网络环境下协作学习的理论与实践 - 理论体系,平台,模式与基地

随着人们对教育和学习内涵的理解不断深入,协作学习(Cooperative Learning,简称CL,也称合作学习)受到越来越广泛的重视,学会协作已成为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,在 教育教学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。

为了促进网 络环境下学与教的行为改变,产生更好的学习成绩和更高的学习效率;促进学习者之间更加相互关心,相互支持和形成更密切的关系,培养学习者的合作精神;促进 学习者心理健康,社会责任感和自尊心的建立等,北京师范大学知识工程研究中心和网络教育实验室主任黄荣怀教授领导的"协作学习"研究团队,从1997年开 始网络环境下协作学习的理论与实践研究,取得了丰硕的教育教学成果:
(1)建立了较完整的CL和CSCL理论体系;
(2)提供了一个较全面的"平台+资源"的协作学习解决方案;
(3)开展基于协作学习理念及WebCL平台的教学改革与实践,创建了协作学习教学应用模式;
(4)建立了CL与CSCL的研究基地和人才培养基地。

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.

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.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".

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.

四,研究成果的主要内容

1.发表系列学术成果,建立了较完整的CL和CSCL理论体系

研 究团队在近7年的调查,研究和实践基础上,建立了一套较完整的CL和CSCL理论体系,包括理论基础,概念体系,方法策略,教学设计,课程开发模式, CSCL的过程模型,系统设计模型,评价模型,技术开发,交互分析等,在协作学习理论上有重大创新,主要体现在专著《计算机支持的协作学习――理论与方 法》,《以学习活动为中心的教学设计理论――教学设计理论新探索》及20多篇学术论文和10多篇博士和硕士毕业论文中.目前,研究团队的研究焦点是: CSCL的交互研究,知识可视化技术研究,计算机支持的协同知识建构等.由此奠定了在国内CL和CSCL研究领域的学术领先地位.

2.开发教学平台WebCL及工具,提供了一个全面的"平台+资源"的协作学习解决方案
在CL及CSCL理论(包括以学习活动为中心的教学设计理论)指导下,研究团队从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MS NetMeeting的协作型教学系统平台.
2000 年11月,"基于Web的协作学习系统(Web-Based Collaborative Learning,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平台及案例资源的研究开发 工作,该项目始于在网络环境下大群体的选课及学习的需要.2002年4月教育部验收专家委员会认为"WebCL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."WebCL已经成为一个有效的,稳定的,独具特色的,深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,丰富的资源库和案例库.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陆更快捷.

WebCL 既可以独立用于协作学习教学,也可以作为组件整合到更全面的教学支撑系统中.在此基础上,2002年9月,在国家"十五"科技攻关网络教育关键技术及示范 工程子课题"学习与教学模式研究",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"支持下,研发的"协作式研究性学习平台WebIL"和"虚拟学习社区平台PRIME"将协作学习,研究性学习和信息技术三者整合.

2004年8月,在CSCKB研究基础上,开发的协作学习支持工具――思维导图软件在北京师范大学励耘基地班夏令营活动中应用(冬令营将继续采用),受到师生的普遍欢迎.

3.开展基于协作学习理念与WebCL平台的教学改革与实践,创建协作学习教学应用模式
自1998年来,承担北京市教改项目"现代教育技术在大学课程中的应用模式及方法研究",协作学习教学应用模式在包括北京师范大学在内的多所高校推广应用,教学实践取得了显著成效,并将其理念应用于新世纪网络课程建设项目"高校教师教育技术培训的教材及网络课程".

2000 年9月起,在WebCL平台支持下,北师大信息学院开设研究生课程"协作学习与计算机支持的协作学习",4年来参与学习的博士生和硕士生100多人,并开 发了网络课程,录像资源和印刷教材,协作学习理念在师生中产生强烈的共鸣并被广泛传播.该课程不仅培养了协作学习专门人才,还由此总结了一套可操作的基于 WebCL平台的教改实验方法.

2001年9月起,基于协作学习策略方法及WebCL平台,以学习活动为中心进行教学设计,改革北师大信 息学院的本科生课程"多媒体技术"和研究生课程"多媒体网络技术",将国际通用的学习策略量表LASSI用于大学生学习特征分析和学习能力培养研究,教改 总结体现在学术论文"基于学习策略的大学生网上学习活动设计――《多媒体技术》课程教学案例"和"关于远程学习的特征分析","论网络教学过程的四个关键 环节"及硕士毕业论文《大学本科Blended Learning课程的行动研究――以〈多媒体技术〉课程为例》,《与大学生个人发展相关的隐性知识测量工具的研究》等中.

同期, WebCL平台开始在北师大信息学院大范围使用,并逐渐推广到其他院系和高校,作为本科生和研究生远程教学的重要支撑平台,以WebCL平台为基础开展e -Learning和Blended Learning教学改革,并已产生国际影响,《The Handbook of Blended Learning Environments》收录了"Designing Blended Learning Focused on Knowledge Clarifying and Learning Activities--A Case Study in Beijing Normal University".

2004年2月起,北京师范大学文科和理科的公共课同时采用WebCL平台作为学习支持和教学过 程评估平台;因协作学习方法和WebCL平台在教学应用中受到师生的普遍欢迎,WebCL平台又被选为北京师范大学"精品课程"支持平台.实践表明,协作 学习模式与WebCL平台结合,拓展了网络教学适应面,改变了学与教的行为,优化了教育教学过程,更有利于培养学生的合作精神,对提高教学水平,教学效率 和教育质量有突出贡献.如信息技术公共课时从第二轮开始即将减少为原来的1/2.

从1998年开始,协作学习策略方法及WebCL平台先 后用于北京,天津,山东,河南,甘肃,四川,云南等地区及北京师范大学,中国政法大学等高校的教师教育技术培训,在培训实践又总结出自学-协作型和探索- 协作型等培训模式,体现在学术论文"协作学习在现代教育技术理论培训中的应用","行动学习法在教师教育技术培训中的应用"和硕士毕业论文《基于活动的网 络课程设计――以〈教育技术导论〉网络课程为例》中.

4.人才培养与研究,开发,教改结合,建立了CL与CSCL的研究基地和人才培养基地
知 识工程中心和网络教育实验室的教师率先在WebCL平台上开设本科生和研究生课程,并积极开展相关教改实验;10多位博士生和硕士生参与CL和CSCL理 论与实践研究工作,并以此为基础完成了毕业论文;众多本科生和研究生在协作学习教改和WebCL应用中受益,中心还支持了两项北京师范大学"本科生科学研 究和创新活动";2002年7月,赵国庆,刘黄玲子等以WebCL平台为基础设计的项目在第二届"挑战杯"首都高校大学生创业方案竞赛中获北京市一等奖; 黄荣怀教授以"协作学习"为主要内容举办多次讲座,受益者数千人,很好的传播了CL和CSCL理念,在国内外产生重要影响.

网络环境为协作学习的开展提供了新的空间,协作学习模式及WebCL平台已在教学实践和教师培训中广泛应用,北京师范大学将人才培养与研究,开发,教改结合,共同进行更深入的理论与实践研究工作,建立全国CL与CSCL的研究基地和人才培养基地.

五,研究成果的主要创新点

1.理论体系:从1996年开始,发表系列学术成果(包括专著2部),建立了一套较完整的CL和CSCL理论体系,并拓展到计算机支持的协同知识建构研究领域,在国内该领域具有较领先的学术地位,并逐渐产生了国际影响.
2.教学平台:WebCL平台,案例资源及相关工具软件构建了一个较全面的"平台+资源"的协作学习解决方案,既可独立用于协作学习教学,也可作为组件整合到更全面的教学支撑系统中.
3. 教学应用模式:结合中国(大学生)国情,将国际通用的学习策略量表LASSI用于国内大学生学习特征分析和学习能力培养,开展与大学生个人发展相关的隐性 知识及其测量的研究,基于协作学习及以学习活动为中心的教学设计理念,以WebCL为支持平台,提出完整的分组和教学组织策略,创建自学-协作型和探索- 协作型等协作学习教学应用模式,由此改变网络环境下学与教的行为,开展教学过程性评估,培养学习者的合作精神,提高教学效率和效果,并将相关经验和方法推 广到北京师范大学及相关高校的e-Learning,Blended Learning教改实验和教学实践以及公共课和"精品课程"建设.

4.研究与人才培养基地:以CL和CSCL研究和应用为基础,积极培养博士生和硕士生等高层次创新人才,支持本科生创新活动和励耘基地班夏令营和冬令营活动,建立研究,开发,教改相结合的人才培养模式,创建全国CL和CSCL的研究基地和人才培养基地.

六,研究成果的应用情况
协作学习理论与实践研究成果在国内广泛应用,产生了良好的社会效益和一定的经济效益:
(1) 研究团队发表的大量学术论文和国际会议论文,积极传播了协作学习策略与方法,协作学习理念逐渐深入人心;专著《计算机支持的协作学习――理论与方法》(国 内CSCL研究领域第一本专著)已被多所高校选为研究生课程和教师培训教材,《以学习活动为中心的教学设计理论》是教学设计理论的新探索(突破教学设计领 域理论研究的"吸收国外先进理论"阶段,"国内原创性研究开始起步"之一);相关讲座视频材料及专题网站已在国内广泛传播(受益人数上万人).北师大知识 工程研究中心及网络教育实验室已被公认为国内"协作学习"研究的中心,并已产生国际影响.

(2)从2001年9月开始,WebCL平台在 北师大信息学院开始试用,当年即有10多门本科和研究生课程使用WebCL平台作为课程支持系统;"非典"时期正式成为信息学院本科生和研究生的主要网络 教学平台;目前,北师大信息学院及珠海校区信息技术学院几乎所有的研究生课程及大部分本科生课程已经开始采用WebCL平台,学生超过5000人,教师 60余人,实际开设课程60余门次,并被逐渐推广到其他院系.

(3)2004年2月,北京师范大学文科和理科公共课同时采用WebCL作 为支持平台,开设班级17个,2000多名师生体验了网络学习的乐趣,收获了网络学习的实惠.2004年9月,WebCL平台继续作为公共课支持平台, 10多个院系采用.两轮公共课教改试验后,显著提高了教学效率和效果,如信息技术公共课时从第二轮开始即将减少为原来的1/2,外语公共课(17个班级) 也已全面采用协作学习模式及WebCL平台.2004年5月,WebCL被选为北京师范大学"精品课程"支持平台,有力地支持了北京师范大学校级,北京市 级乃至国家级精品课程建设,基于WebCL平台的学习模式和学习方法逐渐被更多的师生接受和认可.

(4)从2002年开始,贵州师范大学,贵州铜仁师专,徐州建筑职业技术学院,广西师范大学,湖南邵阳电大,湖南师范大学,中国政法大学,北京大学,北京中医药大学,内蒙古师范大学,温州大学等院校开始在WebCL中心平台(www.webcl.net.cn )上开设课程,以WebCL为基础开展远程教学和教改实验,学生评价认为:"在这样的平台上进行实践活动,一定会有不小的收获","感觉真好","这个平 台非常好","有一种真正的走进信息时代的感觉","给我们提供了很多的方便","I'm lovin it"……目前,中心平台开设班级数已经超过140个,用户7000多人,访问人次超过11万,并建立了丰富的资源和案例库.而且,WebCL平台已被安 装在中国海洋大学,江西师范大学,四川师范大学,浙江师范大学,中国青年政治学院等高校,作为"精品课程",远程教学或教师培训支持平台,并拟合作建设协 作学习实验基地.协作学习理念及WebCL平台在更广的范围传播应用,为高校开展网络环境下的教育教学改革提供了一种有益的思路.

(5)2003 年,WebCL平台作为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,已支持开展了3 期教师培训;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(国际最知名的网络教学平台之一) ".

(6)目前,我们已经组织编写了网络协作学习指导手册(协作学习模式的物化成果之一),举办了一系列学术交流活动,拟在全国选择50 多所高校建立CL和CSCL研究基地和教改试验基地,尝试以"理念+手册+平台+案例"的新方案在高校推广协作学习模式及WebCL平台,有效地支持网络 环境下的"高等学校教学质量与教学改革工程".

综上所述,该项研究成果创新点突出,专著和论文学术水平高,平台和案例资源为教与学提供了积极支持,教学实践取得了显著成效,对提高教学水平和教育质量有突出贡献.
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北京师范大学
2004年12月6日