关于网络协作探究学习及其影响因素的实证研究- -
关于网络协作探究学习及其影响因素的实证研究 张建伟 卢达溶 【摘 要】该研究以《工业系统概论》课程为基础对基于网络的协作探究学习做了实证分析，发现：（1）学习者使用频率最高、最喜爱的网络应用形式是小组合作完成课 题作业；（2）在完成课题任务的过程中，学习者进行了积极主动的资料搜集和整理活动，对所收集的资料做了较深入的分析加工，但小组内的合作讨论以及小组间 的互动有待进一步加强； （3）学习者的自主学习能力和IT技能对于成功的网络学习具有显著的预测作用，视觉型、听觉型和动觉型认知风格的预测效应不显著。最后，本文对基于网络的 协作探究学习的设计做了讨论分析。 【关键词】协作探究学习，网络学习，网络教学，学习者特征，实证研究 1 研究综述与问题的提出 1.1网络教学与网上协作探究学习 网 络教学（Web-Based Instruction）是指利用互联网的功能特性和资源建立有意义的学习环境，以促进和支持学生的学习活动。网络在教育中的具体应用可以有不同的深度， 从只是在原有教学方式基础上增加email通讯，或者增加辅助教学的网页，到完全用网络来管理学习活动，传输教学内容等。网络学习环境所带来的新变化可以 归为三个主要侧面：信息资源传递与共享机制的集成性和跨时空性；信息表征与加工方式的超媒体化和灵活性；人际沟通互动方式的虚拟化和无限延伸。当前，与建 构主义等学习与教学理论的发展相适应，协作探究学习成了为人所关注的新型教学模式。由于网络学习环境的上述新变化，网络在协作探究学习上具备了更多的潜在 优势，可以为这种学习活动提供更有力的支持。 如何利用网络支持学习者的协作探究学习，这是当前研究者关注的一个热点问题。研究者们提出了一些网络环境下可以采用的协作探究学习模式。比如，Riel [①]提出了“学习圈”（Learning Circles）模式，若干个处于不同地方的教学班在一个学期中联合完成某个课程的学习，其过程包括：形成“学习圈”，策划所要进行的课题 （Projects），交流与此课题有关的活动结果，发表作品，以及对整个过程的评价等。Harris设计了“远程协作课题” （Telecollaborative Projects）模式 [②]，其中涉及到16种不同的具体活动形式，大致可以归为三类：人际交流、信息搜集和问题解决。另外，Levin et al.提出了“远程师徒制教学”（Teaching Teleapprenticeships）[③]，Bell & Davis设计了基于网络的“知识整合环境”（Knowledge Integration Environment） [④]。在这种协作探究学习中，教师的作用将主要不再是传递信息，而是为学生设计、创造协作探究的活动机会和经历，发挥学术向导和学习促进者的作用。 当然，网上协作探究学习的过程是怎样的？学生是如何寻找信息、协作探究的？是如何分享他们所建构的理解的？教师应该在何种程度上发挥引导作用？应该如何评价协作探究学习的效果？等等，这些问题都还需要深入研究。[⑤] 1.2《工业系统概论》课程的网络教学实践尝试《工 业系统概论》是适应高等教育课程综合化的趋势而开设的一门综合基础课，作为清华大学经济管理学院本科的必修课和各工程专业的选修课，旨在提高学生的通识素 质。教学力求做到开放、创新，并提倡学生自主学习和研究活动。在这门课中，我们进行了网络教学的实践尝试，基本应用模式属于网络增强性教学（Web- Enhanced Instruction），即教师仍然组织正常的课堂教学，而利用网络作为促进性工具，通过所设计的网络课程资源以及网络工具等来完成部分学习任务，增强 课程的学习效果。在具体的网络教学模式上，我们主要采用了基于课题式学习（Project-Based Learning）和协作学习的方式，利用网络来促进学生的协作探究学习。 在结合这门课程所 设计开发的网络教学系统中，按照用户身份的不同分别设计了四种界面：公共界面、组长界面、组员界面、教师（管理员）界面。公共界面也是访问此网站首先看到 的界面，包括如下功能：新人注册、修改注册、登陆（通过识别账号和密码引导到相应的组长、组员或教师界面）、案例浏览、查询分组、浏览评价本次分组已提交 组报告、浏览评价完成中报告（访问学者入口）、公共交互（留言板和在线交流）、帮助信息、浏览课程相关信息、友情链接。组长界面包括如下功能：撰写组报告 （新建、修改、删除、提交，对于完成中组报告组员是可见的），撰写分报告（4种操作），浏览分报告和组员评价，浏览本人已提交组报告，组内交互（留言、聊 天）。组员界面包括如下功能：撰写分报告（新建、修改、删除、提交），浏览个人已提交分报告，浏览完成中组报告，评价组内已提交分报告，组内交互。教师界 面包括如下功能：案例管理（新建、删除、浏览），课程相关信息管理（3种操作），分组管理（自动分组、手动调节分组、结束本次分组），评分管理（组报告评 分、分报告评分、评分浏览），学生管理（查询、删除）。 学生首次登陆网站首页需要注册，对于注册过的学生，使用“分层随机算法”进行异质分组，并指定组长。每个小组选择一个案例（案例由教师发布），并围绕此案 例在小组工作区合作完成组报告，提交到公共区。合作机制是首先由组长组织全体组员讨论研究方法、论文提纲，并分配组内每个组员的写作任务，组员在个人工作 簿上独立写出分报告，组长和其它组员均可通过评点栏对其提出意见，任何其它人也可以由访问学者入口进入进行评点，组员吸收意见后修改分报告，定稿后提交给 组长，最后由组长根据组员的分报告整合出组报告。教师对每组的工作成果进行评定。成果由大家共享。优秀论文收入资料库保存，并长期接受浏览者的评点，内容 常开常新，课程在积累中成长。 由于本课程内容比较宽，涉及到主要工程门类和产业部门，而课程学时相对不足。课上只能讲授产业的整体结构、各部门基本生产过程和考察生产的基本思路，产业 发展的历史进程、技术逻辑的演变，面临的问题及对策等问题，由于题目很大，内容很新，因此，组织学生针对课题任务进行合作研究对本课程具有非常重要的意 义。基于上述考虑，本课程设计了协作学习的主题任务：“跨世纪中国产业发展报告”，具体实施上将题目细分，横向分为农业、能源、材料、化工、机械、汽车、 电子信息、轻工业、建筑业和服务业等十个门类，纵向列出产业发展的历史、现状、入世后面临的问题、我国的产业政策等层面。学生分成十组，各负责一个产业， 组内成员各侧重不同层面，最后合成一个完整的报告，彼此共享成果。在课程最后召开了学生研究学术报告会，印刷了论文集。
1.3 本研究关注的问题 综上所述，基于网络环境的协作探究学习已成为当前研究者关注的重要问题，在教学实践中，我们综合了基于课题式学习（Project-Based Learning）和协作学习，设计了网上协作探究学习的学习环境。本研究所关注的主要问题是： （1）学生网络学习的一般状况：在本课程中，我们为学生提供的网上学习形式包括：浏览阅读网上电子教材；在线交流讨论；小组合作完成课题作业；小组成果发布展示；以及搜索浏览与本课有关的互联网站点等。我们将具体考察学生对这些网络学习形式的利用情况。 （2） 学习者是如何利用网络进行协作探究学习的？即他们的网上协作探究学习行为。在协作探究学习模式中，研究者常常通过一定的量规（rubric）从多个维度来 评价学生的协作探究活动，比如问题提出、资料搜集、资料分析整合、解决方案、交流汇报，等等。我们将参考有关研究，同时针对我们所采用的网上协作探究学习 模式的特点，考察学生是如何进行协作探究的。 （3）网络在这种协作探究学习中的应用效果如何？我们将通过学习者的评价来考察网络应用的效果。 （3） 学习者特征与网络学习行为和效果的关系。网络学习对学习者提出了新的要求，比如学习者可能需要具备更高的自主学习能力，需要具备熟练的计算机技能[⑥] [⑦]，另外，学习者的认知风格（cognitive style）也可能会对网络学习有一定的影响。按照学习者在认知活动中对信息加工通道的偏好，研究者划分了三种认知风格：视觉型风格、听觉型风格和动觉型 风格，这种信息加工通道的偏好可能会对网络学习产生一定影响。本研究将具体分析这些主要的学习者特征因素与网上学习行为及效果的关系。
2 研究方法 2.1 学生被试 本研究的学生被试为清华大学经济管理学院及其它工科专业的本科生共84名，均为住校生，他们均注册学习了《工业系统概论》这门课程。 2.2 问卷 参 照国内外的有关研究，我们编制了本研究中的学习状况调查问卷，问卷内容包括：（1）网络学习状况及感受：包括网络学习的一般情况、网上协作探究学习行为、 对网络学习的评价及态度等，具体项目详见结果分析部分。（2）学习者特征：具体包括：①参考有关研究及量表设计了10个项目，以李克特式6点量表的形式测 查学生的自主学习能力；②从Learning Style Profile量表中选择了关于感官偏好的认知风格测验共计20个项目，用以测查学习者对视觉、听觉和动觉的偏好程度；③设计了5个具体项目，用以了解学 生计算机应用的熟练程度，包括word等应用软件及网络等。问卷经过多人多次修改完善，以保证其信度和结构效度。 3.3 研究过程 我们在课程即将结束时对本课程中的学生进行了调查，采用团体施测方法，共发放问卷84份，回收有效问卷84，回收率为100%。最后采用MS Excel和SPSS for Windows 9.0进行数据统计分析。 3 结果分析 3.1 网络学习的一般情况 我们调查了学生每周上网的时间以及其中用于学习的时间（见表1），有70%以上的人每周上网时间在4小时以上，而上网用于学习的时间则相对很少，由此看来，网络学习仍有较大的潜力可挖。 表1 每周上网时间及上网学习时间
针 对网络在本课程中的5种主要应用形式，我们分别调查了学生的使用频率、作用大小和喜爱程度，它们分别是：（1）阅读网上电子教材；（2）在线交流讨论； （3）小组合作完成课题作业；（4）小组成果发布展示；（5）搜索浏览与本课有关的互联网站点。我们让学生在李克特式四点量表上评定每种形式的使用频率 （1极少 2较少 3较多 4极多)、作用大小(1极小 2较小 3较大 4极大)和喜爱程度(1不喜欢 2基本不喜欢 3比较喜欢 4非常喜欢)。下图说明了学生的总体反应情况。 方差分析表明，学习者对这5种应用形式的使用频率存在显著差异（F(1, 83)=46.83, p=.000），学习者使用频率最高的是小组合作完成课题作业，最低的是在线交流讨论和阅读网上的电子教材，学习者对这5种应用形式的作用的评定以及喜爱程度均存在与此相同的趋势。 3.2 网上协作探究学习行为 在 问卷中，我们从8个侧面对学生的协作探究学习活动做了具体了解，表2描述了学生在李克特式六点量表上的自我评价。学生对自己的学习行为的总体评价等级为 3.58（SD=0.67），接近六点量表(1-6分别代表最消极－最积极的六个等级)的中间值（3.5），体现出很微弱的积极趋势。在学习过程中，学生 较少利用网络与教师及同学交流讨论，较少对同伴的网上发言发表评论意见，小组内的合作讨论以及小组间的互动上都不够充分，有待通过组织引导进一步加强。 表2 学生的网上协作探究学习行为分析(六点量表1-6)
注：项目5是反向题，在计算总体平均值、标准差时已对它做了逆转处理。 3.3 对网络应用效果的评价 表3 描述了学生在李克特式（1－6分别代表最消极－最积极的六个等级）上对网络应用效果的评价。总体而言，学习者对网络应用做出了较为积极的评价（M= 4.04, SD=0.87）。尤其是，学习者感到网络较好地扩展了这门课的信息量，提高了学习的趣味性，总体上网络发挥了较大的作用。但是，相对而言，在利用网络促 进学习者之间以及学习者与教师之间的沟通上仍显得不够充分。 表3 对网络应用效果的评价(六点量表1-6)
注：项目3、4、5是反向题，在计算总体平均值、标准差时已对它做了反向处理。 3.4 学习者个人特征与学习行为、网络应用效果的关系 利用本问卷中中所收集的关于学习者的IT技能、自主学习技能以及认知风格的数据，我们具体分析了这些学习者特征变量与协作探究学习行为及网络应用效果的关系，表4列出了相应的相关系数（Pearson r）及其显著性水平。 表4 学习者个人特征与协作探究行为、网络应用效果的相关
注：*p<.05, **p<.01，以下同 由 表4可以看出，学习者的网上协作探究学习行为与其IT技能、自主学习能力、听觉型风格倾向和动觉型风格倾向之间均具有显著的正相关，而与视觉型风格倾向之 间具有显著的负相关。学习者对网络应用效果的评价与其IT技能、听觉型风格倾向和动觉型风格倾向之间存在显著的正相关，与视觉型风格倾向之间也具有显著的 负相关。值得注意的是，在视觉型、听觉型和动觉性风格的测验中，学习者需要对每一个项目做出排它性的唯一选择。其具体要求是：“面对下列各个词语，你的第 一印象是看到了一副图画？听到了某种声音？还是某种动作感？”。对于每个词语（如夏天、婴儿等），学习者只能从三种感觉中选择其一。这种做答方式本身决定 了三种风格在得分上的负相关趋势。而视觉型风格在学习者中是主流风格，大多数人的视觉型风格都更为突出，所以听觉型和动觉型风格与视觉型风格表现出了显著 的负相关，相关系数分别为：r=-0.68, p<.01; r=-0.80, p<.01。另外，学习者的IT技能与其动觉型风格之间也具有显著的相关（r=0.23, p<.05）。因此，表4中学习行为、网络应用效果与不同认知风格之间的相关并不能证明它们之间具有实质性的因果联系。 为了进一步澄清学习者的上述特征变量与其学习行为及网络应用效果之间的关系，我们以上述特征变量为自变量、以网上协作探究学习行为和网络应用效果评价为因变量，采用强行进入法分别进行了回归分析（见表5、表6）。 表5 学习者特征变量对网上协作探究学习行为的回归效应
以上学习者特征变量对于学习者的网络协作探究学习行为的总体回归效应达到了显著性水平（R2=.293, F(5, 83)=6.459, p=.000）。具体来说，学习者的IT技能和自主学习能力对于学习者的网上协作探究学习行为具有非常显著的预测作用，三种认知风格变量的回归效应均不显著。 表6 学习者特征变量对网络应用效果的回归效应
以上学习者特征变量对于网络应用效果的总体回归效应达到了显著性水平（R2=.399, F(5, 83)=10.377, p=.000）。具体来说，学习者的IT技能对于学习者的网络应用效果具有非常显著的预测作用，自主学习能力和三种认知风格变量的回归效应均不显著。 4讨论 在 本课程中，我们主要将网络作为教学的促进性工具，核心模式是基于网络的协作探究学习，即结合课程中的重点内容设计探究性主题任务，让学生分小组分别进行研 究性活动，进行组内协作和组间互动。在此过程中，学习者要利用网络进行效果资料的搜集整理，与同学、教师讨论交流，在网上发布自己的阶段性成果和最终报 告，相互评论。本研究集中考察了学习者的网上协作探究学习及其与学习者的IT技能、自主学习能力以及不同认知风格之间的关系，下面主要对以下问题进行讨论分析。 4.1 关于网络协作探究学习的分析 针 对网络在本课程中的5种主要应用形式，我们分别调查了学生的使用频率、作用大小和喜爱程度（图1），结果显示，使用频率最高、发挥作用最大、学习者最喜爱 的应用形式是小组合作完成课题作业，这基本反映了本课程以协作探究为特色的网络应用方式。但结果同时显示，学习者使用频率最低、最不喜欢的应用形式是在线 交流讨论。另外，对学习者的协作探究行为的具体分析表明（表2），他们对自己的协作探究学习行为的总体评价等级为3.58（SD=0.67），体现出很微 弱的积极趋势。在学习过程中，学生较少利用网络与教师及同学交流讨论，较少对同伴的网上发言发表评论意见。学生对网络应用效果的评价（表3）表明，学习者 对网络应用表现出了较为积极的态度，尤其是，学习者感到网络较好地扩展了这门课的信息量，提高了学习的趣味性，但是相对而言，在利用网络促进学习者之间以 及学习者与教师之间的沟通上仍显得不够充分。所有这些结果说明，尽管本课程努力通过小组协作完成课题的方式来促进学习者的协作探究活动，但学习者并没有完 全如我们所希望的那样在完成课题的过程中进行很充分的交流讨论。在完成课题时，学习者进行了积极主动的资料搜集和整理，对收集的资料做了较深入的分析加 工，但小组内的合作讨论以及小组间的互动上都相对不够充分，有待通过组织引导进一步加强。这一方面有赖于网上沟通工具的改进，另一方面也需要有更完善的教 学设计。 网上协作探究学习的实现并不是轻而易举的，为了实现有效的协作探究学习，教师及教学设计者要采取有效的措施创建基于网络的活跃主动的“学习共同体” (learning community)（或称为“学习社区”）。所谓学习共同体即由学习者及其助学者（包括教师、专家、辅导者等）共同构成的团体，他们彼此之间经常在学习 过程中沟通交流，分享各种学习资源，共同完成一定的学习任务，因而在成员之间形成了相互影响、相互促进的人际联系。在基于网络的学习环境中，学习共同体必 须经过有意识的设计才能形成。设计基于网络的学习共同体应突出解决好以下问题：[⑧] （1） 主题任务的设计：为促进学习者之间的协作、交流，教学设计者要尽量选择一些开放的、具有一定复杂性的、真实性的任务，作为活动的结果，各个学习小组能够提 交一份“产品”或“作品”，进行相互交流。教学设计者要对所设计的各种任务进行分析，确定其中所涉及到的具体侧面和变量，决定相应的评价学习结果的标准。 （2） 学习资源设计：围绕所确定的学习主题和任务，我们还需要设计、开发相应的学习资源。学习资源应尽量避免采用简单信息传递的模式，而应以超媒体的形式提供各 种开放的相关资源，从而鼓励学习者对信息的搜索、选择、评价和综合，鼓励沉浸式的合作交流[⑨]。这种学习资源包括课程材料、相关知识库、原始数据库（内 容或其超链接）等，还可以将学习者所积累下来的与本任务有关的作品、个人主页、反思日记等连接到网站上。 （3） 交互工具的设计：为支持学习共同体持续的交流协作活动，教学设计者需要为他们提供有力的交互工具，这包括界面友好的沟通工具（如电子邮件、功能不同的 BBS、聊天室、有声聊天工具、争论性论坛、意见投票等）、协作工具（如角色扮演工具、虚拟白板、MOO、应用软件共享等）、个人主页空间、追踪评价工具 （如电子档案夹[[⑩]]等）。 （4） 共同体成员的组织：要增强学习者的“共同体意识”，使他们意识到自己是在一个团体中进行学习，而且感受到团体对自己的价值和意义。要根据学习任务及学习者 的特点选择一定的组织方式，比如，采用小组协作学习的方式，每个学习小组安排一个组长，负责协调本小组的活动，报告小组的进展情况，在网站水平上，安排课 题负责教师、学科专家、若干辅导员以及技术支持人员等。 （5）交互过程及其监控调节：教师要 围绕所确定的教学内容及目标展开与学习者的交互活动，同时要鼓励学习者之间的交流和协作活动，并对学习过程进行监控调节。教师要在与学生的对话中提出问 题，提出所要完成的作业，提供有关的个案研究及实际例子，从而激发他们的信息搜索、分析和综合等高水平思维活动。另外，教师要设计具体的协作任务，引发学 习者的合作性的问题解决活动。另外，在整个交互过程中，教师需要不断根据学习者交流、提交的内容评价各个学习小组的进展情况，评价每个小组成员的贡献，将 过程性评价与最终的学业成绩联系起来。而且，教师可以鼓励学生小组及个人不断进行自我评价和相互评价。这种评价和监控对于维持高水平的交互活动具有重要意 义。总之，网络协作探究学习的实现并不是一蹴而就的，它需要精心的教学设计和组织实施，我们将针对上述环节的问题创设更为完善的网络协作探究学习活动和环 境。 4.2 学习者特征与网络学习的关系 在 网络这种新的学习环境中，学习者的哪些特征变量会产生重要影响？本研究分析了IT技能、自主学习能力以及感觉通道偏好与网络学习的关系。相关分析（表4） 表明，学习者的网上协作探究学习行为与其IT技能、自主学习能力、听觉型风格倾向和动觉型风格倾向之间均具有显著的正相关，而与视觉型风格倾向之间具有显 著的负相关。学习者对网络应用效果的评价与其IT技能、听觉型风格倾向和动觉型风格倾向之间存在显著的正相关，与视觉型风格倾向之间也具有显著的负相关。 但进一步的回归分析发现（表5、表6），学习者的IT技能和自主学习能力对于学习者的网上协作探究学习行为具有非常显著的预测作用，三种认知风格变量的回 归效应均不显著；学习者的IT技能对于学习者的网络应用效果具有非常显著的预测作用，自主学习能力和三种认知风格变量的回归效应均不显著。上述结果说明， 学习者的IT技能对于成功的网络学习具有显著的作用，另外，在基于网络的开放性学习环境中，学习者需要对学习过程进行更多的自我控制和调节，因而学习者的 自主学习能力显得尤其重要。在一项关于成人学习者的远程学习效能感的研究中，我们发现，学习者的自主学习能力和内在学习动机对于远程学习效能感具有显著的 预测效应，即具有较高自主学习能力和内在学习动机的学习者更相信自己能够通过远程方式取得好的学习效果，但在该研究中，IT技能对远程学习效能感的回归效 应不显著⑥，这种不完全一致的结果还有待在以后的研究中进一步检验。 5结论 本 研究对基于网络的协作探究学习的过程和效果做了实证分析，主要得出如下结论：（1）在本课程中，学习者使用频率最高、最喜爱的网络应用形式是小组合作完成 课题作业，他们对网络协作探究学习表现出了积极的态度。（2）在完成课题任务的过程中，学习者进行了积极主动的资料搜集和整理活动，对所收集的资料做了较 深入的分析加工，但小组内的合作讨论以及小组间的互动都相对不够充分，有待进一步加强。（3）学习者的自主学习能力和IT技能对于成功的网络学习具有显著 的预测作用，视觉型、听觉型和动觉型风格的预测效应不显著，由于这些结论是以《工业系统概论》这一门课程为基础而得出的，因而还有待通过更多的研究而检 验。
参考文献: [①] Reil, M. M. Learning circles: Virtual communities for elementary and secondary schools. Electronically published at URL: http://www.ed./guidelines/Riel-93.html, 1993. [②]Harris, J. B. Organizing and facilitating telecollaborative projects. The Computing Teacher, 1995, 22 (5). [③]Levin, J., Waugh, M., Brown, D., & Clift, R. Teaching apprenticeships: A new organizational framework for improving teacher education using electronic networks. Journal of Machine-Mediated Learning, 1994, 4(2&3), 149-161. [④]Bell, P. & Davis, E. A. Designing an activity in the knowledge integration environment. Paper presented at AERA, New York, 1996. [⑤]Windschitl, M. (1998). The WWW and classroom research: What path should we take? Educational Researcher, 27 (1), 28-33. [⑥]Zhang, J., Li, F., Duan, C., & Wu, G. (2001). Research on Self-efficacy of Distance Learning and its Influence to Learners’ Attainments. Paper presented on the 9th International Conference on Computer in Education (ICCE / SchoolNet 2001), Seoul, Korea. [⑦]Buchanan, E. A. (1999). Assessment of measures: Pre-tests for successful distance teaching and learning. Online journal of distance learning administration, 2(4). [⑧]张建伟. 试论基于网络的学习共同体[J]. 中国远程教育2000专辑。 [⑨]Bannan-Ritland, B., Harvey, D. M., & Milheim, W. D. A general framework for the development of web-based instruction. Educational Media International, 1998, 35 (2), 77-81. [⑩]Bartlett, A. Improving teacher education through electronic portfolios. In: B. Benzie & D. Passey (Eds.), Proceedings of conference on educational uses of information and communication technology (pp. 296-297). Beijing: Publishing House of Electronic Industry, 2000. 作者简介： 张建伟，男，清华大学电教中心、现代教育技术研究所讲师，博士，主要研究领域为学习心理与E-Learning。 卢达溶，男，清华大学工业基础训练中心金工教研室教授。 联系电话：62782405 电子邮件：zhangjw@tsinghua.edu.cn
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