网络协作学习系统的应用研究，本文主要内容关键词为：系统论文,网络论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着人们对教育和学习内涵的深入理解，协作学习（Cooperative Learning，简称CL）越来越受到广泛的重视，学会协作已经成为21世纪教育的四大支柱之一。与此同时，计算机及网络技术迅速发展，其在教育中的应用也引起了人们的普遍关注，计算机支持的协作学习（Computer Supported Cooperative Learning，简称CSCL）正是代表了这两种趋势的汇合点，即一种新的协作学习方式与普遍渗透于社会的计算机技术的汇合。基于网络的协作学习是远程学习的重要形式，网络协作学习系统已在远程教育领域广泛应用。
一、协作学习CL
协作学习是20世纪70年代初兴起于美国，并在70年代中期至80年代中期取得实质性进展的一种教学理论与策略。目前，合作学习已广泛应用于美国、以色列、德国、英国、加拿大、澳大利亚、荷兰、日本、尼日利亚等国的中小学教学，对于改善课堂内的社会心理气氛，大面积提高学生的学业成绩，促进学生良好的非认知品质的发展起到了积极的作用，其实效令人瞩目。在美国，协作学习与掌握学习一起，被人们誉为当代最受欢迎的两种教学策略。
按照学习者之间关系，可将学习分成三种类型：一种是竞争学习，学习者之间互相对立，一方的成功是建立在另一方的失败之上，因此称为“你沉我浮”；第二种是个别化学习，学习者各自进行学习，各自的成功失败互不相干，因此称为“沉浮无关”；第三种就是协作学习，在这种学习的组织形式中，学习者之间协同工作并共同分享学习目标，取得成功的条件是参与协作的每一个人都取得成功，故被称为“同沉同浮”。研究表明，协作学习与个别学习及竞争学习相比在很多方面更有效：能产生更好的学习成绩和更好的学习效率；能促进学习者之间更加相互关心、相互支持和更密切的关系；更有利于心理健康、社会责任感和自尊心的建立。
协作学习的重要代表人物约翰逊兄弟认为，CL有5个不可缺少的要素：积极互赖、个人责任、小组自加工、社交技能、面对面的促进性交互。我国教育技术研究者黄荣怀教授将协作学习定义为：“协作学习是学生以小组形式参与、为达到共同的学习目标、在一定的激励机制下最大化个人和他人习得成果，而合作互助的一切相关行为”，在其所著《计算机支持的协作学习——理论与方法》（简称《计》）中比较完整地提出了CL概念体系和CSCL系统模型。
二、计算机支持的协作学习CSCL
计算机支持的协同工作（Computer Supported Collaborative Work，简称CSCW）是指地域分散的一个群体借助计算机及其网络技术，共同协调与协作来完成一项任务。它包括协同工作系统的建设、群体工作方式研究和支持群体工作的相关技术研究以及应用系统的开发等。CSCW成为一个多学科交叉的新兴的研究领域，有着广阔的应用前景，被普遍认为将成为我们人类社会的一种基本工作方式和生活方式。
CSCL可以看成是CL与CSCW的交叉研究领域，是指利用计算机技术（尤其是多媒体和网络技术）来辅助和支持协作学习。多媒体能提供界面友好、形象直观的交互式学习环境，网络技术除了能提供学习者之间的信息传输通道，突破时空限制外，还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息，目前在Internet上按这种方式组织建构的知识库、信息库浩如烟海，并已成为世界上最大的信息资源，这为CSCL的发展和应用提供了前所未有的机会。
CSCL的重要代表人物Timothy Koschmann认为，CSCL的研究内容是共同活动背景下的意义和意义建构过程以及通过设计工具支持这一过程的实现。但是从目前CSCL的应用来看，利用技术手段和相关工具支持协作学习者“共同建构意义”的目标还没有得到很好的实现。较完善或成熟的CSCL系统不多见的一个根本原因是：人们对计算机所要支持的“协作学习”还没有清晰而明确的理解。尽管当前CSCL的研究者都认为“协作”即“知识的共同建构”和“协作参与者的相互依赖”，但是包括Koschmann（多次CSCL国际会议的组织者和主席）在内的诸多研究者均承认“现在还并不清楚小组学生是通过什么样的交互实现知识的共同建构的”。
三、计算机支持的协同知识建构CSCKB
学习是一个不易觉察的内部心理过程，其结果是引起个人信仰、态度和技能的改变；CL则是一个小组成员将自身隐性知识外化，通过小组的协作交互，逐步达成一致，形成公共知识，然后内化的过程。计算机支持的协同知识建构（Computer Supported Collaborative Knowledge Building，简称CSCKB）是指小组成员在计算机支持环境下，以概念图等知识表征方式为中介，相互协作而进行的知识建构。研究CSCKB将有助于构建基于认知的CSCL环境。
CSCKB涉及教育学、认知科学、计算机科学、协同学等多个领域，国际上对信息加工、群体协作、CSCW、CSCL都已有一些研究，针对个体的概念图和思维导图也有较多的研究和应用性产品。如G.Stahl经过多年研究，提出的知识建构过程模型比较清楚地描述了协作学习中协作过程与个体认知过程之间的关系。但是，在协同知识建构方面指导CSCL环境或系统设计的有效理论仍需要进一步深入研究。而且由于人们在进行交流时外化知识的抽象程度不同，外化知识的情景也不尽相同，有时候使用不同的言语描述同样一个实例，有时候又以同样的词句指代不同的事物，从而导致人们交流时的困难不仅仅在于如何表达自己的思想，而更多的在于如何让别人理解自己表达的思想，因此需要一种可视化的工具将知识外化，以更直观的方式表示出来，从而加速群体的信息加工和知识建构。
我们假设：利用计算机可以弥补短时记忆容量的不足；人们通过概念图的方法将知识外化到计算机，以计算机为存储与交流媒介，再以可视化方式——概念图呈现的形式刺激人脑，形成更有助于思维加工的表象，促进信息加工与知识建构；由于个体知识的局限性以及计算机本身并不能代替人类进行思维，群体可利用计算机作为中介进行学习（协同知识建构）。因此，基于CSCKB理论的协同思维导图工具（Collaborative Mind Mapping Tools，简称CMMT）将是网络环境下开展协作学习的重要工具，扮演着知识呈现、交流、评价、知识管理、灵感启发等重要角色，可用作教学中的知识呈现工具、个人工作的知识管理工具和CSCW中的知识共享工具等。北京师范大学知识工程研究中心已经开发出一套实际可用的思维导图工具(http://www.vschool.net.cn/)。
四、协作学习平台WebCL
目前，CSCL相关技术产品也是来自两个方面：一是将CSCW的相关技术与产品应用于协作学习；另一种是在基于网络的教学／学习支撑平台中增加协作学习的内容，典型的有：
●WebCT是由British Columbia计算机科学系开发，包括会议系统、在线聊天、学生学习过程跟踪、小组项目组织、学生自我评价、成绩管理与发布、访问控制导航、课程内容搜索等功能。
●Virtual-U是由加拿大Simon Fraser大学开发的基于WEB的教学和培训集成工具。它可以使老师方便地建立和管理协作小组，创建会议以方便主题讨论，允许学生进行角色扮演，在消息中插入多媒体素材。
●WISH(WEB Instructional Services Headquarters)是由美国Pennsylvania州立大学开发，包括课堂管理、电子通信、课程公告牌、电子白板、实时音频系统、邮件列表等系统模块。该系统的特点是提供教学资源管理服务，网络教学功能是通过一些通用的工具来实现的。
●LUVIT(Lund University Virtual InteractiveTool)是第四代远程教育工具中较先进的一种。其主要功能有：电子邮件、新闻论坛、分散式聊天、视频会议、电子白板、个人主页等。
●ClassFronter（课堂先锋）是由挪威Fronter公司开发的网络教学平台。它提供了40多个模块，包括日历表、活动计划、联系人名单、聊天室、论坛、写字板、测试等部分。它可以实现多个学生实时合作书写同一文件的功能。
●PREP是一个由Carnegie Mellon大学开发的写作工具。PREP使用两维的文本表格，类似于展开的表单，在这里学习者独立工作。文本被分割成水平的每个学习者都可以处理的部分。学习者可能会对他们的部分进行评论、重写或编辑。另外，允许他们浏览其他学习者处理的部分。
总体来看，支持课程和协作学习、支持学习共同体和知识建构、培养学生的问题解决能力，几乎是所有国外虚拟学习环境设计的共同特征。国内也有许多学者从事CL与CSCL的研究、开发、应用与推广工作，包括北京大学的李晓明教授，清华大学的程建刚教授，华南师范大学的李克东教授、赵建华博士，西南师范大学张小真教授，首都师范大学的王陆教授等都做了非常有意义的工作。
北京师范大学黄荣怀教授及其领导的研究团队从1997年开始着手CL及CSCL的研究工作。1997年开始尝试将网络会议系统软件MS Netmeeting应用于教学中，并开发了一个基于NetMeeting的协作型教学系统平台。研究小组学习、分析和研究了CL的基本原理，整理了其概念体系，并将相关策略和方法于1998年和1999年先后在北京、天津、山东寿光和河南郑州等地区的教师教育技术培训中进行实验，相关教改试验一直持续到现在，并扩大实验范围到10多个省市。2000年“基于Web的协作学习平台”（Web-Based Collaborative Learning，以下简称WebCL）作为教育部“现代远程教育关键技术研究重点项目”立项，课题组正式开展基于网络的协作学习的研究开发工作，该项目始于在网络环境下大群体（几百人、上千人）的选课及学习的需要，课题组对CSCL的系统结构、相关技术等问题进行了资料分析和实验探究，提出了CSCL通用学习过程模型、系统设计模型和评价模型。这些模型基本得到了实现，体现在课题组负责人的博士毕业论文《关于协作学习的结构化模型研究》中，并发表了大量有影响的学术论文，如：CSCL的理论与方法、协作学习的系统观、协作学习评价方法、论协作学习中的动机因素、关于协作学习的组态结构模型研究、基于网络的协作型教学系统模型、基于WEB的协作学习系统模型、协作学习在现代教育技术理论培训中的应用、网络环境下协作学习的实践与思考、构建WebCL平台上的e-Tutor等。
以此为基础，2000年在北京师范大学信息科学学院开设了研究生课程《协作学习与计算机支持的协作学习》。2001-2003年课题组又参加了国家“十五”科技攻关项目“中学教育示范工程”、北京市教育科学规划重点课题“网络环境下的研究性学习理论与实践研究”和教育部教育科学规划重点课题“基于学习策略的虚拟学习社区研究”，CSCL是其重要研究内容。多位研究生参与了课题研究，并以此为基础完成了毕业论文。如：跨平台语音技术在基于Web的教学系统中的应用研究、基于协作学习的教育技术校本培训模式研究、协作学习系统建模研究、协作学习在高中地理教学中的应用研究等。
WebCL(http://www.webcl.net.cn)已经成为一个有效的、稳定的、受广大师生喜爱的网络教学支撑系统：
首先，强大而又方便的任务和小组支持。通过布置任务、划分小组、组内开展协作学习、展示和评价协作学习成果等环节，支持协作学习全过程。
其次，方便灵活的资源管理形式。教师可以直接上传课件，也可以将因特网上的任何可访问的资源通过WebCL组织起来，供学生使用。
第三，多形式、多层次的交互支持。WebCL为学生之间，以及师生之间提供了多种交互形式，包括即时双向一对一的在线消息、异步单向一对多的公告、即时双向多对多的聊天室、异步双向多对多的讨论区以及调查等。更为重要的是，WebCL从公共、班级、小组等多个层次提供交互支持。
第四，强大的作业管理功能。教师可以轻松在线创建作业，类型可以设计单选、多选、填空、问答以及文档提交等形式。部分题型的自动评判功能大大降低了教师的工作量，也为学生提供的及时的反馈。另外，教师可以轻松查阅作业完成情况，掌握学生学习进度。截止日期的设置也为学生的学习进程提供了很好的控制。
第五，多种多样的评价方式。在协作学习方面，教师可以组织专家组对小组的作品进行评价，学生可以对自己的协作表现进行评分，小组成员之间还可以进行，作为协作小组评价的修改因子。在个别化学习方面，电子学挡的设立为每个学生提供了学习过程的记录以及反思学习的空间。
最后，人性化的个人私有空间。WebCL为每个用户提供了日历安排、电子邮箱、网络硬盘和个性设置等个人空间。学生可以在线安排事务，并可得到系统的提醒；学生可以在平台上存储私有文件以供平时所需，学生可以定制个性化的系统入口以使登录更快捷。
2002年教育部组织的专家认为“该系统提供了一个比较完整的‘平台＋资源’的协作学习解决方案，可推广到相关教育和培训机构。”从2003年9月北京师范大学信息科学学院20多门课程使用WebCL作为课程支持系统到2004年2月全校“信息技术公共课”和“精品课程”采用，近万名师生体验了网络学习的乐趣，收获了网络学习的实惠；从2001年起，多所中小学现代教育技术试验学校使用WebCL作为“校本教师教育技术培训”和“信息技术与学科课程整合”的支持平台，亦产生了良好的效果；2003年，作为UNDP-中国CPR/01/403项目“现代远程教育”高级研修班网络教学支撑平台，面授与远程学习很好地结合；2004年WebCL被选为中英网络教育“教育硕士”合作项目的教学平台，被评价认为“超过WebCT”。
在协作学习研究的最初阶段，人们通常将目光集中到协作学习的有效性上，并做了大量的实验，控制各独立变量，测量其最终效果；后来研究焦点转移到各变量在协作学习过程中所扮演的角色，人们更加注重对协作学习过程的研究；近年来，受日常教育实践中应用协作学习的驱动，急需有一种可操作的评价学习结果及协作质量的方法，因此，CSCL评价研究以及交互过程分析成为当前CSCL研究的两大焦点。北京师范大学知识工程研究中心及网络教育实验室在这几个方面作了大量的工作，目前的研究包括：协作学习（交互）过程建模及分析工具研究、CSCKB研究以及相关技术与产品开发，构建新一代WebCL系统。
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