虚拟仿真实训环境下协作学习的交互行为研究

田明君 张学俊

摘 要：文章运用社会网络分析法对虚拟实训环境下协作学习的交互行为进行了可视化处理，从社会网络结构、网络密度、中心度、凝聚子群等角度对实训教学中的交互进行了量化分析，研究了教学中出现的一些实际问题。最后，结合实际教学情况，给出了具体的整改措施。

关键词：虚拟实训；社会网络分析；用户交互

基于项目化的虚拟仿真实训环境下的实践课程教学是依托虚拟实训平台，以项目为载体，将学生分组共同完成项目的设计、开发、调试等工作，在实践中提高学生实际操作能力，同时也关注学生自主学习、合作交流等职业素养的培养和提升。这是目前大多数高职院校实践课程教学的主要手段，也是提升高职学生的职业技能和职业素养的重要途径。

教学互动是教学过程中的重要特征之一，是教学设计中最重要的要素，也是目前教育研究领域比较关注的话题。随着计算机和互联网技术发展日新月异，教学交互的方式和手段也发生了巨大的变化。增加交互并提高交互的质量对于实训教学的效果有着非常重要的作用。因此，探讨在虚拟实训环境下的教学交互具有较强的实际意义。

1 相关研究概况

1.1 虚拟仿真实训教学的相关理论与实践

虚拟仿真实训是高职院校实训教学的重要手段，对于它的研究也已经成为人们关注的焦点。目前，通过知网系统查询“虚拟仿真实训”共得到相关论文106篇，内容主要涉及虚拟仿真平台开发及建设的研究，虚拟仿真实训在实训教学的应用研究，虚拟仿真实训对于学生实践能力提高的影响以及虚拟仿真实训体系构建研究等。

1.2 虚拟环境下协作学习交互网络分析的应用现状

目前，关于交互研究的方法很多，其中以社会网络分析方法为主的信息可视化方法得到了越来越多学者的关注。社会网络分析法是一种在多门学科基础上发展起来的社会科学的研究方法[1]。这种方法以数据挖掘为基础，采用网络、图等工具将信息定量地展现出来，从而为决策者提供数据支撑，进行理论分析和方法改进。

近10年来，国内的项目越来越多地将协作学习网络分析法应用到各自的研究领域。林雪芬[2]利用网络分析法研究基于项目的协作学习，通过研究网络的密度、互惠性、聚类系数等方面，量化出协作学习的绩效提高层度；佘航等[3]通过社会网络分析法研究了Moodle平台学习者交互情况；吴江等[4]依托社会网络分析探究了在线医疗社会用户交互行为。

2 数据来源及研究方法

本文的数据来源主要为本校软件技术专业“毕业实训”课程。由于教师在交互中起主导作用，交互结果较突出，为了防止其对交互结果影响较大，故研究中排除在外，仅以参与实训教学的30名学生为研究对象，实训周期为4周。通过统计筛选学生在实训工作中设计实训工作的线上线下的有效交互，以一次完整的问题解决为一次交互，问题提出者在中心度统计中计一次出度，问题参与解决者在中心度统计中计一次入度。

本文的主要研究方法为社会网络分析方法以及基于数理统计的聚类分析法。依托网络分析法可以将所研究的内容进行量化处理，研究实训教学中学生之间的详细交互现状，并分析实训教学效果与交互结果之间的关联，进而对虚拟实训教学进行改进，提高实训教学效果。

3 研究数据分析

3.1 网络结构图

网络结构图是反映节点之间关系的一种可视化表示方法。结构中每一个点代表一个用户节点，当一个参与者提出或者回答一个问题，他们两者之间就产生了一条有向线条。网络结构图不仅能够可视化地反映整个项目的关联情况，也能清晰地刻画出每一个成员之间的交互情况。图1即为使用Ucinet软件对构建的关联矩阵绘制出的交互网络结构图。

3.2 网络密度分析

网络密度是用来反映整个交互网络成员之间交互数量稠密的一个指标。该指标越大，说明参与者对交互活动比较积极，交流比较顺畅。利用Ucinet软件计算出本网络密度为0.771 3，属于较紧密的程度。虚拟实训过程中，由于成员来自同一个班级，彼此较熟悉，交互方式较丰富，因此交互较密集。此外，在虚拟实训教学过程中，学生的任务都是项目化的任务，参与者为了解决问题，必须通过交流才能解决一些应用性问题，也进一步促进了学生之间的交互活动。

图1 交互网络结构

3.3 中心度分析

中心度是社会网络分析过程中的最常用也是最重要的一个概念。它是反映社会参与者在网络活动过程中心性位置的一个量化指标，能够体现每一位参与者在网络活动中的活跃程度。结点中心度分为绝对中心度和相对中心度。本次研究结果如图2所示。

图2 度数中心度结果

从结果上看，出度达到30以上的参与者有27，1，25，12，19，8，4，说明他们在整个实训过程中参与度较高，起到一个组织者和发起者的角色。入度较高的参与者有19，27，5等，表明他们是问题参与解决的角色。同时出度和入度都比较少的有7，16号，说明在整个实训过程中，参与度较低，不仅不提出问题，对于项目其他成员提出的问题回答得也不足。

3.4 凝聚子群分析

凝聚子群是网络结构中具有相对较强或较紧密的参与者构成的子集合。凝聚子群分析是社会网络子结构的分析方法，主要研究了网络结构中相对稳定的子结构，重点讨论网络结构中局部元素之间的相互关系。凝聚子群密度是衡量凝聚子群的重要指标之一。该值越大，说明网络结构中的小团体较多，互动的深度和广度不足；该值越小，说明大家相互之间的交互比较均匀。本次研究中凝聚子群密度为0.771 3，说明虚拟实训环境下的交互过程中存在较多的交互团体，这与虚拟实训教学中学生分组协作特征相符合。

图3为本研究的凝聚子群分析图，图中呈现出很清晰的协作小组关系，他们之间交互密切，信息交流比较流畅。基于虚拟实训环境下的项目化的教学过程是以小组合作的形式构成，小组成员之间交互较密集，而小组之间的交流不足，小组交互主要依托组长进行沟通处理。对比凝聚子群和项目分组，有一组完全相同，4组基本相同，这也基本和凝聚子群分析图相匹配。此外，由于部分学生相互比较熟悉，交互较多，故网络结构中也出现一些由两三个成员构成的协作小组。

图3 凝聚子群分析

4 研究结论与建议

4.1 学生之间交互不均衡

在實训教学过程中，学生的交互意愿不均衡。担任组长或者骨干成员的同学不仅与小组成员交互较多，同时也能够积极与其他小组成员进行交流，既能提出各种问题，同时也能回答或者解答其他成员提出的问题，反映在交互入度和出度都比较高，比如27，12等同学。反之，一部分成员交互意愿不够强烈，入度和出度都较少，项目过程中对其他成员的依赖较多。在以后的实训教学过程中，应充分调动这部分同学的积极性，让每一位同学都能充分发挥自己的能力，提升所有同学的综合能力。

4.2 协作小组内部交互较多，组间交互不足

虚拟环境下的实训教学工作中，小组之间的交互程度较好，各小组成员之间的交流较多，但是小组化的实训工作，不同小组之间的交流相对较小，组间交流形式基本靠组长或者私交较好的同学来维持，小组工作相对封闭，还不能起到互通有无的作用。以后的实训教学过程中，应当充分协调好各小组之间的交流，确立小组交流形式和机制，架起小组沟通的桥梁，使得实训工作提升到更高层次。

4.3 交互程度与学生成绩之间有密切联系

在实训教学过程中，交互密度较高的协作小组成绩较高，实训项目成果效果也较好，反之，教学交互不够密切的小组实训效果不够理想，甚至部分项目都无法顺利完成。

5 结语

实训教学工作落实好坏程度决定着高职院校人才培养规格。高职院校需要培养符合现代企业需求，专业技能熟练，同时具有较高职业素养的综合人才。通过社会网络分析法，对实训教学工作的进行可视化的定量分析，能够充分研究实训中小组之间、小组内部各成员之间的交流情况，并通过具体数据分析实训效果，这为后续的实训工作提供数据支撑和改革方向。