計算機支持的在線協作學習的設計與實現

李娟　

摘要：計算機技術的進步對教育活動產生巨大的積極影響。本文以討論計算機支持的學習重點應放在個別化學習上還是協作學習上為突破口，分別介紹個別化學習與協作學習的優點，并在此基礎上提出在線協作學習模型、基于代理的體系結構，以幫助協作學習者更好地完成協作學習相關的任務。

關鍵詞：協作學習；基于目標的學習；Agent

中圖法分類號：TP301文獻標識碼：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

大多數教育家一致認為計算機技術的進步必將對教育活動產生積極的影響。然而并沒有明確說明我們應該把計算機支持的學習重點放在個別化學習上還是協作學習上。計算機支持的協作學習似乎是非常有前途的一種學習方式，這是因為計算機技術的進步使我們能夠廣泛地應用bulletin boards, chats, whiteboards, and video-conferences等工具進行協作學習。

如果能把個別化學習與協作學習整合到一個共同的學習框架中，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。通常協作學習強調計算機為媒介的通訊，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，學習小組是先前分配在一起的，小組成員通過協作來實現某個問題的解決。

另一方面，個別化學習沒有共同的目標，甚至教學內容也可能適合不同的學習者范型。在這種情況下，沒有基于共同學習目標的“班級”觀念，學習者學習不同的主題需要的時間很可能也不一樣。在這樣的學習者之間如果能夠共享疑問、問題與內容，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習所不具備的協作學習能力。

為此本文呈現了一個能夠幫助個別化學習者動態建立在線協作小組的協作學習模型，以便他們能夠共享共同的學習目標。在這個模型中，個別化學習者能夠建立一個協作范型，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構以幫助學習者更好地完成在線協作學習相關的任務。

2 在線協作學習模型

人們一致認為在線學習環境對個別化學習產生積極的影響，這是因為計算機技術的進步為個別化學習打開了新的視野：例如通過鼠標點擊就可以訪問信息資源、學習工具、學習環境以及服務。另一方面，學習者之間的協作是在線學習環境中一個令人向往的特征，可以說通過共享疑問、問題與內容等對學習過程具有很大幫助作用。所以在線學習環境應該提供一個允許學習者之間共享共同目標的機制。

從技術的觀點來看，在線學習環境中用戶之間的協作取決于兩項任務：一是組的界定；二是(同步或不同步)通訊會話的建立。因此協作框架應該至少提供能夠執行這兩項任務的工具[2]。

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

一旦建立了協作學習小組，同時e-mail, chat, whiteboards等計算機為媒介的通訊工具也非常容易得到。由于同一小組學習者之間通訊工具的使用并不能保證每個學習者都參加到學習活動，就小組成員具有的知識水平，同時也不能保證他們為了完成某個目標小組的協作效率,所以這個范型記錄著每個小組成員學習的質量與數量等信息，根據這個信息，可以進可能地去監視協作學習活動與參與程度。

在線學習環境中創設協作情境，其中最為關鍵的是小組的創建，從而能夠把分部在不同終端的學習者組織到一起，以便他們能夠討論某個學習主題，最終完成學習的目標。協作學習環境總視圖如圖1所示。

圖1 協作學習環境總視圖

在線協作學習小組的創建，從該學習環境中任何一個提出組概念的學習者開始，這個學習者(這個組的主人)，設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 在線協作學習模型

采用搜索機制去搜索協作學習者，能使小組的主人決定將要創建小組異質或同質的程度。例如：如果把不同能力的學習者設為一組，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短，可以使每個人得到最大的收益。當然，有的情況下，也可以把具有相同或相似能力的學習者定義為一組，也許更加有利于問題的解決。

在協作學習框架中，可以使用組的范型去搜索在線學習環境中的用戶，從而使個別化學習者范型能夠滿足提出的條件(圖2-b)。搜索的結果是包含符合條件的學習者和已經存在并且與已經提出組的范型(圖 2-c)相匹配的組一個列表。這時提出組的學習者決定要么停止新的學習小組的創建，要么加入現存在的小組，當然還可以繼續進行小組的創建。

如果小組主人對搜索的結果不滿意，例如，潛在的小組成員的名單過長或過短。在這種情況下，學習者可以選擇去重新修改組范型中條件的設置。要么嚴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行搜索(圖 2-e)。

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

3 基于Agent的體系結構

前部分介紹了協作學習者的搜索與邀請相關的任務，這些任務比較適合軟件Agent去執行。

Agent是一個具有自適應性和智能性的軟件實體，能代表用戶或其他程序，以主動服務的方式完成一項工作。軟件Agent可以代表用戶執行與協作學習活動相關的任務。軟件Agent可以根據已指定組的范型去執行搜索實體的任務、邀請已選擇的學習伙伴甚至是請求加入已經存在的組。Agent同時負責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的體系結構(如圖3所示)去實現協作學習。每個Agent負責獲得用戶的目標、執行目標甚至向其他的Agent委派任務。每個Agent還要與其他的Agent交流以便執行其他Agent相關的功能。

圖3 基于Agent的體系結構

在這個基于Agent的體系結構中，協作框架中的每一個用戶有一個關聯的Agent群。Agent群負責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。由Agent群去根據用戶的請求、目標等信息執行任務。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執行搜索與邀請過程相關的任務。組Agent負責保存小組的所有信息，包括成員名單、協作服務的控制數據以及確保小組成員信息的持續性與安全性。

2.移動Agent：移動Agent在搜索和邀請協作學習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。在搜索學習伙伴過程中需要咨詢一個或更多的存儲用戶范型的數據庫服務器。

3.用戶Agent：用戶Agent是與學習環境中的任何用戶相聯系的。這個Agent負責與組Agent發送的搜索Agent交互。在搜索過程中，知道計算機中的哪些資源是可以被潛在的協作者利用的。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邀請。

4.活動Agent：一旦協作學習進行，協作活動開始，一些協作服務開始使用。這些服務不是這個體系結構的一部分，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重要的。

5.建議Agent：建議Agent執行監視小組與成員知識相關的任務。組指導老師可以使用建議Agent向小組或成員發送活動Agent提供的與小組活動相關建議。

4 結束語

傳統的計算機支持的學習系統要么強調基于目標的自我學習，要么強調基于班級的協作學習，這兩種學習方式都有其優點，然而通常我們并沒有使用計算機把這兩種學習方式融合在一起以支持學習者的學習。為此，本文提出了一個在線協作學習模型及基于軟件代理的體系結構，其目的就是把這兩種學習方式融合在一起，希望能夠為具有相同興趣、愛好的學習者提供一個在線協作學習的環境，以培養個別化學習所不具備的協作能力。

參考文獻：

[1] 劉世清,關威等編著.Principles and Practices of International distance Education教育技術專業英語[M].北京電子工業出版社.

[2] 莊慧鵑,林筑英.遠程教學系統多Agent模型建構[J].中國電化教育,2006(1).

[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。