• Part two(2):计算机支持的协作学习(CSCL)

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    1.CSCL的内涵

    CSCL是一种教学技术模式,使用计算机技术来建立协作学习的环境,使教师、学生、智能导师、智能学伴等角色跨界群体讨论、协作、交流,支持协作学习方法来进行学习,是利用计算机实现和超越现实世界人类交流、协作的学习形态当前的CSCL形态已从单纯的人-人交互,演变为包含人-智组队的新型生态。在此模式下,智能体不再仅仅是中介工具,而是具备类主体身份的伙伴,与人类学习者共同构成目标耦合、社会认同与分工协作的学习共同体。

    2.CSCL基本过程聚焦协作参与、群组协作、协作知识建构

    协作学习过程根据不同的理论基础、学习技术、学习者身心特征以及人工制品,在学习者之间、学习者与人工制品之间以及人机交互中,形成了显性或者隐性的协作交互行为。协作学习过程的启动机制、发展驱动、深度协作引领以及评价等构成了当今CSCL协作学习过程研究的重要内容。协作学习过程难以自然发生,这就需要利用心理学、社会学以及管理学等领域的理论,诸如社会系统理论、群体动力学理论以及成就需要理论等,创设激发协作学习的相关机制。同时为了维持深度协作学习的发生与发展,还需要利用智能技术,诸如智能信息推荐、智慧学伴以及学习分析等,对协作学习过程进行实时监控和干预。

    当前CSCL学习过程的前沿研究主要聚焦在新兴技术支持下的协作参与、群组协作、协作知识建构以及三元学习(TrialogicalLearning)等方面。以未来学习空间为代表的新兴技术教育应用正在重塑课堂学习参与的理论与实践为学习者的协作学习参与提供了更多的机会和支持。如利用元宇宙具身沉浸体验、群体自由创造以及社会生态系统等功能,全面支持CSCL的学习过程等。群组规模、群组意识以及群组构建等是当前群组协作学习过程的研究重点,目的是适切地组织群体以实现高效的协作学习。协作知识建构和三元学习是在线协作学习过程研究的两个代表方向,它们将人工制品视为协作学习对象,形成了人与人、人与物或者物与人的典型协作学习关系。

    协作学习过程并非自然发生,近年来的研究重点转向了如何通过理论与技术干预,确保深度协作与知识建构的实现。交互行为的塑造与规范: 脚本理论成为理解与设计CSCL交互的核心框架。通过外部协作脚本的干预,可以弥补学习者内部协作脚本的不足,引导其从浅层次交流转向高认知的知识协商与交换原则下的深度互动。

    3.支持技术:学习空间技术、使能技术以及学习分析技术赋能CSCL

    学习空间技术:协作学习空间需要在一个更大的社会游戏世界或者虚拟世界中聚焦小组协作活动(Clarke-Miduraetal.,2010)。此外,沉浸学习环境为学习者的具身体验、参与程度以及学习投入等提供了有效支持,可以为学习者的协作交互提供一种“在场”感,有效促进协作学习和社会参与。

    使能技术:CSCL使能技术是指一系列具有多学科特征的、为完成相应任务和目标而开发和使用的技术,最具代表性的是教学机器人和智能代理技术。一方面,技术开发的主要目的是为学习者提供类人学习伙伴,使学习者能够自然地与这些类人机器人和代理进行协作交互。 以ChatGPT为代表的生成式AI展现了强大的语境理解与场景复刻能力。它通过复刻复杂境脉、辅助差异化教学以及支持多元协作,正致力于解密协作过程中的黑箱,为CSCL的生态创新提供了突围路径。另一方面,技术要跨越不同的环境支持自主学习、交互学习以及决策学习。技术通过外化学习者的反思观点实现自我学习支持,通过支持自我与他者之间的对话实现交互学习,最终利用复杂学习分析技术支持决策学习。

    学习分析技术:学习分析与CSCL结合能够将学习结构与学习者数字痕迹进行有效整合,助力协作知识建构分析、联合注意(JointAttention)分析以及协作学习过程分析等。譬如,CSCL学习分析可以根据话语分布、同理心、形式推理和争论策略等维度,构建知识结构和实施数据跟踪(McLarenetal.,2010)。

    参考文献:

    李海峰,王炜.CSCL研究30年:研究取向、核心问题与未来挑战——基于《计算机支持的协作学习国际手册》的要点分析[J].现代远程教育研究,2022,34(05):101-112.

     马志强,张莉雪,王靖,等.人智组队协作学习:基本内涵、典型模式与关键路径[J].现代远程教育研究,2026,38(01):91-100.

     欧阳嘉煜,汪琼.塑造CSCL情境下的学习者交互:脚本理论及其研究综述[J].现代远程教育研究,2021,33(06):64-72.

    和文斌,范占江,郑浩,等.ChatGPT赋能CSCL:未来图景与突围路径[J].现代教育技术,2024,34(04):37-46.

    点击链接可查看文献 /public/2024/4/5b032be0-77b0-4b24-bbb1-28eeae78ad73.pdf
     

    4. CSCL的典型项目

    三个早期的项目是CSCL作为一个研究领域形成的先驱。这三个项目分别是:Gallaudet大学的ENFI多伦多大学的CSILE以及加州大学圣地亚戈的第五维项目。它们都探索了如何用科技来帮助学生学习读写。

    1)ENFI创造了计算机辅助写作,或者说CSCWriting (Bruce & Rubin, 1993; Gruber, Peyton, & Bruce, 1995)的最早期例子. Gallaudet 是一所聋哑大学,学生们没有听力或听力受损。很多学生入学时写作交流的能力有缺陷。ENFI研究项目的目标是让学生运用新的写作方法,那就是,教他们用“声音“去写作,在写的时候想着听众。这个项目开发的技术在当时是先进的,尽管从今天的标准来看可能并不完善。在特殊设计的教室里,计算机放置成一个圈。学生和老师利用开发的类似于今天的聊天程序,进行以文字为中介的讨论。ENFI开发的技术提供了一种文字交流的新中介,从而支持了一种新形式的意义缔造

    2)另一个具有影响力的早期项目是Bereiter 和Scardamalia在多伦多大学进行的。他们认为学校里的学习常常是浅层并且缺乏动力的。他们将课堂里的学习和“构建知识的社群”(Bereiter, 2002; Scardamalia & Bereiter, 1996)里的学习作了对比。“构建知识的社群”类似于因对同一问题的研究而发展起来的学者社群。CSILE项目(也就是计算机支持的有目的的学习环境),即后来的知识论坛,研究开发了技术以及教学方法,将课堂重新组织成构建知识的社群。和ENFI相似,CSILE让学生们共同写作从而使写作对他们而言更有意义。尽管如此,在两个项目中写作产生的文字却不尽相同。ENFI的文字产生于对话当中,是自发产生并且通常在课堂结束后没有被保存下来。而CSILE的文字象传统的学术文献一样被存档。

    3)第五维(5th D)项目开始于研究如何提高阅读技巧(Cole, 1996)。它始于Cole和其他洛克菲勒大学同事组织的课后活动。“比较人类认知实验室”(LCHC)搬到USCD(加州大学圣地亚戈)后,第五维扩展成为一个整合系统,它主要包括基于计算机的活动,用来提高学生阅读和解决问题的技巧。一个类似板面游戏的“迷宫”,里面不同的屋子代表着特定的活动,用来记录学生的进步过程以及协调他们的参与。学生得到能力较强的同学以及来自教育学院的本科生志愿者的帮助。这个活动原本只在圣地亚戈的四个地点有设置,后来扩展到世界多个地方。(Nicolopoulou & Cole, 1993)。

    这三个研究项目- ENFI, CSILE 和 5thD – 有着共同的目标:使教学更多地以意义赋予为导向。它们都借助计算机和信息技术为资源来达到这个目标,并且都引入了新的形式去组织教学中的互相交流,为后来产生的CSCL奠定了基础。

    来源:http://www.gerrystahl.net/cscl/CSCL_Chinese_simplified.htm 更多资料可访问:http://www.gerrystahl.net/cscl/

    其他典型项目包括:

    1.北京师范大学教育技术学院的郑兰琴团队开展了一个典型的CSCL实验项目,研究“自动化协作学习参与分析与反馈系统”。在该项目中,研究者利用深度学习模型分析学习者在在线协作中的互动数据(如发言、参与频率、行为轨迹),并向学习小组提供实时反馈,以促进协作调控与知识建构。实验采用准实验设计,共有120名大学生参与。结果表明,该系统能够显著提升协作知识建构水平、群体表现以及社会共享调控能力。

    2.香港大学(HKU)教育学院团队开展了“协作学习分析支持的知识建构项目”。该研究面向师范生群体,设计了一个结合学习分析与反思评价的CSCL环境。在项目中,学习者围绕问题开展协作探究,并通过系统提供的数据分析结果进行反思与调整。系统支持对协作互动、知识贡献以及探究过程进行可视化,从而促进学习者不断改进其协作策略。研究发现,这种“分析支持+反思评价”的模式能够有效促进协作探究能力与知识建构水平。

    3.近年来发表于《International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning》的研究集中关注群体感知支持。这一方向由多所高校研究者共同推进(如中国、欧洲等研究团队)。在相关研究中,系统通过收集并可视化小组成员的行为、认知与情感状态,使学习者能够了解他人的学习进展与贡献情况。例如,系统会显示谁参与较多、谁贡献观点、群体理解程度如何等。研究表明,这种群体感知支持能够显著提升学习表现,并促进学习者对协作过程的调节能力

    4.基于逃脱室的CSCL在护理教育中的应用。臺北醫學大學 护理学院与 國立中央大學 协同开展的研究,旨在将 CSCL 与游戏化设计结合,用以提升专业学习中的协作意识与问题解决能力。该研究提出了一种Escape Room(逃脱室)式的计算机支持协作学习方法(ERCSCL),将协作任务嵌入一个在线互动“密室逃脱”学习场景中,学生需要通过协作解谜完成学习任务。学习者以小组形式参与,协作解决问题、分享信息、共同制定解题策略。半实验研究涉及 55 名护理学生,结果显示,与传统视频式学习相比,ERCSCL 小组的学习成绩、协作意识、学习动机和问题解决能力均显著提升,表明这种游戏化协作模式能够有效促进CSCL相关学习成果。

    5.ETS EPCAL 项目。该项目由 Educational Testing Service 组织实施,专注于为中学生创建计算机支持的协作讨论空间,以增强批判性思维与证据推理技能。研究构建了一个专门的在线协作平台,支持学习者围绕开放性议题展开批判性对话。系统记录、分析学习者的讨论进程,提取协作交互的语言、逻辑和证据使用模式。该项目强调了协作讨论空间在 CSCL 中的价值,即通过技术设计提升学生的批判性思维和共同构建理解能力,为 CSCL 在中学阶段的应用提供了系统性设计框架与可操作策略。

    案例分析:该视频(详见 下方)展示了北卡罗来纳州立大学等机构的研究项目,是如何结合游戏化学习与问题式学习来设计CSCL环境的。学生需扮演科学家,组成团队,在一个虚拟的菲律宾岛屿上,共同调查并解释导致当地罗非鱼大量死亡的原因。

    • 案例探究
    • (一)请结合案例思考:游戏化学习与问题式学习理念的CSCL环境设计
    活动类型:
    讨论交流
    活动描述:
    1.在视频中,学生是如何学习的? 2.该学习方式和我们传统的课堂学习方式最大的不同是什么? 3.视频中的学习场景,让你觉得最有趣的地方在哪里?为什么? 4.计算机/技术在 学习中发挥了什么作用?如果没有这些技术,学习会发生什么变化? 5.这种学习方式可能面临哪些挑战?例如?

    (二)讨论交流

    1. 个体活动:围绕计算机支持的协同知识建构和CSCL学习环境设计等相关主题和案例,每位学生独立设计1个“高质量问题”,并在下方讨论区发起讨论帖高质量问题标准:1.能够引发多种观点;2.需要分析推理,而非简单查找;3.可以持续引发深入讨论;4.结合中小学真实的教学情境

    2. 小组协同:围绕成员提出的问题,小组开展组内和组间协同讨论,通过互动推进知识建构。1.不设组长主导发言,所有成员均可发起与回应;2.每位学生需至少参与2个不同问题帖的讨论3.每条发言需体现以下至少1种行为:解释(对观点进行阐述或补充)、质疑(提出不同观点或挑战)、整合(综合他人观点形成新理解)

    • (二)讨论交流:体验协同知识建构
    活动类型:
    讨论交流
    活动描述:
    每位学生独立设计1个“高质量问题”,并发起讨论帖。 围绕成员提出的问题,小组开展协同讨论,通过互动推进知识建构。
    • (三)面向协同知识建构的CSCL学习环境设计
    活动类型:
    作业提交
    活动描述:
    请同学以4-6人为一小组,选择某一学习主题(如人工智能与教育),设计一个CSCL学习环境,重点表述在该环境中嵌入哪些CSCL关键支持(比如学习目标与主题、学习任务与活动设计、技术与工具设计、协作支持与互动机制、评估与反馈机制、智能化支持等)。
    • 评阅各小组的作品
    活动类型:
    社会化批阅
    活动名称:
    评阅各小组的作品
    活动描述:
    评价各个小组的CSCL学习环境设计方案:重在分析方案的独特性,可提供的学习支持以及创新性,实用性和方案的可落地性等。
    • 本节学习反思
    活动类型:
    反思活动
    活动名称:
    本节学习反思
    活动描述:
    本主题的学习活动中,是否使用了人工智能?生成式人工智能是用来辅助内容理解还是协作讨论或者作品,创意生成等?它是否影响了小组或同伴之间的协作方式? PS:相关调查仅用于改进课程设计以及明确人工智能的教育应用边界,完全不影响本次在线学习的参与和成绩评定。
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