基于角色的主题式网络协作学习方法及其案例分析——应用CSCLEP与CRAT的教学实验，本文主要内容关键词为：学习方法论文,案例分析论文,角色论文,主题论文,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。
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1006-9860(2010)10-0005-06
为了验证CSCL协作角色分析工具(CSCL—CRAT)的功能、性能和可用性，证明与CSCLEP对接的可能性，发现学习个体在协作小组中进行协作学习活动时的角色扮演情况，笔者设计一系列的教学实验。教学实验采用基于角色的主题式网络协作学习模式，使学生在CSCLEP平台中进行多种网络协作学习活动，通过相互交流与协作，完成协作学习的目标和任务。为了充分说明教学实验分析结果，呈现学习个体在协作小组中的活动状态与其协作角色的分布情况。这里选择了一个教学实验案例进行分析，从教学实验所采用的教学活动设计方式、实验方法、实验环境(平台)、实验设计、实验对象、实验数据分析和实验结论等方面来进行分析讨论。
一、研究方法
运用协作角色分析工具进行教学实验，需要在实验进行期间获得数据过程、分析数据中用到的不同的研究方法，本次教学实验所用的研究方法有：个案研究法、结构化参与观察法和逻辑分析法。(1)个案研究法：是一种个别的、深度的、描绘的，且偏向质的研究方法。它期望对个案进行深入了解，来探究全体的具体情况。概而言之，个案研究可以是以一个人、一个机构或一个团体为研究对象，广泛搜集各种资料，综合运用各种质的研究方法，对复杂情境中的现象进行深入探究的研究策略[1]。个案研究适用于对过程进行探究。本文运用个案研究方法来探究一个协作小组的协作学习过程。(2)结构化参与观察法[2]：详细设计参与观察的内容、程序、记录方法，以教师或辅导教师的身份参与实验中的协作学习活动，记录学生协商讨论协作学习活动中的交互关系。(3)逻辑分析法[3]：主要利用逻辑分析中的比较法、归纳法和综合法，总结小组内协作角色在协作学习活动中的变化情况。
二、教学实验工具——CSCLEP(计算机支持的协作学习实验平台)与CRAT(协作角色分析工具)
CSCLEP[4]是华南师范大学教育信息技术学院“211”子项目“CSCL实验室”建设的一部分，如图1所示，系统目前分为CSCL实验支持系统和CSCL实验分析系统两个不同功能平台。支撑平台的作用是用来支持研究课题与项目的管理、CSCL实验的设计、学生开展多种网络协作学习活动、收集CSCL实验数据；分析系统主要用来分析前面的支撑系统所收集的数据，支持研究人员得出结论，目前主要是以社会网络分析方法来分析CSCL协作组中学习成员的互动结构。基于本体的CSCL协作角色分析工具期望作为CSCL实验支撑平台(CSCLEP)的扩展功能，工具的开发期望能进一步扩展该平台的功能，以基于本体的方法，分析学习成员在协作组中的角色扮演情况，为协作组的组成情况提供可视化的分析，帮助CSCL教学人员进一步确认小组组成的有效性。
图1 CSCLEP与CRAT工具的首页界面
图2所示是本工具与CSCL实验支撑平台的总体设计思路之间的关系，CSCL实验支持系统为CSCL实验分析系统提供实验原始数据，CSCL实验分析研究的结果进一步调节、完善CSCL实验支持系统中的实验过程和控制[5]。协作角色分析工具同样需要CSCL支持系统提供原始的实验数据(主要来自于讨论区的交流话语)，而协作角色工具则扩展了CSCL分析系统的功能。
图2 CSCL协作角色分析工具与CSCL实验支撑平台的总体设计思路的关系图
三、教学实验设计原则——基于角色的主题式网络协作学习活动方式
在活动理论的支持下，李克东教授和王永固博士[6]将协作学习活动模型引入到CSCL的教学设计领域，设计出一种主题式网络协作学习的教学设计模型(OTBCL)[7]。
在此基础上，笔者提出一种基于角色的主题式网络学习模式(RTBCL)。该模型的基本构成与主题式网络协作学习教学模型相似，具体如图3所示。主题式网络协作学习教学模型的构成要素分为外环、中环和内环[8]。外环是学习活动的外显，用来确定学习主题、组建学习小组、明确小组学习任务并分派个人责任、设计小组学习活动、共享学习资源、协商讨论建构知识、综合展示学习成果、评价协作学习活动等八个方面的学习活动；中环是电子协作学习档案，为学生的反思和教师的评价提供依据，主要存放有测量协作学习过程的指标和呈现协作学习过程的图表；内环是学生的内心思考与动作过程，包括计划、行动和反思。
协作学习活动先创设学习情境、引导学生积极参与主题式协作学习，而协作学习工具则充当了社会媒介来有效地支持学习的交流与协作，电子协作学习档案作为科技工具用来促进知识社会化与内化的相互转化[9]。与OTBCL不同的是：在进行一项CSCL的教学实验中，教师首先选择适当的学习主题，设计学习主题的基本问题，使学习者可以以解决主题或问题为交流目标。教师通过任务分工模块建立学习小组，定义小组成员的角色，制定每个小组成员一定的个人责任。设计小组学习的过程，各学习个体准备资料，根据自己的认知结构进行相互讨论与交流。学习资源模块收集学习者的学习资料的同时还自动储存小组的交流过程，支持小组成员的共享学习资源的协作学习活动。小组成员除了利用资源进行自主的学习外，还可通过多种互动支持浏览学习资源。分析资源模块是利用已经完成的本体库进行分析，将协作组中的协作角色情况显示出来，并利用比例图的方式在分析模块显示，使学生或教师可以评价自己所处的实际角色与安排的角色是否达到匹配的效果。协作学习活动评价模块主要提供小组内组员间和教师对显示结果的评价。
图3 基于角色的主题式网络协作学习教学模型
四、教学实验设计与实施
1.教学实验目的
本次实验的目的是为了发现CSCL中协作角色的分布情况，主要是针对基于主题式的协作学习中学习个体所扮演的角色的分布与交换的情况(用比重显示)，从而为CSCL中协作小组的形成提供辅助参考作用，促进协作交互的完成；同时，证明该工具的可用性和适用性，发现其存在的问题，并进行下一步的修改与完善。
2.实验对象
本次实验的实验对象是华南师范大学计算机学院2006级网络工程系选修了该门课程的学生共16人，分4组，每组4人。在学习过程中，教师先要进行相关系统的操作、规范说明与培训，要求使用教师指导下的相关关联词和标签。在学习过程中，教师可以阶段性地加入指导或不作要求，让学生自由使用该CSCLEP系统。由于学生是网络工程专业3年级的学生，具有较高的计算机应用水平，乐于接受不同的学习方法，经教师介绍CSCLEP系统并自己尝试，很快能熟练地在CSCLEP上开展课程教师所需的多种网络协作学习活动。本案例主要选取其中两个小组的学习活动数据进行收集与分析。
3.教学实验设计
本次实验在选修课程“电子商务技术导论”课程中进行，教学上采用课程教学和网络协作学习相结合的混合学习方式。持续时间为2008-2009学年第二学期，共11周，其中网络协作学习时间为5周(从2009年6月16日到2009年7月16日)。网络协作学习实验采用基于角色的主题式网络协作学习模式，学习主题的内容设计以问题为导向，学习活动设计中采用角色扮演的方式，小组成员通过协商讨论来解决问题的协作学习活动。
本次网络协作学习的主题是“PPP的原理与方法”，是属于该课程的一个扩展教学内容。
教学实验的开展侧重于小组成员在解决问题中的协商讨论类型的协作学习活动。在教学活动完成后，协作角色分析工具会提取各小组的讨论内容进行分析，得出学习个体所扮演的角色及其强度系数。
教学实验可以分5步来进行：
第一步：培训实验对象使用CSCLEP。为了使实验对象熟练地在实验平台开展网络协作学习，在实验之前，课程教师先对实验对象介绍CSCLEP的功能及其使用方法，重点讲解如何选定小组成员的角色方法，以讨论区为主要活动场所进行网络协作学习的方法、原则和技巧，使实验对象具备操作实验平台的相应技能，为之后能顺利获取有效的讨论区文本做好准备。
第二步：主讲教师建立协作学习小组，分配主题，布置学习任务。本次实验采用了等组分组，由于学生来自同一个专业的同一个班级，学生自发地组成协作小组，并选出一名学生为协作小组的组长，负责管理协作小组的学习事务、协调小组之间的冲突。教师确定学习主题后为每个小组再分配不同的学习任务。分配任务的具体情况如表1所示。
第三步：学习个体分配角色，协作小组参加网络协作学习活动，开展网络协作学习。每个协作学习小组获得不同的学习任务后，组员间需进行讨论协商，对学习任务作进一步的明确与细分。首先是需明确每个小组成员扮演的角色，明确个人责任。由于本实验的目的是为了测试几个已设计出来的角色，所以要求学习个体的角色在这四种基本类型中进行选择。具体角色扮演的分配情况如图4所示。然后学习个体围绕学习任务展开多种网络协作学习活动，其中规定必须参加协作组的协商讨论活动。课程教师作为辅导教师参与了每个协作小组的网络协作学习活动，鼓励和督促成员积极参与到活动中去。
图4 两个协作小组中学习个体的角色分配情况
第四步：课堂讨论巩固知识，促进实验对象对主题的深化，扩大学习成果的受益面。最后获得学习小组的学习结论与成果，在课堂上展示并与教师和其他学生进行评论、讨论，以共享每个小组的学习成果。
第五步：收集讨论区的原始数据，进行协作角色分布情况分析。为使CSCL协作角色分析工具能对每个协作小组在CSCLEP的活动数据进行分析，需要收集CSCLEP的数据库原始数据。根据工具的特性，需将获得的原始数据转化为TXT文档，以方便工具的导入。其教学实验活动设计如图5所示。
图5 教学实验活动设计图
五、实验数据分析与讨论
协商讨论是一个协作组成员通过结构化地交换相关信息改进共同观点、建构知识的过程[10]。在以CSCLEP为实验环境的网络协作学习中，实验对象根据课程教师的要求，必须参与协商讨论这种协作学习活动。通过协作组成员在其中设置讨论主题、发布帖子达到协调的目的。
根据实验的要求，从CSCLEP中导出协作组协商讨论后的数据，导入CSCL协作角色分析工具进行协作角色的分析。下面，主要对这种协作学习活动后所获得的数据进行统计与分析。
1.协商讨论数据收集与统计情况
A(问题发起人) B、C回答者 D提问者
A.用ADSL连接为什么需要PPP？
B.在Windows环境下做ADSL拨号程序需要PPP和PPPoE驱动程序，只有一个PPP协议不能拨号，因为PPP本身是点对点协议，需要点对点链路，而ADSL是局域网的共享介质形的。
A.ADSL到底是怎么回事，为什么和PPP有关？
C.原因很简单，ADSL是用户连接电信必需的物理环境。ADSL使用现有的模拟电话用户线，只对其进行数字技术的改造，不需要任何附加的硬件或软件，极大地降低了运营商成本，被广泛使用。
C.而PPP是一种传输数据的协议，所以其间也没有必然的联系。
D.需要PPPoE干嘛呢，PPPoE驱动程序负责什么功能？
A.PPPoE是驱动程序吗？还是协议呢？
协商讨论的数据主要反映了协作学习小组在CSCLEP中进行协作学习活动的知识建构发展、参与度及其变化的情况。两个协作学习小组在协商讨论学习活动中的统计数据如表2所示。
2.参与度分析
学习个体的参与度主要由讨论线程和帖子总数这两个指标来测量，如图6所示的柱状图显示了这两个小组的参与度情况。两个小组的讨论线程数目较低，但发布的帖子数量都比较多(31和25)，说明学习个体在协作学习小组中的积极性都比较高，参与性良好，但参与动机存在问题。
3.知识建构发展分析
知识建构是CSCL发展的主要目标之一。在CSCLEP中，知识建构的发展情况可以通过讨论线程和不同交互水平类型的帖子数目来反映。讨论线程的深度在一定程度上反映了知识建构发展的阶段，两者成正比的关系。从图6可以看到，两个协作学习小组的讨论线程的深度都很低(0与1)，说明学习个体对讨论的主题没能进行较深入的探讨，但成员都比较积极地参与到讨论中。
图6 协作学习小组在协商讨论活动中的讨论线程数目和帖子总数的统计柱状图
协作组中成员发布的帖子内容的交互水平反映了知识建构的发展阶段。从图7中可以看到，对于所布置的学习任务，成员进行多个方面的讨论。两个协作学习小组发布的观点综合型帖子数目较多，发起讨论型帖子的数目位居第二，其他类型的帖子都比较少。这说明，在协商讨论过程中，协作组成员充分理解通过协商讨论进行知识建构的原则，能较好地综合学习伙伴的帖子内容，每个协作组的协作知识建构的收敛程度较高。而且“爱上PPP协议组”比“PPP学习讨论组”的协同知识建构得更好。
图7 协作小组在整个学习过程中协商讨论的内容的分析柱状图
4.参与度变化规律分析
协作组发布帖子的数量在学习过程中的变化反映了协作组的成员的参与度变化规律。图8中的曲线图显示了协作组发布帖子数目在学习过程中的变化。
图8 发布帖子的数量在协作学习生命周期中的变化
从图8中可以看到：“爱上PPP协议组”的发帖高峰期出现在第四周，而“PPP学习讨论组”的发帖高峰期出现在第五周。这说明为了完成协作小组的学习任务，在学习进程的后阶段两个协作组才全身心投入到对学习问题的协商讨论中去，即出现了“驼峰”现象。而学习进程的开始阶段即是协作组参与度的“低谷”时期，协作组成员在学习开始时参与动机是最低的。
5.角色互动情况分析
在协作组协商讨论学习活动中，成员在讨论主题中阅读、回复或引用学习伙伴的帖子，是交流信息和知识的一种表现。成员间进行“发布—阅读帖子”的互动形式是协商讨论学习活动中的一种最基本的信息与知识互动形式。协作组成员在互动过程中构成一种知识互动网络，其结构特征可以用社会网络中的社群图[11]来进行定性分析。图9是以协作组成员为分析单位所生成的互动网络社群图，节点表示参与协商讨论的协作组成员，节点间的连线表示成员间存在的知识互动，连线的箭头表示互动的方向，边线中靠近箭头的数字是成员间互动的强度。可以看到，两个协作组之间的连通性弱，但协作组内部具有较高的内部连通性。协作组的成员之间至少有一位成员与其它成员存在互动关系。
图9 协作组成员协商讨论知识互动网络社群图
图10是两个协作组通过“发布—阅读帖子”的互动网络社群图，可以看到：两个协作组的互动网络都不是特别理想。“爱上PPP协议组”的互动网络连通性较差，因为其中存在孤立节点，即有互动较差的成员存在，造成了网络的不完备，但其中用户名为“LIUH”成员为互动网络的中心。“PPP学习讨论组”虽然有一名成员没有参与协商讨论，但剩余成员间的网络互动连通性较好，其任意节点间存在互动联系，说明其成员间具有较广泛的信息知识交流。
图10 协作组成员“发布—阅读帖子”知识互动网络社群图
6.协作角色情况分析
在将CSCLEP中的协作组协商讨论的数据导入到CSCL协作角色分析工具后，获得如图11、图12所示的协作角色分析图。图11呈现的是不同的角色被“爱上PPP讨论协作组”中各成员所扮演的情况。可以看出协作组中的大部分成员都扮演了“提问者”的角色，其中以谭均浩扮演的比例最高，为16.7％，而张景洋和温宏智的扮演比例相同，都为12.5％。对于“回答者”这个角色，却以张景洋为首，占了45.8％，说明张景洋在协作组中相对于其他三人来说更积极地回答问题。“主持人”这个角色只有温宏智扮演，且比例较低，说明在协作组活动的过程仍需要教师的介入，促进协作活动的发展与完成。而李明在协作组中一直呈现出其在线的状态，但不参与到任何讨论中去，说明他对于协作组来说是一个“无作为者”。
图11 爱上PPP讨论协作组中角色被扮演情况
图12 PPP讨论协作组中各成员的角色扮演情况
图12是“PPP讨论协作组”各成员扮演不同角色的比例图，可以看出温呈生在协作组中扮演了不同的角色，主要扮演了“提问者”和“反思者”的角色，但所占的比例均不高，需要进行鼓励，增强其在协作组中的活跃性，促进角色的扮演比例。庄礼甲、杨英强在协作组的讨论过程中主要扮演了“回答者”的角色，说明其能起到解决问题，促进协作组活动的作用。吴伟贤扮演了“回答者”和“提问者”的角色，这说明在协作组的活动中，他能促进协作学习活动的持续发展，既能解决问题也能提出新的问题。各成员扮演的角色比例均不高，需要教师作进一步的调节，发展各人同时扮演不同的角色，增强互动，保证协作学习的最好收敛性。
两个协作学习小组各成员的角色扮演或不同的角色被不同的协作组成员所扮演的情况如表3所示。两个协作组各个成员主要扮演了“主持人”、“提问者”、“回答者”的角色，说明在协作学习活动中，为了达到双方的共同理解，各协作组成员更注重对学习问题的讨论与理解，但对于学习问题的扩展却较少涉及，证明学习个体是为了完成学习任务而进行讨论，一旦任务解决，就完成了协作组的活动而不想继续扩展，进行交流与其他活动。因而系统能分析到的其他角色在本次实验中却未能体现出来。
六、实验结论
通过以上的实验数据分析，对于协作组的协作学习中的参与度情况、互动网络情况和协作角色情况，得出了以下几个有意义的实验结论：
1.在协商讨论活动中，协作组成员参与程度高，协作知识建构的收敛程度也会较高。
2.协作组的参与度在协作学习进程中存在“驼峰”与“低谷”现象。“低谷”通常出现在学习进程的开始阶段。在协作组进入学习进程后，教师应努力调动成员间的参与动机，促进“驼峰”的出现与持续。
3.理想的互动网络要避免“孤立树”节点的出现。互动网络中的中心人物，可以任命为“组长”，联系各个协作组成员，监督与促进协作组的协作学习活动。
4.成员角色的初期任命与后期实际分析会有不同，通过协作角色分析，教师可以及时调整协作组各成员的角色，促进其责任的完成。.
5.协作组中成员的角色并不是从一而终地遵守早期分配的角色，随着协作学习活动的深入，其角色情况会不断地发生变化，以适应协作的深层次要求。
6.扮演“提问者”角色的成员，可以在协作组中起到刺激协作活动进行的作用，但也容易轮为互动信息“孤岛”。
7.扮演“回答者”最多的成员，可以成为协作组的中心人物，能促进与监督协作学习活动的顺利进行，促进协作的收敛性和知识建构。
8.对于“无作为者”，要督促其积极地参与者到协作学习活动中。
七、小结
本文主要将开发出来的协作角色分析工具应用到CSCLEP的教学实验中，教学实验的开展通过设计好教学方法与教学内容进行，对参加到此次教学实验中的学生进行了课前培训，开展利用CSCLEP进行网络协作学习的教学实验，将抽取出来的数据输入到协作角色分析工具中进行分析，以获得各角色被不同的协作组成员扮演的百分比和协作组各成员扮演的不同角色的情况；同时，从CSCLEP平台中统计了各协作学习小组的发帖数量、协作组的社会网络互动情况，最后形成本次教学实验的结论，以此提供给教学工作者在进行协作学习教学活动时参考，促进协作学习更好地进行。