蔡慧英 喬惠 顧小清
摘要:從學(xué)習(xí)技術(shù)功能的角度來看,協(xié)作概念圖工具在支持協(xié)作學(xué)習(xí)過程上表現(xiàn)出了潛力,但當(dāng)前從學(xué)習(xí)過程干預(yù)和協(xié)作學(xué)習(xí)情境的角度探究它在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮作用的實(shí)證研究還較少。通過在加拿大一所中學(xué)實(shí)施主題為“食物與營養(yǎng)”的整合協(xié)作概念圖工具的協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn),在整合協(xié)作概念圖工具的學(xué)習(xí)環(huán)境中,個(gè)體的認(rèn)知可以得到發(fā)展。其中,個(gè)體認(rèn)知發(fā)展主要與學(xué)習(xí)者的先驗(yàn)知識(shí)有關(guān),而與學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖的學(xué)習(xí)行為無直接因果關(guān)系,這說明概念圖這一學(xué)習(xí)干預(yù)對(duì)學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展的直接作用微弱。此次實(shí)驗(yàn)還為后續(xù)研究開拓了新思路:第一,在后續(xù)學(xué)習(xí)技術(shù)的設(shè)計(jì)中,可以嘗試對(duì)視覺元素設(shè)置一些明顯、有針對(duì)性的提示,激發(fā)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知活動(dòng),引發(fā)學(xué)習(xí)者的有效學(xué)習(xí);第二,在協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中,學(xué)習(xí)任務(wù)引發(fā)的認(rèn)知負(fù)荷須控制在合理范圍內(nèi)才可能引發(fā)有效的學(xué)習(xí)行為;第三,可以試圖擴(kuò)展協(xié)作學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的評(píng)估指標(biāo),比如心理指標(biāo)、情感指標(biāo)等。全面探究協(xié)作學(xué)習(xí)過程影響學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展的直接因素和潛在因素,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過程的準(zhǔn)確分析、診斷和預(yù)測。
關(guān)鍵詞:概念圖工具;協(xié)作學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)情境;認(rèn)知發(fā)展;實(shí)證研究
中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-5195(2017)06-0093-10 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2017.06.011
一、前言
協(xié)作學(xué)習(xí)是當(dāng)前教育領(lǐng)域中的重要研究內(nèi)容。這是因?yàn)榻逃芯空邆円庾R(shí)到:學(xué)習(xí)不僅僅是認(rèn)知性的過程,也是社會(huì)性的、人際交往的、文化的建構(gòu)過程(Salomon et al.,1998;金鶯蓮等,2014)。為了促使有效協(xié)作的發(fā)生,研究者們意圖探究并設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)技術(shù)以干預(yù)學(xué)習(xí)者的社會(huì)性交互過程。這就催生了學(xué)習(xí)科學(xué)研究中的重要研究分支——計(jì)算機(jī)支持協(xié)作學(xué)習(xí)(Computer-Support Collaborative Learning,CSCL)的出現(xiàn)(Stahl et al.,2006)。
從學(xué)習(xí)技術(shù)的功能來看,支持協(xié)作過程的學(xué)習(xí)技術(shù)主要包括三種形式(Suthers,2005)。第一,學(xué)習(xí)技術(shù)作為交流媒介支持遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者之間的協(xié)作交流。典型的代表包括郵件、對(duì)話工具、討論論壇等。第二,學(xué)習(xí)技術(shù)作為支持協(xié)作學(xué)習(xí)行為的媒介而存在。技術(shù)功能主要體現(xiàn)為:實(shí)時(shí)呈現(xiàn)小組的對(duì)話視圖;規(guī)范小組協(xié)作學(xué)習(xí)的流程;監(jiān)控和反饋小組的交互模式等。典型的代表包括Web2.0社會(huì)性軟件、協(xié)作學(xué)習(xí)管理平臺(tái)等。第三,學(xué)習(xí)技術(shù)作為協(xié)作學(xué)習(xí)中的“資源”而存在。技術(shù)功能主要體現(xiàn)為:在交流媒介上的對(duì)話記錄可以支持小組討論和反思;支持協(xié)作的模型、模擬和可視化技術(shù)可以啟發(fā)有意義的建構(gòu)式對(duì)話;在學(xué)習(xí)工具上形成的小組制品可以表征團(tuán)體認(rèn)知狀態(tài),引發(fā)個(gè)體學(xué)習(xí)者反思自己的觀點(diǎn)等。典型的代表是概念圖工具(Johnson et al.,2008)。
目前,相比較前兩類學(xué)習(xí)技術(shù),第三類學(xué)習(xí)技術(shù)在協(xié)作學(xué)習(xí)情境中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的實(shí)證研究較少。就第三類學(xué)習(xí)技術(shù)中典型代表——概念圖工具而言,研究者大多將概念圖定位為輔助教學(xué)設(shè)計(jì)的工具和展示固定知識(shí)框架的工具,較少從學(xué)習(xí)過程干預(yù)的角度探究概念圖在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮的作用。另外,相比于個(gè)體學(xué)習(xí)情境,研究者較少在協(xié)作學(xué)習(xí)情境中開展概念圖的相關(guān)研究。基于此,本研究試圖從學(xué)習(xí)過程干預(yù)的角度,探究概念圖工具對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過程和個(gè)體學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)結(jié)果的影響。主要目的包括:第一,借助概念圖這一工具,從學(xué)習(xí)分析的視角對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過程進(jìn)行深度探究,挖掘出協(xié)作學(xué)習(xí)中影響個(gè)體認(rèn)知發(fā)展的可能因素。第二,以本研究為起點(diǎn),探究出指導(dǎo)協(xié)作學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)工具的設(shè)計(jì)思路,為后續(xù)設(shè)計(jì)語義圖示工具支持協(xié)作問題解決學(xué)習(xí)提供可參考思路。
二、研究現(xiàn)狀
1.協(xié)作學(xué)習(xí)過程中影響個(gè)體認(rèn)知發(fā)展的因素
大量研究表明,協(xié)作學(xué)習(xí)過程中影響個(gè)體認(rèn)知發(fā)展的因素主要包括學(xué)習(xí)者在小組學(xué)習(xí)中的交互情況和投入情況。
首先,有效的社會(huì)性交互是影響協(xié)作學(xué)習(xí)中個(gè)體認(rèn)知發(fā)展的重要因素之一(Stahl,2000;Weinberger et al.,2007)。目前,代表性的協(xié)作學(xué)習(xí)理論,例如維果茨基的社會(huì)文化理論、皮亞杰的社會(huì)建構(gòu)主義理論、以萊夫等人為代表的情境認(rèn)知理論(Dillenbourg et al.,1995;Hmelo-Silver,2013)等都認(rèn)為:知識(shí)是在學(xué)習(xí)者與外界進(jìn)行有效的社會(huì)性交互中形成的,語言、符號(hào)、技術(shù)、學(xué)習(xí)環(huán)境等要素在社會(huì)性交互中扮演著中介作用,或影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程(Vygotsky,1978)。雖然協(xié)作學(xué)習(xí)是一個(gè)復(fù)雜的過程,但是,可以將協(xié)作學(xué)習(xí)過程簡單地理解為小組原始知識(shí)外化階段和小組認(rèn)知聚合階段(Jorczak,2011)。在小組原始知識(shí)外化階段,學(xué)習(xí)者會(huì)共享各自已有的知識(shí),并向同伴表達(dá)自己對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的理解。這種多視角的原始理解會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知沖突。在小組認(rèn)知聚合階段,學(xué)習(xí)者主要通過澄清、說明、辯論、協(xié)商等交互活動(dòng),解決認(rèn)知沖突,達(dá)到共同學(xué)習(xí)的目的。因此,在協(xié)作學(xué)習(xí)中,個(gè)體的學(xué)習(xí)行為并不是在交互中被消減,而是相互影響。當(dāng)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中遇到問題時(shí),可以向同伴尋求幫助,同伴會(huì)給其提供信息、線索、提示等。這不僅能幫助學(xué)習(xí)者更直接地關(guān)注解決問題的核心內(nèi)容,還會(huì)為自己或同伴創(chuàng)建表達(dá)知識(shí)理解的機(jī)會(huì)。這種交互性的學(xué)習(xí)過程有利于促進(jìn)學(xué)習(xí)者之間的共同進(jìn)步,也有利于學(xué)習(xí)者在交互中對(duì)需要解決的問題形成深度反思,從而提升學(xué)習(xí)效果(Webb et al.,1994)。研究表明,協(xié)作中有效的社會(huì)性交互會(huì)引導(dǎo)學(xué)習(xí)者完成知識(shí)建構(gòu),產(chǎn)生與人交流的能力和可遷移到新情境中的認(rèn)知策略(Kolodner,2007)。
另外,學(xué)習(xí)者的投入程度是影響學(xué)習(xí)者協(xié)作學(xué)習(xí)中認(rèn)知發(fā)展的另一重要因素(Tomsic et al.,2006)。在協(xié)作中,學(xué)習(xí)者的投入程度可以簡單地分為與學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)的投入程度和與協(xié)作過程相關(guān)的投入程度。前者是指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)中持續(xù)的學(xué)習(xí)行為,包括對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的毅力、努力和貢獻(xiàn)等情況(Fredricks et al.,2004)。后者是指小組內(nèi)成員之間的社會(huì)化互動(dòng)情況。研究表明,高質(zhì)量的社會(huì)投入能使團(tuán)隊(duì)關(guān)注在小組作品的共同協(xié)調(diào)上,而不是小組中心成員對(duì)小組內(nèi)其他人員的貢獻(xiàn)進(jìn)行奚落、忽視、排除(Linnenbrink-Garcia et al.,2011;Rogat et al.,2014),有利于形成良好的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。另外,投入程度在促進(jìn)學(xué)習(xí)者概念性理解方面扮演著重要作用(Blumenfeld et al.,2006)。在協(xié)作學(xué)習(xí)中,學(xué)習(xí)者的投入與知識(shí)的協(xié)同建構(gòu)同時(shí)發(fā)生,并且動(dòng)態(tài)相關(guān)(Engle et al.,2007)。另外,學(xué)習(xí)者的投入程度會(huì)影響學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的堅(jiān)持和努力程度,集體交流的凝聚情況、以及在解決真實(shí)問題過程中規(guī)則、概念和技術(shù)工具的應(yīng)用等情況(Sinha et al.,2015)。
2.可視化協(xié)作學(xué)習(xí)過程的技術(shù):協(xié)作概念圖工具
概念圖是以結(jié)構(gòu)化的形式表征和組織知識(shí)的一種方式(Novak,1990)。在典型的概念圖中,某一概念或命題通常置于方框或者圓圈內(nèi);然后運(yùn)用帶文字的箭頭連線將不同概念或命題連接,以此來形象化表征學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及對(duì)某一主題的理解(Ca?as et al.,2003;Novak et al.,2010)?;诟拍顖D表征和組織知識(shí)的原理,目前有很多計(jì)算機(jī)概念圖工具,如Cmap 2.0、Mind Manager等。
在CSCL研究領(lǐng)域,有研究者將概念圖這一表征知識(shí)結(jié)構(gòu)的工具應(yīng)用到協(xié)作學(xué)習(xí)情境中,開展對(duì)協(xié)作概念圖工具(Collaborative Concept Mapping Tool)的研究。協(xié)作概念圖工具是指小組學(xué)習(xí)者在共享的學(xué)習(xí)空間中協(xié)同建構(gòu)概念圖,用以外化小組學(xué)習(xí)者的概念性理解和協(xié)作學(xué)習(xí)過程的工具(Johnson et al.,2008)。研究表明,將協(xié)作概念圖工具整合到協(xié)作學(xué)習(xí)情境中有利于提升學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的行為表現(xiàn)(Janssen et al.,2012)。首先,在小組中,以概念圖的方式外化學(xué)習(xí)者對(duì)某一問題的認(rèn)知、想法和理解,能直觀展示不同學(xué)習(xí)者的思考方式,這樣在對(duì)比碰撞中能引發(fā)學(xué)習(xí)者對(duì)問題進(jìn)行不同視角的思考。另外,基于小組知識(shí)表征的結(jié)果進(jìn)行交互,學(xué)習(xí)者需要討論概念的分布以及概念之間的關(guān)系,這會(huì)提升小組學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的注意力(Van Bruggen et al.,2002)。最后,將學(xué)習(xí)相關(guān)的內(nèi)容共享到同一可視化界面,會(huì)使學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容和協(xié)作學(xué)習(xí)過程形成全局觀。這不僅能讓學(xué)習(xí)者動(dòng)態(tài)了解協(xié)作學(xué)習(xí)流程和進(jìn)展情況,還會(huì)促使學(xué)習(xí)者基于共同建構(gòu)的學(xué)習(xí)制品形成較多的個(gè)人反思(Bromme et al.,2005)。然而,從促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知發(fā)展的角度來看,對(duì)協(xié)作概念圖工具在協(xié)作學(xué)習(xí)情境中的研究發(fā)現(xiàn)則存在異議。Engelmann等的研究發(fā)現(xiàn),協(xié)同建構(gòu)概念圖能夠促使個(gè)體的認(rèn)知發(fā)展(Engelmann et al.,2011),然而Gao等指出,概念圖工具在協(xié)作學(xué)習(xí)中并不一定能帶來有效的學(xué)習(xí)結(jié)果(Gao et al.,2007)。
基于此,本研究將對(duì)協(xié)作概念圖工具在協(xié)作學(xué)習(xí)情境中的干預(yù)進(jìn)行深度探究,試圖回答以下兩個(gè)問題:一是在整合協(xié)作概念圖工具的學(xué)習(xí)環(huán)境中,個(gè)體認(rèn)知能否得到有效發(fā)展?二是在整合協(xié)作概念圖工具的學(xué)習(xí)環(huán)境中,學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖工具的學(xué)習(xí)行為(即交互情況和投入情況)能否促進(jìn)個(gè)體的認(rèn)知發(fā)展?如果能促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知發(fā)展,是如何促進(jìn)的?如果不能促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知發(fā)展,原因是什么?
三、研究設(shè)計(jì)
1.研究情境與參與者
為了回答以上研究問題,本研究圍繞“食物與營養(yǎng)”這一主題設(shè)計(jì)了一個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目。參與項(xiàng)目的是加拿大多倫多某一所中學(xué)的25名七年級(jí)女生。設(shè)計(jì)項(xiàng)目的人員包括博士生、指導(dǎo)教授和科學(xué)課教師??茖W(xué)課教師有超過10年的教齡,她是設(shè)計(jì)協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目的重要成員。
2.協(xié)作概念圖工具:Mural
本研究運(yùn)用的在線協(xié)作概念圖工具是Mural,其操作界面如圖1所示。它支持小組學(xué)習(xí)者在同一界面上,以圖示化的方式實(shí)時(shí)地可視化小組的學(xué)習(xí)過程。 從技術(shù)功能上看,第一,Mural具有支持繪制概念圖的功能。在Mural操作界面上,學(xué)習(xí)者可以隨意添加不同的可視化對(duì)象(如標(biāo)題、文本框、便簽等)來表征概念、觀點(diǎn)和想法等;通過添加帶箭頭和連接詞的連線來表征對(duì)不同概念、觀點(diǎn)和想法之間的邏輯;還可以添加圖形、圖標(biāo)、圖片或框架等對(duì)象來表征對(duì)某類可視化對(duì)象的深層次理解。第二, Mural具有支持社會(huì)性交互的功能。同一小組的學(xué)習(xí)者通過個(gè)人電腦可以同時(shí)登錄進(jìn)入同一Mural操作界面,協(xié)同建構(gòu)概念圖并實(shí)時(shí)表征小組的學(xué)習(xí)過程。另外,小組學(xué)習(xí)者可以對(duì)操作界面上的任意位置或任意可視化對(duì)象進(jìn)行評(píng)論并回復(fù)。
3.協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)
依據(jù)加拿大安大略州科學(xué)課課程標(biāo)準(zhǔn),本研究設(shè)計(jì)的協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目包括兩個(gè)熱身學(xué)習(xí)活動(dòng)和兩個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)。兩個(gè)熱身學(xué)習(xí)活動(dòng)由教師引導(dǎo)小組學(xué)生完成,目的是為后續(xù)兩個(gè)由小組自主完成的學(xué)習(xí)任務(wù)做鋪墊。
熱身學(xué)習(xí)活動(dòng)1是給學(xué)習(xí)者提供21張食物圖片,讓小組形成不同的分類方案。最后教師引導(dǎo)小組討論,促使學(xué)習(xí)者形成對(duì)食物分類的正確認(rèn)識(shí)。熱身學(xué)習(xí)活動(dòng)2是教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)營養(yǎng)成分表,在這一過程中讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到食物中包含有6種營養(yǎng)元素。這兩個(gè)熱身活動(dòng)均在WISE平臺(tái)(Slotta,2004)上完成。
熱身學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后,小組學(xué)習(xí)者運(yùn)用協(xié)作概念圖Mural完成兩個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)習(xí)任務(wù)1是理解食物中營養(yǎng)成分在人體生長發(fā)育中的作用。學(xué)習(xí)活動(dòng)的流程主要是6個(gè)小組分別閱讀一份精心設(shè)計(jì)的與營養(yǎng)成分相關(guān)的學(xué)習(xí)材料,并在Mural界面上繪制對(duì)學(xué)習(xí)材料的理解,之后在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行集體學(xué)習(xí)。為了更好地讓小組完成這一學(xué)習(xí)活動(dòng),我們?cè)诿恳粻I養(yǎng)成分對(duì)應(yīng)的概念圖上繪制了引導(dǎo)小組學(xué)習(xí)者進(jìn)行聚焦思考的“初始地圖”(如圖2左所示)。初始地圖上包括學(xué)習(xí)材料中的一些核心關(guān)鍵詞,以及帶文本描述的箭頭,例如“在身體中扮演的角色”“來源于……”等。
學(xué)習(xí)任務(wù)2是小組應(yīng)用所學(xué)知識(shí),為飽受飲食困擾的初中女孩Jen制定健康的飲食方案。要求小組學(xué)習(xí)者在Mural界面上可視化方案并說明理由。為了輔助小組形成合理的飲食計(jì)劃,我們對(duì)每個(gè)小組的Mural界面進(jìn)行了“初始地圖”的設(shè)計(jì)(如圖2右所示)。在Mural界面上提前繪制了一條直線,并在直線上添加了8:00、12:00、16:00和19:00的時(shí)間刻度。另外,筆者在直線上方標(biāo)注了 “Jen應(yīng)該吃什么食物”的提示,在直線下方標(biāo)注了“這些食物中包含了哪些營養(yǎng)成分”的提示。如此設(shè)計(jì)的目的是引導(dǎo)小組學(xué)習(xí)者在解決問題的過程中形成均衡膳食的觀念。
4.實(shí)驗(yàn)過程
實(shí)驗(yàn)在學(xué)校計(jì)算機(jī)機(jī)房分四次進(jìn)行,每次實(shí)驗(yàn)持續(xù)約七十分鐘。第一次實(shí)驗(yàn),學(xué)生花30分鐘時(shí)間完成前測,之后教師介紹項(xiàng)目背景,學(xué)生練習(xí)使用Mural等。第二次實(shí)驗(yàn),教師引導(dǎo)小組完成兩個(gè)熱身學(xué)習(xí)活動(dòng)。第三次實(shí)驗(yàn)是小組自主完成學(xué)習(xí)活動(dòng)1。在這一活動(dòng)中,25名學(xué)生被分成6個(gè)小組。每一小組選擇一種營養(yǎng)成分,并閱讀精心設(shè)計(jì)好的學(xué)習(xí)資料,每個(gè)小組在如圖2(左)的操作界面上以概念圖的形式表征對(duì)學(xué)習(xí)材料的理解。之后小組相互瀏覽小組學(xué)習(xí)制品并進(jìn)行提問、點(diǎn)評(píng)和回復(fù)。最后,教師運(yùn)用投影儀對(duì)全班同學(xué)進(jìn)行總結(jié)。第四次實(shí)驗(yàn)是小組自主完成學(xué)習(xí)活動(dòng)2。在這一學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),對(duì)25名同學(xué)進(jìn)行重新分組,具體是從主要學(xué)習(xí)活動(dòng)1的6個(gè)小組中各抽出1人,組成4個(gè)新的小組。每個(gè)小組在如圖2(右)的界面上完成學(xué)習(xí)任務(wù)。隨后花30分鐘時(shí)間完成后測。
5.數(shù)據(jù)收集與分析
(1)Mural中的數(shù)據(jù)收集與分析
本研究收集了學(xué)習(xí)任務(wù)1和學(xué)習(xí)任務(wù)2中在Mural界面上協(xié)同建構(gòu)概念圖的軌跡數(shù)據(jù)。軌跡數(shù)據(jù)由Mural工具的后臺(tái)系統(tǒng)記錄。記錄數(shù)據(jù)的字段包括:用戶名、行為表現(xiàn)、操作對(duì)象和時(shí)間。其中,行為表現(xiàn)包括添加、刪除、編輯等;操作對(duì)象主要包括文本、箭頭、圖片等。圖3呈現(xiàn)了三位學(xué)習(xí)者在某一時(shí)間段內(nèi)的操作記錄。
本研究主要從小組基于協(xié)作概念圖的投入情況和交互情況兩個(gè)方面對(duì)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)分析。
在本研究中,投入情況是指在學(xué)習(xí)活動(dòng)中某一學(xué)習(xí)者在協(xié)作建構(gòu)小組制品時(shí)的操作次數(shù)占小組總操作次數(shù)的比例。例如,在學(xué)習(xí)任務(wù)中,學(xué)生A的操作次數(shù)為18次,小組總操作次數(shù)為94次,則學(xué)生A在學(xué)習(xí)任務(wù)中的投入度是18/94,近似于0.194。這一數(shù)值即為學(xué)生A在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的投入情況。
在本研究中,交互情況是指在學(xué)習(xí)活動(dòng)中建構(gòu)小組制品時(shí)學(xué)習(xí)者之間操作狀態(tài)的交替情況,主要運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法中的點(diǎn)中心度這一指數(shù)來表示。點(diǎn)中心度是表示與某個(gè)行動(dòng)者有直接關(guān)系的行動(dòng)者的數(shù)目(Freeman,2012)。點(diǎn)中心度越大,則表明學(xué)習(xí)者與其余學(xué)習(xí)者的交互程度越高。這一部分的數(shù)據(jù)分析步驟是:根據(jù)Mural中記錄的軌跡數(shù)據(jù),計(jì)算出每個(gè)學(xué)習(xí)者操作行為轉(zhuǎn)向另一個(gè)學(xué)習(xí)者的頻數(shù),并生成頻數(shù)矩陣。某一小組的交互頻數(shù)矩陣如表1所示。之后,利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)工具UCINET計(jì)算出小組社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中心度的情況(如圖4所示),并得出每個(gè)學(xué)習(xí)者的點(diǎn)中心度的數(shù)值(如表2所示)。這一數(shù)值即為學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的交互情況。
(2)前后測數(shù)據(jù)的收集與分析
在本實(shí)驗(yàn)中,前后測用來評(píng)估學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)主題的認(rèn)知理解情況。前后測共包括兩個(gè)部分。第一部分包括8個(gè)單項(xiàng)選擇題和3個(gè)簡答題,用來評(píng)估學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)主題的基本理解。第二部分包括2個(gè)開放題,用來評(píng)估學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)主題的高階理解。
對(duì)選擇題和簡答題主要進(jìn)行1或0的正誤編碼,總分是11分。對(duì)2個(gè)開放題,主要運(yùn)用知識(shí)整合量規(guī)(Linn et al.,2006;Liu et al.,2008),對(duì)學(xué)習(xí)者的理解程度進(jìn)行編碼。編碼數(shù)值范圍是0~4,
四、數(shù)據(jù)分析
1.學(xué)習(xí)者協(xié)作學(xué)習(xí)后認(rèn)知發(fā)展情況分析
學(xué)習(xí)者在前后測中基本理解、高階理解與總計(jì)理解的均值和標(biāo)準(zhǔn)差如表4所示。為了評(píng)估學(xué)習(xí)者在協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目后的認(rèn)知發(fā)展情況,本研究對(duì)表4中的前后測數(shù)據(jù)進(jìn)行了配對(duì)樣本T檢驗(yàn)。
分析后發(fā)現(xiàn),個(gè)體學(xué)習(xí)者后測總計(jì)理解與前測總計(jì)理解存在顯著性差異(T=-3.86,P=0.001),其中,后測總計(jì)理解(M=1.25,SD=0.23)高于前測總計(jì)理解(M=1.07,SD=0.27)。這說明本次協(xié)作學(xué)習(xí)后,學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)主題獲得了新的認(rèn)知理解。
分析還發(fā)現(xiàn),在基本理解上,前后測數(shù)據(jù)存在顯著性差異(T=-6.89,P=0.000),其中,后測基本理解(M=0.79,SD=0.13)高于前測基本理解(M=0.57,SD=0.17)。但是,在高階理解上,前后測數(shù)據(jù)不存在顯著性差異(T=0.90,P=0.379)。這說明通過此次協(xié)作學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)者對(duì)食物與營養(yǎng)的概念性理解能力有所提高,但是對(duì)食物與營養(yǎng)關(guān)系的高階理解并沒有得到顯著提高。
2.學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖的交互和投入情況分析
學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)1和學(xué)習(xí)任務(wù)2中基于協(xié)作概念圖的交互與投入情況的均值和標(biāo)準(zhǔn)差如表5所示。為了評(píng)估學(xué)習(xí)者在不同學(xué)習(xí)任務(wù)中基于協(xié)作概念圖的交互和投入的差異,本研究對(duì)表5中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)的分析。
分析后發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)1和學(xué)習(xí)任務(wù)2中基于協(xié)作概念圖的交互情況存在顯著差異(T=2.92,P=0.009),其中,學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)1中基于協(xié)作概念圖的交互(M=0.25,SD=0.11)比學(xué)習(xí)任務(wù)2的交互(M=0.18,SD=0.05)頻繁。同樣地,學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)1和學(xué)習(xí)任務(wù)2中基于協(xié)作概念圖的投入情況存在顯著差異(T=2.92,P=0.009),其中,學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)1中基于協(xié)作概念圖的投入(M=0.27,SD=0.14)比學(xué)習(xí)任務(wù)2的投入(M=0.17,SD=0.06)頻繁。
3.學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖的學(xué)習(xí)行為與認(rèn)知發(fā)展關(guān)系分析
為了探究學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖的學(xué)習(xí)行為與認(rèn)知發(fā)展的關(guān)系,本研究運(yùn)用AMOS軟件對(duì)表4和表5中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了路徑分析。最后得出了如圖5所示的路徑關(guān)系。其中,在AMOS中運(yùn)用極大似然估計(jì)運(yùn)行的計(jì)算結(jié)果如表6所示。這說明與圖5中建立的路徑關(guān)系的模型具有非常高的擬合度。
結(jié)合圖5、表7可以得出:
(1)前測成績與后測成績之間回歸系數(shù)顯著,這說明學(xué)習(xí)者的前測成績與后測成績存在顯著相關(guān)關(guān)系,其中,前測成績?cè)礁?,則后測成績?cè)礁?。換言之,學(xué)習(xí)者先驗(yàn)認(rèn)知水平越高,學(xué)習(xí)者在協(xié)作中能獲得更好的學(xué)習(xí)效果。
(2)學(xué)習(xí)任務(wù)1中互動(dòng)情況與后測成績之間的回歸系數(shù)不顯著,由此可知,學(xué)習(xí)任務(wù)1 中學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖工具產(chǎn)生的交互行為與學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展沒有直接因果關(guān)系。這也說明,學(xué)習(xí)任務(wù)1中的互動(dòng)行為并沒有對(duì)學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展產(chǎn)生直接影響。
(3)學(xué)習(xí)任務(wù)1和學(xué)習(xí)任務(wù)2中交互情況與投入情況之間回歸系數(shù)均顯著,這說明學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖工具的交互情況與投入情況之間具有正相關(guān)顯著影響。其中,交互程度越大,學(xué)習(xí)者的投入情況越高。這也說明在協(xié)作建構(gòu)概念圖的過程中,小組學(xué)習(xí)者之間基于協(xié)作概念圖的交互行為會(huì)影響學(xué)習(xí)者個(gè)體在協(xié)作建構(gòu)概念圖中的投入行為。
(4)前測成績與學(xué)習(xí)任務(wù)1和學(xué)習(xí)任務(wù)2中交互情況的回歸系數(shù)不顯著。另外,前測成績與學(xué)習(xí)任務(wù)1的投入回歸系數(shù)不顯著,但與學(xué)習(xí)任務(wù)2的投入回歸系數(shù)顯著正相關(guān),這說明前測成績?cè)礁?,個(gè)體學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)2中的投入情況越頻繁。
五、研究結(jié)論與建議
本研究主要是在協(xié)作學(xué)習(xí)中整合了概念圖工具這一技術(shù)干預(yù),并從學(xué)習(xí)分析的視角對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合分析。以下將對(duì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行深度討論,期望能為后續(xù)研究開拓新思路。
通過對(duì)學(xué)習(xí)者前后測數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),在整合概念圖工具的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境中,個(gè)體認(rèn)知得到了發(fā)展。這說明在協(xié)作學(xué)習(xí)情境中整合協(xié)作概念圖工具是一條可取的學(xué)習(xí)技術(shù)設(shè)計(jì)思路。
通過對(duì)學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)的綜合分析發(fā)現(xiàn),第一,影響后測成績的因素主要來自前測成績。學(xué)習(xí)者的先驗(yàn)知識(shí)越好,在整合協(xié)作概念圖工具的學(xué)習(xí)環(huán)境中,學(xué)習(xí)者的認(rèn)知會(huì)得到較好的發(fā)展。這一研究發(fā)現(xiàn)可以對(duì)教師組織協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目提供教學(xué)策略的指導(dǎo)。例如,在協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目中,對(duì)于先驗(yàn)知識(shí)較好的學(xué)生,教師可以給予其自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),而著重對(duì)先驗(yàn)知識(shí)不佳的學(xué)習(xí)者給予關(guān)注和指導(dǎo)。另外,在分小組時(shí),教師可以采取混合分組的教學(xué)策略,即將先驗(yàn)知識(shí)較好的學(xué)習(xí)者與先驗(yàn)知識(shí)不佳的學(xué)習(xí)者分為一組,這樣可以讓學(xué)有余力的學(xué)習(xí)者對(duì)先驗(yàn)知識(shí)不佳的學(xué)習(xí)者給予幫助。
第二,在協(xié)作建構(gòu)概念圖的過程中,小組學(xué)習(xí)者之間基于協(xié)作概念圖的交互行為會(huì)影響學(xué)習(xí)者個(gè)體基于協(xié)作概念圖的投入情況。但是,學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)1與學(xué)習(xí)任務(wù)2中的交互情況和投入情況對(duì)學(xué)習(xí)者后測成績并無顯著影響。這說明個(gè)體基于協(xié)作概念圖產(chǎn)生的學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展并沒有直接的因果關(guān)系。同時(shí)也說明,本次研究對(duì)學(xué)習(xí)者提供的技術(shù)干預(yù),即協(xié)作概念圖工具,只是從技術(shù)架構(gòu)上使協(xié)作這一學(xué)習(xí)方式得以實(shí)現(xiàn),并沒有對(duì)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展帶來直接影響。在實(shí)驗(yàn)過程中,通過觀察發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)者會(huì)在某一個(gè)時(shí)間段對(duì)可視化對(duì)象(如文本框、箭頭、圖片等)進(jìn)行多次沒有規(guī)律的操作。所以,結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)觀察,可以推斷出:學(xué)習(xí)者對(duì)可視化對(duì)象的操作行為有可能并不是有意識(shí)的認(rèn)知行為;還有一種可能情況是學(xué)習(xí)者對(duì)可視化對(duì)象的操作行為沒有激發(fā)學(xué)習(xí)者有效的認(rèn)知。這也啟示我們:在后續(xù)學(xué)習(xí)技術(shù)的設(shè)計(jì)中,可以嘗試對(duì)視覺元素設(shè)置一些明顯、有針對(duì)性的提示,激發(fā)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知活動(dòng),引發(fā)學(xué)習(xí)者的有效學(xué)習(xí)。這也是當(dāng)前教育技術(shù)研究熱點(diǎn)——“具身認(rèn)知”中關(guān)注的核心研究內(nèi)容(顧小清等,2014)。即如何使學(xué)習(xí)者對(duì)可視化對(duì)象進(jìn)行有意識(shí)地操作,從而引發(fā)學(xué)習(xí)者有效的認(rèn)知發(fā)展。
另外,從理論上講,學(xué)習(xí)活動(dòng)1和學(xué)習(xí)活動(dòng)2是與經(jīng)驗(yàn)豐富的科學(xué)課教師合作設(shè)計(jì)而成。每個(gè)活動(dòng)都能引發(fā)學(xué)習(xí)者對(duì)“食物與營養(yǎng)”這一主題形成新的認(rèn)知。其中,學(xué)習(xí)活動(dòng)1是幫助學(xué)習(xí)者理解學(xué)習(xí)主題中的基本概念,與學(xué)習(xí)者形成初階理解有關(guān)。學(xué)習(xí)活動(dòng)2是幫助學(xué)習(xí)者理解學(xué)習(xí)主題中概念與概念之間的關(guān)系,與學(xué)習(xí)者形成高階理解有關(guān)。但是,通過路徑分析發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)活動(dòng)1和學(xué)習(xí)活動(dòng)2中學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖的學(xué)習(xí)行為并沒有與學(xué)習(xí)者的后測成績建立聯(lián)系。這一實(shí)踐中的發(fā)現(xiàn)與理論上的預(yù)設(shè)有沖突,也就引發(fā)研究者進(jìn)行新的推斷。其一,從學(xué)習(xí)任務(wù)的復(fù)雜屬性來看,學(xué)習(xí)活動(dòng)1較簡單,學(xué)習(xí)活動(dòng)2較難。其二,從上述分析可以發(fā)現(xiàn),在學(xué)習(xí)活動(dòng)1中,學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖工具學(xué)習(xí)行為的“活躍”程度高于學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)活動(dòng)2中的“活躍”程度。結(jié)合這兩點(diǎn)可以得出如下推測:有可能學(xué)習(xí)活動(dòng)2設(shè)計(jì)得過難,引發(fā)了學(xué)習(xí)者較高的認(rèn)知負(fù)荷,從而使得學(xué)習(xí)者沒能很好地進(jìn)行小組交互和學(xué)習(xí)投入。所以,學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)活動(dòng)2中沒有獲得較好的認(rèn)知發(fā)展。這就能從理論上解釋為什么學(xué)習(xí)者在后測中高階理解沒有得到有效發(fā)展。以上雖然是理論上的推測,但也為后續(xù)研究提供了新的啟示。即在協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中,學(xué)習(xí)任務(wù)的難度設(shè)計(jì)應(yīng)是一個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。因?yàn)橹挥袑W(xué)習(xí)任務(wù)所引發(fā)的認(rèn)知負(fù)荷控制在合理范圍內(nèi),才可能引發(fā)有效的學(xué)習(xí)行為(Schnotz et al.,2007)。
綜上所述,在當(dāng)前這一初步的整合概念圖的協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目中,學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展主要與學(xué)習(xí)者的先驗(yàn)知識(shí)有關(guān),與學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖的交互和投入這兩種學(xué)習(xí)行為無關(guān)。這說明概念圖這一學(xué)習(xí)干預(yù)對(duì)學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展的直接作用微弱。即使如此,也不能完全否定概念圖工具在協(xié)作學(xué)習(xí)中引發(fā)學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展的作用。因?yàn)樵谕瓿蓪W(xué)習(xí)任務(wù)1和學(xué)習(xí)任務(wù)2的共享學(xué)習(xí)空間中,個(gè)體學(xué)習(xí)者除了動(dòng)手操作Mural中的可視化元素表達(dá)自己對(duì)學(xué)習(xí)主題的理解外,同時(shí)可以觀察其他學(xué)習(xí)者繪制小組制品時(shí)的動(dòng)態(tài),感知小組實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。這些發(fā)生在協(xié)作學(xué)習(xí)情境中的“隱性”學(xué)習(xí)行為有可能會(huì)引發(fā)個(gè)體的認(rèn)知思考,“迫使”學(xué)習(xí)者進(jìn)行深度反思(Caballero et al.,2014)。在目前的研究中,學(xué)習(xí)者的協(xié)作學(xué)習(xí)行為主要是從學(xué)習(xí)者基于協(xié)作概念圖的“投入情況”和“交互情況”這兩個(gè)顯現(xiàn)的行為指標(biāo)上得以反映,而沒有考慮其他指標(biāo),比如心理指標(biāo)、情感指標(biāo)等。這也為我們后續(xù)的研究開啟了一條新的探究思路。即可以試圖擴(kuò)展協(xié)作學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的評(píng)估指標(biāo),全面探究協(xié)作學(xué)習(xí)過程影響學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展的直接因素和潛在因素,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過程的準(zhǔn)確分析、診斷和預(yù)測。
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