語義圖示工具影響課堂學習生態(tài)的研究*

蔡慧英 顧小清

（1.江南大學 教育信息化研究中心，江蘇無錫 214122；2.華東師范大學 教育信息技術系，上海 200062）

一、概述

新興學習技術的產生，或多或少地為變革傳統(tǒng)課堂學習生態(tài)提供了可能。每年的《地平線報告》會對流行的學習技術做預測[1-2]。從理論上講，被《地平線報告》吸納的學習技術，均能為課堂學習生態(tài)的變革和發(fā)展提供新的解決思路。但是，在相對穩(wěn)定的傳統(tǒng)教育學習環(huán)境生態(tài)中，例如課堂教學，新興學習技術難以尋找到一席之地。這就使得新興學習技術對傳統(tǒng)教育教學生態(tài)的變革作用甚微[3-4]。

為了解決這一問題，我們所在的研究團隊圍繞“語義圖示工具”進行了系統(tǒng)的理論與實踐探究。首先，從學習科學的視角對語義圖示工具的理論基礎，例如圖式理論、認知負荷理論、支架理論等進行了系統(tǒng)梳理[5]。其次，從學習技術設計的角度對已有的可視化學習工具和平臺進行了系統(tǒng)的功能對比分析。例如，概念圖、思維導圖、建模工具、WISE平臺等[6-7]。最后，在上海、江蘇等中小學課堂開展了整合語義圖示工具的學習實驗研究[8]。經過四年多的研究摸索，語義圖示工具的功能在理論與實踐的迭代研究中得到清晰化的定位，并得到效用上的論證。除此之外，研究團隊還發(fā)現：作為可視化學習技術的典型代表，語義圖示工具能為變革課堂學習生態(tài)，提供一種可行的技術解決方案。

語義圖示工具是可視化學習工具的典型代表[9]。借助語義圖示工具，學習者不僅可將頭腦中被隱藏的思維過程表達出來，還可以基于此，與外界的學習內容、同伴和學習環(huán)境進行社會性交互，引發(fā)后續(xù)的認知活動。在協(xié)作學習情境中，語義圖示工具不僅可以為學習小組協(xié)作問題解決提供概念性支持，還可以為其提供社會性認知支持。概念性支持與問題解決中涉及的學習內容相關。借助于這一技術性支持手段，學習者可以通過操作不同的語義組件，建構對學習任務理解的模型。社會性認知支持與問題解決和協(xié)作學習過程相關。采用這一技術性支持手段，小組學習者可以在語義圖示工具界面上協(xié)同建構學習制品，以圖示化方式表征知識、想法和觀點，這樣有利于學習者與學習內容、伙伴或生成的學習環(huán)境進行社會性交互。

為了論證“語義圖示工具能變革課堂學習生態(tài)”這一觀點，本文首先介紹整合語義圖示工具的兩個學習實驗。隨后，以“學習事件”為分析單位，分別分析學習實驗中的課堂視頻和小組對話數據，深度挖掘語義圖示工具對學習過程中師生交互、小組交互過程的影響。最后，基于研究發(fā)現對未來可能的研究議題進行了分析和展望。

二、研究設計

為了論證“語義圖示工具能變革課堂學習生態(tài)”這一觀點，筆者所在研究團隊設計并實施了兩次學習實驗：學習實驗一，研究小組主要精心設計和實施了一個整合語義圖示工具的學習項目，目的在于探究語義圖示工具對學習過程中的師生交互產生何種影響；學習實驗二，研究小組主要設計和實施了整合與未整合語義圖示工具的對比學習項目，目的在于探究語義圖示工具對學習過程中的小組交互產生何種影響。

（一）學習實驗一的設計與實施

1.參與者與研究情境

上海市寶山區(qū)一所普通小學的21名五年級學生參與了本實驗。其中，8名男生，13名女生。他們年齡均值M=9.95，標準差SD=0.59。另外，1名具有十多年教學經驗的科學課教師也參與了本實驗。

我們和三名研究生形成研究小組，與科學課教師進行了四次面對面的交流。每次交流約三十分鐘。最后，基于五年級科學課教學大綱，以“食物與營養(yǎng)”為主題，研究小組與科學課教師共同設計了一個整合語義圖示工具的復雜學習項目。

2.語義圖示工具：Metafora平臺中的計劃工具與LASAD工具

本次實驗運用的語義圖示工具是Metafora平臺上的計劃工具與LASAD工具。Metafora平臺是通過帶有小組規(guī)則和語義圖標表征問題解決過程，為協(xié)作學習場景提供過程性工具支持的學習平臺[10]。

計劃工具是給學習者提供一系列可視化語言圖標組件，支持小組學習者表征問題解決的流程。內嵌了“活動階段、模板過程、態(tài)度、角色、資源和連接線”等六種類型的組件，基本涵蓋了問題解決過程中的基本組成要素。例如，“活動階段”模板包含了定義問題、建構模型、評估等12種可視化語言圖標模板?？紤]到在問題解決的不同活動階段學習者會經歷不同的“活動過程”，因此，“活動過程”模板包含了匯報、演示、討論和模擬等18種可視化語言圖標組件。在運用計劃工具的過程中，學習者可以根據問題解決的實際過程，組合不同的可視化語言圖標，達到可視化學習過程的目的。

LASAD是基于網絡的共享學習空間工具，支持小組可視化論證過程。在LASAD主界面上，學習者可以協(xié)同創(chuàng)建帶有語義規(guī)則的文本框，用以表達觀點、想法等。當創(chuàng)建文本框后，學習者可以定義文本框的標題，用以表達建構文本框的意圖；在文本框中輸入想要表達的詳細內容；用帶文字和箭頭的連線表征不同文本框與文本框之間的關系。因此，在問題解決的過程中，小組學習者可以在共享的學習界面中協(xié)同表達觀點，并對不同觀點進行論證性的交流、反思等。

3.協(xié)作問題解決學習活動的設計

在設計好的協(xié)作問題解決學習項目中，包括兩個熱身活動和四個學習活動，如圖1所示。根據每個學習活動的內容特點，研究者在四個學習活動中分別融入了支架協(xié)作問題解決的教學干預策略[11]，并整合了計劃工具或者LASAD工具①學習實驗一中協(xié)作問題解決學習活動的詳細設計可查閱SSCI論文Using A Semantic Diagram to Structure A Collaborative Problem Solving Process in the Classroom。由于篇幅限制原因，在此不一一闡述。。例如，在熱身活動1中，研究者將12個小組對話規(guī)則導入到LASAD文本框中。小組需要討論，在LASAD界面上區(qū)分哪些規(guī)則是正確的，哪些規(guī)則是不正確的。設計熱身活動1的目的是為了幫助學習者建立協(xié)作對話的意識，使之在后續(xù)的學習活動中能正確運用協(xié)作對話的規(guī)則來交流、討論。熱身活動1結束后，小組開始學習活動1的學習。在學習活動1中，在小組學習者內部共同學習、分發(fā)了食物營養(yǎng)成分表。每位學習者需要在LASAD文本框中寫下他們各自認為的食物分類規(guī)則。在此基礎上，小組討論并確定小組最認同的食物分類規(guī)則。最后，教師組織小組向班級同學匯報討論結果，并做最后點評和總結。在這個過程中，LASAD工具可以幫助小組學習者將觀點可視化，支持小組學習者基于可視化的觀點進行深度交流。

圖1 以“食物與營養(yǎng)”為主題的學習項目中的學習活動設計

4.實驗實施與數據收集

整合語義圖標工具的協(xié)作問題解決學習活動設計好后，科學課教師分四次課在科學課教室實施了這一項目?？茖W課教室有1臺投影儀、1臺教師電腦、1臺電子白板和5臺電子書包。21名學生隨機分為5個小組，其中，4人一小組，共4組；5人一小組，共1組。每個小組分配1臺裝有Metafora平臺的電子書包。

在項目實施過程中，教師通過投影儀展示教師電腦界面，運用電子白板做教學板書。研究小組不干預教師的課堂教學，主要采用攝像機錄制了完整的課堂教學過程并進行課堂觀察，必要時為小組學習者提供技術支持。

（二）學習實驗二的設計與實施

1.參與者與研究情境

49名研究生參與了本實驗。他們來自上海同一所大學，具有教育學相關專業(yè)背景。在學習實驗開始前，他們均完成了協(xié)作問題解決技能評估量表測試[12]、客體—空間表象認知風格測試[13]、與“教學設計”主題相關的知識測試。依據測試成績，研究小組對他們進行了控制組和實驗組的分組，以確保在兩種研究情境中，學習者的協(xié)作問題解決技能、客體—空間表象認知風格和先驗知識沒有顯著差異。隨后，研究小組分別對在這兩種研究情境中的學生，進行了對等分組。最后分組結果是：控制組26人分了8個小組，其中，4人一組，共2組；3人一組，共6組。實驗組23人分了8個組，其中，2人為一組，共1組；3人一組，共7組。在每一項研究情境的8個小組中，分別有2個高分組，2個低分組，4個混合組。

在兩種實驗情境中，每個小組均要求完成“如何設計面向未來課堂的教學案例”的協(xié)作問題解決的學習項目。不同的是，控制組中的小組運用基于文本編輯的協(xié)作工具Shimo完成學習項目；實驗組中的小組運用語義圖示工具Mural完成學習項目。

2.語義圖示工具：Mural

在本次實驗中，運用的語義圖示工具是Mural②https://mural.co/。。Mural是一款基于網絡的協(xié)作概念圖建模工具，具有語義圖示工具的技術功能。在概念性支持方面，Mural為學習者提供例如標題框、文本框、箭頭、便簽、圖形、圖標、框架和圖片等不同類型的組件。學習者可以在Mural界面上組合不同組件表征對概念與概念之間邏輯關系和結構關系的理解。在社會性認知支持上，Mural不僅支持小組學習者在同一界面實時地協(xié)同創(chuàng)建和編輯小組共有的學習制品，還支持學習者對界面任意位置添加批注，這能支持小組學習者基于學習制品進行論證性地討論。

在實驗組中，小組學習者運用Mural語義圖示工具可視化問題解決過程。在控制組中，小組學習者運用Shimo這一基于網絡的協(xié)同文本編輯工具可視化問題解決過程。Shimo是基于網絡的文本協(xié)作編輯工具，即網絡版本的MicroSoft Word工具③https://shimo.im/。。在Shimo界面上，小組學習者可以添加文字、表格、圖片等元素，以線性文本的方式表達，對概念與概念之間邏輯和結構關系的理解。雖然，Shimo也支持小組學習者在同一界面實時地編輯學習制品，但是它只支持學習者對Shimo界面上的某一段文字添加批注。

3.協(xié)作問題解決學習活動的設計

基于認知負荷理論析出的設計原則[14－15]，研究小組圍繞“教學設計”主題，設計了“如何設計面向未來課堂的教學案例”的學習項目。學習項目包括兩個主要的學習活動④學習實驗二之中的協(xié)作問題解決學習活動的詳細設計，可查閱博士論文《語義圖示工具支持協(xié)作問題解決學習的研究》。由于篇幅限制原因，在此不一一闡述。。學習活動1中設置了3子任務。小組協(xié)作完成這3個子任務后，需要運用學習理論分析傳統(tǒng)課堂與未來課堂的利弊。學習活動2中設置了2個子任務。小組協(xié)作完成這2個子任務后，需要運用“布魯姆認知分類”的知識理性評價教學設計案例的好壞。兩個學習活動完成后，小組需要協(xié)作解決“如何設計面向未來課堂的教學案例”這一問題，并寫出問題解決的方案。

4.實驗實施與數據收集

我們和五名研究生形成研究小組，分別在計算機機房組織了實驗組和控制組的學習實驗。小組學習者每人獨立操作一臺電腦。研究小組組織學習者完成學習準備活動后，每個小組的學習者在各自共有的工具界面上完成學習任務，并運用QQ進行交流討論。每個小組自定學習步調，分別花約1小時完成兩個學習活動。在學習活動進行的過程中，研究小組主要給學習者分發(fā)學習材料、幫助解答技術問題等，不干預小組的學習活動。

三、數據分析

為了探究語義圖示工具對在課堂學習生態(tài)中師生交互、小組交互過程的影響，我們分別對學習實驗一的課堂視頻數據、學習實驗二的小組對話數據進行了編碼分析。在兩種編碼情境中，均以“學習事件”為編碼單位。“學習事件”是指在具體教學情境中教師和學生之間、學生與學生之間圍繞同一目的而進行的互動過程，這一互動過程是不可再降解的學習片斷，具有整體性的教學意義[16]。

（一）學習實驗一的數據分析

針對學習實驗一的四個課堂教學視頻，首先，研究小組對視頻中教師和學生的對話進行了文字轉錄。之后，根據對話內容確定學習事件，并對其命名。然后，研究小組確定學習事件的主導者，例如教師或學生。表1展示了課堂教學視頻的部分文字片段。例如，在“00：13：50-00：14：50”中，教師、學生 1 和學生2進行了對話。根據對話內容，可以將這段時間的互動過程定義為“引入學習主題”的學習事件。由對話內容可以判斷，這一學習事件由“教師”主導。因為在這一學習事件之前，共有4個學習事件，因此，將這一事件編碼為“5”。依據以上編碼規(guī)則，研究小組從四個課堂教學視頻中編碼出了39個學習事件。

表1 課堂活動編碼片段和編碼結果示例

為了探究語義圖示工具Metafora對師生交互過程的影響，研究小組依據Dillenbourg提出的框架對39個學習事件進行了編碼。Dillenbourg認為，教師在課堂開展的教學活動是由重要活動到邊緣活動組成的連續(xù)體。其中，從重要活動到邊緣活動來看，主要包括：核心的活動、浮現的活動、次要的活動、外來的活動、信息性的活動[17]。從學習活動含義視角編碼學習事件的框架和示例，如表2所示。例如，學習事件“2.LASAD上討論協(xié)作學習的規(guī)則”是熱身學習活動1中的重點內容，因此，這一學習事件屬于“核心活動”類別。學習事件“6.登陸計劃工具”在學習情境中不具有教學含義，但它是學習進程中必須包含的一部分，因此，這一事件被定義為“信息性的活動”。

表2 從活動含義視角編碼學習事件的框架和示例

除此之外，本研究還對學習事件的教學功能進行了編碼。根據Prieto等人提出了編碼框架，教師主導學習事件的功能可以包括解釋、支持、評估。學生主導學習事件的功能可以包括團體討論、團體匯報、其他[18]。在編碼過程中，我們運用不同的形狀來表征不同的學習活動，詳細內容見表3。例如，“1.介紹協(xié)作策略”是由教師主導的“解釋”類型的學習事件。因此，這一學習事件的編碼形狀是圓形。“2.討論協(xié)作策略”是由學生主導的“討論”類型的學習事件。因此，這一學習事件的編碼形狀是正方形。

表3 從教學功能視角編碼學習事件的框架和示例

（二）學習實驗二的數據分析

針對學習實驗二的小組對話數據，首先，我們依據“學習事件”不可降解且具有完整性含義的特點，研究者對每個小組在整個學習項目中的QQ對話內容進行了片段式分割，確定了每個小組在學習過程中包含的學習事件。

然后，基于已有的協(xié)作問題解決學習活動框架[19]以及學習活動功能框架[20]，本研究確定了在協(xié)作問題解決情境下，小組交互過程中學習事件類型的編碼框架，如表4所示。

隨后，依據表4的編碼框架，研究小組對每個小組的QQ對話內容，進行了片段式編碼。在QQ記錄的對話內容中，除了包含對話內容外，還包括對話者和對話時間等信息。因此，在編碼過程中，我們首先根據對話片段的內容，定位了小組當前投入學習事件的類型。然后，根據對話片段的起始時刻，計算出小組在學習事件中投入的時間。最后，統(tǒng)計出不同小組在不同類型學習事件中投入的總時間。這一編碼過程由兩名編碼者完成。編碼完全結束后，對編碼內容存在分歧的地方，編碼者協(xié)商討論，直至形成統(tǒng)一意見。

四、研究發(fā)現

（一）語義圖示工具對課堂學習生態(tài)中教師與學生交互過程的影響

在這一部分，對學習實驗一的數據進行了分析。從學習事件的活動含義角度來看，圖2呈現了學習實驗一師生交互的情況。

圖2 從活動含義角度呈現協(xié)作問題解決中學習事件的流程

第一，從圖2中可以發(fā)現，除教師主導少數“核心的活動”和 “浮現的活動”（例如，學習事件4，20，27，33）外，課堂中的重要學習事件（位于圖 2的第二行和第三行）大多數是依托于語義圖示工具而發(fā)生的。例如，計劃工具和LASAD工具主要用來支持 “核心的活動”。當小組學習者在計劃工具或LASAD上創(chuàng)建小組學習制品后，“浮現的活動”才得以產生。另外，在圖2中，灰色圓圈標識的學習事件均由教師主導。由此可以判斷出，課堂中的“次要的活動、外來的活動、信息性的活動”主要是由教師組織的。從而可以得出結論：在課堂教學中整合語義圖示工具，會促使重要的學習事件依托于語義圖示工具而發(fā)生，教師則在邊緣性的學習事件中扮演著重要角色。這一研究發(fā)現與我們的課堂觀察相吻合。

第二，深入分析圖2，還可以發(fā)現，只有平衡語義圖示工具和教師在課堂中的作用，才能在課堂中順利推進協(xié)作問題解決學習項目。例如，“浮現的活動”大多數是發(fā)生在外化的語義圖示工具的學習制品上。在對“浮現的活動”中小組的討論進行點評，所引發(fā)后續(xù)的“核心的活動”時，教師這一角色就變得必不可少。 學習事件流“8-9-10”，“23-24-25”就印證了這一發(fā)現。另外，圍繞語義圖示工具而發(fā)生的學習事件在結束時，教師需要對學習活動做總結。這時，教師的角色也變得必不可少。例如，學習事件流“3-4”，“26-27”等就印證了這一發(fā)現。由此可以得出以下結論：雖然語義圖示工具在重要學習事件中扮演著重要角色，但這并不意味著教師在課堂中的作用，就會被語義圖示工具取代。要使課堂中的學習活動得以順利推進，需要平衡教師和語義圖示工具在課堂上發(fā)揮的作用。

從學習事件的教學功能角度來看，圖3呈現了學習實驗一是由教師和學生主導的學習事件流程圖。

圖3 從教學功能角度呈現協(xié)作問題解決中學習事件的流程

第一，從圖3可以發(fā)現，學生主導了23個學習事件，多于教師主導的16個學習事件。另外，由學生主導的團體討論和團體匯報學習事件，分別占總學習事件的 30.8%（12/39），15.4%（6/39）。這說明，在課堂教學中整合語義圖示工具，會讓學習者更多地投入到團體交流的學習事件中。與傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂學習生態(tài)相比，這一學習項目具備了“以學習者為中心”課堂學習生態(tài)的影子。

第二，從圖3可以發(fā)現，在由教師主導的16個學習事件中，知識傳遞式的學習事件（即解釋性質的學習事件）占總學習事件的37.5%（6/16）；非知識傳遞式的學習事件 （即提問性質的學習事件與評估性質的學習事件）占總學習事件的62.5%（10/16）。這可以說明，在課堂教學中整合語義圖示工具，教師更多地扮演著教學促進者的角色，而不只是知識傳遞者的角色。這一研究發(fā)現和研究小組的課堂觀察相匹配。

通過課堂觀察，研究小組發(fā)現：為了讓小組學習者在Metafora上進行可視化學習過程，教師需要考慮如何引導小組學習者讓這一學習過程發(fā)生。這時，教師不再是按照慣例，在教學情境中從事他們最擅長的知識傳遞活動。當小組學習者在Metafora上繪制學習制品時，教師就能獲得機會從知識傳遞的活動中脫離出來，去觀察、指導不同小組的學習過程。在對個別學習者給予指導的同時，教師能更加及時地了解學習者當前的學習狀態(tài)。這能為教師后續(xù)調整教學活動提供參考。當小組學習者在Metafora上建構完學習制品后，教師需要針對小組可視化形成的不可預期的學習反饋，組織小組學習者進行有意義的討論和交流。

基于以上研究發(fā)現，我們可以總結出以下結論：即當在課堂學習生態(tài)中整合語義圖示工具時，不僅會使課堂呈現出“以學習者為中心”的學習狀態(tài)，還會使得教師成為教學促進者的角色，與語義圖示工具協(xié)同作用，實現師生之間進行更好地交互。

（二）語義圖示工具對課堂學習生態(tài)中小組交互過程的影響

在這一部分，我們對學習實驗二的數據進行了分析。從小組學習者在不同類型學習事件中投入時間的角度來看，經卡方分析后發(fā)現：控制組和實驗組中小組學習者在不同類型學習事件中投入時間，占總學習時間的比率存在顯著性差異，X2（3）=148.43，P＜0.05。由此可以判斷，在學習情境中整合語義圖示工具，會改變小組學習者在不同類型學習事件中的投入狀態(tài)。

圖4可視化呈現了控制組和實驗組小組在不同類型學習事件中，投入時間占總學習時間的比例情況。深入分析圖4，可以得出以下研究發(fā)現：

圖4 控制組和實驗組小組學習者在不同類型學習事件中投入時間占總學習時間的比例

首先，在與學習無關的學習事件（O）中，控制組小組投入時間占總學習事件的4.0%，高于實驗組小組投入時間占總學習時間的2.1%。這說明，實驗組中的小組學習者，會以較低概率投入到與學習無關的學習事件中。這也就說明，將語義圖示工具整合到學習情境中，小組學習者會較少地出現閑聊、開小差或不作為的對話交流。這從側面說明，在學習情境中整合語義圖示工具，會使小組學習者更加專注于學習任務的解決。

其次，在協(xié)作交互的學習事件（S）中，控制組小組投入時間占總學習時間的11.1%，高于實驗組小組投入時間占總學習時間的7.0%。這說明，實驗組中的小組學習者，會較低概率地投入到協(xié)作交互的學習事件中。這從側面說明在學習情境中整合語義圖示工具，會使小組學習者之間的協(xié)作交流更加順利。通過對比控制組和實驗組小組在協(xié)作交流學習事件中的對話內容，也可以印證這一結論。

相較于實驗組，控制組中小組協(xié)作交互時容易出現以下情形：（1）小組成員需要進行對話式的詢問與交流，從而形成對學習任務分工、進展情況的共識。（2）小組成員需要進行對話式的的詢問與交流，達到監(jiān)控學習進程的目的，以了解其余成員的進展情況。在這些“步驟性”的對話中不涉及能促進學習者認知發(fā)展的學習素材，所以，當學習者在這種對話中消耗過多的認知精力時，并不能對學習結果產生積極影響。從這一角度來講，也可以說明，在學習情境中整合語義圖示工具，會使小組學習者較少地消耗認知資源用以維持小組的協(xié)作學習狀態(tài)，而將更多的認知資源放在能促進有效學習的認知活動中。

之后，在與學習任務相關的學習事件（T）中，控制組小組和實驗組小組投入時間占總學習時間的比例相接近，分別是8.4%和8.9%。這一研究發(fā)現具有合理性。因為在這一類型的學習活動中，小組學習者主要是討論需要解決的問題是什么、學習任務如何分工等策略性的內容，其中不涉及引發(fā)有效學習的再生性學習素材，所以，不同類型的學習工具不影響學習者的學習狀態(tài)。綜上所述，在兩種學習情境下，小組學習者在這一類型學習活動中投入時間占總時間的比例相接近。

最后，實驗組小組在與認知發(fā)展相關的學習事件（C）中，投入時間占總學習時間的76.0%。而控制組小組在這一事件中，投入時間占總學習時間的61.6%。這說明，實驗組小組的學習者會較高概率地投入到與認知發(fā)展相關的學習事件中。其中，在這一維度的三個子維度的學習活動中，實驗組中的小組學習者在“團體-個體”的學習活動（C-GI）中投入時間的比例是61.61%，遠高于控制組中小組學習者投入時間比例50.12%。這也說明，在學習情境中整合語義圖示工具，會促使小組學習者更多地投入到對知識進行建模的過程中。

基于以上研究發(fā)現：在學習過程中整合語義圖示工具，會改變小組學習者在不同類型學習活動中的投入狀態(tài)。具體表現為縮小小組學習者投入到與學習無關學習事件、協(xié)作交流事件中的概率；擴大小組學習者投入到與認知發(fā)展相關的學習事情中的概率，從而實現小組學習者進行更高質量的社會性交互。

五、總結

以上兩個研究實例可以證明：語義圖示工具能變革課堂學習生態(tài)。其中，語義圖示工具不僅可以改變課堂學習生態(tài)中師生之間的交互過程，還可以改變課堂學習生態(tài)中小組學習者之間的交互過程。從師生交互來看，在課堂中整合語義圖示工具，可以讓教師從知識傳授的角色中脫離出來，更大概率地發(fā)揮教學促進者的作用，實現“以學習者為中心”的課堂學習生態(tài)。另外，還可以讓語義圖示工具承載學習者需要完成的重要的學習活動，這能引發(fā)教師角色的改變，從而實現課堂學習生態(tài)的轉變。從小組學習者之間的交互過程來看，在課堂中整合語義圖示工具，能壓縮小組學習者在邊緣性學習事件中的認知投入，擴大小組學習者在重要學習事件中的認知投入。這樣，就能讓學習者在有限的學習時間里，較大概率地投入到更能引發(fā)有效學習的學習活動中，從而實現課堂學習生態(tài)的轉變。

本研究得出的結論與已有研究發(fā)現相吻合。當可視化學習技術深度整合到教學情境時，教師會成為支持學習者學習的“旁觀者”。他們可以脫離知識傳授的角色，為學習者提供更具有個性化的教學指導[21]。另外，當可視化學習技術整合到教學情境時，小組學習者會在基于可視化學習表征的認知活動中投入較多的精力[22]。

本研究仍存在一定的缺陷，例如研究樣本過少等等。但研究發(fā)現可以為后續(xù)研究提供指導和啟發(fā)。第一，作為可視化學習技術的典型代表，語義圖示工具能為變革課堂學習生態(tài)助力。因此，在后續(xù)的課堂教學中，可以倡導教師在課堂中整合語義圖示工具，進行課堂教學模式創(chuàng)新的實踐教學活動。第二，在課堂中整合語義圖示工具支持教學，并不意味著語義圖示工具要替代教師在課堂中的地位，而是對教師的教學設計能力、課堂組織和應變能力等提出了更高的要求。第三，本研究的學習技術定位，為后續(xù)學習技術的設計研究提供了新思路。從技術功能的角度來看，在兩個實驗中，語義圖示工具并不是在某一功能或流程上，給教師的教或者學生的學提供技術支持。它是給學習者提供一個技術支持的學習環(huán)境，允許學習者運用這一工具創(chuàng)建和細化對問題的腦力表征，促使學習者基于外在表征進行有效地協(xié)作交流，并使其參與到意義建構的學習活動中。這也間接地反映出學習技術設計的另一種導向，即：在課堂教學情境中，學習技術不應該成為增強傳統(tǒng)教育理念和教學方法的輔助劑，而應該是變革教育教學生態(tài)的催化劑、潤滑劑。

本研究揭示了語義圖示工具是變革課堂學習生態(tài)的一種可取思路，后續(xù)的研究工作還任重道遠。例如，語義圖示工具支持學習者學習過程的機制是什么；如何為不同學科、不同年齡段的學習者設計適宜的語義圖示工具；如何培訓學科教師在課堂教學中有效地整合語義圖示工具；如何評價語義圖示工具在教學中發(fā)揮的作用等等，這些都是需要重點突破的研究內容。

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