关系是新内 容从属于学生 认知结构中己 有的、 笼统 性较强的概念的关系，可以是己有的概念的一个例证，或者是直接从 已有命题中可以直接派生出来的派生下位，也可以是表现为新内容扩 展、修正或限定学生己有的命题，并使其更精确的相关下位。上位关 系表现为，原有的知识是从属于新内容的，新内容相对于原有内容有 更强的概括性、包摄性。而组合关系指新旧知识既不属于上位关系也 不属于下位关系的那部分，新旧知识并列组合在一起而产生的。 n o v a k根据 a u s u b e l 的意义学习理论，创造出了利用命题组成概 念图来表示概念与概念之间的有意义关系的一种学习方法。因此概念 构图在诸多方面都与意义学习理论存在着相同的观点: 学习者进行概念构图的过程就是将新知识与原有知识主动建立 连接的过程，这符合a u s u b e l 对意义学习的阐述。 因为人类的知识结构是概念网络， 人类的学习本身就是通过关键 的固定点，将新知识纳入到以往的知识网络中，同时，因为新知识的 引入，概念网络本身也要发生改变，从而完成学习过程。 根据a u s u b e l 对认知结构的阐述， 将人类的知识结构看作一个 概念网 络，在概念构图中，将某一命题使用一系列的概念，并将概念 视为节点，通过节点与节点间关系的连接来表现整个命题。 a u s u b e l认为人类知识结构的由一般到具体的层级关系也被应 用到概念构图中， 制作出的概念图具有由 上到下， 由 大概念到小概念， 逐层包含的特点。 学生在进行概念构图的过程中， 随着学习的深入，内容的增加， 在概念图中会出现更多的节点，整个概念图也随之变得更加的丰富、 具体、精细。这是符合a u s u b e l 的关于概念发展的渐进分化观点的。 在教学中， 通过使用概念图来明晰整个的知识网络， 有助于学生 对知识的系统学习，克服以往教学中孤立的进行知识点的学习，而忽 视了知识点与知识点之间的关系，缺乏系统观点的问题。 ( 三)概念构图可以作为一种元认知工具 元认知( m e t a c o g n i t i o i n ) 是源于人们对元记忆 ( m e t a m e m o r y )的研 究，在对元记 忆的研究中发现，人们除了具有运用和记忆的能力外， 还拥有关于自己的记忆的知识。从建构主义心理学角度讲，人类的学 习是一个主动建构的过程，不仅包括了对所学习的知识本身的识别、 加工、理解 a的认知过程，还包括对该过程进行积极的监控调节的元 认知过程。 元认知包括两个基本要素:元认知知识和元认知经验。元认知知 识是认知主体对自己心理状态、能力、任务、目 标、认知策略等方面 的知识;元认知经验是指认知主体对自身各种认知活动的计划、监控 和调节。 元认知知识又包含了个体元认知知识、任务元认知知识、策略元 认知知识。个体元认知知识主要是通过自我效能来影响学习的。自 我 效能感强的学生在完成某项任务的时候会表现出 更强烈的自 信心， 认 为自己有能力完成要求的任务。任务元认知则影响学生对学习任务难 度、性质的认识，这些认识会直接影响他们在完成任务时在时间和精 力上的投入程度，以及认知策略的选择。策略元认知影响学生在合适 的时机选择合适的策略，并更积极的在学习中使用这一策略。 研究者 ( 桑标 王小哗， 2 0 0 1 ) 发现， 优秀生与学习困难学生的元 认知策略存在质和量的差异， 导致这一差异的原因与学生的自 我知觉、 自 信心、归因、动机等因素有关。优秀生与学习困难学生的差别就在 于，优秀生的元认知策略指向问 题解决， 对问 题解决有积极的 指导作用。 而学习困难学生的元认知知识主要是对任务难度的自我评价或是指向 放弃做题， 对解决问 题帮助不大。 元认知调控通过学生学习的自 我监控来影响学生学习， 它是指学 生对自己所从事的学习活动进行的积极、自 觉的计划、检查、评价、 反馈、控制和调节，是影响学生学业成绩的关键因素。学生学习自 我 监控的构成成分， 按照学习进行的过程河 以 分为八个方面: 计划性、 准 备性、意识性、方法性、执行性、反馈性、补救性、总结性。图2为 元认知理论的概念图 图2元认知理论的概念图 台湾学者陈嘉成认为概念构图可以作为一种元认知工具。概念构 图本身可以作为一种学习策略。因为学生在学习的过程中，绘制概念 图，可以清晰的反映出学生学习的过程，了解到学生在某一时刻的学 习情况，了解概念发展的整个过程。首先是使用概念图对任务进行计 划，通过对自己学习过程的掌握 就便于学生对学习的监控和调整 把概念图作为学习过程的反馈，也 n o v a k也认为，概念构图不但可以 让学生对认知作概念的分析，同时可以培养有效的学习方法，以理解 自己的认知历程，进而帮助学生了解知识的构造和产生的过程。 ( 四)阶层网络结构的知识表征 ( k n o w l e d g e r e p r e s e n t a t i o n ) 模式是概念构图的基础 在心理学中，表征有两层含义，一是被视为认知活动的产物，二 是被视为一种以概念代替实物的历程。知识表征的定义就是指外在的 知识结构，经由我们编码、存储形成人类对知识的储存形式，即透过 内在表征的形式来处理信息。研究者曾提出五种知识表征模式:群集 模式、 集合理论模式、语义属性比较模式、网络模式和神经认知模式。 其中 关于网 络模式的 研究， 最早是q u i l l i a n 和c o l l i n s 在 研究用语 言理解计算机程序时首次提出了阶层网络结构模式。该模型认为， 在人 类记忆中， 基本概念是节点，在节点与节点之间是表示概念间关系的连 接。 在长时记忆中，知识是以节点和节点的网络关系来存储和表征的， 并不是以单独的概念节点分开而彼此之间没有关联性的。 而且概念只 是知识的基本单位，并不是知识的全部，人类知识是由许多有意义的 命题为单位组成的语义网络。如图3 阶层网络结构图的一个实例。 有 皮 月 ) r - , 会 走 云 跨一 忿 之 会 吃岭一 二 二 会 ，动 物 一 一 )阶层 一一一一于 ， 属性 会呼 仁 必沪 产 有 羽毛 冬 会 灼 一 有翅 4 - 三3 有鳍 有腮 会游泳 会唱 歌f - - 金 黄 色 - 一 全 二 一一一一7会咬人 补 金丝雀 鳖蛋 _ 一 一 一 一 ) 危 险 图3阶层网络结构图实例 根据阶层网络结构模式对于知识表征的描述，我们发现，概念构 图本身就是符合研究者关于人类认知结构的研究结果的。 在概念图中， 我们将某一领域中的概念作为节点，用概念与概念之间的连接来代表 它们之间的关系，节点由上到下代表着概念由一般到特殊，由概括到 具体。因为概念构图完全符合我们关于人类认知结构的假设，所以， 我们可以通过让学生绘制概念图来了解他们思维和学习的具体过程， 作为评价和帮助学生学习的工具。同时，正是因为符合认知结构，所 以用概念图的方式将知识展示出来，也更容易被学生接受和理解。 二、基于网络的协作学习的含义与特点 ( 一)协作学习的含义 协作学习 ( c o l l a b o r a t iv e l e a rn in g ) 是学习者以小组或成对的 形式， 在 共同的目 标和一定的激励机制下， 以 获得最大的个人、 小组学习 成果为 最终目 标，通过讨论、互助来达成目 标的一种学习方式。同时，作为 一种教学模式，协作学习都是以小组或两个人为单位，通过完成小组 共同的任务来进行教学组织。 在协作学习中 ， 成员个人学习的成功是以 他人成功为基础的， 学习者之间的关系在相互依赖， 相互合作， 共享信息 与资源、 共负责任、 共担荣辱的基础上， 完成共同的学习任务， 实现相同 的学习目标石 协作学习是以建构主义学习理论和人本主义学习理论作为理论基 础，集中体现了建构主义所倡导的认知工具、社会建构和认知分享的 观点。在协作学习中，小组成员是协同工作的，整个的小组是一个有 机体，学习者在独立完成自己负责的部分工作同时，通过与同伴的交 流来获得帮助，同时也帮助同伴，实现学生之间的双向互动。其中交 流的主要形式是， 为了达到共同目 标而在个体之间进行的对话、 商讨、 争论。 在对问题进行充分论证之后，以获得达到学习目 标的最佳途径。 在整个学习的过程中，学习者都是通过提供的、或者在学习过程中不 断增加的共享学习资源，进行意义建构获得事物的性质、规律以 及事 物之间的内在联系。在协作学习的过程中，强调学习者的创造性、自 主性和互动性。 因此，在协作学习的过程中，学生通过协作活动有利于发展学生 个体的思维能力，增强学生个体之间的沟通能力、对学生个体之间差 异的包容能力，以及自 尊心与个体间相互尊重关系发生冲突时的处理 能力，有利于促进学生高级认知能力的发展，有利于学习者健康情感 的形成。此外，协作学习对提高学生的学习业绩、形成学生的批判性 思维与创新性思维、培养学生对待学习内容与学校的乐观态度等都有 明显的积极作用。另外，通过实践证明，通过协作学习，学习者在记 忆的保持时间上比个别化学习要长。 协作学习相对于其它形式的学习，它具有如下的特点: 协作学习是以群体活动为主体的一种教学活动，具有互补性。 协作学习将同伴之间的合作互助，互相作用视为教学活动的源 泉。 协作学习是一种目 标导向活动 协作学习是学习团体在达成目 标 过程中的总成绩为奖励依据的。 协作学习与传统的班级学习比 较如下表i( 高文， 2 0 0 0 ) o 表1传统与小组协作学习的比较 协作学习小组传统学习集体 积极的相互依赖 个休责任 异质 共同领导 彼此负责 强调任务和集体维持 直接教授社会技能 教师观察、干预 小组自我加工其效性 没有互相依赖 没有个人责任 同质 一个指定的领导 只对自己负责 只强调负责 忽视社会技能 教师忽视集体功能 没有集体自 我加工 ( 二)基于网络的协作学习特点 在网络中进行协作学习，学习者是通过互联网所创建的虚拟环境 进行对话、商讨、争论，进行协作的。在这样的一个连接到全球各个 角落的虚拟世界， 相对于传统教学中的协作学习， 具有很多独特之处: 1 .不论学生采用匿名还是实名参与协作， 相对于传统教学，学生 在学习的过程中，心态是更加放松的。因此，更能发挥每个人的主动 性，积极参加讨论，特别是对于那些有人际交往障碍的学习者，网络 无疑会成为他们参与协作，畅所欲言的最佳场所。从而在一定程度上 提高他们与人交往、与人合作的能力。 2 . 因为互联网对信息能够及时的收发，这相对于其它形式远程学 习函授学习和广播电视学习，更有利于学习者之间的交互，提高 了沟通效率，另外还有计算机及网络本身所具有的信息获取和整理功 能，可以提高学习者组织信息的效率，从而提高他们协作的效率以及 通过协作完成任务、达成学习目 标。通过网络，学习者可以实现高质 量的协作学习。 3 . 互联网在世界各地的延伸、普及，能够在更大范围内实现学习 者的协作，目前较为常见的是校际之间的协作学习。在更大的、全球 范围内的协作也是很常见的，如在一些专业网站上，针对某一问题， 从事这一领域的所有人都可以进行协作，共同解决这一问题，从而实 现协作学习。而且，不同的文化背景、知识背景的学习者，对于同一 问题会存在一定的文化差异，这本身对问题的解决和学习者的学习都 是非常有益的。 4 . 通过网络进行的协作学习可以是更加灵活多样的。在协作学习 中，针对不同的问题和任务，可以将学生分成以一对 ( 2 人)为一组， 可以分成小组 ( 通常为4 - 6 人) 。在进行总结评价时，为了得到更好的 效果，又可以将全班作为一个组，这样灵活分组的最终目的是为了可 以适应不同的任务，提高协作效率。通过网络技术，实现灵活分组是 非常简单方便的，不论是教师认为分的，还是学生自 愿成组，都可以 通过网络技术加以实现。 5 .通过网络协作学习，将课堂延伸到了学生家中，在协作的过程 中，学生必须要经过对信息进行搜集、甄别、遴选的过程，通过网络 协作学习，学生提高了这些信息处理能力以及通过网络，通过协作进 行学习的能力，获得了 这些学习能力也就为他们的终身学习 提供了 最 基本的保证。 6 教师与学生角色和作用发生了改变，从课堂教学到网 络学习， 教师由台前走到了幕后。而且，在课堂的协作学习或讨论中，教师没 有办法对所有的小组的某一时刻的情况全部都了解，因为他只能参与 或倾听指导一个小组的协作，这样，教师的监控和指导作用就大大的 削弱了。而通过网络进行的协作学习，不论是使用b b s 还是 c h a t r o o m， 教师都可以轻松的了解到所有小组的活动和进展， 能够 对所有的小组进行监控， 这是传统教学中的协作学习没有办法做到的。 ( 三)设计网络协作学习环境中应注意的问题 协作学习是通过小组或团体实施的，是不是小组学习中的个体一 定比单测 : 学习的个体更努力，学到的更多， 更积极呢?事实上， 通常 情况下，在不良 的机制下，小组中的个体不如单独学习的 个体积极努 力。因为在小组中，有一些个体要比其他个体获益多。能力差的学生 接受能力强的学生指导， 努力较少的学生从努力较多的学生那里享受 别人辛苦得来的成果。平均水平虽然得到了提高，但并不是每个参与 者都得到同等的提高。这将会导致小组成员关系的不和谐。因此，要 克服这些不利，实现小组成员的共同提高，虚拟学习环境在设计中必 须考虑以下几个方面: l 确定小组目标 设立的目 标必须保证是通过小组协作方式比个别学习更有利于知 识学习与任务完成的。创建一个小组时应首先考虑为什么个体要在小 组中同其他成员一起工作，这个目标应该体现出通过小组学习要比个 体单独学习完成得更好。 2 .平等参与 要想使一个小组成为一个协作小组就必须给每个成员分派数量接 近的工作。 在协作中，测量参与程度的最好方法就是使用登陆次数和 长度以及所写信息的数量和长度，避免有的学习者不劳而获。参与者 可以 通过阅读其他人的观点，陈述，问 题，答案来学习，同时通过自 己 的学习，与伙伴进行讨论， 分享自 己的学习成果， 加深理解、 促进 反思。务必要达到使每个学习者都为完成任务努力工作，做出 贡献， 因为一旦小组中出现不平衡的贡献，就很难将协作进行下去了。 3 . 交互 交互发生在针对一个话题产生的一系列连续的信息时。这个话题 应该能够引起所有参与者积极的讨论和持续深入的探索，不管是直接 的还是暗含的，所有的讨论都必须围绕这个话题，针对跑题的内容应 该加以控制，可以通过教师或学生评价的方式来加以克服。分析交互 应包含参与信息的内容，即参与者针对某一发言所进行的评价，及其 在讨论中的地位，是起到决定性、指引方向的作用，还是对问题进行 挖掘的。这些都需要使用概念构图来加以实现。 4 . 相互依赖、相互信任、相互尊重 在网络上，虽然所有人都是不带社会身份的、平等的人，但是在 虚拟环境这样的一个虚拟团体中，经过一段时间的协作，参与者之间 也会形成一定的分化，会有一些处于明显的优势地位的人，这要求相 互依赖、信任和尊重，这些也影响每个人的参与的积极性并最终影响 协作的成果，可以帮助小组中所有人的进步。 5 .信息的综合分析 信息的综合分析比 信息的 搜集交换更为重要， 它直接影响了 成员 的讨论结果中新观点的产生。 ( 四)当前网络协作学习中存在的主要问题 1 . 信息资源呈现方式不合理导致协作障碍 协作学习无疑是网络学习中一种非常有效的教学策略。但是，在 协作学习进行中，面对纷繁复杂的网络资源，以及非线性的信息资源 呈 现方式， 学生经常会迷失了 学习 的 方向 ( 庄良 宝， 2 0 0 0 ) ， 或 者在小 组 协作讨论过程中没有办法在整体上把握讨论进行的方向，从而导致小 组的探究活动误入歧途，或不能把小组成员的学习成果有效的组织起 来形成小组共同的学习成果， 最终会导致个人在小组协作中收效甚微。 2 . 利用b b s 进行讨论导致协作不能有效地进行 现存的协作学习系统中， 进行异步讨论促进协作都是使用b b s 作 为交互工具。而b b s ，不论是树形排列还是线性排列，都不能很好的 达到协作效果。学生只能看到每个人的言论，却不能在整体上了解讨 论进行的情况和把握协作讨论进行的趋势等，学生把过多的精力放在 了详细的察看每个人的内容上，学生对于协作情况是 “ 只见树木，不 见森林” 。 这种情况可能会导致协作不能够有效地进行， 在一些不必要 的问题上浪费了大量的时间。同时，讨论中获得一些有意义的信息又 是非常好的资源，如果不能有效的组织起来，就会使学生对协作失去 信心，丧失协作动机。而协作动机作为协作学习动机中非常重要的一 种劫札 .又是必不可少的 ( 黄荣怀，刘黄玲子，郑兰琴， 2 0 0 2 ) . 3 . , 、 组空间和个人空间不能很好的整合到协作中 现有的网络协作学习系统中，小组空间只是一个资源库，而小组 空间更应该是一个小组协作的空间，在这里，不仅有小组成员共享的 资源，有每个成员对资源的评价，还应该有小组协作进行探究的基本 资料，最新进展等。成为小组协作展示的又一个平台。而个人空间不 仅仅是展示成员的个人基本情况，让小组成员能够互相了解，更好的 促进合作。还应该作为个人的资源库，可以 一个人为单位，为大家提 供学习资源。这样资源共享也变得多角度，多方式。 4 . 缺乏有效的评价实践 协作学习的评价应该是重过程的评价，应该是小组评价和个人评 价结合的评价， 应该是包括了 社会知识、 任务知识、 概念知识、工作 空间知识等多方面内容的评价 ( 刘黄玲子等， 2 0 0 2 ) 。 而现存的协作学 习系统则只重结果，评价主要依据是小组协作的最后作品。更缺乏系 统对个人和小组的实时评价、 对协作过程的评价、 对协作质量的评价、 对资源利用的评价等。系统对小组和个人的实时评价可以帮助学生调 整自己和小组的学习与合作，更好的激发学生学习和协作动机。 针对现存网络协作学习系统以上的不足，本文拟设计一个利用概 念构图进行讨论的协作学习环境。 三、概念构图 ( 一) 概念图与概念构图的基本含义 1 概念构图的产生 概念构图是美国康奈尔大学学者、著名的人本建构主义者n o v a k 根据a u s u b e l 有意义学习理论，在1 9 7 1 年研究儿童科学概念改变历程 时提出的。n o v a k 根据a u s u b e l 的逐渐分化、整合协调原则结合建构 主义的知识结构观点，形成了三个重要主张( 黄台珠，1 9 9 8 ) ： ( 1 ) 人类是意义的建构者 n o v a k 认为，对于认知过程，专家创造知识，而学习者是吸收消 化知识，但是其认知基本过程是一样的。而且，当面对同一事物时， 没有两个人能建构出完全相同的意义。 ( 2 ) 教育的目的是为了建构共同的意义 n o v a k 不赞同“知识是一神产品，可由教师转移给学生”，认为知 识是一种人类具有的特殊性、具有认知的结构。因为没有两个人建构 出来的意义完全一致的，但是从社会历史文化的角度看，必定存在一 个在一定的历史时期内共同的意义。因此，教师是一个中介者，目的 是使学生建构共同的意义，而这个意义是具有社会性的。 ( 3 ) 共同的意义可以由教师主动的教学来完成。 针对这样的观点，n o v a k 发展出了概念构图这一元认知工具，作 为主动帮助学生进行共同的意义建构的工具。 2 概念图的定义和基本组成 概念图( c o n c e p tm a p ) 是一种由表示概念的节点和表示概念与概 念之间关系的连接线段组成的，能形象表达命题网络中一系列概念含 义及各概念之间的内在逻辑关系的空间网络结构图。概念构图( c o n c e p t m a p p i n g ) t 是利用概念图来表达某一命题网络的活动。 1 6 概念图作为一个图表，有四个基本要素构成：概念( c o n c e p t s ) 、 命题( p r o p o s i t i o n s ) 、交叉连接( c r o s s l i n k s ) 和层级结构( h i e r a r c h i c a l f r a m e w o r k s ) 。概念从逻辑上讲是指某一领域中因为具有共同特征面别 组织在一起的特定事物，是被感知到的事物的规则属性，通常有特定 的名称和符号。命题是一个有意义、有真假值的句子，是对事物现象、 结构和规则的陈述，在概念图中，一个命题是由两个概念和连接两个 概念之间的关系共同组成的。交叉连接表示不同知识领域概念之间的 相互关系。层级结构是概念的展现方式，一般情况下，一般性的、概 括性较强的概念置于概念图的顶层，而从属它的概念在该概念之下。 如图4 所示是一个关于概念图的概念图。 图4 关于概念图的概念图 3 制作概念图的过程 制作概念图的步骤可以分为四步： 第一步，找出关键概念并排序。针对所要绘制概念图的内容，确 定其中的关键概念，即概念图中的关键节点，在确定了这些概念后要 分析概念与概念之间的关系，确定哪些是一般的、概括的，应该在概 念图的顶层，哪些是从属的概念，哪些是从属概念的从属概念，这样 一层层的确定下去，可以大致的确立概念图的结构。 第二步，草拟概念的层级布局。把所有的概念按照在概念图中从 一般到具体排列出来， 初步形