计算机支持的在线协作学习的设计与实现

李娟　

摘要：计算机技术的进步对教育活动产生巨大的积极影响。本文以讨论计算机支持的学习重点应放在个别化学习上还是协作学习上为突破口，分别介绍个别化学习与协作学习的优点，并在此基础上提出在线协作学习模型、基于代理的体系结构，以帮助协作学习者更好地完成协作学习相关的任务。

关键词：协作学习；基于目标的学习；Agent

中图法分类号：TP301文献标识码：A文章编号：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

大多数教育家一致认为计算机技术的进步必将对教育活动产生积极的影响。然而并没有明确说明我们应该把计算机支持的学习重点放在个别化学习上还是协作学习上。计算机支持的协作学习似乎是非常有前途的一种学习方式，这是因为计算机技术的进步使我们能够广泛地应用bulletin boards, chats, whiteboards, and video-conferences等工具进行协作学习。

如果能把个别化学习与协作学习整合到一个共同的学习框架中，那将是一个非常有意义的事件。不过这种整合不太容易实现。通常协作学习强调计算机为媒介的通讯，通过各种工具把e-mail, bulletin boards, whiteboard and chat rooms等整合到HTML页面中[1]。在这种情况下，学习小组是先前分配在一起的，小组成员通过协作来实现某个问题的解决。

另一方面，个别化学习没有共同的目标，甚至教学内容也可能适合不同的学习者范型。在这种情况下，没有基于共同学习目标的“班级”观念，学习者学习不同的主题需要的时间很可能也不一样。在这样的学习者之间如果能够共享疑问、问题与内容，那将是非常有价值的，因为在这样的共享过程中他们可以以小组的形式反思主题、清楚地阐述他们的理由，而且可以形成个别化学习所不具备的协作学习能力。

为此本文呈现了一个能够帮助个别化学习者动态建立在线协作小组的协作学习模型，以便他们能够共享共同的学习目标。在这个模型中，个别化学习者能够建立一个协作范型，以便显示他们希望参与组的特征。同时提出了一个基于代理的体系结构以帮助学习者更好地完成在线协作学习相关的任务。

2 在线协作学习模型

人们一致认为在线学习环境对个别化学习产生积极的影响，这是因为计算机技术的进步为个别化学习打开了新的视野：例如通过鼠标点击就可以访问信息资源、学习工具、学习环境以及服务。另一方面，学习者之间的协作是在线学习环境中一个令人向往的特征，可以说通过共享疑问、问题与内容等对学习过程具有很大帮助作用。所以在线学习环境应该提供一个允许学习者之间共享共同目标的机制。

从技术的观点来看，在线学习环境中用户之间的协作取决于两项任务：一是组的界定；二是(同步或不同步)通讯会话的建立。因此协作框架应该至少提供能够执行这两项任务的工具[2]。

学习小组的界定是一个琐碎的工作， 为了支持在线学习环境中学习小组的建立，我们对学习者协作范型进行了界定。采用这个范型能够使学习者查找到合意的具有一定知识与技能层次的协作者，这样一来，保证小组成员具有共同的兴趣，进而能够潜在地提高小组解决问题的绩效。

一旦建立了协作学习小组，同时e-mail, chat, whiteboards等计算机为媒介的通讯工具也非常容易得到。由于同一小组学习者之间通讯工具的使用并不能保证每个学习者都参加到学习活动，就小组成员具有的知识水平，同时也不能保证他们为了完成某个目标小组的协作效率,所以这个范型记录着每个小组成员学习的质量与数量等信息，根据这个信息，可以进可能地去监视协作学习活动与参与程度。

在线学习环境中创设协作情境，其中最为关键的是小组的创建，从而能够把分部在不同终端的学习者组织到一起，以便他们能够讨论某个学习主题，最终完成学习的目标。协作学习环境总视图如图1所示。

图1 协作学习环境总视图

在线协作学习小组的创建，从该学习环境中任何一个提出组概念的学习者开始，这个学习者(这个组的主人)，设立这个组潜在的成员具有的特征，例如组的范型(图2-a)。

图2 在线协作学习模型

采用搜索机制去搜索协作学习者，能使小组的主人决定将要创建小组异质或同质的程度。例如：如果把不同能力的学习者设为一组，那么这个组的成员的能力是不同种类的。这样一来，小组的成员可以取长补短，可以使每个人得到最大的收益。当然，有的情况下，也可以把具有相同或相似能力的学习者定义为一组，也许更加有利于问题的解决。

在协作学习框架中，可以使用组的范型去搜索在线学习环境中的用户，从而使个别化学习者范型能够满足提出的条件(图2-b)。搜索的结果是包含符合条件的学习者和已经存在并且与已经提出组的范型(图 2-c)相匹配的组一个列表。这时提出组的学习者决定要么停止新的学习小组的创建，要么加入现存在的小组，当然还可以继续进行小组的创建。

如果小组主人对搜索的结果不满意，例如，潜在的小组成员的名单过长或过短。在这种情况下，学习者可以选择去重新修改组范型中条件的设置。要么严格或放宽某个主题需要的知识程度，要么增加或减少某些条件(图 2-d)。这时也可以重新使用精简的范型重新执行搜索(图 2-e)。

当学习者接受到能够满足小组范型潜在的小组成员名单，搜索阶段结束，框架进入邀请阶段(图2-f)。小组主人要告诉已经选择的潜在的小组成员去加入这个小组。然后，框架要终止组的创建。这个框架除了能够创建新的学习小组之外，还能提供一定功能去监视小组成员活动与参与，从而为学习者的学习提供一定的帮助。如，学习者可以根据监视的参与信息去改变其他学习者的行为；根据监视到的活动，决定是否让某一学习者继续参与小组的活动。另外一个功能就是提供知识监视的功能，进而评价小组及其成员获得知识的质量。

3 基于Agent的体系结构

前部分介绍了协作学习者的搜索与邀请相关的任务，这些任务比较适合软件Agent去执行。

Agent是一个具有自适应性和智能性的软件实体，能代表用户或其他程序，以主动服务的方式完成一项工作。软件Agent可以代表用户执行与协作学习活动相关的任务。软件Agent可以根据已指定组的范型去执行搜索实体的任务、邀请已选择的学习伙伴甚至是请求加入已经存在的组。Agent同时负责核实是否指定组的范型与用户范型相匹配。

这项工作定义了一个基于Agent的体系结构(如图3所示)去实现协作学习。每个Agent负责获得用户的目标、执行目标甚至向其他的Agent委派任务。每个Agent还要与其他的Agent交流以便执行其他Agent相关的功能。

图3 基于Agent的体系结构

在这个基于Agent的体系结构中，协作框架中的每一个用户有一个关联的Agent群。Agent群负责接受与回答主人的请求。参与者仅仅向他们的Agent群阐述某一类型的目标。由Agent群去根据用户的请求、目标等信息执行任务。这个Agent群由小组Agent、移动Agent、用户Agent、活动Agent、建议Agent组成，其主要功能如下：

1.小组Agent：组Agent执行搜索与邀请过程相关的任务。组Agent负责保存小组的所有信息，包括成员名单、协作服务的控制数据以及确保小组成员信息的持续性与安全性。

2.移动Agent：移动Agent在搜索和邀请协作学习者过程中是非常有用的。Lange and Oshima (1999)指出移动是软件Agent一个重要特征。在搜索学习伙伴过程中需要咨询一个或更多的存储用户范型的数据库服务器。

3.用户Agent：用户Agent是与学习环境中的任何用户相联系的。这个Agent负责与组Agent发送的搜索Agent交互。在搜索过程中，知道计算机中的哪些资源是可以被潜在的协作者利用的。同时用户Agent还要代表其主人与邀请Agent交互以便获得接受邀请与回复邀请。

4.活动Agent：一旦协作学习进行，协作活动开始，一些协作服务开始使用。这些服务不是这个体系结构的一部分，但是他们能够提供组Agent搜集的信息。活动Agent使用这个信息可以产生更多的重信息，这对于推理小组成员活动与参与层次非常重要，同时这对评价一个小组的绩效也是至关重要的。

5.建议Agent：建议Agent执行监视小组与成员知识相关的任务。组指导老师可以使用建议Agent向小组或成员发送活动Agent提供的与小组活动相关建议。

4 结束语

传统的计算机支持的学习系统要么强调基于目标的自我学习，要么强调基于班级的协作学习，这两种学习方式都有其优点，然而通常我们并没有使用计算机把这两种学习方式融合在一起以支持学习者的学习。为此，本文提出了一个在线协作学习模型及基于软件代理的体系结构，其目的就是把这两种学习方式融合在一起，希望能够为具有相同兴趣、爱好的学习者提供一个在线协作学习的环境，以培养个别化学习所不具备的协作能力。

参考文献：

[1] 刘世清,关威等编著.Principles and Practices of International distance Education教育技术专业英语[M].北京电子工业出版社.

[2] 庄慧鹃,林筑英.远程教学系统多Agent模型建构[J].中国电化教育,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：

作者简介：李娟（1983-），女，江苏省邳州人，助讲，本科。