基于社会网络分析软件的泛在学习交互分析

马红芝

(湖南科技学院 信息技术与教育系，湖南 永州 425199)

一 前言

泛在计算的提出引起人们对教与学的发生方式进行深入的探讨，泛在学习的概念紧随而生。泛在学习强调学习者、学习工具与学习环境三者无缝地融合在一起，强调建设境脉学习环境对于学习的重要性。理想的泛在学习应达到这样一种状态：任何人，在任何地方，任何时间，利用随手可得的学习设备，能够以自己的方式获取所需要的学习信息与学习支持。[1]在泛在学习环境中，运用无线宽带技术与应用服务创造学习者可以通过使用任何设备在任何时间、任何地点，以同步或异步的方式，充分获取学习信息，进行更个人化、情境化、互动化学习活动的教育环境，实现更有效的学生中心教育。[2]以学生为中心的教学强调学习者的主动性和学习交互的及时性，而泛在学习环境中的教学在这两者的基础上还强调学习环境的真实性。

泛在学习环境下的教学进程中教师起指导和引领的作用，学习者在教师指导下主动思考与探索，自主获得知识并参与实践，教师和学习者处于平等的地位，师生交互方式发生改变。那么，泛在学习环境下以何种交互方式开展教学活动能够吸引学生积极参与？哪一种交互方式的交互效果最优？这是本研究以期解决的问题。

二 社会网络分析软件

社会网络分析（Social Network Analysis, SNA）是一种普遍用于研究社会过程和问题的研究方法。但由于分析过程中涉及大量数据的计算和处理，其实际应用范围有限。近年来，随着多种SNA可视化软件的出现，社会网络分析方法已经逐渐广泛应用于各个领域。

UCINET和NetMiner是两款典型的、拥有广泛用户基础的SNS软件。前者是由加州大学欧文（Irvine）分校的一群网络分析者开发的综合型SNA软件，其中集成了一维和二维数据可视化分析软件NetDraw、三维数据可视化分析软件Mage、以及Pajek中用于大型网络分析的部分程序。后者的知名度虽然不及前者，但其具备了SNA的基本数据处理功能，尤其是拥有强大的可视化功能，且操作界面直观清晰，十分友好。

尽管两款软件的操作界面不尽相同，处理数据的具体操作也有较大差别，但两者用于分析泛在学习过程中的社会网络关系时，却基本遵循以下步骤：[3]

(一) 准备数据，建立关系矩阵

这个步骤是社会网络分析的重要的基础性工作。SNA 中共有三种关系矩阵：邻接矩阵（Adja-cency Matrix）、发生阵（Incidence Matrix）和隶属关系矩阵（Affiliation Matrix）。

（二） 数据处理，进行SNA分析

数据的处理通常有测量和探索性分析两种。后者操作比较复杂，其效率不仅与研究数据和研究问题自身相关，而且往往与研究者的技巧和经验也有很大关系。

（三） 数据分析，得出结论

这是SNA分析的关键性工作。典型的分析内容有整体社会网络结构（从出度、入度、核心度、密度等方面进行分析）、小团体分析以及派系重叠分析。

三 数据收集与研究方法

本研究针对师生交互、学习者交互、师生交互和学习者交互混合方式三种学习交互形式分别进行实验，选择15位学习者和1位教师组成实验小组，针对每一种交互方式选择难度相当的三个学习内容进行教学实验（为方便分析，把师生交互小组命名为TS，学习者交互小组命名为SS，混合型交互小组命名为TS_Blend），每个小组均进行20分钟的教学活动。主要记录小组成员在教学过程中参与交互的人员、交互次数、与学习内容相关的发言比例、教师讲授时间、学生发言时间等。把参与交互的人员和交互次数构建成邻接矩阵以便于使用社会网络分析软件进行分析，转化为邻接矩阵的方法是以交互人员为行和列，行上人员作为交互发起者，列上人员作为交互接收者，两者交叉处的数字表示两者交互的次数，得到一个16行、16列的邻接矩阵。

使用社会网络分析软件对实验小组的交互情况进行分析，主要分析交互的频次，即小组成员的度数，以查看教师和学生在交互中的位置；每种交互方式下小组的整体网络属性，即分析交互方式对小组整体网络属性是否有影响；通过分析教师和学生主导交互的时间，发起交互的次数等数据以分析不同的交互方式下交互效果。

四 数据分析与讨论

（一）交互成员的度数分析

社会网络分析中的度数是指与某节点直接相连的节点数，包括点出度和点入度，点出度是指节点指向其他节点的连线个数，点入度是指其他节点指向某节点的连线个数。从度数可以看出小组成员主动和被动发生交互的次数，以及哪些成员处于整体网络的核心位置，处于核心位置的成员对交互贡献比较大。使用社会网络分析软件UCINET生成TS、SS和TS_Blend三个小组的度数，如表1所示。

表1.TS、SS和TS_Blend三个小组成员的度数和核心度

由表1知，在师生交互为主的教学活动中（TS小组）教师的点出度和点入度都是成员中最高的，表明教师在交互中占据绝对的主导地位，控制着学习交互。同时也表明教师向大部分学习者提出问题，并得到了学习者的回应，只有少数学习者主动发言。与TS小组相比，混合交互方式下的教学活动中教师的度数有所减少，即教师对交互的控制力削弱，学生掌握有一定的交互控制能力，但是学生在交互中的主体位置仍然没有体现出来。在生生交互为主的教学活动中（SS小组）教师的度数减少很多，而学生的度数有所增加，表明教师在提出问题后学生之间、学生与教师之间能够积极讨论，学生在教学活动中的自主地位得到提升。但是只有个别学生的度数增加，说明大部分学生没有积极交互的倾向，被动交互的意识较强。

由表1知，TS和TS_Blend两个小组中教师S1的核心度值最大，处于核心位置，是整个网络的核心人物，其在交互中发挥了主导作用。在SS小组中教师的核心度值较小，而学生T2、T5、T8等具有较高的核心度值，这些成员处于核心位置，表明在生生交互为主的教学活动中学生自主控制交互行为，学生成为学习的主体，处于主导位置。

（二）交互成员的整体网络属性分析

从整体网络属性可以看出一个社会网络的成员参与度、成员建立连接的难易程度、整体网络传输效率等。使用社会网络分析软件NetMiner计算出三个实验小组的整体网络属性如表2所示。

表2.TS、SS和TS_Blend三个小组整体网络属性

由表2可知，TS小组的密度最大，说明该小组成员联系比较紧密，交互频次大，这主要是由于教师提问次数多引起的。在SS小组和TS_Blend小组教师提问少，教师的引导作用弱于TS小组。TS小组的平均度较大，进行差异性分析发现三个小组之间差异性不显著，表明三个小组平均每个成员与两个成员交互。平均距离是指成员之间通过几个成员才能建立交互关系，由表2知，TS小组只需2个人就可以建立交互关系。直径是整体网络的最大距离，直径越大表明需要经过越多的人才能建立两者之间的交互关系，TS小组直径最小，只要经过3个人就可以把任何两个人建立交互关系，而SS小组需要6个人，可见，教师主导交互对建立交互关系具有一定的促进作用。TS小组和TS_Blend小组的互惠性较大，表明两个小组内有较多的成员之间发生了双向关系。但是互惠性高的小组成员之间传递的冗余信息量大，而互惠性低的小组成员之间具有较小的信息冗余。TS小组的连通性高于其他两个小组，表明TS小组成员交互的程度高于其他小组，这是因为TS小组中教师针对学生个人提问，针对性较强；而其他两组教师多采用开放性的讨论方式，虽然存在教师引导力减弱，学生容易偏离讨论主题的问题，但是学生与学生之间的交互比较频繁，学生能够针对其他学生的回答给以分析和讨论，学生之间的讨论次数比较多。因此从有效性来看TS小组的交互效率低于SS和TS_Blend两个小组。

图1.TS_Blend、SS和TS三个小组整体网络图

在NetDraw软件中以度数为标准绘制出三个小组的整体网络分布图（图1），可知，在混合交互和师生交互方式下教师的节点最大，表明教师占据交互的中心位置，对交互控制力较大，能够影响交互的发展。在生生交互方式下学生T1、T2等的节点比较大，说明这些学生对交互具有一定的控制力，学生的主体地位得到体现，学生的自主讨论、自主学习活动交活跃。

（三）交互效果分析

从师生主导交互时间和师生交互参与度两方面分析三种交互方式下的学习交互效果，对实验过程中交互相关数据记录如表3所示。

在时间分配方面，以交互为主的课堂教学中，由于其中交互性质的不同，从以师生交互为主，混合型到学习者交互为主的教学中教师主导交互时间的比重以此减少，说明随着课堂交互方式的变化，教师在教学中占主导地位的时间会发生变化，在泛在学习环境下，由于不同交互技术手段的使用，师生在交互方面有所加强，课堂中学生的地位有所提高，导致教师在课堂中的主导地位下降，使得教学过程中的交互活动能在相对较为平等的环境下进行。

在参与度方面，学习者交互为主的课堂教学中，学生主动交互的次数最多，这种方式下教师提出问题为学生创建一种学习情境，学习者在情境中自由讨论，自主学习，学习者掌握学习的进度。混合型交互方式的课堂中学习者的交互行为较少，教师引导学习者交互次数和时间增加导致学习者对教师存在依赖感，学习者之间的交互需要教师引导才能继续进行。而在师生交互为主的教学中学生主动交互受到教师的制约最为严重，学生被动发生交互次数增加，学生主动发言次数较少，学习者交互完全依赖于教师，这很容易使教学活动变为灌输式教学。在学习者交互为主的课堂中，学习者之间的交互比较热烈，但是交互内容却会偏离教学主题，并没有达到促进学习者学习的目的。而在师生交互中，教师引导学习者，对学习者的注意力有一种牵制作用，保证其不脱离学习目标。

表3.三种交互方式教学过程中交互时间和次数分布表

泛在学习环境中，教学事件的主体处于分离的状态，异地同步教学是主要形式。为防止学习者转移注意力，教师必须与学习者交互，并对学习者的反应做出即时反馈。通过交互，教师一方面能够了解学习者的学习状态，合理分配教学活动；另一方面能够监控学习者的学习行为，采取措施调动学习者的积极性。随着交互程度的不断加深，在课堂中可能会出现教师知识领域范围之外的问题或疑问，这时学生可能会更多的求助于网络等其他的信息源，此时，教师所起的作用更多的是学生完成知识构建或信息检索的指导者，这对教师来说是一个挑战，需要教师引导学习者之间积极开展交互行为，达到资源和知识在学习者之间流通。

五 结论

泛在环境中的教学应该丰富多彩、多元化，并且以学习者为中心。学习者可以充分利用网络资源，可以与教师、学伴和其他学习指导者进行多方位的交互，师生之间、学习者之间的即时、有效的交互是关键。师生交互不应该是简单的教学对话，要开拓交互形式，拓宽交互渠道，引导学生在泛在学习环境中主动学习。泛在学习环境下的协作学习具有很多优势，教与学时空分离，学习者可以灵活地选择交流的对象和学习工具；交互内容和过程信息可以自动记录；交互的人数、方式可变。[4]

泛在学习环境下，知识、思考和情境相互紧密联系，知识处在情境中并在行为中得到进步与发展。让学习者在特定学习情境中，针对问题开展学习活动，良好的活动设计能够促进学习者的学习。师问生答可以看成是学习交互的一种形式，适合学习者学习风格的问题回答方式在对学习者理解问题和获得新知方面具有一定的积极意义。但是，单独使用任何一种交互方式都不能照顾到每一位学习者，因此，教师要根据学习活动情况，对学习交互方式进行适当调整，有效地引导学习者参与学习交互。

[1]李卢一,郑燕林.泛在学习的内涵与特征解构[J].现代远距离教育,2009,(4):17-21.

[2]丁钢.无所不在技术与研究型大学的教学发展[J].清华大学教育研究,2008,29(1)：46-48.

[3]王陆.典型的社会网络分析软件工具及分析方法[J].中国电化教育,2009,(4)：95-100.

[4]彭绍东.从面对面的协作学习、计算机支持的协作学习到混合式协作学习[J].电化教育研究,2010,(8):42-50.