协同学习及其知识建构机制：一种设计研究框架

1、协同学习及其知识建构机制：一种设计研究框架王佑镁2010.03.27-28王佑镁王佑镁博士/副教授/副处长温州大学教务处/教育学院教育技术系QQ：13032077电话88360336邮件：网站：http:/讨论目的n以博士研究历程为样本，回溯四年的研究体验，供各位参考；n并不是要求大家都做成博士论文，而是分享其中的“隐性知识”；n从态度与方法来看，一篇学术论文和一篇博士论文应该取一致的立场。我的研究主题主题：n2000-2010：电子学档研究；n2005- 协同学习研究；教育技术研究几点思考n专业的取向：教育-技术-应用n恒久的追求：一生只做一件事n平和的心态：兴趣所

2、致心诚则灵n累积的策略：大处着眼小处入手 n系统的战略：创新的选题+合适的方法+高水平导师本人在教育技术研究与教学革新方面的主要成果：本人在教育技术研究与教学革新方面的主要成果：n全国教育科学规划等科研课题5项，国内2A以上论文40余篇,一级、国际三检论文8篇；科研获奖3次，教材专著3部；n主持2门省级精品课程(2004、2008)；主持1个省新世纪教改项目(2008)；省教坛新秀(2009)；n破格晋升副教授(2007);大纲n协同学习系统的设计研究框架n框架下的研究议程与解释n问题探讨1.协同学习的设计研究框架TheoryImplementationEvaluationDesign协同学习

3、研究EDR缘起nLijnse(2000)从研究的本质来看从研究的本质来看理论和实践理论和实践差距的问题差距的问题，她认为，这种差距基本上是由于，她认为，这种差距基本上是由于现在所进行的研究之研究本质造成的。现在所进行的研究之研究本质造成的。n她认为，现行主流的教育研究似乎聚焦在一般她认为，现行主流的教育研究似乎聚焦在一般理论理论(General Theory)的探讨，而有关教学的探讨，而有关教学层面的层面的特定内容相关的理论特定内容相关的理论(Content specific Theory)则被忽略则被忽略。n而这种忽略则是一种从而这种忽略则是一种从理论研究到实践理论研究到实践之间差之间差距的

4、一种严重低估距的一种严重低估(Lijnse,1995)。发展历史设计研究的起源可回溯到设计研究的起源可回溯到1990年代，当时兴起一股发展年代，当时兴起一股发展新的名为新的名为设计实验设计实验(design experiment) 或或设设计研究计研究(design research)的干涉性研究方法的运的干涉性研究方法的运动，动，Ann Brown(1992)及及Collin(1992)是这个运动是这个运动最初的领导者。最初的领导者。设计研究的发展源自于当时的研究者感到几方面的研究设计研究的发展源自于当时的研究者感到几方面的研究需求：需求：(一一)探讨在情境中的探讨在情境中的学习本质学习本质

5、的理论问题之需要。的理论问题之需要。(二二)需要发展一种不是在实验室中，而是能需要发展一种不是在实验室中，而是能在真实世界在真实世界中来探讨学习现象的研究方法。中来探讨学习现象的研究方法。(三三)超越超越学习的狭窄测量的需求。学习的狭窄测量的需求。(四四)在在形成性评价形成性评价中获取研究发现的需求中获取研究发现的需求(Collins & Bielaczyc, 2004)。名称上并没有统一n研究设计法研究设计法(design research)在名称在名称上并没有统一，其名称常见有上并没有统一，其名称常见有”design-based research”、”design study” 、”dev

6、elopmental research” 及及”design experiment”等。等。n我倾向于我倾向于EDR，其次是，其次是DBRResearch ParadigmsnQuantitative discovery of the laws that govern behaviornQualitative understandings from an insider perspectivenCritical Investigate and expose the power relationshipsnDesign-based interventions, interactions and

7、their effect in multiple contexts小结：设计研究的特征根据根据Design Research Collective(2003)的归纳，一的归纳，一个发展良好的设计研究应具有以下几个特征：个发展良好的设计研究应具有以下几个特征：(一一)、设计、设计学习环境及发展理论学习环境及发展理论是设计研究的中心目标，是设计研究的中心目标，且这两个目标是交织且这两个目标是交织 在一起的。在一起的。(二二)、发展及研究是藉、发展及研究是藉由设计、执行、分析及再设计的由设计、执行、分析及再设计的连续性循环连续性循环而产生而产生(Cobb,2001; Collins,1992)。(三

8、三)、设计研究必须得到、设计研究必须得到可分享的理论可分享的理论，以帮助其它设，以帮助其它设计者或教学执行者沟通相关的意义。计者或教学执行者沟通相关的意义。(四四)、研究必需能解释在、研究必需能解释在真实情境真实情境中，设计如何能发生中，设计如何能发生作用，而不是只有强调设计的成功或失败的结果，并作用，而不是只有强调设计的成功或失败的结果，并且要聚焦在精炼我们对学习理解的所有议题的交互作且要聚焦在精炼我们对学习理解的所有议题的交互作用上。用上。(五五)、这些因果的发展是依据将、这些因果的发展是依据将有兴趣的结果和过程的有兴趣的结果和过程的连结及证明连结及证明的方法。的方法。DBR强调n设计、n

9、执行、n分析及、n再设计、n的连续性循环迭代的设计研究法 。(Cobb,2001; Collins,1992)框架构建的目的和需求n目的在于构建一个适应协同学习支持课堂学习革新的设计研究框架。协同学习的设计研究框架2. 框架下的研究议程与解释3.1实施框架教育设计研究的模型与框架教育设计研究的模型与框架工程设计工程设计教育革新教育革新协同学习的设计框架协同学习的设计框架告知探究告知探究研究预设研究预设执行过程执行过程制品生成制品生成扩延评估扩延评估结论与问题结论与问题问题缘起n源于实践场：课堂教学中的文化变量-认知变量与技术构量之间的映射关系；Scenario 1：作文课-修改标注Scenar

10、io 2：数学课问题汇聚Meta-model of synergistic learning(Zhu Zhiting,et al,2006)Agendan告知探究(问题确定与研究综述)n研究预设(协同学习基本界定)n研究过程(案例研究、会话分析、实验研究)n研究成果(设计原则、实用模型、干预)n扩展评价(情境迁移、持续改进)3.1.1Informed exploration告知探究(研究综述与问题确定)知识建构多维度学习学习技术系统问题确定综述的基本思路n学习的多维视角n学习的协同研究n知识建构及其学习技术系统现有学习系统/课堂学习中的问题n在交互层面，缺乏学习者与内容的深度互动。n在通信结构

11、层面，缺乏信息聚合机制。 n在信息加工层面，缺乏群体思维操作。 n在知识建构层面，缺乏分工合作与整合工具 n在实用层面，信息、知识、行动、情感、价值缺乏有机联系。问题的确定 深入探究适应课堂学习的协同学习模型及其技术系统框架，分析其知识建构机制。深入探究适应课堂学习的协同学习模型及其技术系统框架，分析其知识建构机制。探索支持协同学习的教学设计模型，并研究其效果，以改进研究和实践。具体细化探索支持协同学习的教学设计模型，并研究其效果，以改进研究和实践。具体细化为为7个子问题：个子问题：协同学习的设计研究框架3.1.2Presage研究预设(协同学习基本界定)课堂学习情境+以教师为主导的课堂教学n

12、协同学习n协同学习元模型n协同学习场模型协同学习（Synergetic Learning）n协同学习以系统协同思想和知识管理为基础，强调学习技术系统的各个要素，包括认知主体和认知客体及其交互形式的协同关系，其目标在于获得教学协同绩效、支持知识协同建构、促进个体全面发展。 Meta-model of synergistic learning(Zhu Zhiting,et al,2006)synergistic learning协同学习是对现有学习技术系统框架的突破：在信息、知识、行动、情感、价值之间建立有机的、协同发展的联系；交互层面，提供内容与学习者的深度互动；通信结构层面，提供信息聚合机制；

13、信息加工层面，提供群体思维操作和合作建构机制。协同学习场模型信息场价值场行动场情感场知识场协同学习的设计研究框架Process研究过程(干预设计及其评价:可用性测试、会话分析、网络分析、实验研究)n干预是什么？心理学词汇。nThe intervention is what ever new learning program or process you are wanting to investigate(Katherine Dix,2008)n课堂中的干预分为三种：教学性干预、支持性干预、动机性干预。 本研究中的干预设计n教学性干预：协同学习原则n技术性干预：协同学习技术系统n

14、动机性干预：相关协同学习活动Mechanism of synergistic learning在协同学习框架中，多场协同以及个体与群体的信息加工及知识建构，构成了学习的发生机制。协同学习元模型是基于多场互动协同的，其核心就在于强调个体与集体的信息加工及知识建构。 简而言之，协同学习的基本原理归纳为: 深度互动， 信息汇聚， 集体思维， 多场协调， 合作创建。Synergistic Learning toolkits 协同学习套具nAnnotation tool标注工具： supporting deep interactionnAggregation tool聚合技术: supporting i

15、nformation assemblingnConstruction tool建构工具: supporting knowledge artifact creatingUsability Test（1）可用性测试(2006.9-2007.01)协同学习技术系统可用性：新手连接性交互性共享性0100100100新手：CIS（X， X ， X ）标注（12，52，36）建构（21，16，63）专家：CIS（ X ， X ， X ）标注（9，45，46）建构（11，31，58）NANC协同学习技术系统可用性：专家连接性交互性共享性0100100100新手：CIS（X， X ， X ）标注（12，52，

16、36）建构（21，16，63）专家：CIS（ X ， X ， X ）标注（9，45，46）建构（11，31，58）ECEA协同工具套件n标注工具n建构工具n文档共享知识建构机制(2007.01-2007.06)第一阶段：信息分享（IS）第二阶段：观点比较（IC）第三阶段：合作协商（CN）第四阶段：知识建构（KC）第五阶段：意义达成（II）多场学习效应(2007.07-2008.06)原则原则MeanSD数据分析数据分析深度互动3.910.905学生之间，学生与老师之间能很好的进行交互，交互程度较高。汇聚共享3.7170.889参与者能较好的共享他人的观点、信息，并且较多的学习者能分享自己的观点

17、、资料等供其他学习者使用，共享程度较高。合作建构3.693.730总体上能反映知识的合作建构，但其程度不是很高。集体思维3.810.847能较好的提高学习者群体的思维操作能力，培养良好的团队合作精神。多场协同3.401.957大部分学习者认为，使用该协同建构工具能提高学习者多场协同学习的意识。综合效果3.756.850大部分学习者认为，使用协同工具进行教学，对促进学习者的共同学习，发散思维，知识的共同建构有较好的效果。First Iteration（2007.07-2008.01）交互知识建构水平研究结果比较知识建构环境知识建构环境共享共享PH1发现发现PH2协商协商PH3创建创建PH4共识共

18、识PH5Gunawardena (1997)计算机视频同步会计算机视频同步会议议陈丽陈丽(2004)网络异步交互网络异步交互68.9%23.7%6.4%0.3%0.7%曹良亮曹良亮 陈丽陈丽(2006)异步讨论交互异步讨论交互84%16%1%1%王佑镁（王佑镁（2007）建构工具同步交互建构工具同步交互92.77.3%。反思改进# 1n协同学习技术系统的改进(可用性)；n协同学习原则的改进(信息汇聚-汇聚共享)n协同学习元模型的改进(活动-行动-行为)Product研究成果(理论模型、设计原则、技术系统)行为场行为场(祝智庭, 王佑镁，罗红卫, 2007)协同学习五原则：设计与评

19、估取向n深度互动深度互动 n汇聚共享汇聚共享n集体思维集体思维 n合作建构合作建构 n多场协调多场协调(祝智庭, 王佑镁，罗红卫, 2007)协同工具套件n标注工具n建构工具n文档共享知识建构机制知识协同建构动力学Processn web2.0环境下的协同学习Second Iteration（2008.02-）教学流程教师学生教师提出问题使用工具记录查找内容来解决问题Notebook每个学生将内容记录在自己的笔记本中，并对内容进行标注，注明解决的是哪个问题，并至少与老师和一位同学分享教师解说问题接龙标注工具汇聚同一问题不同解决方法，教师根据学生查找情况进行归纳总结标注工具辅助及教

20、师给予教学协助，帮助回顾记忆图 课堂实施流程图小组讨论知识建构Notebook记忆保持多场学习效应原则原则MeanSD数据分析数据分析深度互动4.000.868学生之间，学生与老师之间能很好的进行交互，交互程度较高。汇聚共享3.7191.111参与者能较好的共享他人的观点、信息，并且较多的学习者能分享自己的观点、资料等供其他学习者使用，共享程度较高。合作建构3.564.993总体上能反映知识的合作建构，但其程度不是很高。集体思维3.952.900能较好的提高学习者群体的思维操作能力，培养良好的团队合作精神。多场协同3.6161.006大部分学习者认为，使用该协同建构工具能提高学习者多场协同学习

21、的意识。认知记忆3.8270.796大部分学习者认为，使用协同工具进行教学，对促进学习者的共同学习，发散思维，知识的共同建构有较好的效果。Second Iteration（2008.02-）Iteration #1 & Iteration #Product研究成果(理论模型、设计原则、技术系统)n认知记忆模型n支持协同学习的教学设计框架GSIGLKPSIPLKCKC：Cycle of Knowledge BuildingKnowledge Artifacts认知记忆模型教学设计框架反思改进#2(1)迁移的技术系统能够满足协同学习需要，但是知识建构功能较弱；(新系统)(2)技术系

22、统对学习者的认知和记忆起到保存的作用。ProcessThird Iteration（2008.04-)n案例分析、专家评价n信息技术教学中的协同学习表处理Product研究成果(理论模型、设计原则、技术系统)n进一步证实设计原则n支持协同学习的教学设计框架反思改进#3(1)原则贯彻较为彻底，活动设计比较成功；但缺少活动支架；(2)学习行为难以确定。(行为-意动？)The Interactive Learning ModelTraditional Learning DomainsnCognitivenAffective nPsychomotorcognitiveaff

23、ectiveconativeCognitive Affective Conative nTo knownThinkingnThoughtnEpistemologynKnowingnTo feelnFeelingnEmotionnEsthetics nCaringnTo actnWillingnVolitionnEthics nDoing协同学习活动支架协同学习原理开发内容技术工具活动支持深度互动互动的方式、支架、效果标注工具质性分析和量化研究汇聚共享信息汇聚效果标注工具质性分析与量化研究集体思维集体思维对集体认知的影响与设计集体思维图示影响研究合作建构合作建构的方法、支架与效果建构工具质性分析与量化研究多场协调多场因素对集体认知的影响研究多场设计影响研究协同学习活动n协同学习活动策略矩阵图，活动+工具，初步整理了136种，主要来源于网络上的教学模式、培训中的各种方法等等。还有待进一步分