計算機(jī)支持的在線協(xié)作學(xué)習(xí)的設(shè)計與實現(xiàn)

李娟　

摘要：計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步對教育活動產(chǎn)生巨大的積極影響。本文以討論計算機(jī)支持的學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)放在個別化學(xué)習(xí)上還是協(xié)作學(xué)習(xí)上為突破口，分別介紹個別化學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上提出在線協(xié)作學(xué)習(xí)模型、基于代理的體系結(jié)構(gòu)，以幫助協(xié)作學(xué)習(xí)者更好地完成協(xié)作學(xué)習(xí)相關(guān)的任務(wù)。

關(guān)鍵詞：協(xié)作學(xué)習(xí)；基于目標(biāo)的學(xué)習(xí)；Agent

中圖法分類號：TP301文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)01-10ppp-0c

The Development and Application of Collaborative Learning Supported by Computer

LI Yuan

(Yun He Higher Normal School, Pi Zhou Jiang Su ,221300 )

Abstract: The advancement of computer technology has great positive effect on educational activity.This thesis is meant to discuss the learning key point based on computer should be placed on individualized study or cooperated study, then introduce the advantages of these two kinds of studies respectively, later put forward the cooperative studying model on line and systemic structure, in order to help the learners to better fulfil the tasks related to cooperative studies.

key words: Cooperative study; Study based on aims; Agent

1 引言

大多數(shù)教育家一致認(rèn)為計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步必將對教育活動產(chǎn)生積極的影響。然而并沒有明確說明我們應(yīng)該把計算機(jī)支持的學(xué)習(xí)重點(diǎn)放在個別化學(xué)習(xí)上還是協(xié)作學(xué)習(xí)上。計算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)似乎是非常有前途的一種學(xué)習(xí)方式，這是因為計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步使我們能夠廣泛地應(yīng)用bulletin boards, chats, whiteboards, and video-conferences等工具進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。

如果能把個別化學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)整合到一個共同的學(xué)習(xí)框架中，那將是一個非常有意義的事件。不過這種整合不太容易實現(xiàn)。通常協(xié)作學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)計算機(jī)為媒介的通訊，通過各種工具把e-mail, bulletin boards, whiteboard and chat rooms等整合到HTML頁面中[1]。在這種情況下，學(xué)習(xí)小組是先前分配在一起的，小組成員通過協(xié)作來實現(xiàn)某個問題的解決。

另一方面，個別化學(xué)習(xí)沒有共同的目標(biāo)，甚至教學(xué)內(nèi)容也可能適合不同的學(xué)習(xí)者范型。在這種情況下，沒有基于共同學(xué)習(xí)目標(biāo)的“班級”觀念，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)不同的主題需要的時間很可能也不一樣。在這樣的學(xué)習(xí)者之間如果能夠共享疑問、問題與內(nèi)容，那將是非常有價值的，因為在這樣的共享過程中他們可以以小組的形式反思主題、清楚地闡述他們的理由，而且可以形成個別化學(xué)習(xí)所不具備的協(xié)作學(xué)習(xí)能力。

為此本文呈現(xiàn)了一個能夠幫助個別化學(xué)習(xí)者動態(tài)建立在線協(xié)作小組的協(xié)作學(xué)習(xí)模型，以便他們能夠共享共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在這個模型中，個別化學(xué)習(xí)者能夠建立一個協(xié)作范型，以便顯示他們希望參與組的特征。同時提出了一個基于代理的體系結(jié)構(gòu)以幫助學(xué)習(xí)者更好地完成在線協(xié)作學(xué)習(xí)相關(guān)的任務(wù)。

2 在線協(xié)作學(xué)習(xí)模型

人們一致認(rèn)為在線學(xué)習(xí)環(huán)境對個別化學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響，這是因為計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為個別化學(xué)習(xí)打開了新的視野：例如通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊就可以訪問信息資源、學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)環(huán)境以及服務(wù)。另一方面，學(xué)習(xí)者之間的協(xié)作是在線學(xué)習(xí)環(huán)境中一個令人向往的特征，可以說通過共享疑問、問題與內(nèi)容等對學(xué)習(xí)過程具有很大幫助作用。所以在線學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)該提供一個允許學(xué)習(xí)者之間共享共同目標(biāo)的機(jī)制。

從技術(shù)的觀點(diǎn)來看，在線學(xué)習(xí)環(huán)境中用戶之間的協(xié)作取決于兩項任務(wù)：一是組的界定；二是(同步或不同步)通訊會話的建立。因此協(xié)作框架應(yīng)該至少提供能夠執(zhí)行這兩項任務(wù)的工具[2]。

學(xué)習(xí)小組的界定是一個瑣碎的工作， 為了支持在線學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)小組的建立，我們對學(xué)習(xí)者協(xié)作范型進(jìn)行了界定。采用這個范型能夠使學(xué)習(xí)者查找到合意的具有一定知識與技能層次的協(xié)作者，這樣一來，保證小組成員具有共同的興趣，進(jìn)而能夠潛在地提高小組解決問題的績效。

一旦建立了協(xié)作學(xué)習(xí)小組，同時e-mail, chat, whiteboards等計算機(jī)為媒介的通訊工具也非常容易得到。由于同一小組學(xué)習(xí)者之間通訊工具的使用并不能保證每個學(xué)習(xí)者都參加到學(xué)習(xí)活動，就小組成員具有的知識水平，同時也不能保證他們?yōu)榱送瓿赡硞€目標(biāo)小組的協(xié)作效率,所以這個范型記錄著每個小組成員學(xué)習(xí)的質(zhì)量與數(shù)量等信息，根據(jù)這個信息，可以進(jìn)可能地去監(jiān)視協(xié)作學(xué)習(xí)活動與參與程度。

在線學(xué)習(xí)環(huán)境中創(chuàng)設(shè)協(xié)作情境，其中最為關(guān)鍵的是小組的創(chuàng)建，從而能夠把分部在不同終端的學(xué)習(xí)者組織到一起，以便他們能夠討論某個學(xué)習(xí)主題，最終完成學(xué)習(xí)的目標(biāo)。協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境總視圖如圖1所示。

圖1 協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境總視圖

在線協(xié)作學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)建，從該學(xué)習(xí)環(huán)境中任何一個提出組概念的學(xué)習(xí)者開始，這個學(xué)習(xí)者(這個組的主人)，設(shè)立這個組潛在的成員具有的特征，例如組的范型(圖2-a)。

圖2 在線協(xié)作學(xué)習(xí)模型

采用搜索機(jī)制去搜索協(xié)作學(xué)習(xí)者，能使小組的主人決定將要創(chuàng)建小組異質(zhì)或同質(zhì)的程度。例如：如果把不同能力的學(xué)習(xí)者設(shè)為一組，那么這個組的成員的能力是不同種類的。這樣一來，小組的成員可以取長補(bǔ)短，可以使每個人得到最大的收益。當(dāng)然，有的情況下，也可以把具有相同或相似能力的學(xué)習(xí)者定義為一組，也許更加有利于問題的解決。

在協(xié)作學(xué)習(xí)框架中，可以使用組的范型去搜索在線學(xué)習(xí)環(huán)境中的用戶，從而使個別化學(xué)習(xí)者范型能夠滿足提出的條件(圖2-b)。搜索的結(jié)果是包含符合條件的學(xué)習(xí)者和已經(jīng)存在并且與已經(jīng)提出組的范型(圖 2-c)相匹配的組一個列表。這時提出組的學(xué)習(xí)者決定要么停止新的學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)建，要么加入現(xiàn)存在的小組，當(dāng)然還可以繼續(xù)進(jìn)行小組的創(chuàng)建。

如果小組主人對搜索的結(jié)果不滿意，例如，潛在的小組成員的名單過長或過短。在這種情況下，學(xué)習(xí)者可以選擇去重新修改組范型中條件的設(shè)置。要么嚴(yán)格或放寬某個主題需要的知識程度，要么增加或減少某些條件(圖 2-d)。這時也可以重新使用精簡的范型重新執(zhí)行搜索(圖 2-e)。

當(dāng)學(xué)習(xí)者接受到能夠滿足小組范型潛在的小組成員名單，搜索階段結(jié)束，框架進(jìn)入邀請階段(圖2-f)。小組主人要告訴已經(jīng)選擇的潛在的小組成員去加入這個小組。然后，框架要終止組的創(chuàng)建。這個框架除了能夠創(chuàng)建新的學(xué)習(xí)小組之外，還能提供一定功能去監(jiān)視小組成員活動與參與，從而為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)提供一定的幫助。如，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)監(jiān)視的參與信息去改變其他學(xué)習(xí)者的行為；根據(jù)監(jiān)視到的活動，決定是否讓某一學(xué)習(xí)者繼續(xù)參與小組的活動。另外一個功能就是提供知識監(jiān)視的功能，進(jìn)而評價小組及其成員獲得知識的質(zhì)量。

3 基于Agent的體系結(jié)構(gòu)

前部分介紹了協(xié)作學(xué)習(xí)者的搜索與邀請相關(guān)的任務(wù)，這些任務(wù)比較適合軟件Agent去執(zhí)行。

Agent是一個具有自適應(yīng)性和智能性的軟件實體，能代表用戶或其他程序，以主動服務(wù)的方式完成一項工作。軟件Agent可以代表用戶執(zhí)行與協(xié)作學(xué)習(xí)活動相關(guān)的任務(wù)。軟件Agent可以根據(jù)已指定組的范型去執(zhí)行搜索實體的任務(wù)、邀請已選擇的學(xué)習(xí)伙伴甚至是請求加入已經(jīng)存在的組。Agent同時負(fù)責(zé)核實是否指定組的范型與用戶范型相匹配。

這項工作定義了一個基于Agent的體系結(jié)構(gòu)(如圖3所示)去實現(xiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)。每個Agent負(fù)責(zé)獲得用戶的目標(biāo)、執(zhí)行目標(biāo)甚至向其他的Agent委派任務(wù)。每個Agent還要與其他的Agent交流以便執(zhí)行其他Agent相關(guān)的功能。

圖3 基于Agent的體系結(jié)構(gòu)

在這個基于Agent的體系結(jié)構(gòu)中，協(xié)作框架中的每一個用戶有一個關(guān)聯(lián)的Agent群。Agent群負(fù)責(zé)接受與回答主人的請求。參與者僅僅向他們的Agent群闡述某一類型的目標(biāo)。由Agent群去根據(jù)用戶的請求、目標(biāo)等信息執(zhí)行任務(wù)。這個Agent群由小組Agent、移動Agent、用戶Agent、活動Agent、建議Agent組成，其主要功能如下：

1.小組Agent：組Agent執(zhí)行搜索與邀請過程相關(guān)的任務(wù)。組Agent負(fù)責(zé)保存小組的所有信息，包括成員名單、協(xié)作服務(wù)的控制數(shù)據(jù)以及確保小組成員信息的持續(xù)性與安全性。

2.移動Agent：移動Agent在搜索和邀請協(xié)作學(xué)習(xí)者過程中是非常有用的。Lange and Oshima (1999)指出移動是軟件Agent一個重要特征。在搜索學(xué)習(xí)伙伴過程中需要咨詢一個或更多的存儲用戶范型的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

3.用戶Agent：用戶Agent是與學(xué)習(xí)環(huán)境中的任何用戶相聯(lián)系的。這個Agent負(fù)責(zé)與組Agent發(fā)送的搜索Agent交互。在搜索過程中，知道計算機(jī)中的哪些資源是可以被潛在的協(xié)作者利用的。同時用戶Agent還要代表其主人與邀請Agent交互以便獲得接受邀請與回復(fù)邀請。

4.活動Agent：一旦協(xié)作學(xué)習(xí)進(jìn)行，協(xié)作活動開始，一些協(xié)作服務(wù)開始使用。這些服務(wù)不是這個體系結(jié)構(gòu)的一部分，但是他們能夠提供組Agent搜集的信息?；顒覣gent使用這個信息可以產(chǎn)生更多的重信息，這對于推理小組成員活動與參與層次非常重要，同時這對評價一個小組的績效也是至關(guān)重要的。

5.建議Agent：建議Agent執(zhí)行監(jiān)視小組與成員知識相關(guān)的任務(wù)。組指導(dǎo)老師可以使用建議Agent向小組或成員發(fā)送活動Agent提供的與小組活動相關(guān)建議。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)的計算機(jī)支持的學(xué)習(xí)系統(tǒng)要么強(qiáng)調(diào)基于目標(biāo)的自我學(xué)習(xí)，要么強(qiáng)調(diào)基于班級的協(xié)作學(xué)習(xí)，這兩種學(xué)習(xí)方式都有其優(yōu)點(diǎn)，然而通常我們并沒有使用計算機(jī)把這兩種學(xué)習(xí)方式融合在一起以支持學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。為此，本文提出了一個在線協(xié)作學(xué)習(xí)模型及基于軟件代理的體系結(jié)構(gòu)，其目的就是把這兩種學(xué)習(xí)方式融合在一起，希望能夠為具有相同興趣、愛好的學(xué)習(xí)者提供一個在線協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境，以培養(yǎng)個別化學(xué)習(xí)所不具備的協(xié)作能力。

參考文獻(xiàn)：

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[3] Carlos Josl M. Olguvn.An Agent Infrastructure to set Collaborative Environments[J]. Educational Technology & Society,2000,3(3).

收稿日期：

作者簡介：李娟（1983-），女，江蘇省邳州人，助講，本科。