基于网络环境的自主协作学习的研究和方法

何 涛 ，覃国蓉，张德芬 ，胡海峰

（1.深圳信息职业技术学院 软件学院，深圳 518115；2.仲恺农业工程学院 外国语学院，广东 广州 510225）

近年来，基于网络环境和Web的协作学习（Web-Based Collaborative Learning，简称WBCL或WebCL）开始蓬勃发展。它是指利用网络技术来支持的协作学习。它借助Internet、Intranet及多媒体等技术，在教师的指导下，由多个学习者组成合作小组，共同完成某一学习任务。在此过程中，学习者借助一定的网络交互平台，分工协作，互帮互助，发挥集体合作效应，共同完成学习任务。

一、研究的流派及教学模式

网络环境下协作学习系统的研究在国外已经形成一些较为典型的研究流派及教学模式。主要代表系统有：CSILE（Computer Supported Intentional Learning Environments， 计算机支持的有意学习环境）[1]，Kolumbus（德国的协作学习环境下基于情境的通讯支持系统）[2]，CaMILE （Collaborative and Multimedia Interactive Learning Environment，协作和多媒体交互学习环境）[3]，CoMentor系统等[4]。

国内其他学院关于网络课程系统协作学习的应用研究有：Blackboard平台支持下的大学英语混合教学模式的实证研究（齐红，2007）[5]，论如何提高基于Blackboard的网络测试评价反馈的有效性（张婷婷，2007）[6]，基于Moodle虚拟学习环境的混合式学习设计与实践等 （梁小晓，2007）[7]，都是针对B1ackBoard和Moodle平台的应用研究。另外，还有一些由中央电化教育馆国际交流与合作处与国外机构合作实施的远程合作学习项目，如由“ORACLE”赞助的“Think.com”，由联合国国际儿童基金会组织的“远程合作学习”项目，由美国“Worldlinks”组织赞助的“信息技术教师培训”实验项目。这些项目旨在通过互联网达到东西部教育资源的共享，借助东部教育发达地区优质教育资源，提升西部教育素质和发展教师职业能力，缩小东西部教育的差异；促进信息、技术在学校课程中的应用等。

文献研究表明，国外有关网络环境自主学习的理论研究与实践探索相对成熟，而国内的相关研究起步较晚，且大多是借鉴国外的理论与经验。有关网络环境自主学习模式与教学设计尚未形成体系，技术支持的网络环境自主学习策略有待深入。

二、研究所面临的问题

国内的学校教育现在已开始认识到学生协作学习的重要性，开始开展校内共同主题学习活动，并关注在不同学生间学习的差异性，相互利用这一差异开展学习，是在学校组织下，开始开展以学生兴趣的、松散的、个人为单位参与的学习活动。如在实训中开展基于共同主题的调查研究或作品创作，以及其他的社会实践活动，在网络课程中添加一些互动学习模式等等，以此加深学生对知识的深化理解。

现基于网络环境的自主协作学习研究所要解决的关键问题：

（1）语义网下自主协作学习模式有什么特征?构建语义网下自主协作学习模式的理论支持框架是什么?

（2）针对不同的教学内容，如何构建语义网下自主协作学习模式?

（3）语义网下自主协作学习模式的应用有哪些效果?

（4）面向Web环境中协作学习的评价方法的形成。

但是目前国内外的理论和实践研究中发现存在着如下状况：

第一，在实践过程中发现，一些课程涉及多方面知识，利用传统方式培训较为困难，网络环境下的自主协作学习成为学生专业学习的重要途径。但是，目前的交流工具对于自主协作学习的支持程度不够好。

第二，学生在线跨学科协作学习大多是自上而下的模式[8]。所谓自上而下模式通常是封闭的，是在老师的指导下，利用网络平台，以指定的方式，要求不同学科或者综合课程的教师参与某个项目的学习或讨论。这种方式在初期阶段能够聚集起一定数量的成员，共享的内容比较有针对性，但是周较短，学生参与性不强，没有进行以小组为单位，有组织、有计划的一种学习活动。当项目结束后，在线共享与交流也随之结束。而自下而上模式通常是开放的，学生根据自己的兴趣和爱好，自觉地通过网络或传统方式，结识对共同主题感兴趣的其它人，进行相应的共享与协作。

第三，理论与实践不能很好地结合。对于自主协作学习的知识共享的理论研究有很多，现有的实践并没有利用己有的理论成果，例如社会网络理论、信息行为理论等。

三、研究的主要方法

本文提出的研究方法主要有：

（一）文献研究。通过对相关文献资料的对比、分析，了解本课题所涉及领域的研究现状与发展趋势。在此基础上，拟订研究的基本思路、研究方向、方法与途径。此外，通过文献研究，获取支持本课题研究的数据与资料。

（二）对比研究。利用内容分析、问卷调查等研究方法，对比课堂环境下协作学习与Web环境下协作学习的相关要素进行对比分析，从而以课堂环境为基础，为构建Web环境下协作学习的理论与系统框架创造条件。

（三）构建Web环境下协作学习的理论框架。主要采用Reigeluth构建理论的一般方法 （Reigeluth，1983）。瑞格鲁斯1983年在《教学设计的理论与模型》中，提出了一种构建教学设计理论的基本方法，该方法对构建基于Web的协作学习理论框架具有重要的指导意义。

（四）在构建Web环境下协作学习基础理论框架的基础上，设计Web环境下智能协作学习系统的基本框架，并对该系统框架的各组成模块进行建模与详细设计。该过程主要在文献研究和内容分析的基础上进行。

（五）系统建模。系统建模是本系统的关键组成部分，如伙伴模型、协作学习模型、教师模型、知识表示与呈现、评价推理、数据库等。系统建模的完成是构建系统基本框架的墓础与前提，主要在有关建模策略的指导下完成。

作为新的研究方法，本文提出在分析国内外主要的网络课程开发平台WebCL、高校4A网络课程平台、Blackboard,Moodle等平台的基础上，依据知识管理理论、社会建构主义理论、六度分隔理论和团队学习等相关理论，采用面向对象的程序设计方法，从学生的学习特征和平台的技术实现以及运行环境等方面进行可行性分析和需求分析。系统的设计开发以开放性、自主性、先进性为原则，以社会化、智能化和人性化为设计目标，基于Internet/Intranet体系结构下的B/S架构三层软件结构，选择抽象工厂设计模式，以SQL Sever作为数据库服务系统，采用Ajax,RSS,TAG,Scorm,SilverLight、网摘和无限级分类等关键技术等关键技术，结合Lucence的智能化、高性能、全功能检索技术，融入Web2.0的社会性思想，结合开源软件，设计并开发出一个高效、通用、开放、易用的协作学习系统，在本课题研究上取得了一定进展。

四、研究的角度和内容

本文对基于网络环境的自主协作学习的研究主要从以下三方面进行：

（一）自主协作学习平台的可行性分析和需求分析。从学习者的学习特征进行可行性分析，并对自主协作学习平台的技术实现和运行环境进行需求分析，指出开发协作学习系统所需要的技术理论支持。

（二）协作学习系统的总体设计。现行研究有以立体化教学资源建设为主体指导方针，以知识管理理论、社会建构理论，教学设计理论等相关理论为指导思想，通过个人和团队的形式融合多种网络应用方式，设计协作学习系统。并详细叙述协作学习系统的设计原则、体系结构、系统功能、平台的总体设计以及各功能模块的具体设计。

（三）协作学习系统的开发与实现。详细论述平台的开发环境、设计语言、数据库设计和功能模块设计，如何从技术上实现以及平台开发所需的关键技术等。

研究的内容以建构主义学习理论和教学理论为指导，立足于高职高专的教学，以基于学生的自主协作学习为重点，利用多媒体和网络技术，建立网络学习共同体，探索网络环境自主学习的模式、方法和策略，以期促进创新人才的培养，提升学生的整体素质，探索创新学校教育的理念与实践的方法。

1.通过对协作学习研究领域的文献研究与内容分析，形成关于协作学习理论的基本体系。该理论体系可用于指导课堂环境（FTF）和Web环境下协作学习的开展。同时探讨Web环境下智能协作学习系统开发的理论基础。主要对CSCL,ITS,智能代理、学习技术标准等进行探讨，形成指导基于Web的智能协作学习系统开发的理论基础框架。

2.对课堂环境（FTF）和Web环境的协作学习进行对比分析，以获得影响二者学习效果的不同负荷因素。

3.构建网络环境下协作学习的理论框架。该理论框架可用于指导网络环境下智能协作学习系统的构建。同时探讨网络环境下协作学习的方法与途径。网络环境同课堂教学环境相比，具有许多不同之处，其中最根本的不同在于师生之间、学生之间的交流是非面对面的。因此，网络环境下的协作学习方式同课堂教学环境相比，亦存在诸多不同。网络环境下开展协作学习主要通过构建协作学习模型实现。

4.网络环境下关于协作学习效果的评价问题。网络环境下协作学习的评价同课堂教学环境类似，除采用量化评价方法外，还需要采用质化评价方法。本课题对网络环境下协作学习的评价进行了深入探讨，以确立网络环境下协作学习评价的方法与模型等。

5.对网络环境下智能协作学习系统中的知识表示与呈现、协作学习策略、协作学习工具、数据库等模块进行探讨。通过这些核心模块构建的应用实践，初步形成基于Web的智能协作学习构建的理论与方法。

当前，网络环境自主学习的研究受到了越来越多的关注，网络环境自主学习是深化教学改革，回归教学本质的途径，基于问题的学习被广泛运用于教学实践，但通过文献分析表明，不管是课堂教学中网络环境自主学习的过程研究，还是网络课堂中基于问题的研究都较为缺乏，尤其是缺乏科学可行的网络环境自主学习模式。因此，研究的理论意义主要体现在：

（1）从网络环境自主学习的基本过程、网络共同体、建构活动、群体动力机制等方面进行理论探究，建立了一套网络环境自主学习模式的理论框架，丰富了网络环境自主学习理论的内涵。

（2）建立各种网络环境自主学习模式，并提出具体的设计方法与技术支持策略，发展和完善了教学设计理论与方法。

五、研究的实践作法

本文旨在通过对网络环境自主学习模式进行探索与实践，总结形成可操作性强的教学设计方法和操作表格，为学校教师在网络课堂教学中开展网络环境自主学习提供方法的指导，以提高课堂教学效果，促进学生认知能力和问题解决能力的发展。因此，本文研究的实践意义主要体现在：

（一）设计与开发支持网络环境自主协作学习的研究网站，为师生提供一个具有良好功能的网络环境，为学校开展网络环境自主学习研究与实践创造了便利条件。

（二）形成了一整套网络环境自主学习模式的设计方法与操作表格，有力地促进网络环境自主学习理念在教学中的渗透。

（三）培育了一批体现网络环境自主学习理念的优秀教学案例，这些案例的推广和应用，将对学校教学改革产生积极的影响与作用。

本课题组在国内高职教育的课堂教学中，系统研究了网络环境自主学习模式的理论与方法。总的来说，研究的创新之处体现在:在研究方法方面，综合应用多种研究方法，改变传统的教学抽象思维演绎研究范式;在理论成果方面，提出一套创建网络环境自主学习模式的理论框架;在实践应用方面，研发一个支持网络环境自主协作学习的研究网站。

1.综合应用多种研究方法，改变传统的教学抽象思维演绎研究范式

研究综合应用多种研究方法，如采用解释结构模型法（ISM），通过要素分析、数学推导、关系探究，形成“共享——论证——协商——创作——反思”基本过程，对网络环境自主学习的基本过程作了理论解释；采用递进式行动研究的设计方法，通过“检验模式的有效性”、“提高模式的操作性”、“彰显模式的建构性”三轮行动研究活动，构建了概念性、解释性、设计性三类问题的网络环境自主学习模式，凸显了研究方法的创新。

研究改变传统教学论研究受演绎法的左右，重在对教学的抽象思维演绎过程的研究，而缺乏自下而上的建立在实证基础上的归纳研究，强调理论与实践相结合，针对网络课堂的网络环境自主学习模式，从理论解析到模式构建再到实验验证，形成一条严谨的问题研究思维链，既注重理论探究和模式建构，以体现研究的学术价值，又注重应用过程的操作性和实用性，以体现研究的应用价值，显示了研究范式的改变。

2.提出一套创建网络环境自主协作学习模式的理论框架

从基本过程、网络共同体、建构活动、群体动力四个方面对网络环境自主学习进行理论探索与分析，科学地揭示了网络环境自主学习的核心依据、环境条件、手段策略、进程推动等问题，形成一套创建网络环境自主学习模式的理论框架，为其他研究者创建网络环境自主学习模式提供了有价值的参考依据。

3.研发一个支持网络环境自主协作学习的网站系统

研发的实验研究网站提供了丰富的网络学习资源与多种认知工具，使学生个人观点、思维框架显性化，并通过协商过程对这些观点进行论证，从而形成智力成果。该网站有效保障研究成果的推广应用。

六、结语

本文系统研究了网络环境自主协作学习模式的理论研究与方法。在研究方法方面，综合应用多种研究方法，改变传统的教学抽象思维演绎研究范式；在理论方面，提出一套创建网络环境自主学习模式的理论框架；在实践应用方面，研发一个支持网络环境自主协作学习的研究网站。本研究取得了良好的成效。

（注：本课题由广东省教育科学“十一五”规划项目，项目编号：2010tjk411，2010tjk413，2011tjk410；深圳市战略性新兴产业发展专项资金项目支持，项目编号：JCYJ20120615102526 732）

[1]Maarit Arvaja，Päivi Häkkinen，Marja Kankaanranta.Collaborative Learning and Computer-Supported Collaborative Learning Environments[J].Springer International Handbooks of Education，Volume 20，2008.267-279.

[2]Kay Brigham.The Catholic Historical Review [M].The Catholic University of America Press,Volume 95,Number 1,2009-01.148-150.

[3]Francesca Pozzia,Stefania Mancaa,Donatella Persicoa,Luigi Sarti.A general framework for tracking and analysing learning processes in computer-supported collaborative learning environments[J].Innovations in Education and Teaching International,Volume 44,Issue 2,2007-05.169-179.

[4]Deevya Narayanan.Clinician comentor research model:A concept for private clinicians to conduct research [J].Volume 60,Issue 3,Supplement 1,2009-03.AB92.

[5]齐红，符祝芹.Blackboard平台支持下的大学英语混合教学模式的实证研究[J].西安外国语大学学报，2007-09，15（3）：84-87.

[6]张婷婷.论如何提高基于Blackboard的网络测试评价反馈的有效性[J].现代教育技术，2007，（10）.

[7]梁小晓.基于Moodle虚拟学习环境的混合式学习设计与实践[D].四川师范大学，2007.

[8]林铭.网络环境下基于专题的语义网络自主学习教学设计[J].电化教育研究，2009.