基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)造性協(xié)作學習模式研究

創(chuàng)造力在各個領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色，我們的教學系統(tǒng)要作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變以發(fā)展學生的創(chuàng)造力。本文以團隊創(chuàng)造力模式以及有助于發(fā)展創(chuàng)造力的基本因素為基礎(chǔ)提出了計算機支持的創(chuàng)造性協(xié)作學習模式。具體地說，我們采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分類技術(shù)組建易于增強團隊創(chuàng)造力的學習團隊。結(jié)果表明，組建創(chuàng)造性協(xié)作學習團隊，提供創(chuàng)造性情景學習環(huán)境能夠提高學習者的創(chuàng)造力以及教學績效。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò) 創(chuàng)造力 協(xié)作學習

協(xié)作學習指的是在學習過程中，學習者是互相分享知識、共同創(chuàng)造知識、建構(gòu)意義、共同理解概念和理論等的團隊成員。先前的學習軟件迫使學習者只能作為孤立的個體來學習，計算機支持的協(xié)作學習（Computer Supported Collaborative Learning，簡稱CSCL）的產(chǎn)生彌補了這一缺陷[1]。在計算機支持的協(xié)作學習（CSCL）中，學習是通過計算機支持的學生之間以及師生之間的互動合作獲得的。

本文提出將學習者組織成團隊進行計算機支持的協(xié)作學習方法，目標在于增強每個團隊的創(chuàng)造力。近年來，團隊創(chuàng)造力這個概念引起了越來越多教育機構(gòu)和公司的興趣。然而，確定團隊成員之間的相互影響會如何提高或降低團隊的創(chuàng)造性績效卻具有相當?shù)碾y度。本文將首先介紹團隊創(chuàng)造力的概念，然后設(shè)計一種模式用于開發(fā)一個將學習者合理分配進創(chuàng)造性學習團隊的自動系統(tǒng)。我們的方法包括以下三步：

1.評估每個學習者影響團隊創(chuàng)造力的特征（如創(chuàng)造力水平、動機、知識領(lǐng)域等）；

2.根據(jù)評估結(jié)果將學習者分類；

3.根據(jù)學習者對團隊創(chuàng)造力的影響力分數(shù)將學習者合理分組，組建創(chuàng)造性學習團隊。

一、學習團隊創(chuàng)造力

創(chuàng)造力是心理學文獻中爭論較多的一個概念。Sternberg等人認為，創(chuàng)造力就是制作出獨創(chuàng)性的、高品質(zhì)的、恰當?shù)淖髌返哪芰2]。Sternberg提出的創(chuàng)造力的投資理論試圖詳細闡述創(chuàng)造力的概念及其來源[3]。創(chuàng)造力的投資理論認為，具有創(chuàng)造力的人是那些樂于并且有能力，比方說，在思想領(lǐng)域低價買進高價賣出的人。低價買進指的是研究那些不為人知的、非大眾化的然而卻具有內(nèi)在發(fā)展?jié)摿Φ乃枷?。通常這些思想第一次提出時會遭到公眾的抵制，然而具有創(chuàng)造力的人不會因此放棄，最終他將以高價“賣出”一種全新的、強有力的或孚眾望的思想，并通過這種方式養(yǎng)成一種創(chuàng)新的習慣[3]。

團隊創(chuàng)造性被認為是創(chuàng)造性行為的社會屬性之一，是近年來出現(xiàn)的研究論題。然而，由于團隊成員間的相互影響以及各成員社會背景的不同、個人能力以及知識水平的差異會在創(chuàng)造性學習過程中產(chǎn)生附加值，團隊創(chuàng)造力并不僅僅等同于團隊成員的個人創(chuàng)造力之和。Baruah &paulus（2009）提出了團隊成員間相互影響的重要性及其在促進創(chuàng)造過程中的作用[4]。Baruah &paulus（2009）指出，協(xié)作作用（synergy）指的是團隊內(nèi)部合作而產(chǎn)生的附加收益，這種附加收益來源于團隊成員間相互影響而產(chǎn)生的認知激勵和動機激勵。此外，根據(jù)協(xié)作作用理論，兩位作者還指出了影響團隊創(chuàng)造力的認知、社會及動機因素，包括思想交流、與團隊其他成員進行成績比較而產(chǎn)生的潛在競爭、概念、成果及觀點的共享、內(nèi)在動機等[4]。

創(chuàng)造性學習與旨在發(fā)展個體創(chuàng)造力的教學過程緊密相關(guān)，而協(xié)作創(chuàng)造性學習認為學習是學習者之間合作交流、相互影響的結(jié)果。團隊創(chuàng)造力可以通過提供恰當?shù)那榫敖虒W以及組織適當?shù)膱F隊得以提高。

二、團隊創(chuàng)造力模式

Amabile定義了創(chuàng)造力的成分理論，并提出了影響創(chuàng)造力的要素[5]。其中的三個要素涉及個人層面：領(lǐng)域相關(guān)技能、創(chuàng)造相關(guān)過程、任務(wù)動機。第四個要素為非個人要素：社會環(huán)境。領(lǐng)域相關(guān)技能指的是個人在某一特定領(lǐng)域中的知識和技能。創(chuàng)造相關(guān)過程包括促進創(chuàng)造力的個體特征：認知方式、個性品質(zhì)等。任務(wù)動機包括個人的內(nèi)在動機。作者指出，成分理論的中心原則是創(chuàng)造力的內(nèi)在動機原則。外部因素，即社會環(huán)境因素相當于工作學習環(huán)境。此外，作者認為外部因素要么促進創(chuàng)造力，要么阻礙創(chuàng)造力的發(fā)展。對該理論感興趣的讀者可以參考文獻[5]。本文中的情景學習環(huán)境即社會環(huán)境因素。

Sawyer（2003）提出的團隊創(chuàng)造力模式認為創(chuàng)造力是共時的相互作用和歷時性交流的協(xié)同作用[6]。Taggar（2002）在其團隊創(chuàng)造力的多級模式中強調(diào)，除了擁有創(chuàng)造性成員，團隊創(chuàng)造力還深受團隊成員間相互作用的相關(guān)過程影響[7]。Yeh（2012）提出的影響創(chuàng)造力的環(huán)境因素分為以下三類：1.促進團隊創(chuàng)造力的因素（如管理者及合作者的支持、心理安全感、群體過程）；2.阻礙創(chuàng)造性思想產(chǎn)生的因素（如想法一致、資源不足以及官僚結(jié)構(gòu)）；3.其他因素（如團隊多樣性、團隊內(nèi)部沖突、團隊凝聚力等）。本文主要研究組建創(chuàng)造性學習團隊時的個人要素[8]。

三、計算機支持的創(chuàng)造性協(xié)作學習模式

本章將介紹我們提出的計算機支持的創(chuàng)造性協(xié)作學習模式（見圖1）。首先，我們評估每個學習者影響團隊創(chuàng)造力的特征，如創(chuàng)造力水平、動機、知識領(lǐng)域等；然后根據(jù)評估結(jié)果將學習者分類；最后，根據(jù)學習者對團隊創(chuàng)造力的影響力分數(shù)將學習者合理分組，組建創(chuàng)造性團隊。為了組建創(chuàng)造性團隊，我們比較了簡單貝葉斯分類器、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器、決策樹以及支持向量機等多種分類技術(shù)之后選擇了簡單貝葉斯分類器，即一種基于貝葉斯定理的概率分類器[9]。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是基于概率的有向無環(huán)圖，是一種圖形化的網(wǎng)絡(luò)，可用于描述不確定性知識。一個貝葉斯網(wǎng)絡(luò)由代表變量的節(jié)點及連接這些節(jié)點的有向邊構(gòu)成，每個節(jié)點代表一個隨機變量，連接兩個節(jié)點的有向邊定義變量之間的概率依賴，用條件概率定量表達這些概率依賴關(guān)系。關(guān)于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分類技術(shù)的詳細介紹，感興趣的讀者可參考文獻[10]。

本文將使用簡單貝葉斯網(wǎng)絡(luò)來模擬計算機支持的創(chuàng)造性協(xié)作學習模式。屬性A1，A2，…An由創(chuàng)造力的情景因素構(gòu)成，而“類別”相當于按照學習者對團隊創(chuàng)造力的貢獻而劃分的學習者類別（見圖2）。就個人創(chuàng)造力對團隊創(chuàng)造力的影響力大小而言，本文考慮三類學習者：A（較高），B（中等），C（較低）。需要考慮的屬性包括創(chuàng)造力水平、知識領(lǐng)域和個人動機。

創(chuàng)造力水平可由發(fā)散性思維、創(chuàng)造性人格等各種不同的測試來確定。本文選用的是Gough的創(chuàng)造性人格量表（Creative Personality Scale，簡稱CPS）。結(jié)果范圍為-12到18之間。知識領(lǐng)域由學習者在某一具體測試中的得分來確定，結(jié)果范圍為1到10。我們使用一份問卷來評估動機水平，結(jié)果為0（動機較低），1（動機中等），2（動機較高）。

使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的訓練樣本集可知如何確定每個學習者根據(jù)其對團隊創(chuàng)造力的影響力所屬的類別。通過訓練樣本集，該分類器確定個體的每個屬性屬于某一類別的條件概率，然后應(yīng)用貝葉斯定理，計算出一個給定的屬性屬于某一類別的概率，后驗概率最高的類別就是預計類（見圖3）。

組建創(chuàng)造性團隊要考慮每一個學習者根據(jù)其對團隊創(chuàng)造力的影響力所屬的類別，基于公平的分配算法將三種可能的類別（影響力較高、影響力中等、影響力較低）混合后生成創(chuàng)造性團隊。

在第二階段創(chuàng)造性學習過程發(fā)生，以下創(chuàng)造力激發(fā)因素會影響創(chuàng)造環(huán)境[11]：

1.提高創(chuàng)造力的重要性：學習者要充分認識到創(chuàng)造力在學習和日常生活中的作用；

2.動機性任務(wù)；

3.建議性任務(wù)；

4.使用不同的教學策略（基于問題的學習、基于項目的學習）；

5.發(fā)展社交能力/協(xié)作能力；

6.發(fā)展各種不同的情景教學模式，訓練批判式思維；

7.留出問題討論時間；

8.課堂教學不要過度安排；

9.設(shè)計涉及多種文化的跨學科的任務(wù)；

10.包括信息融合性任務(wù)。

在第三階段教師對團隊的學習效果和學習方法進行評估，評估的結(jié)果為教師對團隊的創(chuàng)造力水平進行評分。該評估可用Torrance的創(chuàng)造性思維測試（Torrance Tests of Creative Thinking，簡稱TTCT）中定義的四個等級來實施[12]：流利性；靈活性；獨創(chuàng)性；詳盡性。團隊創(chuàng)造力水平的評估結(jié)果可能較低、中等或較高，如果達到了理想的創(chuàng)造力水平，組建創(chuàng)造性團隊的目標便實現(xiàn)了，否則可在下一個教學過程中重組創(chuàng)造性學習團隊。

四、結(jié)論

創(chuàng)造力在各個領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色，我們的教學系統(tǒng)要作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變以發(fā)展學生的創(chuàng)造力。本文以團隊創(chuàng)造力模式以及有助于發(fā)展創(chuàng)造力的基本因素為基礎(chǔ)提出了計算機支持的創(chuàng)造性協(xié)作學習模式。具體地說，我們采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分類技術(shù)組建易于增強團隊創(chuàng)造力的學習團隊。結(jié)果表明，組建創(chuàng)造性學習團隊，提供創(chuàng)造性情景學習環(huán)境能夠提高學習者的創(chuàng)造力以及教學績效。

參考文獻

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[6] Sawyer，R.K.，Group creativity：Music，Theater，Collaboration.Mahwah，NJ：Lawrence Erlbaum，2003.

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[11] Moise，G.，Triggers for Creativity in Computer-Supported Collaborative Learning，Proceedings of the 9th International Scientific Conference eLearning and Software for Education，Bucharest，2013.

[12] Torrance，E.P.，Torrance tests of creative thinking.Bensenville，IL： Scholastic，Testing Service，1966.

[作者：趙曉非（1978-），男，遼寧錦州人，天津工業(yè)大學計算機科學與軟件學院講師，博士。]

【責任編輯 孫曉雯】