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基丁本体的CSCL协作角色分析及其T具丌发与应用研究基于本体的CSCL协作角色分析及其工具开发与应用研究专业：教育技术学研究生：沈映珊指导教师：李克东教授摘要角色研究是CSCL的研究者们关注的热点，如：研究角色间的互动情况，CSCL活动，CSCL的会话意义建构等，离不开学习个体在里面进行角色扮演。在协作学习的交互过程中，个体所扮演的角色会影响到协作过程的完成。参与者之间角色关系以及协作程度在基于主题式的网络协作学习活动中起到主要的作用。选择正确的方法和先进的技术来定义协作过程中小组角色，设计合适的系统来呈现角色在协作学习过程的J下确身份，对促进协作学习过程的意义建构是非常重要和必要的。本论文从CSCL中协作角色的角度，从理论、方法、技术与实践等方面进行研究，从中求解协作方案、确定完成协作学习任务所需的角色、角色的相关性质以及各角色之间的依赖关系。建立一个CSCL协作角色的理论模型框架，构建协作角色本体，开发一个可视化的基于本体的CSCL协作角色分析工具，通过教学实验来验证该工具的可用性、适用性，呈现协作组各成员的角色扮演情况与关系。提炼出协作角色理论框架和工具对于基于Web的CSCL学习活动的有效参考作用，并将实验结论推广到其他网络协作学习的教学活动中去。本论文参考相关专家、学者的研究理论与文献，分析了不同的案例数据，描述了由角色定义、应用情境、适用范围与指标与数量四个维度组成的协作角色形成条件框架。然后按照协作学习中角色形成条件的描述和协作学习活动的特点，对CSCL中学习个体扮演的角色(即协作角色)进行分类，列出了20种在基于主题式的CSCL中出现的可能角色，包括每种角色的行为特点、该行为的定义、形成条件和进行该项角色扮演后可能取得的教育成效。在此基础上，根据不同角色的行为特点和话语特点，将以上的角色归纳为情感型角色，认知型角色和反思型角色等不同的角色领域，并对其话语特点进行简单分析。 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究在介绍协作角色理论的基础上，本论文运用本体与其他相关技术，用prot696工具编写了一个小型的可共享与复用的CSCL协作角色本体，为工具开发作好核心推理准备。构建本体的过程说明，要构建一个完整的本体，需要大量的人力和精力。CSCL协作角色分析工具是用Java开发的，其目的是为处在CSCL的研究领域的学者、教师、学生等提供一个基于语义的CSCL的角色的研究工具。通过此工具能直观地分析出协作学习小组中不同成员的四种角色扮演情况和一个角色在协作组中的扮演情况。通过该工具的开发，说明研发人员要丌发一个能分析所有协作角色的功能全面的软件需要攻克多项技术难关。最后，教学实验采用主题式网络协作学习模式，学习主题的内容设计以问题为导向，学习活动设计采用角色扮演的方式，教学试验的开展侧重于小组成员在解决问题的协商讨论类型的协作学习活动。在利用CSCLEP平台进行教学活动完成后，协作角色分析工具提取各小组的讨论内容进行分析，得出学习个体所扮演的角色及其强度系数。从中，可以获得对协作学习小组的重组，进一步指导协作学习小组成员如何更有效地开展协作学习活动的参考数据。关键词：计算机支持的协作学习(CSCL)；协作角色；角色扮演；本体：协作角色分析工具ll 基丁．本体的CSCL协作角色分析及其T具，f发与应用研究StudyofCollaborativeRolesAnalysisinCSCLBasedonOntologywithitsToolDevelopmentandApplicationMajor：EducationalTechnologyName：SHENYingshanSupervisor：ProfessorLIKedongABSTRACTRoleresearchhasbeenoneofhotspotsthatCSCLresearchersconcerned，suchasinteractionbetweenroles，CSCLactivities，CSCLsessionmeaningconstruction,etc。Allofthoseareinseparablefromrole—playingsituationoflearningindividualinsidetheCSCL．Role—playingofindividualwillaffectthecompletionofthecollaborativeprocessintheinteractionprocessionofcollaborativelearning．Therelationshipofrolebetweenparticipationsandthedegreeofcollaborationwillplayamajorroleinthetheme-basedcollaborativelearningactivities．Itisveryimportantandnecessarytopromotethemeaningconstructionofcollaborativelearningprocessing，whichchoosingthefightmethodsandadvancedtechnologytodefinetheroleofgroupsin．thecollaborativeprocess，designingasuitablesystemtorenderthecorrectidentityofroleinthecollaborativeleaningprocess．InthispaperwillresearchtheperspectiveofcollaborativeroleinCSCL，likeasareaoftheory,methods，techniquesandpracticesetc．，whichhopingtosolvefromtheresearchcollaborativeprogram,toidentifyrolesthatcompletethetasksofcollaborativelearningneeds，role·relatedpropertiesaswellastheinter-dependantrelationshipofroles．Itisexpectedtoestablishatheoreticalframeworkofcollaborativerole，toconstructacollaborativeroleontologybasedonsemanticnetwork,todevelopavirtualCSCLcollaborativeroleanalysistoolbasedonontology,andtovalidatetheusability,applicabilityofthetoolthroughinstructorexperiments．ThesharingandreusabilityofcollaborativeroleontologyindifferentCSCLcollaborativelearningprocessisvaried．Avalidreferenceofthetheoreticalframeworkofcollaborativeroleandtoolisextractedfortheweb-basedlearningactivities，whichtheexperimentalresultswillbeextendedtoothernetworkcollaborativelearningactivities．Inthispaper,theformationframeworkofcollaborativeroleisconsistedoftheroledefinition,contextapplication,scopeandindicatorsandquantityoffourdimensionswhichisdescribedafterreferencetotheresearchliteraturetheoryofrelatedexpertsandscholarsandanalysisofdifferentdataofcases．AccordingtotheIII omologywhichcanbesharingandreusableisbuildbyprotdgd．tobeCOrerereadyprepareforthetooldevelopment．Theissueoftheontologyconstructionprocessistobuildacompleteomology，alotofmanpowerandenergyisrequired．CSCLcollaborativeroleanalysistoolisdevelopedusingJava，itspurposeistoprovidearesearchtoolofCSCLroleanalysisbasedonsemanticforacademics，teachers，andstudemswhoareintheCSCLresearchfield．Withthistoolcanvisuallyanalyzethefourkindsofrole·playingsituationofdifferentmembersinacollaborativelearninggroupandthesituationofasamerolewasplayedinthecollaborativegroup．Throughthedevelopmentofthetoolshowsthatitrequiredanumberoftechnicaldifficultiesovercomeforresearchersanddevelopmentstafftodevelopfull-featuredsoftwarethatcananalyzeallofcollaborativeroles．一Finally,theinstructorexperimentusingtheme-basednetworkcollaborativemode，contentdesignoflearningthemeisproblem-oriented，designingoflearningactivitiesisusingrole-playapproach,instructorexperimentconductingfocusedonthetypeofcollaborativelearningactivitiesthatnegotiationanddiscussionofproblem—solvingbythegroupmembers．AfterthecompletionoftheinstructoractivitiesusingCSCLEPplatform,discussioncontemsofthegroupscanbeextractbythecollaborativeroleanalysistooltoanalysis，togettherole—playingsituationoflearningindividualandthestrengthfactor．Fromthis，referencedatathatcollaborativelearninggrouprestructuring，furtherguidanceonmembersofcollaborativelearninggroupsbowtomoreeffectivelycarryoutcollaborativeleaningactivitiescanbeget．Keywords：ComputerSupportCollaborativeLearning(CSCL)；Collaborativeroles；ontology；Roleplay；CSCIcollaborativeanalysistoolIV 342．1国外相关研究的现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．172．1．1RenvenAviv博士的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯172．1．2Barros的研究与启示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．182．1．3日本大阪大学的研究与对本研究的启示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．212．1．4国外相关研究的启示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．252．2国内相关研究的现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．272．2．1国内相关研究的基本情况概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．272．2．2黄荣怀教授关于CSCL理论的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．282．2．3基于本体的CSCL关键技术的研究与对本研究的启示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．292．2．4国内相关研究启示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3l2．3小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。32第三章研究的主要理论基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯333．1角色理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．333．1．1社会心理学中的角色理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．333．1．2教育社会学中的角色理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．343．1．3社会网络中的角色空间理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．353．2学习理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～363．3知识建构理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．373．4活动理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．393．5协作团体理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．403．5．1CSCL协作交流三层模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一403．5．2协作学习团体积极互赖性理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．42第四章本体论和CSCL⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．1本体概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45V 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与麻用研究5674．2本体的发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．464．3本体的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯474．4本体定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。484．5本体的特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．504．6本体的构建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．524．6．1本体构建原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯524．6．2构建过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．534．7本体jl：具介纠与使用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．544．8本体技术与CSCL⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯564．8．1基丁本体的协作交流⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．574．9小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。58第五章CSCL协作角色理论框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。60前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯605．1资料与数据收集、分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．605．1．1案例一：中英EChina．UK项目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯605．1．2案例二：基于CSCL实验支撑平台(CSCLEP)的协作学习⋯⋯⋯⋯⋯635．1．3资料与数据分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．655．2CSCL中参与角色分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯705．2．1教师的角色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7l5．2．2计算机的角色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。715．2．3学习个体的角色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～725．3BenneandSheats的团体角色分析理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯725．4CSCL协作角色理论框架提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯775．4．1学习小组协作维⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．775．4．2CSCL中协作角色形成条件框架描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．795．4．3协作角色分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．825．4．4协作角色领域分类及其话语特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．885．4．5协作角色理论框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。9l5．4．6问卷调查情况分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。935．5小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．95第六章协作角色本体建构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯976．1协作角色本体形式化定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．976．1．1基本概念定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．976．1．2基本规则定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．996．1．3其他定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．996．2定义协作角色本体类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1006．3协作角色本体⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1016．3．1协作角色本体建构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1016．3．2协作角色本体图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1026．4小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯104第七章基于本体的CSCL协作角色分析工具的设计与开发⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1057．1工具开发的目标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1067．2系统开发流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1067．3需求分析阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1077．3．1用户需求分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1077．3．2系统功能分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯107VI 基于本体的CSCL协作角色分析及其下具开发与廊用研究7．3．3非功能性需求分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1087．3．4运行环境需求分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1097．4系统分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1097．4．1系统功能分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1097．4．2工具与CSCL支撑系统的关系描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1107．5系统设计阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯lll7．5．1系统设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1127．5．2_1：具对CSCL支撑系统流入数据的处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1137．5．3核心处理程序与数据流程的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l147．5．4协作角色类型推理流程设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l177．6本体库设计问题描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1207．7推理机描述与设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1227．7．1联系上下文“推理机”设计描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1227．7．2推理机中相关的类没计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1277．7．3推理机的包设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1357．7．4联系上下文“推理机”中关于“回答”原理设计描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1367．7．5字词处理方法一频率分析法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1437．7．6推理机问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1447．8北大汉语分词系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1447．9UI设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1457．9．1Ul的设计与描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1457．9．2UI开发使用的框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1467．9．3用户界面布局⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1467．10实现与测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1497．10．1实现与编码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1507．10．2测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1537．11结果旱现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1537．1：：，J、l{；⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1588第八章应用协作角色分析T具的准教学试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1608．1教学实验环境——基于主题式的网络协作学习活动模式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1608．2教学试验设计原则——基于角色的主题式网络协作学习活动方式⋯⋯⋯⋯⋯1618．3教学试验目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1628．4教学试验设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1628．5实验对象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1658．6实验数据分析与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1668．7实验结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1728．8，J、结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1739第九章结论、创新点与后续工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1749．1本研究的结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1749．2本研究的创新点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1749．3存在的问题与后续工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯176参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l79附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一186jg【谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．194Vn 基于本体的CSCL协作角色分析及其1：具开发与应用研究图索引图1-1研究方法图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13图1-2论文结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16图2-1NetMiner和Opus2Ntf分析数据的流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17图2-2DEGREE中本体内容和分析层关系图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。19图2—3CSCL本体详细概念图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20图2-4CSCL平台的体系结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20图2—5协作学习本体与学习目标的表示图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23图2—6TGF系统和TIA系统图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24图2-7三层协作模型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．29图2—8CSCL协同平台体系结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～3l图3—1米德象征性的相互交往理论模式图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯34图3—2协作学习教学设计过程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37图3—3活动系统组成与CSCL活动组成对照图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．39图3—4协作学习三层协作模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40图3—5次序约束图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．41图3—6两人讨论问题时的言语行为图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42图4一l本体谱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50图4—2Prot696主界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55图4—3应用Prot696建立本体的过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56图5一l基于Moodle平台的跨文化协作学习网页⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．61图5—2基于Moodle平台的协作学习情况页⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．62图5—3CSCL实验支撑平台首页⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63图5—4CSCLEP中小组讨论区角色分配与学习情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。64图5-5CSCLEP中小组成员角色分配情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．65图5—6质的研究资料分析过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67图5—7角色形成框架二维图]⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．70图5—8内在结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73图5-9外在结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73图5—10完整团体结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．73图5—11角色类型子类分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯74图5—12Web环境中的虚拟社会协作维⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一78图5-13协作组学习小组协作维⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．78图5-14角色描述框架图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯80图5-15CSCL中协作角色分类框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯89图5-16协作角色理论框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92图5-17学习个体角色扮演的作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．93图6-1成员角色变迁的四种情景图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯98图6．2协作角色类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．100图6-3用protege构建的CSCL协作角色本体类图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯101图6-4CSCL协作角色本体类的属性设置图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯102图6—5协作角色本体图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．103图7-1CSCL协作角色分析工具与CSCL实验支撑平台的总体设计思路的关系图⋯。105VIII 基于本体的CSCL协作角色分析及其I：只开发与虑Hj研究图7—2CSCL协作角色分析工具开发流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯106图7—3CSCL协作角色工具业务流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯107图7-4CSCL协作角色分析：T：具．}{j例图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯110图7—5CSCL协作角色分析工具与CSCL支撑系统的交互关系图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。lll图7—6CSCL协作角色分析1：具系统框架图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯112图7—7CSCL协作角色分析工具数据流入处理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．113图7—9CSCL实验支撑系统中协作组成员发布帖子的界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯118图7-10协作角色类型与思维支架推理流程设计图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯119图7一II知识点本体库图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯121图7—12预开发的协作角色本体库图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯121图7—13推理机组成设计图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯123图7—14推理机的执行过程设计图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯123图7一15推理机控制器数据操作流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124图7—16推理单元]：作流程设计图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯125图7一17关键词权值设置状况图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯127图7—18推理机类的设计图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯128图7—19CompException错误类型与Errors类的对照图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．130图7—20Inferable的实现流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132图7—21Controller的执行流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一134图7—22ConfPool的工作流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．134图7—23推理机的包设计图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯135图7-24关键字树及其关联强度计算例图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142图7—25UI页面主要设计的图示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯145图7—26MVC工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．146图7—28CSCL协作角色分析』=具主页⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯148图7-29CSCL协作角色分析T具的界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。148图7-30Java的编译和运行流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．149图7—31JSP工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯150图7—32CSCL协作角色分析工具工作界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。154图7—33用测试数据得出的CSCL协作角色分析工具运行理想结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．155图7．34用实际数据得出的CSCL协作角色分析工具运行结果1．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一157图7．35用实际数据得出的CSCL协作角色分析j1：具运行结果2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．158图8—1基于角色的主题式网络协作学习教学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．161图8—2基于角色的主题式网络协作学习教学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．162图8_3两个协作小组中学习个体的角色分配情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。164图8-4教学实验活动设计图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．165图8—5协作学习小组在协商讨论活动中的讨论线程数目和帖子总数的统计柱状图．167图8-6协作小组在整个学习过程中协商讨论的内容的分析柱状图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．167图8—7发布帖子的数量在协作学习生命周期中的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．168图8—8协作组成员协商讨论知识互动网络社群图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．169图8-9协作组成员“发布一阅读帖子”知识互动网络社群图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯169图8一lO爱上PPP讨论协作组中角色被扮演情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯170图8—11PPP讨论协作组中各成员的角色扮演情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17lIX 基丁本体的CSCL协作角色分析及其『：具开发与应用研究表索引表2-1协作学习过程中学习者的行为和角色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22表5—1角色分类表格⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯70表5-2协作角色分类型列表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯84表5-3CSCL中协作角色话语类型与特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一90表5-4关于CSCL影响要素的调奄问卷统计结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．94表7—1]：具设计数据流程图中的缩略字意义与说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．117表7—2CSCL中互动内容分析的维度与部分句首引导语编码框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯118表7—3数据存储区数据表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．125表7—4外部资源接口的树状结构模型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．126表7-5配置池存储结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．127表7—6推理机内部使Hj各种命令列表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一129表7-7推理机返同的具体错误类型一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．129表7—8各种异常Code代表的错误类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯130表7—9InferMachine的API及其返同的Errors类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。131表7一10Dataable功能一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一13l表7一llInferable功能一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132表7—12Foreignable功能一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯133表7—13关键字树keywordsTree函数没置一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．133表7—14Controller提供的方法一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～134表7—15权值取值与计算示例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯137表7—16对联系强度的干扰情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯138表7—17联系强度计算方法与其抛物线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯139表7一18计算[联系强度]和[联系强度：Ic相似强度]⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．140表8-1协作小组的学习任务分配表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一163表8-2协作学习小组在协商讨论学习活动中的数据统计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．166表8-3各协作组成员的角色扮演情况一览表(注：表中的数字均为％制)⋯⋯⋯⋯⋯．172附表0一l汉语文本词性标注标记集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．186X 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具JF发与应用研究1．1研究问题背景第一章绪论科技的迅速翻新，产生很多支持学习的可能性(affordance)n3，特别是透过网络使得学习成为一种深具社会性的活动，CSCL正是在这样的氛围下开展出新的典范与学习领域。区别于传统看待个人为学习单位，CSCL的研究因为学习环境的转变，增加其研究复杂性的挑战。网络跨越时间与空间的限制，使得人们可以轻易共享彼此的观点，多对多的互动方式，也增加彼此脑力激荡与批判的深度与广度，因此协作学习中的协作与知识建构与教室里面对面的互动，有着不同的展现方式。-+1．1．1协作学习协作学习(CL)是20世纪70年代初兴起于美国，并在70年代中期至80年代中期取得实质性进展的一种教学理论与策略。随着人们对教育和学习内涵的理解不断深入，协作学习受到越来越广泛的重视，学会协作已成为21世纪教。育的四大支柱之一。皮亚杰心3指出，协作学习在儿童认知发展建构中是一种主要的方式。其理论同其他流行的学习理论在强调协作重要性方面是一致的(如阳1Vygotsky1978，fox＆Karen，Thomas＆Funaro1990)。认为不同个体之间的相互作用活动应该是平等的，如成人与儿童之间、教师与学生之间的活动，开始时儿童或学生的活动可能是受控制的，但当他们具备了一定的背景知识后，与成人或教师之间的平等协商、对话、讲座将更有利于他们形成良好的认知结构并加深对认知内容的认识。皮亚杰乜3的认知发展观来看协作学习对于促进学习个体的特性发展提供了广阔的场所，为学习个体创造性思维的发展提供了广阔而丰富的空间。皮亚杰指出，协作学习在认知建构发展中扮演了一个很重要的角色。在协作学习中，学习者对自己的学习行为负责，80％的学习者能进行自我批评(反馈)，I 基于本体的CSCL协作角色分析及其一I：具开发与席用研究而非协作学习中只有20％的学习者会有自我反馈行为。协作学习中学习者的角色并不是单一的，这对于增加学习者的社会角色体验大有益处。如何处理好协作学习过程中与伙伴的关系，如何及时地从教师那里、协作伙伴那里得到帮助，如何对他人的工作给予肯定和评判，如何看待权威等等，在学习者协作学习过程中，这些问题会自然而然地得到解决，而学生的协作能力、批判思维能力会潜移默化地提高。维果斯基的社会文化理论。”中对于协作学习的研究重点集中社会交互与个体认知改变之间的因果关系上。即学习者在解决问题的过程中，会运用事先同学习伙伴在协作学习过程中所积累的经验与技巧。它的主要论点是强调人类发展的社会文化基础和用丰富的途径理解人类产品所扮演的集成角色。赵建华、李克东教授H1认为协作学习是一种通过小组或团队的形式组织学生进行学习的一种策略。小组成员的协同工作是实现班级学习目标的有机组成部分，小组协作活动中的个体可以将其在学习过程中探索、发现的信息和学习材料与小组中的其他成员共享，甚至可以同其他组或全班同学共享。在此过程中，学生之问为了达到小组学习目标，个体之间采用对话、商讨、争论等形式对问题进行充分论证，以形成共识，并分享学习成果，以期达到学习目标的途径。这个观点说明了协作学习是一种有效的学习策略，注重学习个体的协作和协作的完成。说明了个体及其协作是知识建构的途径，即人类活动的结果成为知识建构的途径和工具。在协作学习过程中，协作小组成员所扮演的角色可以互相转换。通过角色扮演(如学习指导者或学习者)，学习者对问题的理解将会有新的体会。角色扮演的成功将会增加学习者的成就感和责任感，并可以激发学习者掌握知识的兴趣与积极性。由此可见，在协作过程中，是以不同个体组成的学习群体通过各类形式的交互活动形式完成对所学知识的意义建构。在协作的交互过程中，个体所扮演的角色会影响到协作过程的完成。2 基丁本体的CSCL协作角色分析及其I：具开发与廊Hj研究1．2计算机支持的协作学习计算机支持的协作学习(CSCL)睛3是指利用计算机技术(尤其是多媒体和网络技术)来辅助和支持协作学习。可以看成是CL与CSCW(ComputerSupportedCollaborativeWork)的汇合，也是一个多学科(计算机科学、教育学、心理学等)的交叉研究领域。Koschmann∞1认为CSCL是教育技术研究领域中的一种新兴模式。与其他学习模式相比，在学习教育、研究方法和研究问题等方面具有非常大的不同。他在1996年的论文中指出“CSCL研究倾向于描述性而非实验性”，“研究主体的兴趣来自参加人员对过程理解的不同观点”。Koschmann在CSCL2002大会上提出，CSCL所关心的主要是：意义和在共同活动环境中意义形成的实践以及通过构思作品为媒介的实践方法。CSCL的核心在于它所依据的学习理论是社会建构主义、情境认知等。相应地，它把学习看成是“使学习者成为知识共同体成员的文化重构(reculturative)过程"，强调社会性学习，即通过学习者之间交互作用和协作效应，不仅促进知识的建构，更重要的是使学习者融入到这个共同体，成为其中一≯员。学习意义不仅存在于知识结果中，更重要在于这个“文化重构”的社会性发展过程中。．；这说明了CSCL的目标是为了支持协作学习，达到知识意义建构的目的，需解决两个问题：第一，CSCL需要探讨协作学习中学习者的理解情况。协作学习是以小组形式出现，个体在小组中对知识的掌握和与他人交互的情况将影响小组的学习效果，探讨、解释主体所具有的观点和行为，能够更好的形成小组，促进小组之问的互动和协作。第二，因为社会性以个体活动为基础，CSCL的理论基础需解释什么样的个体活动具有社会性。个体对知识、技能或者态度的获取在小组交互过程中的发生才能促进其在共同活动环境(例如虚拟学习社区)对知识的意义建构，并共享建构的成果，达到协作学习的目的。随着互联网技术的发展，Web环境下的协作学习口3已成为CSCL的一种主要的 基丁本体的CSCL协作角色分析及其I：具，r发与应用研究应用，是以计算机提供沟通中介和对学习主体之间有效交流的支持来促进协作活动，以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程，从而促进对知识的共建和共．．L孚。因此，设计有效的支持工具和策略来分析、理解协作团体中成员之问如何进行相互交互和协作的内部机制和原理，成为CSCL的研究热点之一，并利用研究的结果来进一步支持(共享与重用)更有效的协作学习。更加以过程为中心的转变需要新的工具去分析和模拟互动。1．2．1计算机支持的协作学习中的角色CSCL是一门人类科学，探讨的是对主体所具有的观点和行为的解释晴1。在CSCL早期的研究中，主要探索个人在团体旱如何活动。70年代和80年代早期，认知被看作是个人处理信息的产物，团体互动的情境被当作个人活动的背景而不是研究的重点。后来，研究焦点转移到协作团体社会建构的互动特质上。研究人员控制若干独立变量，如团体的大小，组成，任务的性质，沟通中介等，了解这些变量在协调交流中起的作用。这些研究都基于对CSCL中的主体——协作角色的研究。在网络协作学习环境中，个体与其伙伴的积极参与和协作建构构成了协作学习的支柱。许多教育心理研究者曾对这个问题进行了研究，证明了在协作过程中n1，伙伴们积极努力以成功获得协作学习的成就，并借此提高比其他伙伴取得更好效果的协作者的社会地位。说明了有效的协作需要协作伙伴之间进行恰当的配对。Rogoff阳1通过设计“成人一儿章”，“儿童一儿童”在协作学习中的实验获得，前者所取得的成果优于后者，并找到了解释这些变化的中间变量。说明作为一个协作学习环境应包括确认伙伴的适应性机制。0’Malleyn们强调为伙伴选择角色的重要性。她认为建构协作仅发生在伙伴们扮演恰当角色的情况下。例如，在协作群体交互中，谈论较多的伙伴应该扮演任务实干者的角色，其他伙伴则成为观察者，以对情境进行监督。为此，研究者们对于CSCL协作环境中的协作角色进行了分类研究，研究不同的学习个体在协作学习环境中应扮演哪种角色，促使协作交互的有效进行，4 摹丁．本体的CSCL协作角色分析及其丁具开发与应用研究的意义建构。作学习环境中，个体伙伴所承担的子目标是对总目标进行分解，并且定的领域中自然地和直接地为伙伴们指派某些适用的角色。Blaye⋯3决某个协作问题的基础上，从社会心理学的角度设计了解决问题执行对问题解决进行观察和评论的反思者角色。GalliersD胡也曾提出一种模拟协作角色的形式化途径以求用框架的形式来表示协作过程中的冲。McCallar¨31指出通常情况下，某协作学习环境可以具有以下角色，解、定义、批判、构思、回顾和参考。在理想情况下，设计系统应包色的各种伙伴关系模型。怀教授随1从教育心理学和社会心理学的角度描述和分析CSCL中协作组性，研究了影响协作个体的智力因素和非智力因素共五个指标，形成适应不同协作情境的七种协作组组员关系图。其主要目的是为了研究个体的哪≯些因素与协作学习之间的想到影响。以上对于角色的研究属于基于理论的基础，这些研究缺少了对协作过程中：的角色语义定义，即缺少在不同的协作环境中能够用与重复共享的机制。使用技术来支持协作学习过程中的角色研究和应用就更复杂得多。Kumar(1992)n钔在研究智能协作教学系统的过程中，以所讲授的课题知识为前提，模拟伙伴的学科知识和协作过程，提出了覆盖模型、偏差模型、生成模型和协作模型等四种协作学生模型。这些模型中，由于协作要素如冲突的识别、冲突的解决、角色扮演和协作交流等的模拟，不仅依赖于学科内容，还同其他学习者的学科知识有关，采用覆盖或偏差模型不能有效地表示。何克抗、李秀兰n卅认为认知型学生模型的建立，需要先解决如何表征认知能力的问题外，还需进一步解决认知能力的定量评估和测量问题。赵建华教授在其《计算机支持的协作学习》一书中提到构建网络学习社区学生们的角色，指出学生们在网络学习社区中主要承担的四种角色：提案者；反对者；监督者和概括者H1。但是，这种角色的扮演建立在学生对于学习策略具有一定的运用能力的基础上，学习需要经过一个比较长的周期。所以，选择正确的方法和先进的技术来定义协作过程中小组及其成员的角 基于本体的CSCL协作角色分析及其I：具开发与应用研究色，设计合适的系统来呈现角色在协作学习过程的J下确身份，为促进协作学习过程的意义建构是非常重要和必要的。1．2．2基于主题式的网络协作学习活动模式中的角色主题式学习是指学生围绕一个或多个经过结构化的主题进行学习的一种学习方式。在这种学习方式中，“主题”成为学习的核心，围绕该主题的结构化内容成了学习的主要对象。主题式学习具有主题集中，组织结构良好，利于探究的特点。在主题式学习中，由于学习内容是按照“主题”的方式进行组织的，同时主题又是经过“结构化”处理的，学生要学习的内容集中、有序，同时由于整个学习内容的组织是围绕“主题"展开的，利于资源的拓展和扩充，在学习内容的“质"和“量”上对学生的学习提供支持。另一方面，可以通过“主题”的属性，体现教学同“社会、自然、生活’’的联系，可以选择一些同自然，社会，生活相接近，学生又很感兴趣的主题，让学生来进行学习，培养学生的实践能力。在基于主题式的协作学习环境中，学习参与者在网络计算机环境的支持下共同面对同一问题。利用通讯窗口(如聊天软件)，协作学习者之间可以相互发送建议、行动变更时的忠告、关于合作伙伴行动的评论等。协作者工作在互惠互利的教学模式和竞争方式下，协作学习的参与者都有可能成为其他学习伙伴解决问题的指导者。由于协作成员在一起共同学习，形成学习团队。团队中成员的角色可以有：保证团队目标实现的管理者、发布团队解决问题结果的发言人、对队员的正确行为进行确认的激励者、对队员的回答进行确认的评核者、记录答案和队员意见的记录员、擅长表演与展示的“艺术家"、向班级的其他同学解释本组问题解决答案的展示者等，其中重要的角色有管理者、评核者和记录员，他们是一个团队具有的三个主要组成人员。由于受团队人数的限制，一个成员经常同时担任几种角色n6l。因此，参与者之间角色关系以及协作的程度在此环境中将起到主要的作用。由于参与者角色目标之间存在的复杂关系，使参与者之间的相互作用呈现各种不同的性质。一般来说，针对某一目标，参与者之体的相互作用可分为有益的6 基丁本体的CSCL协作角色分析及其-1j具开发与应心研究相互作用和有害的相互作用。有益的相互作用是指参与者之间的交互有益于目标的完成；有害的相互作用指参与者之间的交互有损于目标的完成。如何分析此环境中协作角色的分布情况，了解他们的协作情况，使协作更利于学习目标的完成，就成为基于主题式的网络协作活动模式的研究的重点之一。1．3研究问题的提出I．3．1研究范围的界定在学习领域中，有许多致力于CSCL研究的团队，使用不同的概念来研究网络协作学习，比较著名的有加拿大多伦多大学Bereiter和Scardamalia所领导的KF团队；美国印第安纳大学Barab等人的e-ILF团队；美国柏克莱大学MarciaLinn为首的WISE团队；以及卓克索大学的VMT团队。从这四个主要团体在CSCL不同方面的研究来看，可将CSCL的研究切割成以下几个维度：包括协作过程控铝Ik协作任务、协作理论、协作发生的脉络、参与者类型、参与者的角色扮演、协作领域、协作支架机制⋯⋯等，而这些研究的共同目的是探究如何促成团体学习的有效性。为此，需要更多实证性的研究，更细致的去看学习者互动建构过程。按照Kumarn钔的观点，关于协作学习的研究可以分为七个不同的维度，即协作交互控制、协作学习的任务、同协同有关的学习理论、协作学习环境的设计、伙伴的角色、协作的领域和教育／辅导方法论。黄荣怀教授也曾在其《关于教育技术学领域中的若干关键技术》n刚一文中讲到：目前在CSCL领域中，小组成员间互动分析技术主要集中在探讨以下四个方面的问题：(1)成员个体和小组整体的知识结构变化；(2)小组内社交关系网络的形成；(3)协同知识建构过程的互动结构；(4)互动过程中的情感水平和认知加工水平。这些问题的解决有助于智能交互支持系统的设计与开发，以保证高质量的意义协商、相互教导和小组协作。可见，CSCL协作过程中的角色、角色互动与伙伴结构的分析是协作学习的研究热点之一。基于以上文献资料与本体论学习的基础上，现将研究的范围界定于基于主题式的网络协作学习模式下，研究一个4—6个学习个体组成的协作学习小组为7 基于本体的CSCL协作角色分析及其1：具开发与应用研究完成已确定的学习目标或学习主题，如何进行角色的扮演和活动的情况，以及通过个案分析学习个体所扮演的4种协作角色的特征基础上，用本体进行协作角色定义，进一步确定协作角色分析工具开发的可能性和过程。本研究不考虑其他情境下的协作学习活动，及学习个体在这些协作学习情境中所扮演的角色情况。1．3．2研究问题的提出在对与CSCL协作学习活动有关的文献资料的阅读研究基础上发现，对于协作角色方面的研究存在着若干的问题。总得来说，可以分为以下四个方面：(1)缺少一个与CSCL协作学习活动对应的分析学习个体角色类型的机制在CSCL的小组协作交互活动过程中，协作学习并不总是对于每一个在学习小组中的学习者起到有效的作用。教育研究者认为：在协作学习过程中，有必要让每一个学习者轮流扮演某个角色，如：指导者、被指导者、助手等等，激发学习者的主动性，发挥优势。但是，从文献资料的分析中可以看到，不同的研究学者对协作学习者的角色有不同的定义。即使从中提炼出来的几种协作学习伙伴类型，也不能有效地运用于变化的协作学习过程中，因为，协作小组成员间的互动关系处于动态的变化n引，使到协作的角色也是动态的。因此，在分析协作小组成员的交互动态性之外，需要有一种能分析协作角色的基本理论框架，而这框架是基于角色客观存在于动态协作过程的基础上，从中抽取出角色在协作互动过程中的本质特征来获取的。(2)角色类型如何达到共享复用的目的很多协作伙伴模型是基于对不同的协作学习过程的研究而进行定义的，要使用哪一种伙伴模型，需要协作学习的指导者先根据协作的需要进行选定和再设计，影响了协作学习的收敛有效性。对于其他教学者来说，只能借鉴其他人对协作角色运用的经验，而不能共享复用同一种协作角色模型。如果有一套基于语义上的协作角色系统概念，就能以共享为目的，使所有教育者在协作角色上达到共同的理解，并重复应用这种模式。有许多研究者了解到本体作为对某一特定领域的概念化的明确表示和描8 基丁本体的CSCL协作角色分析及其．r具开发与应用研究述，可以为协作学习提供角色上的本体建构。使用本体来建构协作学习过程中的角色，使大家能共同理解，达到共享与复用协作角色的目的就成为研究的必然。(3)缺少一套有效分析协作角色的方法与技术在CSCL教学实践过程中，学习个体除了进行主动学习外，还需要与其他协作组成员(协作伙伴)进行积极的互动，分享他们的知识，发展其所有的技能。协作学习的有效性主要取决于学习者在通过协作学习的过程中与其他学习者的互动，即学习者在他(她)所在的协作学习过程扮演的是什么样的角色。另外，协作学习个体之问的关系，当作用于协作组中，他们之间的知识水平和认知程度也将关系到他们在协作组中发挥的程度。如果学习者所执行的角色，并不适合他(她)的知识水平或认知程度，他(她)在协作组中的努力将是徒劳的。在设计相关的协作学习过程中，除了要考虑到学习者的学习领域、背景经验和善自身条件外，需要考虑学习个体在协作学习过程中被分配的角色和分配方法对于该协作过程的影响，还可以考虑学习个体之间的关系。也就是说，需要有一之种方法或技术来分析协作角色在形成协作组上的规则，为其他协作学习设计者、教育者，或者为该协作组的再学习提供参考。从文献资料的情况来看，不同的教育者从社会心理学、教育心理学和认知结构方面分析了学习个体在协作过程的角色扮演情况，并建立适应不同协作情况的协作伙伴模型。但是目前还缺少一种基于语义上的协作角色的方法与技术。(4)缺少可视化的协作角色实时分布状况的工具现有不少工具可以支持CSCL的协作学习过程，运用这些工具可以对CSCL的不同方面进行操作与监测，如利用Blackboard，Moodle，Wiki等平台来进行CSCL的教学实践和记录教学的过程与资料；运用社会网络分析技术分析CSCL中协作组成员之间的互动情况乜¨；运用话语分析方法来研究CSCL中的知识意义建构；应用本体分析方法来研究CSCL的活动状况，进行CSCL活动本体建构乜幻等。但对于CSCL协作角色的研究却不多，日本大阪大学Koji(古畸晃司)等人是开展这一方面研究的排头兵。他们根据协作学习的目标利用语义网上的角色9 基于本体的csCL协作角色分析及其T具开发与应用研究本体定义了CSCL的角色与角色之间的关系本体，并开发了一个可编辑本体的工具：HOZO，为CSCL的协作组形成提供了本体上的帮助。在CSCL教学实验中，协作学习过程中会产生很多共享的学习资源，数百条的协作、讨论语句，教师手工收集和处理这些内容的工作量极其之大，而且要从这些资料中分析出学习者在此过程中的角色是否产生了变化是极为复杂的。开发一个工具来发现学习者之间的互动与协作角色的分布状况就很有必要。这个工具设计与开发需要运用什么算法和技术(如本体支持、编辑技术和数据库等)来呈现协作角色的分布状况，使研究者能高效率地看到学习者在协作过程中的互动情况，学生能了解到自己扮演的角色情况等，就成为亟需解决的问题。1．4研究目标本研究的目标是开发一个CSCL支持服务工具，用来监测学习者加入到一个协作小组时的角色扮演情况，为协作学习小组的正确形成，协作互动过程的有效进行，提供理论依据与实际的帮助。也可以监测和支持协作学习过程的动态变化。具体目标可以分为以下三步：(1)建立一个CSCL协作角色的理论模型框架在形成协作组时，学习并不是一次完成，它是一个可持续发展的过程，要在适当情况下形成协作小组，并为协作小组内的学习个体与协作组之间建立适当的学习目标。除了考虑学习个体的认知结构外，还要考虑对已形成的协作小组中协作角色进行随时的调整，为组成有效的协作组，提供理论模型框架，确保学习的有效收敛性。通过对基于主题式的协作学习活动中的协作交流的语义表示进行研究。用协作交流三层模型瞳33对学习中基于问题／主题的协作小组成员之间协作交流进行描述的基础上，用统一言语行为理论对发生在小组成员之间的问题讨论过程进行分析。根据分析结果，提出用本体解决人与人讨论时的明确表达。(2)构建一个协作角色本体通过对本体的发展、概念、应用、定义、编辑、与CSCL的关系等方面的分析，提出用本体描述逻辑表达来解决角色协作过程中协作角色的自动分类问题。lO 摹于本体的CSCL协作角色分析及其一r具开发与应Hj研究通过采用模型理论，以本体概念的解释是否可满足为基础，研究了描述逻辑中概念的自动分类，并给出了将描述逻辑本体转换为框架表示的算法。建立一个基于语义网上的协作角色本体。利用基于角色的本体与协作小组的会话分析机制，提取并计算关键词与协作角色之问的关联强度系数，来定义协作组内不同的协作角色类型。另外，考虑在其他环境下，该角色本体可以共享与重复运用。(3)开发一个可视化的基于本体的CSCL协作角色分析工具利用该工具，可以观察到在一阶段的协作互动之后，协作组各成员的角色分布状况，确定是否达到协作组的学习目标用角色扮演比例分布图直观地呈现出来，分析学习者之间在协作组中的互动状况，及时修改协作组的人员安排与组结构的情况，促进形成理想的协作互动小组。(4)进行相关的教学实验，以验证工具的可用性和实用性，并分析出能为指导协作学习小组学习的参考数据。繁1．5研究意义角色研究历来是CSCL的研究者们关注的热点n们，比如：研究角色问的互动情况，CSCL活动，CSCL的会话意义建构等。这些都离不开学习个体在CSCL罩的角色扮演情况。本研究将从CSCL协作角色的角度，从理论、方法、技术与实践等方面进行研究，期望从研究中求解协作方案、确定完成协作学习任务所需的角色、角色的相关性质以及各角色之间的依赖关系。其意义有：(1)为CSCL协作学习过程中的小组交互与协作意义建构提供一个基于角色的协作角色理论框架，丰富CSCL的理论研究。(2)利用本体与其他相关技术，构建一个可共享与复用的CSCL协作角色本体，为CSCL中的形成性评价理论添砖加瓦。(3)研发一个可视化的基于Web的CSCL协作角色分析工具，为CSCL的协作学习过程中小组形成提供角色方面参考依据，支持CSCL研究人员的实验工作，进一步改善协作学习过程，达到协作学习有效收敛性。(4)进行相关的教学试验，进一步验证该工具的可用性、适用性。验证协作角色本体在不同CSCL协作学习过程中的可共享性和可重用性。提炼出协作角 基丁．本体的CSCL协作角色分析及其丁具开发与应用研究色理论框架和工具对于基于Web的CSCL学习活动的有效参考、指导作用，并将实验结论推广到其他网络协作学习的教学活动中去。1．6相关概念界定·学习个体：指参加到协作学习中的学习者。有时也称“学习者”。·协作组：协作组是指为了一个共同的学习目标面组织在一起参与协作学习的一个集体，有时也称“协作学习小组’’或简称为“小组”。●协作角色：角色是指具有一定职责和能力的抽象实体。协作角色是指学习个体在协作学习小组中承担一定的职位，有时也称“小组角色”。在CSCL中存在不同的角色可作为研究的对象，如计算机的角色，教师的角色和学习个体的角色。本课题在这里主要关注学习个体在计算机支持的协作学习过程中的角色，又指基于本体定义的不同协作角色类型。·本体：是一种对共享的概念化的形式化明确说明，也是一种概念逻辑推理的过程。本研究主要运用本体的逻辑推理功能完成协作角色本体的建构和话语关键词与角色之间的逻辑匹配。·协作角色本体：指通过本体的建构方法获得的由．XML构成的表示协作角色类别的本体，在本研究中有时也指协作角色本体库。●角色分析：即个体的结构职位，是指分析出有若干结构职位的成员，并找出它们之间相互的关系。其目的是分析出一群人与另外一群人的关系。·协作角色分析工具：根据协作角色本体，用Java开发的可以分析协作组各个成员的角色扮演百分比，也可以呈现一个角色被某个协作组成员所扮演的百分比。目前，开发了分析4种基本角色的功能。在本论文中，有时简称为工具。·共构：指协作学习小组在协作学习活动中进行中共同的知识建构1．7研究方法如图l_l所示：本课题的研究方法主要分为3部分：12 慕丁．本体的CSCL协作角色分析及其jI：具开发与应用研究图卜l研冗方法图(1)“CSCL协作角色理论框架"研究内容采用的研究方法：·文献研究法：搜集、鉴别、整理相关文献，并通过对文献的研究形成对小组成员间伙伴关系和角色的类型和特征的科学认识，了解合作交流三层模型的内容，提出研究课题，并进行文献综述。·质的研究方法——逻辑分析法：使用逻辑分析中的归纳法、综合法和类比法从文献与案例中分析基于主题式网络协作学习活动模式中学习个体所扮演的角色的活动特征，了解学习个体进行协作交流时的主要的角色分布状况，形成有关协作角色的分类、特征、分析模型和分析流程的理论框架。 基丁：本体的CSCL协作角色分析及其丁具开发与应用研究●问卷调查法：问卷调查法是通过问卷的形式以获得被调查人对所问事情的认知程度。通过问卷调查可以了解被调查事情或人的情况、态度与想法。本研究运用问卷调查法来确定调查人对理论框架提出的意见和认可程度。●模型化方法：使用适当的数学模型来表示协作角色本体，并用本体编辑工具进行编辑。形成XML本体语言。(2)CSCL协作角色分析工具的设计与开发·模型化方法：使用软件工程中的UML软件建模的方法建立CSCL协作角色分析工具的软件模型，提高系统平台开发的效率和质量。●开发性研究方法：以逻辑分析法获取的理论框架和已进行的教学实验为基础，提出基于角色的主题式网络协作学习模式，协助设计、开发分析工具，解决CSCL中协作的理论和教学实践问题。(3)教学试验应用·结构化参与观察法：详细设计参与观察的内容、程序、记录方法，以教师或辅导教师的身份参与实验中的协作学习活动，记录学生协商讨论协作学习活动中的交互关系。●逻辑分析法：主要利用逻辑分析中的比较法、归纳法和综合法，总结小组内协作角色在协作学习活动中的变化情况。另外，在协作角色本体建构方面，也需要采用科学的研究方法才能进行，主要有：●内容分析法：分析不同的协作学习讨论与交流资料，找出相关的关键词，为协作角色的形成提供语义支持。·逻辑分析法：使用逻辑分析中的归纳法进行归纳，形成对协作角色本体建构的三元数组定义，并建立逻辑本体框架图。1．8论文的结构本论文包括八个章节，主要内容体系如图卜2所示：第一章绪论，分析CSCL领域中协作学习小组中学习个体角色的研究背景，提出发现的研究问题和本文研究目标，总结研究的意义，界定本研究中使用的14 基于本体的CscL协作角色分析及其F具开发与应用研究一些关键术语和重要概念。最后介绍了本研究所采用的研究方法。第二章分析国内外相关研究的现状。主要了解他们在CSCL角色中的研究现状，采用本体方法解决了CSCL中的什么问题，重点观察他们运用本体方法解决基于角色的CSCL交互方面的方法、过程、技术和研究成果。进行经验总结并从中获得启发。第三章为本研究所需的理论基础。介绍了本研究所需的基础理论，包括社会心理学的角色理论、社会教育学的角色理论、学习理论、知识建构理论和活动理论等。探讨这些基础理论与CSCL的关系和对CSCL角色的支持。第四章是在第三章的基础上，介绍本研究采用的本体方法，包括本体的起源与定义，应用与发展，编辑工具等。其中重点介绍了如何进行本体定义和本体建构的方法。第五章提出CSCL中的协作角色理论框架。其中包括：基于主题式的网络协作学习环境中角色形成的条件框架、协作角色的类型、基于对话与互动内容的协作角色领域分类。第六章按照协作角色理论框架，用prot696工具进行协作角色的本体定义和建构。第七章主要介绍了CSCL协作角色分析工具的研发过程。CSCL协作角色分。析工具是CSCL实验支撑平台(CSCLEP)的功能扩展的一部分。这一章主要从扩展的需求出发，进一步介绍了工具的设计与开发过程，重点介绍了内部推理机的设计与开发。第八章介绍了本研究采用的准教学实验。由于协作角色分析工具只能完成4种基本角色的分析，CSCLEP中输送过来的原数据在工具中能分析出所有的角色。需要有一个经过设计的准教学实验来完成对工具的测试。本章主要介绍了该准教学实验的开展，主要包括这次实验的目的、实验的设计、实验对象、数据的统计与分析，并总结出实验结论。第九章总结了本研究的结论和创新点，并针对研究中的不足和存在的问题，提出今后进一步的研究目标与方向。 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究学习理论。图卜2论文结构图16／[圃2，匦、囵圃 大学的沟口理一郎(RiichiroMizoguchi)带领下的古崎晃司(KoujiKozaki)等人。下面，主要介绍这三个典型研究。2．1．1RenvenAviv博士的研究以色列开放大学ReuvenAviv博士在基于Wasserman、Gunawardena和Burr等的研究提出“协作组的内聚力和角色结构是决定知识建构过程的因素乜51。’’他利用社会网络分析工具NetMiner的SNA，开设两个在线讨论区在以色列开放大学的“商业道理"网络课程中进行教学实验。分析了在线讨论区中协作区学习小组的群组内聚力和角色情况。ReuvenAviv博士利用在线讨论区的原始数据，如图2-I所示，结合自己开发的Opus2Nft数据转换程序，将成员之间因回复帖子而建立的互动关系转化为社群矩阵(邻接矩阵)，再运行NetMiner转化为社群矩阵，从而分析了协作中的角色和角色凝聚子群情况。臣巫卜叵}(三，≤匦了固。图2-1NetMiner和Opus2Ntf分析数据的流程从进行的教学实验分析，ReuvenAviv博士得出其研究结论：①在结构性设 基丁本体的CSCL协作角色分析及其1：具，r发与应用研究计的在线讨论区中，知识建构的过程达到高阶思维阶段，学生承担了联络员和促进者的角色，学生所在的学习群体形成高内聚力的凝聚子群，教师具有比较小的中心性。②在非结构性设计的在线讨论社区中，知识建构的过程处在较低的认知活动阶段，大多数学生扮演了被动的教师跟随者的角色，学生所在学习群体具有较低的内聚力。③良好结构性设计的在线讨论区能使其成员组成的社会网络具备明显的内聚力、角色和权力结构，从而使知识建构的过程达到高阶思维的水平。ReuvenAviv博士对于协作组的内聚力和角色分析，提供了分析协作学习小组互协作过程的一种方法，利用SNA(社会网络分析)方法可以分析协作小组内学习个体的互动情况。通过协作学习小组的互动情况可以了解到协作个体在协作学习过程中如何去扮演协作角色，促进协作学习的过程。该研究虽然提出了用社会网络工具分析协作学习过程中的角色扮演情况，但没有提出在协作过程中可以扮演的角色的类别，以及这些角色的变化情况。对本研究的意义：ReuvenAviv博士的研究证明了在CSCL活动的协作过程中，角色研究的必要性。通过分析协作过程中的角色，可以分析协作交互的效果。2．1．2Barros的研究与启示西班牙Ciudad大学的Barros和Verdejo一直从事CSCL的研究犯6|。主要研究CSCL的协作过程，2000年提出一个互动协作过程的管理框架，区分了不同的交互协作分析的层次，定义了一系列代表交互协作的属性心列。他们致力于分析协作与建构CSCL环境本体的研究，开发了一个基于本体的协作分析平台DEGREE。该平台利用本体库中的CSCL活动因素概念，为用户提供了通用的和灵活的自由设计协作学习的方法。Barros团队的基于本体的建构CSCL协作分析平台的研究是结合社会文化与认知的理论上，以活动理论为基础，提出一个用于识别和代表个体和个体所涉及的要素间的共同任务。如图2-2所示。他们认为，学习的完成需要依靠群组的力量，可以设计一种协作结构和工具，来考虑所有学习参与个体和对学习的影响的①所有因素，并确立各因素之间的关系，确立符合学习目标的任务，分配角色①Barros：从其个人网站的时间来看，研究开始时问为199418 基丁本体的CSCL协作角色分析及其l：具开发与应用研究能达成的任务和目标责任。而这，需要建立在协作学习的经验上。图2—2DEGREE中本体内容和分析层关系图Barros等提出了CSCL本体的概念，其中包含了几个基本本体：“Learninggoal(学习目标)本体”，“OGFgoal(OGF目标)本体’’，“OGfroles(OGF角色)本体’’和“tutoringaction(辅导行动／活动)本体"∞3。其中，“OGF角色本体”定义的是指学习者在不同的CSCL协作学习过程中依据活动理论设置的“分工"。这些角色是由OGF系统指定的，以形成协作小组和学习者完成的小组学习活动。如图2—3所示，CSCL本体定义了协作学习经验和分析协作学习过程和结果的方法，为协作学习小组制定并界定相关的学习经验。Barros把重点放在CSCL活动与活动理论框架之间的关系上。按照活动理论(AT)的各要素，定义了一个协作活动所需的要素：如工具(T001)，规则(Rules)，分工(Divisionoflabour)，社区(community)，主体(Subject)，客体(Oubject)目标(Objective)及结果(Outcome)等本体概念。其中，角色概念是活动理论中关键的本体概念，19 定义了在特定理论语境中谁或什么可以扮演的角色，诸如主体的角色，学习小组作为社区的角色，文化产物(artefacts)作为工具的角色等。图2-3CSCL本体详细概念图CSCL本体在系统结构中分为两层，如图2—4所示：基本层CSCL本体和分析层CSCL本体。基本层CSCL本体是CSCL协作学习(理论框架)和协作系统(应用框架)之间的桥梁。利用这个桥梁有助于分析协作学习过程所需的要素和数据。分析层CSCL本体用来收集它们之间本体内容的关系。图2-4CSCL平台的体系结构20析结果 基于本体的CSCL协作角色分析及其I：具开发与应用研究DEGREE系统是基于协作本体的基础上实现的，能使用户在图形化、可视化的界面基于可理解的共享概念上自由创立CSCL协作学习过程，即根据学习者的现有学习经验创建协作学习环境。平台还支持不同学习群体问的知识共享，学习者可以通过平台进行通信和合作。在协作学习完成后，平台可以帮助教学研究人员对协作学习过程和结果进行分析，促进协作学习的更有效性。Barros团队的研究不足是：只是将“学习目标”作为CSCL本体的主体进行，忽略了学习个体也是学习主导者的特点，没有将角色放到本体的研究中。对本研究的意义：Barros团队的研究是应用本体来定义CSCL整个过程活动，为研究学习个体在不同的CSCL情境中的活动提供了可共享与复用的语义表示。说明本体技术对分析CSCL活动的可操作性，为研究基于主题式的网络协作学习活动中的角色进行本体建构提供了支持。2．1．3日本大阪大学的研究与对本研究的启示日本大阪大学∞的RiichiroMizoguchi(沟口理一郎)，KoujiKozaki(古崎晃司)等人在2000年以来致力于基于本体的CSCL协作研究。目标是在支持复杂的协作学习教学设计过程中，通过学习理论，运用本体对协作学习进行教学设计，分析和评估，建立了基于教学设计的协作学习本体论，制定了基于本体论的协作学习模式，奠定了基于本体论的模型基础。开发了两个系统以支持协作学习的教学设计过程：协作学习形成支持系统和互动分析支持系统。其对基于本体的CSCL协作过程研究主要有以下的内容：(1)基于角色的协作学习本体建构研究协作学习本体(CollaborativeLearningOntology)的建构是根据对协作学习的教学设计过程的分析、学习共同体的发展、成员之间的交互和成员的教育成效收益这些现象里抽取出共同特点，用“学习目标’’来表示，进而建构协作学习Ontology，表明了有关CSCL协作学习目标和协作小组的一些通用词汇和设计类①日本大阪大学产业科学研究所，其中成员包括硒ichiroMizoguchi，KoujiKozaki，AkikoInaba、EiichiSunagawa、TaketoshiTamura,Ry妨iOhkubo,MitsurulkedaY61Jun'iehiToyoda等。其‘扣硒ichiroMizoguchi曾到西班牙Barros团队那里进行博士后研究。2l 型，合理的指定一个结构并用适合的概念来填充结构的每一个部分。便于学习者动态地决定协作学习的起点，动态随机地组成合理的协作学习共同体。首先，分析了角色在协作学习程中的行为和作用，如表2—1所示，学习者的角色是由协作学习过程中的行为来决定的。另外，还设计了在协作学习过程中的学习者要扮演的角色需要满足的条件，并在扮演该角色后需要达到的预期目标。根据角色的扮演和交互情况，形成适当的学习小组，达到预期的学习目标。根据本体建构了协作学习本体，其中的通用词汇，可以描述各种各样的CSCL过程。它将促进用户对CSCL过程的共同理解，并且可以重用学习过程中的学习情景。表2-I协作学习过样中学习者的行为和角色BehaviorDefinitionRoleAdvisingTodiagnoseproblemsandgivesomeadviceAnchoredinstructortootherlearnersDiagnoserGuidingTodemonstratesomethingtootherlearnersMasterandthenguidethelearners’BehaviorImitatingToimitateotherlearners’behaviorApprenticeObservingToobserveotherlearners’behaviorObserverPassiveTobetaughtsomethingnewfromotherPeertuteelearninglearnersPresentingToexplainsomethinginhis／hermindtoProblemholder，otherlearnersPanelist，C1ientProblemTosolveproblemsPeripheralparticipant，FullsolvingparticipantReviewingTocompareandreviewotherlearners’Audienceopinionsandhis／herthinkingprocessTutoringToexplainsomethinghe／shealreadyknowsPeertutortootherlearners如图2-5协作学习本体与学习目标的表示图所示，协作学习本体是一个八层的系统概念图，根据角色之间的关系在协作学习过程中所能达到的“LearningGoal(学习目标)"来表示协作学习过程的特征。所以又称为学习目标本体，其内容包括：Trigger(触发)、Tool(工具)、LearningMaterial(学习资料)、LearningScenario(学习情境)、LearningProcess(学习过程)、LearningGroup(学习小组)、LearnertoLearnerInteraction(学习者间交互)和LearningGoal(学习目标)共八层。其中，“学习目标”是形成小组的重要概念，因为学习个体加入协作学习过程的目的就是为了达到教学目标。本体能更为容易地形成一个有效 图2-5协作学习本体与学习目标的表示图协作学习本体建构表明了有关学习目标和协作小组的一些通用词汇和设计类型的建构原理，合理的指定一个结构并且用合适的概念来填充结构的每一个部分．便于学习者动态地决定协作学习的起点，动态随机地组成合理的协作学习共同体．(2)在基于角色和角色关系的协作本体研究上，开发了两个系统：基于理论的小组形成系统(TGF)和基于理论的交互分析系统(TIA)①。。TGF：Theory-basedGroupSupport，IAS：InteractionAnalysisSupport．Inaba,八，Ohkubo,IL，lkeda,M．，＆Mizoguchi，R．AnInteractionAnalysisSupportSystemforCSCL-AnOntologicalApproachtoSupport23 基于本体的CSCL协作角色分析及其jI：具开发与戍Hj研究根据协作学习本体论，他们开发了两个基于学习设计(ID)的CSCL的支持系统TGF支持系统和TIA支持系统。TGF支持系统用于协助不具有学习理论和计算机系统专业知识的用户或教学者来组成协作小组。TIA支持系统用来帮助用户而解供的 基于本体的CSCL协作角色分析及其jI：具开发与应用研究输入窗口输入形成小组的“学习目标”具体要求，如I—goal，Y<=I—goal等要素，系统根据用户的输入要求从名为“学习目标本体’’的数据库中查找匹配的本体，与“学习目标”要求结合形成可视化、可读性的由不同角色组成的小组形成图与说明。用户按照输出窗口的图形与说明，将符合条件的学习个体分配以适当的角色，从而形成具体的学习小组。TIA支持系统是一个CSCL协作学习分析支持系统。由于协作小组成员问在协作学习过程中存在不同的交互方式，用户／教育者很难分析交互的过程来说明哪一种交互模式刚发生在协作学习过程中，很难证明这种协作方式能使所有协作小组成员都获得好的教育收益。TIA支持系统能够从新的协议数据(ProtocolData)咖”①中抽取交互的本质要素，了解到哪一种协作方式发生在刚刚的学习中和协作学习成员从中可以获得什么效果。用户从输入窗口选择交互过程的对话关键词，系统将之与存储对话词汇的“交互模式储藏库”进行匹配后在“学习目标本体”库中搜索到相应的交互模式，将结果显示在输出窗口上。用户通过输出窗口可以看到：①由协议数据分析出的相似度高的交互模式；②根据交互模式的交互特征目标；③学习理论的支持过程。虽然该研究以CSCL中的角色为主要研究对象。但所开发的两个工具都过于复杂，相对于该研究的原有目的：方便所有的教学研究者可进行小组形成，了解协作交互。工具的使用只能由专业研究背景的学者才能操控，而不是简单易懂的。对本研究的意义：日本大阪大学的基于角色的CSCL活动本体的研究，根据个体角色在CSCL中的不同活动定义了不同的角色，角色所要达到的总的学习目标为主要目的，建立了“学习目标本体”。利用构建的本体开发了形成学习组与分析协作交互情况的两个工具。为本研究中协作角色理论的框架的形成提供了理论与技术指导，为协作角色分析工具的开发提供了可能。2．1．4国外相关研究的启示从国外的相关文献来看，基于本体的CSCL协作研究主要分为三个阶段：(1)CSCL活动本体研究阶段。。ProtocolData：学习个体在协作学习过程交互时产生的话语。需要生成话语本体来支持必要的交互过程25 基于本体的CSCL协作角色分析及其r具开发与应用研究这一阶段研究者关注的是利用本体抽取出CSCL活动过程的特征概念，建立CSCL活动本体的形象化描述，以期能将其应用于不同的学习情境中。(2)基于角色的CSCL协作本体研究这一阶段主要研究CSCL过程中以实现学习目标为任务的学习角色和角色之间的交互，探讨建构基于角色的协作学习本体的原理与目标结构分析，达到在需要完成的学习活动中能共享和重复不同协作学习类型的过程，形成不同领域研究者和使用者的共同理解。(3)基于协作本体的CSCL支持系统的丌发这一阶段，研究者主要考虑如何应用已建成的协作本体库或学习目标库来开发CSCL支持系统，期望为所有CSCL的研究者，或者不具备相关专业知识的用户提供一种易用的可视化支持平台来支持CSCL的协作研究。从文献资料来看，基于本体的研究方法为网络协作学习提供了一个新的途径，协作学习优于个别化学习的特点已经在不同领域得到了证实，基于Internet的虚拟协作学习在现代学习中尤为重要。而这一过程的建构，需要考虑如何组成有效的虚拟协作学习共同体的问题。即在这种虚拟的协作学习中，成员可以担负什么角色?成员之间发生了哪种类型的协作?进行了怎样的交互过程?成员通过这个过程获得了哪些教育收益?还需考虑协作本体的建构方法，如何利用对话关键词汇组成交互模式库，如何利用有效的行为表征不同的角色形成本体库等。可以得出对本课题研究的启示：要建设一个CSCL协作支持服务系统需要设计适当的条件让学习者以合适的角色在协作学习过程中动态加入一个协作学习小组。为了实现这个目标，需要考虑以下几点：①如何发现适当的情况来开始协作学习，即协作学习开始的条件，确立明确和学习目标；②如何形成有效的组，即形成协作小组，以确保该小组的成员获得有效的学习效果；③如何促进学习小组中学习者之间理想的互动，即协作交互。 幕予本体的CSCL协作角色分析及其．1：具开发与应用研究2．2国内相关研究的现状2．2．1国内相关研究的基本情况概述国内在对基于本体的CSCL方面的研究起步较晚，用Ontology、CSCL、协作学习为关键字在中国知网(www．CNKI．net)上搜索1979—2008的相关文章时，发现有关CSCL研究的文章出现在1999年，相关文章总数为82篇。其中与CSCL、角色和本体研究有关的文章数就更少，只有6篇。从搜索情况来看，我国对于基于本体的CSCL的研究是从2003年开始，主要代表是上海复旦大学王真星博士写的《基于本体的计算机协同学习关键技术研究》博士论文及其一系列论文，以本体的方法解决CSCL合作交流与资源查找问题；华东科技大的韩济民；张屹在2006写的基于本体的统一知识描述在CSCL中的应用研究，主要探讨本体在知识管理方面的统一描述问题。CSCL角色的研究是从2005年开始，研究的方向主要有：2005年西南师范大学吴敬花做的基于MAS的CSCL角色分配研究，运用MAS进行角色分配，设计了用于角色分配的MAS模型、Agent的内部结构以及角色分配的算法，研究基于Web的仿真CSCL，实现计算机支持的智能角色分配的问题；其次是山东大学的李秀芳做的基于角色和CSCL的智能网络协作模型研究，把角色机制应用到网络学习环境中，提出了一种新型的基于CSCL的智能网络协作模型，给出了智能Agent的结构表示及功能，并从多角色的角度给出了模型中Agent的分类。对CSCL角色本体的研究出现于2007年，由河南师范大学的王晓东教授带领进行的基于角色概念的合作学习Ontology的构建的研究，就如何组成有效的虚拟合作学习共同体的问题，阐述了基于角色概念的合作学习Ontology的构建原理及目标结构分析，建成的Ontology便于共享和重用，为基于网络的合作学习提供了一个新的途径．从对其他研究CSCL的相关文献的检索、收集情况来看，本体概念引入中国后，专家学者们对于CSCL与本体技术引进人才的研究就没有停止过，黄荣怀教授领导的研究团队在致力于对CSCL的协作学习交互，也提出了结合领域本体、自然语言处理和关联规则挖掘技术，可以设计并开发一个兼具智能化和可视化的27 基于本体的CSCL协作角色分析及其I：具开发与麻用研究功能完备的整合性工具VINCA，有效支持研究者分析交互文本和理解协作学习的过程∞¨。李艳燕博士后带领的科研也已关注协作学习的相关角色问题，其团队发表了关于《远程协作学习中教师角色研究》的论文研究有关教师在远程协作学习环境中在认知存在、社会存在、教学存在和其他四方面的变化。2．2．2黄荣怀教授关于CSCL理论的研究北师大的黄荣怀教授研究CSCL理论，认为CSCL的交互是实现最终协作学习的必要条件，除了解决交互问题外，要使学习个体产生协作学习行为，要提供协作的机制，如保持共享信息、支持共享活动、支持角色扮演、支持创造行为、支持控制管理等。量保持共享信息：是指信息资源的丰富程度会影响协作组成员及整体目标的实现。提供共享信息，不仅可以使成员个体获得更多、更广、更新的信息，也会使协作组成为信息接受的整体，加强内部凝聚力。童支持共享活动：协作学习目标的实现是通过一系列共享活动如集体讨论、轮流发言、流线操作等来实现的。士支持角色扮演：协作学习小组中的学生各司其职，共担荣辱，即CSCL同样要包含正互依赖性、个体职责等CL中的两个基本要素。而且一些非常重要的角色如调停者、指导者、组织者等是复杂协作系统成功的重要因素。量支持创造行为：尽管学习的最终目标是明确的，但学习中达到此目标的过程是多维的，而且协作学习过程本身会促进个体自身学习观念、方法等内部知识、技能结构的极大丰富，新的观点、思路、策略常常会涌现出来，甚至某些时候超过预定的协作组或个体的学习目的，实现“超额目标”。量支持控制管理：由于学生在学习过程中交互多样化且极为复杂，各个成员的学习行为也不大一样，要达到协作和谐一致，需要完善的控制管理策略。对于CSCL协作产生的这五个必须机制中，就谈及“角色扮演"的问题，指 基于本体的CSCL协作角色分析及其一I：具于F发与应用研究出“角色扮演”的成功与否，代表着在CSCL中学习个体的职责，协作组的协作情况，影响着协作学习的最终成功。对于本研究来说，起到了重要的理论的指导，其中的几个重要角色的设定，促使笔者去了解学习个体如何去扮演这些角色，扮演该角色时的行为特征如何，其话语结构有何特点等，并引申到去研究除此之外的其他可能角色。2．2．3基于本体的CSCL关键技术的研究与对本研究的启示毕业于复旦大学的王真星博士在其博士论文《基于本体的计算机协同学习关键技术研究》中提出了用本体来解决协同学习中合作交流和基于语义的学习资源查找问题和使用两个研究方面，为增强网络学习效果提供支持。在合作交流过程中，用三层模型，如图2-7所示对学习中基于问题的组成员合作交流进行描述，用统一言语行为理论对发生在两人之间的问题讨论过程进行分析。得出语言内涵的明确表述是决定合作顺利进行的关键。通过将知识点和本体关联，使不同背景的学生对知识点的讨论具有统一的语义，用本体知识导航有效解决交流中语言内涵表达的问题。在研究中，利用给出的概念分类和框架本体转换算法解决了框架本体库和逻辑本体库之间的矛盾。因为框架本体库具有合适的数据结构特点，其中概念定义的冲突检查和分类都需要用户自己实现，逻辑本体库虽支持概念的自动分类但数据结构却不适合知识导航。图2-7三层协作模裂图CSCL中由于计算机的存在，可以使用计算机来为人之间的交流提供帮助。传统的网络协作学习中计算机只作为直接传递人类交流信息的媒介，对相互交流的人员来讲是透明的，不提供任何辅助人理解的功能。为避免工作背景不同在沟通过程中对某一问题的理解产生差异，计算机需要能够为人与人的交流提供理解性的支持。适当的方法就是用本体提供帮助，本体可以理解为一组概念(如实体、29 基丁．本体的CSCL协作角色分析及其r具)l：发与虑用研究属性、过程)及其定义和相互关系，为人与人之问或组织与组织之间的交流提供共同的词汇。王博士定义了两个类本体：(1)CSCL交流中的基本成员：老师(teacher)和若干学生(student)学生。(2)在基于本体的协作交流中，存在的三种基本角色：知识点提问者PF、知识点解释者PI、知识点学习者PR。根据在CSCL中知识的交流分为三个相互联接的步骤：即知识点提问者标记问题、知识点解释者建立标记部分和对应的本体之问的关联、知识点学习者在本体库中执行知识导航。来建立基于本体的系统。经过研究，他认为基于本体的CSCL中的基本成员和基本角色间的活动存在动态性，并按照角色的动态的活动建立了基于本体的协作交流系统结构。在研究中，还提出通过对学习资源添加语义标注的方法，使用户可以对学习资源发出语义查询，提高了学习资源查找的效率。以上研究部分有对应的原型系统。整个系统通过三级结构来增加系统的可伸缩性、可靠性以及可管理性大大增加，能够方便地扩充为适应不同行业和场合的学习平台，并且注重了对学生学习中语义处理能力的支持。它支持用户在协同学习过程中具有多种交互，包括人人交互和人与资源的交互。整个协作学习过程就是由这些基本的交互支持模块提供支撑，系统的结构图如图2-8所示：王博士的研究虽然提出了角色本体的概念，但是研究中引用本体的目的是为了达到对学习资源的共同理解与共享，即对知识点与其关联知识的共享。而不是对CSCL角色的共享。对本研究的意义：其中提出的基于合作交流三层基础的理论模型为本研究工作中协作角色理论框架的提出提供了理论帮助；王博士提出的构建合作交流的成员本体为协作角色本体的构建提供辅助和参考作用。30 基于本体的CSCL协作角色分析及其‘T具开发与应用研究图2-8CSCL协同平台体系结构2．2．4国内相关研究启示从收集、阅读的与CSCL协作学习有关的文献资料来看，我国对于本体应用于CSCL研究领域的情况可以分为两个阶段：(1)初期阶段：将本体技术作为解决CSCL中学习资源统一语义概念的技术这一种研究主要是利用本体在计算机领域中的应用，研究如何利用本体是领域知识的概念性共享模型特性，将能被CSCL利用的所有学习资源进行统一的定义，促进不同背景、不同时空的学习个体对同学习资源的共同理解，提高学习个体对某一学习资源的搜索、积累和共享的效率。(2)发展阶段：将本体方法与CSCL结合，促进CSCL的协作过程和成果能被共享和复用。这一阶段，由于本体在软件工程、人工智能方面的表现，如对于软件工程中 基于本体的CSCL协作角色分析及其r具开发与应用研究的设计模式可归入高级本体论工程中，将软件体系用静态本体来进行表示，将软件过程用动态本体来表示。研究学者们发现将本体应用于CSCL的协作过程，用动态本体来表示CSCL的协作活动过程，用静态本体来表示协作角色，用领域本体来表示协作交流等。可以促进CSCL的协作有效性在不同情境中的应用。2．3小结在国庆J#l-相关研究中，笔者描述了国内外相关研究的理论与技术，分析了他们如何利用本体来分析基于角色的CSCL交互活动。笔者从中得到许多的启示，角色是CSCL中学习个体在协作学习活动中扮演的要素，本体可以用来定义共享与复用的词汇。用本体定义CSCL中的角色，可以明确表示与定义学习个体在不同的CSCL环境中进行不同的协作学习活动时的行为与交互中所扮演的不同角色，对研究来说，有着重要的意义。因此，本研究锁定在CSCL中的角色扮演问题，并尝试建构协作角色本体，以本体方法来开发一个协作角色分析工具。而这，首先得提出相关的协作角色理论框架，然后用本体来完成工具的设计与开发并应用于教学实验中。32 摹丁-本体的CSCL协作角色分析及其’r=具开发与应用研究第三章研究的主要理论基础3．1角色①理论本研究的重点是CSCL中的角色，需要对角色相关理论基础的支持，来说明角色研究的必要性和重要性，分析角色形成与分布的原因。下面主要陈述几个重要的角色理论。3．1．1社会心理学中的角色理论社会心理学中的角色理论是指用角色的概念来研究人的社会行为的一种理论。它试图根据人们所处地位，并根据角色期望和要求，角色技能、对社会相互作用的有用团体来解释行为。包括角色学习、角色理解、角色认知、角色期待、角色冲突等等口21。角色理论的创始人G．H．米德指出，儿章在游戏或竞技中担任各种角色的体验，比如：在捉迷藏游戏中或在棒球比赛中交替担当进攻和防守，可以领悟到概括化了的他人的社会，对于形成儿章的自我来说有重要意义。如图3—1米德象征性的相互交往理论模式图所示，米德认为当个人能恰如其分地扮演某种角色时，它既能符合社会的期望，也能满足个人的需要，反过来可以推动个人适宜地扮演某种社会角色的动力b驯，并以担当角色来估计他人的反应，。自米德以后，角色的概念受到了社会学、人类学、心理学等领域的学者们普遍关注，进行了很多研究，提出了诸多理论。从大的方面看，主要有以林顿(Linton，R．)和帕森斯(Parsons，i．)等人为首的构造一一机会主义的社会学理论，塔纳(Turner，R．H．)和希布塔尼(Shibutani，il．)等人的象征相互作用理论，以及萨宾(Sarbin，R．)和纽卡姆(Newconb，L．M．)等人的社会心理学观点。①。角色”一词来自戏剧。英国剧作家莎士比哑在其《皆大欢喜》(AsYouLikeIt)中有这样的描述：“全世界是一个舞台，所有的男男女女不过是一些演员；他们都有下场的时候，也都有上场的时候；一个人的一生中扮演着好几个角色。”(Alltheworld’Sstage．Andallthenlenandwomanmerelyplayers．Theyhavetheirexitsandentrances：andoneIIlallinhistimeplaysmanyparts．) 基于本体的CSCL协作角色分析及其I：具开发与应用研究圈估计·意义·反应图3—1米德象征性的相互交往理论模式图图片资料来源：林秉贤社会心理学[M]新华书店北京发行所P247，1987．12帕森斯等人的角色理论，主要是关于群体的维持或均衡的理论，因此特别强调作为社会性角色承担者的个人而忽视作为具有独特人格或态度的个人。塔纳等人则根据米德的观点。个人不仅是把社会价值加以内化的社会化的通路，而且也是把个人对社会的作用加以外化的通路∞利。据此，塔纳认为，个人不是被动的接受社会规定的角色，而是主动地去形成角色。希布塔尼把社会角色区分为惯例角色和待人角色，认为惯例角色只不过是作为对人的角色行为即外显模式而发生作用的。纽卡姆从社会心理学立场出发，认为群体是一个角色体系，于是在群体方面展开和自己独特的角色理论。由于角色理论只重视行为的社会表现而不去说明行为动机的机制，因此带有鲜明的机械唯物论的色彩。这些角色理论总的来说存在两类①。符号互动论的先驱米德的研究认为，角色是一系列创造性互动的结果，任何一个角色都涉及与其他角色之间的互动，即互动可以创造或修正角色。而社会人类学家林顿认为，角色是与特定位置相联系的活动，角色的界定常根据与其他角色之间的关系。角色之所以重要，是因为它展示了个体的行动如何受到社会的影响以及因而是如何遵循特定的规则模式的口3l。3．1．2教育社会学中的角色理论马克思主义认为，角色形成的根源是社会分工，在阶级社会里是由经济地位阶级地位决定的，而不能按西方教育社会学家所说的，社会是角色的简单集合b4l。角色涉及的领域既广又复杂，他们之间相互联系又冲突。从不同角色来区分角色，可以分为多种类型，如先赋角色与自致角色、规定性角色与开放式角色、自学角色与不自学角色等。一种角色总是与其他角色联系在一起，一个人可能承担多种①刘军．社会网络分析导论[M]．北京：社会科学文献出版社，2004．184—18534 幕丁．本体的CSCL协作角色分析及其f：具开发与麻用研究角色，称为角色集∞。所以角色学习是一个非常重要的问题。角色学习是指承担角色的人在同其他有关角色的交往中，理解和掌握自己的角色义务和规范，在履行角色义务中不断协调角色冲突，完成角色赋予的任务的过程∞1。它包括学习角色规范、技能和形成角色意识、学习角色变化中的亲朋角色和角色适应。在各种社会生活和关系中，要培养个体在各种不同的场所能够担任各种角色，甚至几种角色。同时，个体要适应某一角色的要求和角色变迁，因为每个人从某一社会地位转变到另一社会地位时，必然有一个角色变迁问题。另外，社会中各种角色之间也存在冲突，要求缓和与协调。社会心理学家分析之后得出以下角色的若干因素应重视：(1)同伴角色有助于角色学习。同伴角色的交互作用是角色学习比较容易的实现方法。学生在课堂学习老师角色的理论，学生之间发生角色交互关系等。教师的教与学生之间的互相启发可以决定教育的水平。(2)经验重复有助于角色学习一般来说，事物经常出现，可以促进该事物的吸引力，加深印象。教师循循善诱，谆谆教诲，使经验精心策划地重复，会加强学生的学习效果。(3)新的情境可强化角色，学习即旧的角色被淘汰，新的角色被吸收，3．1．3社会网络中的角色空间理论与传统的社会心理学中对角色的文化规定性研究不同，社会网络分析从把握行动者之间的关系模式的相似性方面提出对行动者的角色的不同定义，指出社会角色指的是“网络角色”是从“网络位置”中导出的。网络位置是指处于相同关系网络中的一系列个体行动者。网络角色与网络位置相对应，关注的是关系之间的联系，即处于同一网络位置的行动者扮演相同的网络角色m1。也就是说，如果两个行动者与其他行动者的关系模式相同，那么这两个行动者就具有相同的位置，扮演相同的角色。行动者在社会网络中处于什么样的网络位置，扮演什么样的角色，需要行动者之间的互动关系的内涵来决定。比如：处于学习互动网络中心位置行动者一般。吴增基，吴鹏森，苏振芳，现代社会学[M]．上海：上海人民出版，1997，13235 幕于本体的CSCL协作角色分析及其1：具开发与应用研究扮演互动网络协调者角色。同时，角色的定义还需要考虑整个网络中的传统行动者与各个位置联系在一起的各种关系，也就是要考虑互动关系发生的相关背景，即角色空问①。角色空问是指社会网络中若干种网络位置(角色)及其相互之间的关系。玎3。其描述的是互动网络中一群人与另一群人之间的关系，是互动网络的重要结构特征之一。角色空间分析互动网络系统中存在哪几种的网络角色，这些网络角色之间有什么样的互动关系。3．2学习理论学习理论乜83中的教学设计理论可用来分析、设计协作学习的过程，指导教师／教育实践者应建构什么样的协作学习环境和学习计划，安排与实施、评价等的协作学习明确模型。如图3—2所示：协作学习在教学设计过程(ID)圆中可以分为五个阶段：①分析阶段；②设计阶段；③开发阶段；④实施阶段；⑤评价阶段。在分析阶段，设计者应确定协作学习的现象，建构协作学习模型。这个阶段是其他教学设计阶段的基础。设计者应界定协作问题，证明问题的来源，并将应用到设计阶段。在设计阶段，设计者为协作学习个体设置学习目标，指导学习者如何实现这些目标，形成学习小组并选择工具。开发阶段的目标是安排具体的学习计划，生成学习资料。设计者开发的一切资料和其他支持文档将被用在协作学习中。在实施阶段，指导者在协作学习过程中帮助学习个体，提高他／她对学习资料的理解，支持他／她达到目标，并确保他／她在教育环境和实践过程中应用知识。最后，是对协作学习设计的效果和效率的评价阶段。评价阶段一般发生在整个教学设计过程，如每个阶段中，阶段与阶段之间和实施之后。。罗家德．社会网络分析讲义[M]．北京：社会科学文献出版社，2005，185～200@ID：InstructionDesign．教学设计 基丁本体的CSCL协作角色分析及其：】：具开发与应用研究3．3知识建构理论图3—2协作学习教学设计过程图CSCL强调协作学习，也强调共构①学习啪1的形成。共构学习的一个重点是强调学习的社会性。从社会认知理论(Social—cognitiveTheory)的角度出发，Weinbergern2垓0画了四种同伴在讨论过程中，促成知识共构的“协作面”时所需扮演的角色：1．外化(Externalization)：学习者将自己事先准备的知识带入学习情境，透过表述来澄清自己不同的观点和意见。2．诱出(Elicitation)：学习者表达与任务相关的知识，把学习伙伴视为一种资源，通常透过问题的行为，导致外化，需要彼此间相互的解释。3．冲突导向的共识建立(Conflict—orientedconsensusbuilding)：学习者为了达到共识所引发的不同解释的刺激过程，可以导致知识结构的修改。4．整合导向的共识建立(Integration—orientedconsensusbuilding)：整合每个人不同的观点朝向一个共有的解释或是任务的答案。Weinberger的研究主要是从社会认知理论谈学习的社会性，依据同伴在协作学习所扮演的认知冲突这一功能，去设计协作脚本(Collaborativescripts)，帮助学习者学习。其研究方法是透过编码来分类学习者的讨论文章，检验设计者扮演上述功能的完成程度。可以看出研究者所思考的社会性比较偏向聚在一起的。共构：共同的知识建构。37 基于本体的cSCL协作角色分析及其T具歼发与应用研究不同学习者。其它研究同伴扮演促进认知发展的还有女HBeers，Boshuizen和Kirschnerml等人。他们认为知识的共构是透过协商达成，在协商的过程中，学习者表达自己的想法，经过同伴相互检查，彼此澄清想法间的冲突和不一致，最后选择接受或是拒绝这一系列的讨论结果。Beers对于同伴所扮演的角色给出另一种功能诠释：1．每一个新的议题被认为是一种想法上的贡献(contribution)2．想法需要团队成员的检查、验证(verification)3．每一个事件响应一种解释(clarification)4．当所有的疑问都得到澄清，没有新的检查形成时，团队成员宣称他们接受或是否决这个陈述(acceptorreject)5．所有的成员决定自己对于这个陈述的立场(position)。Beers，Boshuizen和Kirschner等的研究与Weinberger的研究相似的是重视学习的社会性，焦点都偏向同伴之间，学习者独立于学习情境，而学习的外围系统(如学习活动、脉络等)不在考虑的范围。另一类研究者主要从设计面去思虑如何协助建构知识。如Fisher，Bruhn，Grasel和Mandl咖1等人将协作知识建构分成“社会面”和“认知面”，他们设计两种可视化的工具，一个是帮助学习者在互动过程中进行解释、质询等行为；另一个是透过结构外化的作用，让学习者在共构过程中区分理论、日常生活、资料等概念的连结。从许多关于共构的研究中，研究者的信念就如同Weinberger所言：如果在没有任何协助(设计、支架)下进行协作学习，研究者期待的学习是不会发生的。研究者对于学习者在协作学习过程中给定一些学习者所应扮演的角色，期待他们发挥外化、诱出等各种已被研究者认定的“好的”协作功能；或是设计出一系列的流程，协助学习者按照这些流程进行讨论。事实上，设计者对于学习者的行为有很多预先的评判标准与检验方式，可以用来掌握学习过程的每一个细节。因此，当研究者从设计的角度去看如何促使理想的共构发生时，只是研究学习究竟是设计出来的，还是设计仅用于辅助学习的位置?如果要站在学习者的位置观察学习，则需要方法学上的翻新。38 基丁本体的CSCL协作角色分析及其1：具，r发与应用研究3．4活动理论社会文化活动理论是以活动作为一个分析单位，在明确的背景情况下，结合丰富的认知内部结构，使用个人或个人与社会层面上所提供的能起帮助作用的工具来生产出相应的劳动成果，称为恩格斯托姆活动理论㈨。该活动理论以三角形的三个角和内部代表对一个学习活动的影响因素：(1)与该活动相关的社会影响因素包括：个人在社会中的参与程度；分工应遵循的社会管治规范；(2)作用于某一主题活动中的工具；(3)活动对象；(4)经努力所产生的结果。在活动理论可以应用到不同的研究中，如协作学习观察活动、分析协作交互、分析人行为现象等，如图3—3所示，主体指发出活动的个人或小组，如协作学习活动中的老师、学生、学习小组等。客体指所寻求的体力和智力的结果，是主体作用的结果，工具是变化过程中用到的任何东西，在特定文化背景下用什么样的工具是人们行动和思考的一种方式。工具会改变活动，反过来，活动也会改变工具。图3-3活动系统组成与CSCL活动组成对照图活动理论不是方法论，是构成一般概念体系的一组基本原则，包括活动的面向对象性、活动的内化与外化、活动的协调和活动的发展。在协作学习中，教学设计者可以把一个学习任务分解成多个活动，每个活动都具有一定的分工、具体一定的目标，一定的主体和客体。协作组成员根据一定的规则、利用合适的交流与协作工具参与到各项协作学习活动中，并在协作学习活动中生成不同的学习效果m1。芬兰Kuopia大学的MikkoKorpela教授∞在此基础上提出的一种活动分析。MikkoKorpela，Anja．Meansforcooperativeworkandactivitynetworks：ananalyticalframework[C]．Helsinki，Finland：proceedingofECSCWWorkshop，2003．939 基-丁．本体的CSCL协作角色分析及其f：具开发与应用研究与设计的模型(ActAD①)，详细地描述了在CSCL中，协作组成员通过交流与协作如何完成协作学习的目标，也就是说能抽象地描述成员在协作学习活动中的交互与协作的过程，为分析协作学习过程建立一个理论模型H¨。本研究根据ActAD模型，以协作学习活动为分析单位研究协作组成员在协作学习过程中的协作行为分析理论框架，进一步研究协作角色的扮演过程。3．5协作团体理论3．5．1CSCL协作交流三层模型CSCL方式中的协作学习可采用三层协作模型表示，通过任务分配层，活动层及交流层来展示协作交流的过程。这是一个逐步细化的过程。如图3-4所示：任务分配屡活动层人人交漉层在协作学习过程中，首先需要将学习任务问题分解为一系列子任务，该工作应该由协作学习的主持人完成。协作学习是通过培养学生解决问题的能力来达到对知识的内化。因此，主要的学习模式便是面向学习问题求解的学习。每个学习任务就是对问题进行求解，可以根据其性质划分为若干活动步骤。活动执行过程中协作参加者采用某种会话方式相互交换信息。人与人讨论问题的过程可以用言语行为理论表述，加以描述。图3—4协作学习三层协作模型1．任务分配层：在协作学习过程中，首先要将学习任务问题分解为一系列子任务T={Tl，T：，O0，T。)，只有各个子任务都完成并获得得解决，并将结论合并，任务才算解决。这里有两种情况：一种是各个子任务之间没有关联，即每个子任务的求解是独立的。另一种情况是子任务之间存在相互依赖，这需要对子任务找出其中的依赖关系以及前驱问题。只有前驱问题获得解决，才可能解决当前的子任务。该工作应该由本次协作学习的主持人完成。2．活动层：协作学习是通过培养学生解决问题的能力来达到对知识的内化。因此，主要的学习模式就是面向学习问题求解的学习。每个学习任务就是对。ActAD是英文ActivityAnalysisandDesign的缩写。 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具!}l：发与应用研究问题进行求解，根据问题的性质划分为若干活动步骤。假设协作学习讨论的问题为Q，它可分解为一系列子问题q。，q。⋯．q。，现在要求解的子问题q；依赖于子问题集合空间Q’，Q’eQ，Q’中包含q；依赖的所有子问题。令基于子问题q。上进行求解的动作为d，d可能的值为查阅资料，分析，请教等。这些可能的动作构成了活动空间{查阅，分析，请教)。子问题q；的求解可以形式化地表示为Q。：Q’O。其中Q’表示前驱子问题空间，D表示活动空间，·表示在前驱子问题的基础上执行动作。令“人’’表示必要条件，则q。人q：表示两者都必须具备。可以得到，子问题q’=Q’·D即在前驱子问题空间Q’上进行D中的操作来获得q’的求解。例如：假设q；的前驱有2个，qa、q。。则q；：Q’·D，其中Q’=q。人q。，如图3-5所示，问题q；的求解必须在q。和q。都获得求解的基础上才能完成。为求q；可在q。的基础上请教他人获取相关知识，并且在q。的基础上查阅文献获取相关知识，并将两者行为综合便进入q；。图3-5次序约束图3．人人交流层——活动执行过程中协作参加者采用某种会话方式相互交换信息。人与人讨论问题的过程可以用言语行为理论嘲1来加入描述，言语行为(SpeechACT)理论由Aukin创立，Searle对其进行了补充完善。其主要内容是：言语是实现行为的一种手段，说话者可以根据自己的意图和目的，有计划地选择和组织其言语行为，以保证目标的高效实现。听话者作为协作者一方，通过分析说话者的言语来理解说话者的信念、愿望、意图或规划，以便于能够参与或实施这些有目的行为。图3—6表示两个人在讨论问题时的言语行为。假设学习者A邀请B参与某个子问题的讨论，并且规定了该讨论的持续时间T。当B收到邀请后，可以有两种选择，愿意参加(promise)和拒绝参加(reject)。如果B同意参加就到进行到状态4，B给出分析结果，A阅读了结论后，把修改意见返回给B，41 基于本体的CSCL协作角色分析及其r1：具开发与应Hj研究B收到后，在规定时间内，给出新的建议(反思或批驳)并传给A。这样反复多次，当时间T到了时，A必须作出决定。从图中可以看出，A：evaluate和b：propose是协作交流的核心。两者的反复变迁是人与人反复商讨的过程。但在远程的CSCL教学环境下，只有一个人的表述被对方完全领会，这种协商才能正常进行，也才有可能在规定的时问内获得结果。这在虚拟环境下可以借助本体来明确表达语义的方法来解决，前人已经做过很多相关方面的研究，这罩就不再探讨㈨。(注：该图来源自千真星的博士论文《基予本体的计算机支持的协同学习关键技术研究》)图3-6两人讨论问题时的言语行为图从上面的介绍可以发现，协作学习中协作交流能否顺利进行的关键是对讨论的主题了解的基础上，讲话者言语的语义表述是否能够以明确的方式表示，并且讲话者的角色是否扮演是否正确的表达其所处的位置。是下面将研究用本体支持协作角色来进行了交流的前提。3．5．2协作学习团体积极互赖性理论社会是一个人的群体，人与人的互动常伴随着共同的生存目标而存在。在学习形态上，学生与学生在学习过程中，也会依学习上的需要而存在不同的相互领带关系，这种关系称为生存群体互赖的关系(SocialInterdependence)。依照①在千真星博十学位论文《基于本体的计算计算机机支持的协同学习及其关键技术研究》中讨论了运用本体来表达语义．促进协作各方交流时的共同理解的方法。42 幕丁本体的CSCL协作角色分析及其’f：具开发与应用研究这种群体互赖关系，学习可以被分为三种主要的学习形态，即具有互赖关系的竞争学习(CompetitiveLearning)、协作学习(CollaborativeLearning)和缺乏互赖关系的个别学习(IndividualisticLearning)H31。协作学习是指在学习的过程中，以分组的方式进行学习，同一小组的学生一起学习、工作达成共同的目标，且在“没有一个人可以成功达成目标，除非所有的人都能够达到目标"的前提下进行学习，所有的成员是互相获益的。学习小组处于一种命运共同体的状态，因此，在小组成员之间存在着一种积极互赖的关系【“】0根据Johnson&Johnson在积极互赖的协作学习所提出的观点，认为协作学习小组的积极互赖又可依其互赖关系区分为成果导向的积极互赖(OutcomepositiveInterdependence)与意图导向的积极互赖(PositiveMeansInterdependence)。成果导向的积极互赖包含了两种类型，一是积极目标互赖(PositiveGoalInterdependence)关系，这种关系存在于当协作小组中的每一个成员都发觉到其他组员与自己都有着相同目标的情况下；另一种是积极报酬互赖(PositiveRewardInterdependence)关系，这种关系存在于当协作组的每个成员在他们共同地完成一项工作时，接收到成功的喜悦或回馈的情况。这种关系可以强烈地鼓舞该协作组成员的士气。意图导向的积极互赖是在于当个人所接受到的任务是有结构关系时，需要小组成员共同努力协调去完成时才存在的。这种关系也包含了三种类型，一是资源互赖(ResourceInterdependence)关系，这发生于当协作组的成员都握有完成一项任务所需要的部分信息、资源或材料时，可以在结合这些部分资源后任务才可能完成；另外一种是角色互赖(RoleInterdependence)关系，是当协作组成员在责任上被分配共同完成一个任务时，产生了彼此间互补或互相联系的关系时才产生的；第三种是任务互赖(TaskInterdependence)关系，是指在一个协作组的工作划分上，某个成员的任务是在其他组员完成某一项任务之后才开始进行的互赖关系。Johnson＆Johnson后来又补充了其他类型的互赖关系，包括了环境的互赖关系，指群体成员是按照某一种形式而结合在一个实际的环境空间内；积极外部敌对互赖(PositiveOutsideEnemyInterdependence)关系，是指群体被放在43 基于本体的CSCL协作角色分析及其。I：具歼发与应用研究一个竞争的环境中，协作组成员需要与其他小组竞争而彼此感到成员间的互赖关系；还有一种是积极认同互赖(PositiveIndentityInterdependence)关系，指协作组成员可以透过某种方式，如小组名称、小组标志或团体歌曲等建立小组间的认同关系H5|。因此，在协作学习环境中，如果只有成果导向的积极互赖关系发生，而没有发生意图导向的积极互赖关系的话，将不会有特别的互动或共同动作朝向共同的目标前进；反之，将导致协作组成员逐渐向自我的目标走去；只有目标与意图兼顾，才能使一个协作学习的群体透过协调性的互动朝共同的目标前进，并获到更好的学习成果。而这一互赖关系的形成，需要学习者在学习活动中扮演不同的角色来完成，角色与角色间的互赖成为协作学习的重点。 基于本体的CSCL协作角色分析及其一I：具开发与应用研究第四章本体论和CSCL起源于哲学的本体论(ontology)近年来受到信息科学领域的广泛关注㈣儿倒，其重要性在许多方面表现出来并得到广泛认同，尤其本体论在Web上的应用导致了语义Webn73的诞生，在W3C的主导下有望解决Web信息共享时的语义问题，实现世界范围内的知识共享和智能信息集成。根据上一章的协作角色理论框架中关于协作角色的形成条件和分类，本章将介绍基于本体的基础理论与逻辑推理方法对协作角色本体进行定义与简单构建。下面将从本体的定义、应用、构建和与CSCL的关系谈起，尝试构建一个可用的简单的协作角色本体。4．1本体概念Ontology(0大写)原是哲学上的一个概念，称为本体论、实体论或存在论，是对自然存在及其本质的研究，属于形而上学理论的分支。Ontology所反映的是事物本质的、科学的内涵。人工智能等学科将Ontology的概念从哲学领域中借用过来，并赋予了一些新的含义，近年来广泛用于知识表示、知识共享、知识集成、知识重用和知识管理等领域中。许多学科的研究都在使用ontology(od,写)这个词，但却存在不完全相同的定义和理解。ontology是对概念化的一种明确说明或表示。正如Grubern叫所定义的：ontology是一种共享的概念化的形式化明确说明。这一定义包含了四个方面的含义¨013：概念化、明确、形式化以及共享。1)概念化是指对世界中一些现象通过标识其相关概念而得到的抽象模型；2)明确是指所使用的概念的类型以及对这些概念使用上的约束都有了明确的定义；3)形式化是指ontology是机器可读的(即能被计算机处理)，而不是完全用自然语言表达；45 基于本体的CSCL协作角色分析及其-丁具开发与应用研究4)共享则是指ontology反映的是共同认识的知识，是相关领域中公认的概念集，不为某个人所独有，而为大家所接受。Ontology的核心思想主要包括两个方面：一是实现共同认识：另一个就是实现可重用性。4．2本体的发展从西方哲学史来看，本体论作为一门学问起源于对万物本原的追问，本体论这个词早在17世纪就已诞生，派生于希腊语的“onto"(“存在”)和“logia’’(“箴言录”)，是一个哲学术语。从哲学意义上看，本体论关注的是“存在’’，即世界在本质上有什么样的东西存在，或者存在哪些类别的实体。哲学上的本体论是对世界任何领域内的真实存在所做出的客观描述。实际上，人类对“存在”问题的探讨由来已久，和哲学的起源分不开。哲学家亚里士多德早在公元前4世纪所确立的重要哲学分支“metaphysics"就是“关于存在的科学”，在很长时间里，本体论也一直被看作是metaphysics的同义词。后来，伴随近代科技革命的出现，metaphysics逐渐包纳更多的研究领域，如意识、事实、价值等，而本体论继续承担哲学中对世界“存在”的研究，成为现代哲学体系的根基。正如本体论的诞生与哲学早期的发展密切相关一样，在过去的数十年中，本体论在计算机科学领域的发展也与人工智能和信息技术的起步和发展密不可分。在人工智能领域，经历了20世纪60年代通用问题求解方法研究的困境，学者们开始研究通过专门领域的知识表达来支持自动推理。以DENDRALn023为代表的知识库系统的成功确立了知识在解决人工智能问题方面的重要地位，作为研究知识库和知识系统构建技术的学科“知识工程”(knowledgeengineering)发展起来口031。为了减少构建知识库的代价，避免每次都从头开始，越来越有必要考虑知识的复用问题。通过复用，系统开发者可以在已有知识基础上更加专注于特定领域的知识构建，并且新系统可以利用所复用的知识与现存的其他系统进行交互。这样，描述性的知识、问题解决方法以及推理服务都可在系统间实现共享，从而可以方便地构建出更大、更好的知识库。因此，要考虑在一个领域中哪些知识是可以复用的或共享的，以及怎样获取和描述一个领域中的一般性知识等问题。同时，数据 们之间的相互依赖关系如何?这正是本体论所研究的内容4．3本体的应用ontology的使用越来越广泛，这与它关注事物内在本质的特性密不可分，它的用途主要表现为以下几类n71：1)交流：指人与人、组织与组织、人与组织间的沟通。ontology可以为这些活动提供一组共同的词汇和概念，从而达成共识。比如可以建立标准化模型、建立关系网络、促进交流的一致性与明确性、集成不同用户观点。·标准化模型：任何大规模集成软件系统内，各种各样、背景不同的人需对系统及其目标有一种共同的认识，要建立起标准化模型，否则无法进行沟通。·关系网络：用ontology来建立一个关系网络，弄清所连接的内容及其相互间的关系，并通过这个网络来进行浏览和操纵。·一致性与明确性：ontology在交流中所扮演的一个重要角色是它对一个软件系统中所用的术语所提供的明确定义，对于同一个事物在系统中有完全一致的认识，而且这种认识也是确定的。·集成不同用户观点：通过ontology可以集成不同用户的不同观点，47 基于本体的CSCL协作角色分析及其．【：具开发与席用研究以形成更加全面、完整的看法。2)互用性。指系统间协同工作的能力。ontology可以在完全不同的建模方法、范例、语言及软件工具之间进行翻译和转换，从而实现不同系统之间的相互操作和集成．3)软件工程。考虑ontology在软件系统自身的设计和丌发上的应用。在系统工程方面的用途主要表现在：可重用组件、可靠性、规格说明等方面。目前，ontology正在人工智能、计算语言学和数据库理论方面取得特殊的作用嘞1。尤其是在像：知识工程、知识表示、定性建模、语言工程学、数据库设计、信息建模、信息集成、面向对象分析、信息检索和提取、知识管理和组织、基于代理的系统设计等不同研究领域，ontology的重要性正得到认识。应用领域甚至还涉及到包括：企业集成自然语言翻译、医药、机械工程、产品知识标准化、电子商务、地理信息系统、法律信息系统、生物信息系统等。总之，ontology可应用于许多领域，如知识工程、信息系统、企业管理、电子工程、化学工程、远程教育、电子商务等。4．4本体定义虽然本体早在20世纪60年代就为计算机领域所使用，但是一直缺乏统一的理解和定义。Gruber和StuderⅢ对于本体定义的文字描述让人比较信服，对于实际应用来说本体的定义仍有不及，因为计算机科学中的本体是具体和实在的，一个本体通常由一些基本的成分构成，有必要对这些给出形式化的定义。国内很多专家学者针对他们所研究的问题，提出了不同的形式化本体定义，如：二元组②、三元组③、五元组④、七元组等。本文基于研究的目的，取具有一般性的七元组来描述本体的形式化定义随¨。定义：本体可定义为一个七元组0=(C，A‘，R，”，H，I，X)，其中C是概念的集”GruberTR，Atranslationapproachtoprotableontologyspecifications．KnowledgeAcquisition。5：199-220．1993StuderR，BenjaminsVR，FenselD．Knowledgeengineering：principlesandmethods，DataandKnoeledgeEngineering．25(122)：161～197．1998圆高军，王腾蛟。杨冬青等．基于Ontology的Web内容二阶段半自动提取方法．计算机学报，27(3)：310-318．2004@金芝．基于本体的需求自动获取．计算机学报，23(5)：486-492．2000蛳李曼，王大治。杜小康等．基于领域本体的Web服务动态组合．计算机学报，28(4)：644-650．2005 幕丁本体的CSCL协作角色分析及其-丁具开发与应用研究合；A‘是概念属性的集合；R是关系的集合；A8是关系属性的集合；H表示层次的集合；I是实例的集合；X是公理的集合。(1)概念。概念也称为类，从语义上讲，是对现实世界中个体的抽象，表示个体的集合，一般包括概念的名称，以及对该概念的自然语言描述。(2)概念的属性。如果某一概念C；是概念集C中的一个概念，那么它的属性可表示为A‘(c；)。概念间之所以有差异是由于它们有着不同的属性，才对应不同的个体集合，因此，概念的属性集合又称为概念的内涵，宏观世界所对应的个体集合为概念的外延。(3)关系。一个关系通常包含定义域和值域两部分，限定关系所适用的范围。在本体中，关系的定义域通常是一个概念，而值域既可以是概念，也可以是具体的取值域(如字符串和整数等)，当值域为取值域时，关系便转化为属性，可以说属性是一种特殊的关系。如果只考虑关系的值域作为概念的情况，关系集合R中的每个关系r；(C。，C。)就表示C。和C。间的二元关系。需要注意的是，此时这个关系只能表明概念C。和C。所对应的实例中可能存在关系r；，而并非任意取自这两个概念的实例都一定具有这样的关系。概念间的关系多种多样，但是那些具有普遍性的关系更值得关注，例如，表达概念之间部分与整体的Part-of关系。(4)关系的属性。关系的属性描述对关系的进一步限制，例如一个表示年龄的关系的“Has—Age"，如果它的值域是整数，那么可以进一步通过它的属性规定其取值范围是1’99之间的整数。(5)层次。层次可以定义在概念、属性和关系上。例如，在概念上的层次有Kind—of或Is—a，表示Superclass—Subclass关系，(c，，c。)∈H表示C。是C。的超类等等。(6)实例。一个实例是现实世界中具体的和唯一的个体，它对应着本体中的一个或多个概念，具有概念描述的属性和具体的属性值。一方面由于现实世界中的个体数量可能无穷尽，另一方面新的个体会不断产生而原有的个体也会不断消亡，实例相对于本体的其他组成成分来说是动态的；本体的建模活动中一般不考虑实例或只考虑少数重要的实例，但当本体和实际应用相结合的时候，需要将特定领域的个体作为实例添加进行。49 基于本体的CSCL协作角色分析及其f：具Jr发与应用研究(7)公理。公理集合X中的每条公理代表领域知识中的永真断言，例如，声明关系“Teach’’和“Taught—by’’是互逆的，声明“woman’’和“Man’’是不相交的，等等。七元组形式化本体定义指出本体是由一些基本成分构成的，与Perez等人于1999年归纳出的五个基本的本体建模元语①：类或概念、关系、函数、公理以及实例或个体是一致的。该形式化定义很好地反映Gruber和Studer等人对本体描述的思想，在实际应用中，通常采用本体语言来描述本体，也可以用图的形式表示一个本体。Welty利用本体谱来体现目前计算机科学领域对本体的认识，如图4-1所示瞄驯。Welty指出，简单本体是目录和文本文件的集合，提供术语的自然语言描述，它的文本具有一定的结构；稍微复杂的本体是术语表和辞典，除了提供对术语的描述，还提供了一种通用的层次来联系泛化和特化术语。表达能力最强也是最复杂的信息系统本体使用一阶、高阶或模态逻辑的公理。本体是⋯⋯：无自动推理带有自动推理图4-1本体谱4．5本体的特点当前的计算机正在从单一的设备向进行信息交换和事务处理的世界范围网。PerezA6。BenjaminsVR．Overviewofknowledgessharingandreusecomponents：ontologiesandproblem-solvingmethods．In：ProceedingofIJCAl99’SWorkshoponOntologiesandProblem-solvingMethods：LessonsLearnedandFutureTrends．Stockholm,Sweden．1999 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究络转变。因此，支持数据、信息和知识的交换、重用和共享成了当今计算机技术迫切面临的任务。之所以在知识工程、自然语言处理、信息检索系统、智能信息集成和知识管理、信息交换和软件工程等等领域研究和发展本体，是因为本体有以下突出的特占．』¨、●(1)本体可以在不同的建模方法、范式、语言和软件工具之间进行翻译和映射，以实现不同系统之间的互操作和继承。(2)从功能上来讲，本体和数据库有些相似。但是本体比数据库表达的知识丰富。本体语言的定义，在词法和语义上比数据库所能表示的信息丰富；更重要的，本体提供一个领域严谨丰富的理论，而不单单是一个存放数据的结构。(3)本体是领域内重要实体、属性、过程及其相互关系形式化描述的基础。这种形式化的描述可成为软件系统中可重用和共享的组件。(4)本体可以为知识库的构建提供一个基本的结构。以描述对象的类型而言，有简单事实及抽象概念，可以描述成一个本体的静态实体部分，主要描述的是事物或概念的各个组成部分以及这些组成部分之间的静态联系；本体也可以描述事物或概念的运动和变化。中科院数学所陆汝钤∞钔建立的Pangu知识库就体现了应用本体，知识库就可以运用这类结构去表达现实世界中海量的知识和常识。(5)对于知识管理系统来说，本体就是一个正式的词汇表。本体可以将对象知识的概念和相互间的关系进行较为精确的定义。在这样一系列概念的支持下进行知识搜索、知识积累、知识共享的效率将大大提高，能实现真正意义上的知识重用和知识共享。(6)本体适合表示抽象的描述。比如，企业模型是人们对企业或者企业的某些模型的抽象描述，在企业逻辑建模中，本体的使用可以清楚地理解企业特定领域的相关元素、关系和概念，让知识表达更加准确便捷，帮助人们进行更好的企业决策‘矧。本体在语义Web和其它领域都有着广泛的应用。最大贡献在于它可以将某个或多个特定领域的概念和术语规范化，为其在该领域或领域之间的实际应用提供便利。 幕丁本体的CSCL协作角色分析及其丁具开发与应用研究4．6本体的构建在基于本体的实际应用中，构建本体是一项基本任务。建立健全的本体需满足一定的质量要求，即描述能力是否足够，描述粒度是否合理，以及是否能完整描述领域内的知识等。由于本体构建的过程需要大量的人力参与，还需要考虑如何尽量减少构建过程中繁重工作。本体构建即需要讲究方法学的问题，也需要借助优秀的本体编辑工具，利用现有技术半自动生成。但本体自身的复杂性和严格的建模要求，使得本体的建立需有专家的参与下和构建准则与工具的辅助。4．6．1本体构建原则研究者根据本体构建的实践过程的经验获得一个共识：本体构建是一个工程问题，需要科学准则去指导啼¨。Gruber指出了本体的5点设计原则：清晰、一致、可扩展性、最小编码误差及最小本体承诺瞄引。(1)清晰性。本体应该能有效地传达其中所定义的术语的含义，这便于工作要求术语的定义尽可能客观，尽可能完整，所有的定义应该以自然语言的方式文档化，方便别人能正确理解这些术语的含义。(2)一致性。本体必须是一致的，由本体得出的推论与原有的定义是相容的，不能产生矛盾和冲突。本体中定义的公理也应该是逻辑一致的，这是基本的要求。概念也同样要满足一致性的要求。(3)可扩展性。本体在设计时不仅要使用领域内公认的词汇，还要考虑可能的应用任务范围，使得本体的表达能被简单地扩展。也就是说，本体应该能够保证添加新的通用或专用术语，而不需要修改原有的定义，即能支持在已有的概念基础上定义新术语。(4)编码偏好程度最小。概念应该在知识层次上说明，而不应依赖于特定的符号层次的编码。编码偏好应该是最小化的，因为不同的知识系统可能采用不同的表示系统或表示风格。(5)最小本体承诺。所谓承诺，是指为了在本体中以一致和相容的方式使用共享词汇所达成的共识。一般地，对待建模对象给出尽可能少的约束，本体承诺只要能够满足特定的知识共享需求即可，通过定义约束最弱的公理以及只定义交流 幕丁本体的CSCL协作角色分析及其一I：具开发与应用研究所需的基本词汇来保证。实际上，这五条设计准则在使用过程中难以全部满足，需要进行权衡。4．6．2构建过程Stanford大学的Noy和Hafner在分析早期著名的本体设计项目的基础上，结合他们开发和使用的ProtOgO、Ontoligua等本体编辑环境的经验，提出一种构建本体的具体过程m1。Noyt等人认为：本体的开发过程通常是迭代的，即先给出初步的本体框架，然后再对本体进行不断修改和精炼的过程中补充细节。本体构建的过程应分为七步进行：1．确定本体的领域和范围本体开发的第一步要明确一些基本问题，如：该本体针对什么领域?用途是什么?要描述什么信息?回答哪一类的问题?谁将使用和维护这个本体?⋯⋯。这些问题应该早可以借助能力咨询来获得，但随着开发的进行，其情况可能发现变化，也就要再考虑迭代开发的问题。2．考虑重用现有本体收集相关的已有本体是有价值的，可以精炼、扩充和修改现有的本体，避免败退多不必要的开发工作。3．列出本体中的重要术语列出所关心的术语，这些术语大致表明建模过程所感兴趣的事物、事物所具有的属性和它们间的关系等。4．定义类和类的继承类的继承结构的定义可以采用自顶向下的方法即从最大的概念开始，通过添加子类细化这些概念；也可以采用自底向上的方法，即由最底层、最细的类定义开始，然后找它们的父类；或者是综合这两种方法进行了定义。但无论选择哪种方法，都要从定义类开始，选择那些从具体存在的对象中抽象出来的术语作为本体中的类，然后将它们构成分类等级体系，5．定义属性和关系类对很多问题不能给出回答，因此需要定义概念和概念间的内部联系。这里所指的联系可分为两种：一种是概念自身的属性，称为“内在属性’’，如概∥Wine— 基丁：本体的CSCL协作角色分析及其1：具开发与应用研究的味道这种属性可用术语“Flavor"表示。这种属性具有通用性，也就是说该类对应的所有实例都具有这种属性，并且这种属性通常能向下传递即如果一个类具有一个内在属性，那么它的所有子类都继承了这种属性。这样也就要求在属性建模的过程中，一个属性应该为拥有该属性的最大类所拥有。另一类属性称为“外在属性”，有时也称为“关系”，通常用于连接概念问的实例，如概念“Worker”的一个外在属性“Workfor”连接了概念“Company”，表明对于一对分别来自这两个概念的实例来说，可能存在“Workfor”这个关系。要注意属性定义时的互逆关系。6．定义属性的限制这一步需要定义属性的一些限制，包括属性的基数、属性值的类型，以及属性的定义域和值域。7．构建实例需要确定与个体最接近的类，然后添加个体进去作为该烦扰一个实例，同时要为实例的属性赋值。以上七个步骤中，对于术语的命名需要遵循一定的准则。在本体中规定合理的命名规则并严格地遵循，不仅会使本体易于理解与阅读，而且能避免建模中不必要的错误。4．7本体工具介绍与使用构建本体需要领域专家的参与，整个过程如果都采用手工操作，构建过程即耗力，也容易出错。采用易用而良好的本体编辑工具对于降低本体开发强度、减少开发成本和加速开发过程有着重要的意义。Prot696工具就是本体编辑工具中著名的一种工具，它是由Stanford大学开发的。目前新的版本是Protege3．3∞版本，包括了50多个样例本体和60多个插件。是一个免费和开源的本体编辑平台。Prot696基于Java语言，能在Windows、Solaris和Linux等平台上使用。采用图形化的界面，主界面包含多个标签，分别Classes、Slots、Forms、Instances和Queries等编辑操作。支持OWL、RDF、XML和DAML+OIL等本体语言，提供了国Prot69亡：hnp√／pratcge．stanford．edu／download／releasenotes／release_notes．html54 摹丁本体的CSCL协作角色分析及其下具开发与戍用研究对本体的读入和编辑后的输出，其中对OWL文件的操作借助了惠普实验室的Jena工具包。Prot696中的推理嵌入了Racer和CLIPS等推理引擎。并支持功能上的扩展，很多本体应用可直接在它的基础上进行特定应用的二次开发。插件是Prot696中重要的特色，用户可以根据需要功能选择相应的插件，被选中的插件会以新标签的形式出现在主界面中。图4—2是该工具的主界面。本研究中将由Prot6963．3版本作为协作角色本体的构建工具。图4—2Prot69$主界面应用Prot696可以遵循以下步骤：(1)计划知识库的应用范围，即同相关专家合作解决知识基础技术问题，明确相关的分类；(2)应用Prot696建立一个初始的小部分本体，建立相关类；(3)可以向建立健全的小部分本体中的类里填入相关知识实例(4)向专家展示本体和实例的运行，在吸取专家意见的基础上重建本体；(5)利用内在推理规则，定制表单使之成为一个精确有知识获取工具，这有可能发现本体建立的不足，从而导致本体的重新建立；(6)与专家一起努力，建立一个相对更大的本体，使之可以应用研究相关的问 基丁本体的cSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究题解决方法或程序来测试；(7)与最终用户一起测试程序的应用研究。这～步是最终步骤，但也查能导致本体的重建和知识发现规则的重新确立。整个过程如图4—3所示：图4-3应用Prot696建立本体的过程4．8本体技术与CSCL目前，本体技术已经在CSCL的研究中取得一定的成果，如对学习个体在CSCL中的活动进行本体的定义，解决学习个体的CSCL活动共享，方便研究学习个体在不同的CSCL情境中进行活动的情况瞳刳。就基于主题式的CSCL活动而言，参与者就某个学习问题或学习主题进行讨论，讨论顺利进行的一个必要条件就是能够精确领悟对方的意思，也就是信息是否能够顺利传达。但经常存在不能顺利理解对方表述的情况，使对问题／主题的讨论无法顺利进行。一般情况下，两个或多个人对问题进行商讨时默认为能够相互理解对方所表达的意思，如果参与者的知识背景相同的情况下是可行的，但当在CSCL应用实践中，参与者可能知识背景不同，要使他们顺利交流是有难度的嘲。为使学习参与者对他人表述的语义达成一致的理解，可以采用本体解决。本体可以提供对某个概念统一的语义解释，也可以提供此概念相关联的知识。人类对某个知识点的掌握并不是孤立的，需要对大量相关知识点进行了解和比较，不 幕丁本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究但需要了解知识点本身的解释，还需要了解知识点之间的结构。传统的网络协作学习中计算机只作为直接传递人类交流信息的媒介，对相互交流的人员来讲是透明的，不提供任何辅助人理解的功能。但通过对现有现代网络支撑的CSCL模式中交流方式的观察，发现每一种交流方式在计算机所提供的支持方面都存在对应。如：文字通过聊天软件或共享白板进行，语音交流可以通过会议系统或者语音聊天软件，形体语言交流可以通过视频软件进行。为了避免工作／生长背景不同而在沟通过程中对某一问题的理解产生差异，计算机需要能够为人与人的交流提供理解性的支持。适当的方法就是用本体提供帮助，本体可以理解为一组概念(如实体、属性、过程)及其定义和相互关系，为人与人之间或组织与组织之间的交流提供共同的词汇。因此，利用本体技术，可以为CSCL环境中的角色交流提供语义上的共同理解，达到信息共享的目的。而且通过用本体定义CSCL中的协作交流活动角色，本体将能更易于制定有效的协作学习，分析协作学习小组的教育职能。为学习个体在协作过程中的角色进行本体定义提供了可能口71。4．8．1基于本体的协作交流协作学习过程中，参与者就某个学习问题进行讨论或交流，但有时会因为双方不能完全理解对方表述的情况，出现对问题的讨论无法顺利进行或偏差的情况。但在CSCL中，由于参与者可能的知识背景或所生长的环境不同，要使他们顺利交流，完成讨论是有难度的。例如，某个人讲苹果很便宜，小贩可能认为是指作为水果之一的苹果很便宜，而电脑经销商可能会理解为苹果牌计算机很便宜。为了使学习参与者对他人表述的语义能达成一致的理解，可采用本体来解决。根据人与人之间交流的过程来理解协作交流时为什么采用本体：连接交流双方的中间桥梁称为信息，弥补不同时空隔阂的关键因素：第一，信息都具有一定的格式，可以按照预定义的结构(称为语言)进行组织，并且最终被一定的物理媒介所承载；第二，每一条格式化的信息都要承载至少一种语义，不管这种语义57 幕丁本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与廊用研究是对客观现实的描述还是主观臆断甚至猜想；第三，具有特定语义对谈话双方产生一定的影响，迫使双方作出一定的反应。任何信息同时满足上述三条特征，否则只能称之为字符或数据。谈话者的主过一种语言形式化为信息，这种信息可以能够为接受者所感知并且解释，才能实现有意识的交流与共享。接受者对所接受信息的解释形成其头脑中的另外一种意识，这种意识是否符合发送者的本意，有赖于信息的形式化程度和接受者的解释能力。人与人交流看似简单，实际很复杂。当交流的人数增加时，交流渠道急剧增加，相互沟通就会带来困难。典型的问题是“过滤’’，也就是丢失信息。要避免信息丢失，就要使用适当的“过滤”。在CSCL中由于计算机的存在，使用计算机来为人之间的交流提供帮助。通过对交流的三种不同方式的观察，发现每一种交流方式都在有计算机能提供的支持。文字交流可以通过聊天软件或共享白板进行；语音交流可以通过会议系统或者语音聊天软件；形体语言交流可以通过视频软件进行。为了避免工作背景不同在沟通过程中对某一问题的理解产生差异，计算机需要能够为人与人的交流提供理解性的支持。本体可以理解为一组概念(如实体、属性、过程)及其定义和相互关系，为人与人之间或组织与组织之间的交流提供共同的词汇嘲1。而通过本体定义人与人之间交流过程与交流的信息语认，可以解决这一问题。4．9小结本章主要是介绍了对本研究起到重要指导作用的理论基础，角色的定义与社会作用最早来自于社会生理学中，指出角色是个体行动的具体表现，“角色扮演’’是角色的一个重要因素，受到个体所处环境的规范的制约和与其他个体交互的影响。教育社会学在社会心理学的基础上，进一步阐明角色在教育教学中的重要作用，影响着学习同伴间的学习效果。社会网络进一步定义了角色即个体所处的地位，在CSCL中每个角色拥有一定的角色空间，影响着学习个体与他人的交互情况。 中协，去引入化定 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与戍用研究前言第五章CSCL协作角色理论框架文献分析可以初步看到，角色概念有着不同的意义和定义，有不同的名词术语和不同的分类，但其中多数领域的相关概念忽视学习情境的动态性。由于角色的这种多样性，本研究提出：根据角色在协作学习过程中的两个不同的维度，即出现的情况(预置的和临时的)和根据其性质的变异性(静态和动态)确定角色分类。这些维度将帮助识别角色在学习活动开始前的确立，监督角色在学习过程中的变化。并为这些角色分类设计描述一个协作角色形成的条件框架。为此，本研究工作在分析不同的案例，分析协作学习的参与角色基础上，探讨传统协作学习的角色分类情况，提出一个新的协作角色理论框架。5．1资料与数据收集、分析要分析CSCL中的学习个体的角色情况，需要收集相关的资料和数据，根据角色形成框架的要求进行分析。笔者从2005年到2009年的博士生学习中，参与了中英“EChina-UK①”教育合作项目与华南师范大学教育信息技术学院05级硕士研究生《教育研究方法》课程的网上协作讨论活动。对于这两个案例的资料的收集，采用了观察法、收集资料法和访谈法。5．1．1案例一：中英EChina-UK项目EChina-UK项目是中英两国政府资助的关于高等院校网络教育的合作项目，英方的合作学校有OpenUniversity，LancasterUniversity和UniversityofSheffield；国内的合作学校有北京师范大学，北京交通大学、华南师范大学和浙江师范大学。该项目期望设计与开发支持中英双方教师可用的基于Moodle平。http：／／echinauk．org／cases2／lancaster／introduction．php60 实践义，“促进E—learning从业人员专业发展的网络课程”Workshop。该E-learning网络课程的设计与开发是由中英双方从事E-Learning的专家和教师协作完成的。参与，到该网络课程中的中英方高校教师共有46名，其中22名为英方教师，24名为中方教师。该项网络课程的学习时间为12周(2006年10月8日到2007年1月8日)，参与者到课程学习的教师分为5’6人一组，通过网络进行协作学习，探究学习主题并共同分享学习经验。该项课程的进行主要基于Moodle平台，支持异步与同步交流，为教师们提供了各种学习工具和资源，强调学习的意义建构。系统完整地记录和保存了学习者进行协作交流的数据。如图5—2所示。6l 摹丁．本体的cSCL坍作角色分析及其：I：具开发与应用研究诌，’一-m。m⋯⋯cm··tm·，⋯··v*·“V⋯，室件勘_哪l■∞柱-裹(1'工■o-嘶邮ThlsIS甘峙spaceh6foup4．o喇甘leIfproducla州恂rfeooftbased。rI恤妇r柏|eprrmdeomUm2AcLMIy2C-f帆毋●m村曲料5州Ibea谊昭№fu阳op培to85K删。鸺曲叫她pf。o旧讲矿oce站Eell9№；Rlm固鬈0罂10搿：j曼驾躁。。，。惦曩。州O帕in9口帅fO汀帖_啪狮m∞10幻㈣3h帅s“t悯a帕re口u删l。m曲opa【celn口悖3ac黼器州呦晰’Pc《．1叼"gmpp『Ⅻds2POSI；n口，O听￡蛆恤9orI啊帅C捌rsear日y0啦e鲫en∞sof^3posoll。州pomoloThanksfofal90u-№哪worksO培ra嘲憾hOpeyouenIov№h啦panof巾ec烈_ses啮O册r曙$na■娜diE删IS嗍IOe§e‰I劝ph圈黧勰船；黑。。。乙⋯，⋯。．～。j一。。：⋯⋯．。～。。一⋯。。一：一一⋯～～～⋯一一．蔓．‘?童竺篡≮童ah·⋯jLo“-图5—2基于Moodle平台的协作学习情况页在该项课程的实施过程中，由于使用网络环境，需要设计一系列不同的角色来满足学习的要求，首先设计的是在线辅导教师“e—tutor”和学习者的角色。“e-tutor’’的角色是支持和促进学习者之间的协作对话，参与Nd,组对话中，即是e—tutor—participant，强调了师生之间的地位是平等的，e—tutor不控制和主导讨论唧1。学习者是以学习小组或学习共同体中的一员参与到小组活动中，与小组的其它成员拥有共同的学习目标，需要与其他成员一起主动地进行协商和交流。将e-tutor和学习者的角色设计到网络课程的教学设计中，可以保证协作交流有效进行。但是，在实际的教学实践中发现，许多教师对于自己的和教师的角色没有清晰的认识。特别是作为学习者的角色，并不是只单纯的参与到学习中，与其他成员共同完成目标就行了。在其过程中，学习者的角色往往会发生变化与迁移，这就需要进一步的进行调查与分析。才能保证整个教学实践过程中的有效意义建构。该项目的进行是基于英文环境的，所获得的资料可以为角色分析提供原始数据，但却难以满足作为本研究中协作角色分析工具开发与测试用途。还需要进一步获得基于中文语言的项目支持。62 基于本体的CscL协作角色分析及其一r具歼发与应用研究5．1．2案例二：基于CSCL实验支撑平台(CSCLEP)的协作学习基于CSCL实验支撑平台(CSCLEP)的协作学习是李克东教授主持的教育部教育科学研究“十一五"重点课题“计算机支持的协作学习(CSCL)促进意义建构的研究(课题批准号：DCA060100)"子课题的一部分。主要针对2006级硕士研究生必修课——《教育技术研究方法》。该课程的开展是基于CSCL实验支撑平台(CSCLEP)进行的。该平台是专门为研究和实践基于主题式的网络协作学习而设计与开发出来的。平台具有CSCL研究项目管理、CSCL学习活动管理和CSCL的评价管理三个基本功能。能有效地进行项目的研究、管理和分工，支持协作学习活动并能对学习过程进行的有效地监控、管理和评价，系统能自动记录协作学习过程并保存学习者讨论交流的文本资料，使研究者可以随时获取数据相关进行分析。如图5-3所示为CSCLEP的登陆首页。nn，．．。1甩尸名{+剿r儡椭户名。舻谨瓣CSCLEP窑砰广—一劂‘⋯4⋯一州：‘f：j；完琦自删掰f：锋带直箨磺露孝煎^霄壤嚣谚脯苔覆工馆，秘；竹瓣幺驴t々f-学习女譬箍#’煞t褒持-：舒}葶专絮嘲e’鞠≈’维受癌⋯4箍辩革，；详群岳骜筝j量冀。身oo}键群生擀蝣|撞#’j貉萨7特景点持．通翥托蒜整影料j蓄竹圪掌冀舸蔓蠹，嵌聋掌皇伤谁掣：j串破麴t蠢，誓对攀鲁墙；跏屯囊搬耘坼唯麓土静瞄一：赞·擂譬譬生攫爵髫曼盘“掌习翱王维荔蚓鼠饥，庞蕴彪幸毒黔籀茹馨罱ml泼演鬣“‰图5—3CSCL实验支撑平台首页《教育技术研究方法》是由李克东教授担任课程的主讲教师，首先在课室中向学生讲解教育技术学研究方法的基本概念、操作以及质性和量性研究的内容与区别。然后在CSCLEP上进行协作学习。课程在CSCLEP上的学习时间为2007年10月15日到2007年11月26日结束，为期六周。每4-5名学生组成一个学习小组，共6组学生利用平台进行学习，其主要任务是针对教育技术学的六种研究 基丁．本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究方法分别进行探究式主题学习。通过小组形式进行协作探讨教育技术学研究方法的基本概念、特点、操作过程和模型，通过典型案例的学习形成小组的学习成果，形成PPT发布成果，供全班进行共享与学习。为保证协作学习的有效性，在使用之前对所有的学生进行了系统平台的使用培训，为每个小组指派一位博士生作为辅导教师，支持和促进小组的讨论交流。系统能自动记录与保存下每个学习小组的讨论交流文本、学习成果等，如图5-4所示。为确保协作学习的顺利进行和收敛性，CSCLEP还提供了为每个学习小组的成员进行角色与任务安排的功能，如图5-5所示，确定了每个小组的成员角色，可以使得讨论过程更加有序地进行，这也为本研究的开展垫定了角色扮演与角色分析的可能性。7节‘It，71絮i36，1别““叫一1“7。”“!。黑鼍暑i：!岬0’!掣”。一’扫3。⋯⋯兰i÷：二：：i一=．121。：巍12。0o．⋯⋯⋯⋯⋯-岂二≥：毒：。。：：：“。二．。0西藐掷。二譬—蓄。_一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯i：荔蠢．?如"哆II‘：公鬟羧缓琵戮戮戮凰堂：：：：：：=：：=：l图5—4CSCLEP中小组讨论区角色分配与学习情况 基于本体的CSCL协作角色分析及其_『：具，F发与惠Hj研究图5-5CSCLEP中小组成员角色分配情况如d-为了使到资料收集的有效性，在课程之后，对部分的学习参与者进行了访谈。了解他们对于在基于CSCLEP的教育技术研究方法课程的学习中，自己是否承担了任务分工时所分配的角色?除此之外，是否感觉自己还担任了其他的角色?对于角色的初期分配与学习过程中的匹配与变化是否有迁移?学习的收获与建议等等。进一步获取相关的协作学习资料。声5．1．3资料与数据分析在进行案例的介绍和资料收集情况之后，接下来的工作就是对相关的资料和数据进行分析。本小节详细介绍了相关的资料、数据分析方法与过程。在查看原始数据时，由于所有的交流讨论过程都以文字形式呈现，CSCLEP平台为交流对话提供了句首语作为思维支架。但这些支架并不能全部适用与正确。有的同学用了句首语，但有的没有用。而有的虽然用了句首语，但句子的内容表现的并不是句首语要的思维支架。所以通过句首语并没办法判断交流对话语句所要表现的学习个体准确的角色情况。要分析协作角色，首先要分析在基于主题式的网络协作学习环境中的协作活 基于本体的CSCL协作角色分析及其l：具开发与麻用研究动。在对获得的资料与数据进行分析之前，应先明确两个问题，才能进行协作角色的分析，并对协作角色进行分类。这两个问题即是：(1)角色的形成框架是什么?在协作学习活动中，角色应包括哪些方面的内容，形成一个角色应满足什么样的条件?(2)基于主题式的网络协作学习环境中的协作活动中可以出现多少种角色，这些角色是不是都对协作学习起影响与作用?针对所收集的资料与数据，本研究采用质的研究方法来进行。质的研究方法是根据人种学、现象学、解释学等研究思想和方法形成的一种社会学研究方法。“是以研究者本人作为研究工具，在自然情境下租用多种资料收集方法对社会现象进行整体探究，使用归纳法分析资料和形成理论，通过与研究对象互动对其行为和意义建构获得解释性理解的一种活动。∞门’’质的研究强调研究者深入到社会现象中，通过亲身体验了解研究对象的思维方式，在收集原始资料的基础上建立“情境化的”、“主体间性(intersubjective)"的意义解释∞副。在质的研究方法中，对于所收集的资料须进行整理与分析，然后对资料进行归类和深入分析，形成结论。本研究采用质的研究方法中的互动模式∞来完成资料的分析。具体分析过程如图5—6所示。。陈向明著，质的研究方法与社会科学研究fM】．教育科学出版，2004．II，P275-277僦，质的研究中资料分析可以有线性模式和互动模式。“质的研究中资料分析是一种循环过程”．66 阅读资料时需要用一种“投降”①的态度。因为资料本身有自己的的特性，会对人的理解范围有所限定，要深切地体会到自己对资料的反应，才有可能了解自己是如何理解资料的，也就是说对资料的分析在某种意义上是对研究者自己的分析。这里笔者阅读的主要从案例一和案例二中获取各个协作学习小组进行交流讨论的原始资料。案例二中的原始数据是从实验平台CSCLEP的数据库中抽取出来的，其中部分小组的原始讨论内容显示如下圆：l主题标题：虽然前期的讨论受锄病毒的破坏，但是还是让我们把学习进程推进下去!主题类钱：起讨论作者：于．永嗡内容：第3小组的伙伴们。虽然前期学习受钠病毒破坏．我们还是要把学习过程推进下去!这是我们准备汇报的最后阶段．欢i垒大家积极艮开讨论．我将跟睫大家一起完成最后的学习阶段。思维支架：有这样一个l’函题⋯回陈向明著，质的研究方法与社会科学研究[M]．教育科学出版，2004．11，P277国案例中的资料内容较多，这里呈现的是第二学习小组的部分讨论内容，第二小组的全部讨论内容以及登录、编码后的详细内容放在论文的附录一中。67 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究i题标题：回复：虽然萦期的讨论受翻病毒的破坏．但是还是让我们把学习进程行进’去!主题类诵：发起讨论作者；饲瑰君内容：恐维支架：我{|’】米讨论⋯2如伺减少观察误差i我们来讨论⋯j如伺减少观察误差i我的观点?建议是⋯1回复：如佃减少观察误差作者：李晓娟内容：由于选择性理解和观察者介入丽产生的影响。药两种镶略司予以修正：一是增加研究者的人数。反复验证观察结采：二是码通过啕卷调查、现场记录等方法收集锄。的资料来弥幸h，对照观察所褥的资料。力求获得较精确的结果oI我的观点?建议是⋯j第二步：登录，打散资料，重新组合以获得概念与意义。需要“思考单位"与“设码”。主要是在原始资料边上加以附注，圈出重要的词语与短语。所谓登录，即coding，收集的原始资料内容比较庞杂，不可能所有的内容都适用，就像对研究现象与研究对象进行抽样一样，对这些杂乱的资料也应进行“目的性抽样”，获取那些能够回答研究问题的资料。在本研究中，登录的结果是去掉对话中一些无意义的话语，抽取与讨论主题有关的，反映学习个体角色扮演情况的内容。登录过程中要考虑九类不同的“思考单位”①：(1)被研究对象群体或个人的意识形态和世界观和定义自己生活世界的方式；(2)被研究者的行为规范、规则以及意义建构，包括被研究者那些明确说出来的、隐蔽的和有意拒绝回答的意义：(3)被研究者的社会实践，即被研究者平时行为中最小的单位以及具有戏剧性和特殊性的事件；(4)被研究者的社会角色，也就是被研究者先赋的角色，像性别和年龄。正式的角色，比如职业和职务等、人格特征、交往角色、角色策略和故意扮出某种角色姿态的原因和动机。(5)人际交往、社会网络中的人际关系等。即交往所共同建构的关系变化。J．罗夫兰(J．Lofland)和L．罗夫兰(L．Lofland)1984年提出来。Lofland，J＆Lofland，L．It．AnalyzingSocialSetting：AGuidetoQualitativeObservationandAnalysis．∥Ed．Belmont．CA：Wadsworth(Originalworkpupished1971)．1984：72—9168 基于本体的cSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究过程；(6)群体(团体)及其适应社会环境的功能；(7)居住地，由复杂的、相关联的人、角色、群体和组织组成。以及居住宅区地的边界领域等；(8)社会世界：由一个庞大的但边界模糊的人群所组成。(9)生活方式：一大帮为适应相同生活环境的人们所采取的一种总体方式。第三步：寻找“本土概念"，以获得有代表性的概念。所谓“本土概念”是指被研究者经常使用的、用来表达其对某些事物看法的概念。寻找“本土概念"没有一定的程序可循，只能依靠研究者的直觉和经验。主要的规律是寻找某些被反复使用的概念。在两个案例中寻找“本土概念"主要是通过用词频率算法来寻找各个协作学习小组讨论话语中频率高的词语，作为反映角色情况的关键词。将案例中协商讨论后的资料进行“登录"与“本土概念"的寻找后，获得如下的数据：A(同题发起入)B(同答者)C(提阀者)D(无作为者)E(其他)1．壬永固(E)：第3小组的伙伴们。虽然前勒学习受劲病毒破坏．我们还是要把学习过程。推进-卜去!这是我{fj准备汇报的最磊阶段。欢迎人家积极襞开记论。我将跟睫。大家一起完或最后的学习阶段o2．李晓娟(C)：在塞迪观察的过程中。翅迎毯尘观察的送差!李晓娟(B)：直王选择性理解和观察者介入雨产生的藿邋，奄两种筮喳司予以修正：一是增加研究者的人数．反复验证观察结果：二是瑚通过阗卷调奄．现场记录等方法收集锄的资料来弥补，对照观察所得的资料．力求获得较精确的结果。伺琬君(B)：毯乏蛾察送蓑的蝤1友洼：‘1)正确选择观察入员o(2)认真进行恐想教育o(3)做好必要知识准备o(4)不颈拥强感宦调练ot5)合理安排观察任务o(6)充分翻铕科学仪器o(7)努力控翻观察活动，(8)进行纵横对比观察。王永固(E)：伺琬君塑缝得很蛭，但链覆再基监一些13．饲琬君tA)：我们查{蕴从“概念“、‘特征“、‘操作模式”和‘案锄“这西力蘧过诠哩琶王永固(E)：童蕴伺琬君的握谨．我{fj墨噬逡童匹1个记论主题．分期是“概念’、‘特征“、‘操作模式“和‘案铡“．然后我{|’J塞史在这四个力面进行深入地过途。大家觉褥怎么搓羔支持的请跟赔l李晓娟(E)：我也匦意婉君的提议．这样我们能够更有目标地进行深入过途蒋东勤(D)：4．蒋尔勤‘C)：登堂理整是仕么2蒋尔勤tB)：秘望理塞是有且选、鸯计翎、有系统的感知活动； 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究第四步：建立编码和归档系统，将所获得的内容汇集起来，编排成现有的表格或二维直观图。将“登录”所得的资料编码后按照一定的分类标准重新组合，反映的是资料浓缩后的意义分布和相互关系。对于以上案例，研究想获得的是从讨论资料中归纳出角色的形成条件框架，并从讨论的关键词中呈现出来的角色类型。在这一步，对两个案例进行编码后，形成一个角色形成框架的二维图，如图5-7和一个角色分类表格表5—1。圄l眵一’⋯}方面豳色定义。：应用情境交互分析需求检查指标与数量b一⋯。lI；雅摩{』’—一E．毒!．：。，：7i：蚕E．．．⋯i{⋯⋯图5—7角色形成框架二维图]表5-1角色分类表格序角色行为特点行为定义形成条件教育成效备注号整个资料分析的过程是一个可循环的过程，对资料进行每一轮的编码后，都要重新回头再进行阅读资料，进行“登录”，以获取新的编码，补充完整角色形成框架二维图和角色分类表格的内容。5．2CSCL中参与角色分析在协作组的任务完成过程中，常包含着许多不同的角色(Roles)。所谓的角色是指个人预测他人的期待而去履行其地位的行动。角色对于团体的学习和行动效率有着关键性的作用。权利与责任决定了个体在团体或社区中的任务，当个人去行使他的权利与责任而产生影响时，这个个体就是在履行他的角色了呻71。CSCL作为一种教学方法，参加到其中的主要对象是教师、学生和计算机等。每一种对象在CSCL可以扮演不同的角色，本研究主要针对学习个体在CSCL协作交互中的角色扮演情况来进行。 幕丁本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究5．2．I教师的角色Langer和Applebee(1987)以及Moran和Klem分别发现许多教师仍然把传统教学方法(如讲授和演示)原搬照套在CL新环境中，而忽略了潜在的深刻变化[65]传统的教学环境、教学活动和教学方法，如教室、课桌、讲台、黑板以及板书、演示、批改作业等对教师来说是极为熟悉的，相当一部分教师在这种环境下积累了丰富的教学经验。当被网络、屏幕、数字化信息、统一字体等技术支持的产物替代时，教师的挫败感以及无措感是可想而知的；更重要的是作为教学控制者和主导者的地位不复存在，教师也成为学生中的一员，其角色可能转变成学习的指导者、咨询者、设计者和调解者等，甚至会变为学习者。事实上，教师要掌握的不仅仅是教学内容的逻辑序列和目标的合理安排，更多的是学生协作的情况、学生学习的进程以及协作的规划设计嘲。比如年轻教师作为新手站在讲台上，在授课前需要培训一样，教师进入CSCL环境也要明白如何才能成为学生学习得力的助手，并适应新的环境。嚣5．2．2计算机的角色．孽一在计算机支持的协作学习环境中，计算机只是其中的一个组成部件。尽管它几乎涵盖了教学的许多方面：讲授、板书、问答、记忆、探索等，但是它的作用的发挥总是与学习环境中其它的组件如课程内容、教师行为、学生活动、学习目标等分不开的。Salomon曾这样描述，“计算机只是一连串反应的导火线，是制作面包的发酵粉"呻1，CSCL环境中没有计算机的参与，协作学习的一系列行为便无法有效的发生，但是仅仅只是计算机组成的学习环境，学生也是无法实现最终目标，不容易产生有意义的学习。随着技术的发展，计算机作为协作学习的一部分，其地位不断上升，专家与学者已关注起计算机作为CSCL的一员并参与者到协作学习活动中的情况，如计算机Agent的出现，专家系统的研制等。计算机已不单单作为工具和环境，它也可以是CSCL的参与个体。7l 基于本体的cSCL协作角色分析及其T具歼发与应Hj研究5．2．3学习个体的角色CSCL协作组中的学习者，又称为学习个体，是协作学习活动中的主体。协作学习对于一个学习小组中的每一个学习者来说并不是总有效的。教育专家认为，在协作学习中，重要的是学生轮流担任一些角色进行合作，比如让学生轮流担任导师、学生、帮助者或助手等角色。在协作学习中，学生不仅仅是被动地学习，而是会主动的与他人或同伴进行交互，共享学习知识从而发展自身的技能。学习成效主要取决于学习者在协作学习过程中交互的程度，也就是说，取决于学习者在其中扮演了什么样的角色，去进行协作交互。而学习者在开始角色扮演时，所扮演的学习小组中的角色与学习者的知识或认知状态之间的关系也是至关重要的。如果学习者所扮演的角色与其知识或认知状态不适合的话，那么该学习者的努力也将徒劳无功。因此，教学设计者与教育需慎重考虑学习者的状态、经验和角色描述的条件以及它们之间的关系；考虑不同角色的结合对于学习小组的形成与学习过程的设计所带来的是增加协作作用还是损害的效果。为此，就需要确立角色形成的描述条件，建立一个反映协作学习角色规则的理论模型，并形成一个基于本体的系统概念，为学习设计师和教育工作者提供参考，促进共同的理解。本文的研究重点就是针对学习个体扮演的角色来进行深入的分析与探讨的。5．3BenneandSheats的团体角色分析理论BenneandSheats(边尼与席特1948)认为团体中角色的分类是在于解决团体的问题，指出团体的角色可以分为三种，即团体任务角色(GroupTaskRoles)、团体建构与维系角色(GroupBuildingandMaintenanceRoles)和个别角色(PersonalRolea)№"。贝尔斯(Bales1955)在分析了团体互动情况后提出观点：认为团体中有两方面的工作进行，一是工具的；另一个是表达的。这与何门史(Homans1950)的团体系统概念相对称。Homans把团体分为内部体系(InternalSystem)与外在体系(ExternalSystem)两种。体系中包含了成员代表团体与成 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究员问关系的行为群(ClustersofBehavior)，也就是协作角色(Henry，1981)。内部体系又称为表达体系(Expressivesystem)，提供成员间与成员之中相互表达的机会，包含了成员社会面与情绪面的结。用亨利的图构旧1来表达团体的内在结构如下所示：图5-8内在结构图反之，成员为了团体的效果与成就，扮演某些与外界接触的行为，则团体的外在体系产生。因此，外在体系就如贝尔斯的工具概念。以亨利的图构来表示就如下所示：图如果团体的角色发行完整的话图5—10完整团体结构图哈佛德(Hartford)认为团体早期是为了促进成员的结合，必然多行使内在体系或表达的行为；而到了后期，为了达成团体任务，就比较强调外在体系行为。而不管外在体系还是内在体系，团体成员在其中都需要扮演一定的角色来完成这些任务。边尼与席特将团体中常见的角色组列举了三大类角色。这三大类角色中又分b=9 基予本体的CSCL协作角色分析及其T=具歼发与应省研究出不同的子类，如图5-11所示，这些角色有积极性的，也有消极性的。在这些角色中，并不是负性的角色就对团体的发展不利，也不是任何正向的角色都对团体有利。而且，每一位成员在团体中也会因团体情境的改变而同时扮演不同的角色。下面介绍这三大类角色及其子类角色的名称、作用。图5-11角色类型子类分布图(一)团体任务角色(共12种)团体任务角色的功能是激发与协调完成共同任务的抉择与界定。总共有十二种角色。1．发起人或贡献者(Initiator—contributor)：对于某个主题或问题，建议新的意念或给予新的界定，或提出解决的办法。2．信息探求者(Information—seeker)：寻求对提议的澄清，或寻求权威消息与事实资料。3．意见探求者(Opinion—seeker)：不问事实原因，只问团体整体是否抓到要领。4．信息提供者(Information—giver)：提供经验或权威报道。5．意见提供者(Opinion—giver)：对建议提出看法、意见、增补、修正、支持或反对。6．推敲者(Elaborator)：举例说明或提供合理的解释，或将意见推演。7．协调者(Coordinator)：为各种意见搭起桥梁，并在各个团体间穿梭，尝试将意见与行为结合在一起。8．导引者(Orienter),指出意见的意响，导引目标或提供讨论方向。74 摹丁二本体的CSCL协作角色分析及其一f：具开发与应用研究9．批判者(Evaluator—critic)：提出一些标准来评估、咨询团体讲座的实施、逻辑或程序问题。10．加油者(Energizer)：鼓励团体决策或采取行动、或刺激团体达到高潮。11．行动专家(Proceduraltechnician)：促成团体行动、分配任务、管制进度与安排事务。12．记录者(Recorder)：提议的草拟与记录，结论的登载。(二)团体建构与维系角色(共7种)这组角色在于建构以团体为主的态度与导向，并维持团体不变。其角色有七种：1．鼓舞者(Encourager)：使用赞美、温暖与团结的态度对他人：并且表现对他人意见与观点的了解。2．调和者(Harmonizer)：企图使不同意见取得协调，并消除紧张与冲突，使场面轻松。3．妥协者(compromiser)：努力冲锋于各种意见之间，寻求折衷办法。4．守门员与助长者(Gate—keeperandexpediter)：保持沟通渠道畅通，并且促成参与、激发沟通。5．标准设定者或自我理想者(Standard—setteroregoideaI)：为团体设下一些功能运作的指标。6．团体观察员与评论家(Group—observeandcommentator)：记录各种团体过程的资料，提出解释，并加以评估。7．追随者(Follower)：善于追随团体行动，或多少接纳他人意见，在团体讨论与决策中，经常是一位听众。(三)个别角色(共15种)这组角色是在团体中个人为了满足自己的个别需求，而给自己一个角色的分派。有以下几种：1．攻击者(Aggressor)：经常使他人泄气，反对他人的价值、行动与感受，攻击团体与团体目标。2．阻挠者(Blocker)：对他人的意见表示顽强的反对，不惜代价阻止反对75 基了：本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究意见被沟通。3．自我表白者(Self—confessor)：利用各种机会表达个人而非团体导向的感受、意念与了解。4．追求认定者(Pursue—cognizancer)：专门运用不同的方法来引起别人的注意，唯恐天下不知己。5．花花公子(Playboy)：是个难得纳入团体过程的游荡人物。6．修补篱笆者(Fence—mender)：是个筑墙能手，处处对住团体的漏洞。7．捉漏者(Cover—thecracks)：善于找到裂痕而加以掩盖，保住很好的团队气氛。8．支配者(Dominator)：是个善于引导他人，具有权威，懂得控制，有很好解决问题能力的大师。9．游客(Fellow—traveler)：是团体中的过客，到此一游，志不在此。10．清教徒(Blue-nose)：敏感而有原则，缺乏温暖与人性。11．问题制造者(Trouble—maker)：若破坏了团体目标，总可以找到半打以上理由的人。12．愤世嫉俗者(Cynical)：好嘲笑讽刺别人，缺乏率直与诚恳的投入。13．单线思考者(Onetrack—mind)：毫不变通，只要他一反对的意见，怎么样都不改变心意。14．自我中心者(Egocentric)：凡是团体中发生的任何事情，他都会与自身联系起来。15．问题导向者(Problemorientated)：是个十足的大惊小怪者，凡事都会使他吓一跳。BenneandSbeats的团体角色理论概括了传统学习中学习者在团体学习中可能扮演的角色类型。但对于基于主题式的CSCL学习情境中，这些角色并不能全部适用。需要在分析基于主题式的CSCL模式的基础上，根据学习个体在其中的活动情况，制定出适合的学习者角色扮演形成的描述条件，进一步确定协作角色的类型。76 基于本体的CSCL协作角色分析及其。1：具开发与应用研究5．4CSCL协作角色理论框架提出CSCL协作角色理论框架是在“基于Web环境中的虚拟社会协作维”的基础上延伸出“协作学习小组协作维’’的模型，通过问卷调查获得CSCL领域专业学者的认可而提出的一个CSCL协作角色组成要素框架图。该框架图包括与角色相关的两部分内容，第一部分是协作角色形成的条件框架描述。第二部分为协作角色分类，主要探讨协作角色的类型名称、定义、行为特点、对教育的成效等。在此基础上，对这些协作角色根据知识的意义建构作进一步的领域分类，并扩充总结出每一个角色领域类型的话语特点。5．4．1学习小组协作维赵建华在Koschmann关于CSCL新定义理论【69】和Stahl关于CSCL理论框架【70】的基础上，分析了Tentin基于网络的协作教育框架【7l】和祝智庭教授的‘‘网上教育的技术文化分类"模型【721的基础上，提出Web环境下协作学习的理论框架，指出协作学习基本的理论框架三要素是个体性、社会性和知识产生。根据这三者的关系，获得了Web环境中的虚拟社会协作维，如图5一12所示，图中表示Web环境下的协作维主要考虑的是学习社区的形成和社区间的通讯要素。从图中可以看出，一个虚拟社区主要利用学习小组的形式通过同步或异步的通讯媒介进行协作学习和信息交流的，需要考虑“学习任务”、“小组的学习方法"和“学习个体”等要素。“学习任务"又包括了学习目标、学习问题、问题解决、探索与发现等要素。“小组学习方法’’主要包括小组为完成学习任务所使用的方法如STAD、TGT*等。“学习个体”的要素包括小组的人数，个体的角色、个体的知识背景，和认知特征等。这此过程中，学习个体之间的协作交流过程比较复杂，属于非直接的交流。因此学习个体对协作学习过程会有更重要的影响。如图中所示的阴影部分说明学习小组内的学习个体的协作交流活动更引起关注。①ST#d)：学习成绩分工法，斯莱文，1980。TGT(TeamGamesTourna-Ments)：小组游戏竞赛法，斯莱文，198477 基于本体的CSCL协作角色分析及其I：具开发与应用研究图5—12Web环境中的虚拟社会协作维在此基础上，将Web环境中的虚拟社会协作维范围进一步缩小去研究一个协作小组与协作小组的交流情况，可以得出图5-13所示的协作小组协作维图。图中，椭圆圈表示一个协作学习环境，环境中会存在不同的协作学习小组，圆圈表示一个协作学习小组，一个协作小组是由若干(2．6人)学习个体组成的(如图中阴影所示)。协作学习小组之间是通过网络进行信息交流和协作交流的。影响协作学习的因素包括有学习任务艰巨、学习方式和小组的构成因素等。在小组 基于本体的CscL协作角色分析及其T具，r发与戍用研究来分析角色形成的条件，获得适用于主题式的CSCL协作学习环境的角色类型，最后形成一个初步的协作角色理论框架。这将在下一节进行详细的陈述。5．4．2CSCL中协作角色形成条件框架描述GSIC∞团队分析了与协作学习情境相关的角色领域，这些领域包括CSCL、CSCW、E-learning、基于课堂的学习、动态与自适应超媒体环境H引。研究发现，在一个确定的学习情境下，一些通用的角色由于存在着极高的共通点而被认可，如教师(Teacher)，学生(Student)。在这些方面，不同研究学者对于通用角色的定义和分类是类似的n8¨侧啪m¨。但对于其他的角色，这些领域都存在相同的问题，即缺乏一个通用的词汇来描述不同环境中的角色，角色定义和角色分类。因此需要研究一个条件框架，用来界定和定义只考虑教育背景下的角色。角色框架的确定首先应考虑角色的定义和适用范围。该框架的总体结构，还要考虑到这个框架的目标是：分析并确定在发展的协作活动中角色的相互作用的需求、作用和指标。这主要从学习活动的活动性来进行考虑。一方面，允许确定角色之间在过渡期间活动，另一方面能够分析协作学习动态的相互作用，在一定的范围内，根据不断变化的需要，能够定义出新参加进来更加适应的的角色。要建立一个定义和描述角色的框架结构需要建立一套通用的词汇来定义协作学习情境中角色的特点H引。在这里设计了一个框架，初步确定定义这些角色所需的四个维度：角色或行为者(actor)，职能(function)，需求(needs)和指标(indicators)。“角色或行为者(Anactor)’’代表一个通用的角色，就是一个人，一个代理或他们的任何组合m1。例如，传统课堂中己预先确定的角色：老师和学生n别。“职能(Afunction)”表征一个演员的特点。同一个职能，可以指定它们的活动，义务和责任。比如，作为一个职能人，一名教师执行其角色的最低限度是：在教学中通过干预来重新确定学习小组的学习方向，或者监督其中的成员是否有被排除在学习交互外面m1。国巴利_哑多利德大学(UniversityofValladolid)的GSIC(协作和智能系统CollaboratireandIntelligentSystems)团队在近几年致力于CSCL的评价方法和交互分析研究，最主要的研究焦点是关注研发一种支持CSCL的形成性评价方法和工具 基于本体的CSCL协作角色分析及其T具开发与应用研究“需求(Needs)’’是对每一个角色功能一种具体要求。这些要求涉及到必要的信息(如角色的数量和角色类型)和相关工具的功能。它们都是受相关情景下不同参数的影响，像学习情境或学生的教育程度。举例来说，教师的干预会影响网上学习活动的同步；而在一个异步系统中，当教师已经掌握了学生之前的对话，了解学生间学习交互行为的基础上，这种干预可能会在下一个学习环节中出现[77]o“指标(Indicators)”是一个参数，有助于分辨不同的角色之间的过渡。每项指标都是可以由一个姓名维度和一个角色的可能变化的分界指标的数量来组成的，这些数量可以根据不同的情境而不同。图5—14详细说明了CSCL角色框架的四个维度与它们之前的相互关系与内容，包括角色定义、应用情境、需求分析与监督指标与数量等。图5-14角色描述框架图 基于本体的CSCL协作角色分析及其jr=具开发与应用研究其中“角色定义”包括角色的名称和功能描述。这么考虑的目的是因为通过文献资料了解到角色有两层含义。第一层指的是在确定的教育环境中的行动者或利益相关者，即通用的角色，有的称为指定名称的行为者嗽3，如教师和学生等；第二个层是指在CSCL环境中界定的能发挥行动者职能的角色，即具体的角色名称是根据参与到协作学习中的不同方面，如为完成CSCL的学习任务或协作的功能相对应的角色，如监督者、协调者等等。因此，框架中“角色定义’’是由两个层次(通用名称和具体名称来组成∞)。“功能描述”是指在协作活动中用来描述角色所起的决定作用、义务和责任。(例如，教师主持人：“老师需要做最起码的教学干预，以引导协作团体的工作向富有成效的方向川8引。协作个体的背景对功能描述有很重要的影响，这就是要将它作为一个单独维度列出来的原因，也是角色分类的主要支撑。在“应用情境”方面，“范围"指不同类别的学习工作组，例如：小团体、大团体、社区等，以及实际大小的学习组所处的环境(例如：同步、异步、远距离、面对面等)；“教育层次”指学生的受教育程度(如：大学生、中学生、小学生等)；“协作任务”是指协作活动中的参与者所要进行或完成的工作；“协作工具"指用于进行或完成活动所需要的工具或辅助；“协作经验”是指参与者的水平，将影响参与者所起的作用嘲1。“交互分析需求’’方面是指在一定的范围内，进行协作交互分析所需的信息。需要确定协作所要达到的目的和其他相关信息，如社会的认知程度、调节方法以及如何评价等。“信息类型”是指协作学习输出的内容格式，如数字或图形，并介绍这些内容的复杂情况；“信息内容提供’’是强调协作组在协作一段时间后，用来分析参与者的参与与所扮演的特定角色行为所需要提供的信息：“频率”和“传播媒介’，是指协作个体们进行沟通所需要的媒介和方法等，如教室或E-reall。“检查指标与数量"中，“规格指标’’与“数量描述"是以利用监督工具来检测动态的协作活动为目的的，每项指标的检测包括五个方面：内容、已知指标、指标说明、数量和解释。“解释”是说明角色之间的相互作用及其功能。“范围描述’’说明了与角色对应关系的其他具有不同价值的指标和需求。“检测方式’’①笔者在这里关注是CSCL中具有具体名称，能发挥行动者职能的角色。81 基于本体的CScL协作角色分析及其T具斤发与应_【fj研究允许选择如何或何时使用某一指标来计算协作学习活动的发展情况，如在什么时间里协作小组要达到什么样的里程碑。5．4．3协作角色分类根据学习理论，协作学习和学习者的角色之问存在着二维关系。叭蚓，即学习个体所扮演的角色与其行为相辅相成，是取得协作学习的更好效果的前提。学习理论认为在学习过程中，注重于学习者的具体作用。学习组中学习者的角色发挥得如何，决定了本次学习的成效，并能带动其它学习者发挥作用。协作学习中学习者的行为决定了角色的扮演情况，而角色的扮演为学习者在协作学习活动中的行为进行了了规定。例如，在CSCL中，常见的角色是“问题提出者’’和“问题回答者"。也就是问题的提出是学习者头脑中创建的一种外在的东西。需要“问题回答者"的辅导与帮助，才能解决。行为模仿与目标观察将会影响到其他学习者的建模，确定不同的角色，需要观察学习者的行为，而这反映了学习者的认知技能，这就需要有“观察者”有存在。通过在协作学习中的咨询，监测学生的活动，发现自己存在的问题，并从而给予有效的建议，这是“指导者"应该做的。要为每个学习者设计有效的学习过程和形成适当形式的学生小组。教育的成效取决于不同角色的学习者在协作学习中如何学习互相交流，如何发挥作用。例如，要教会学习者如何更有效的使用已经学过但还没有用过的知识。学习者为了能将自己所知道的教授给其他人，必然想更清楚的理解之前传授者的话语。而同一角色在不断的教导那些已经理解了学习内容的学习者之后就不能起到明显的效果了。在这种情况下，谁去教导学习者并不是有效的，更应该关注的是谁被教导的问题。因此，在支持设计协作学习活动的过程中，理清角色分配的条件是必要的。①AkikoInabaandRiichiroMizoguchi等在其关于协作学习本体论的研究中关注的是以学习目标为主的角色分类。是本文协作角色理论框架形成的重要参考。Learners’RolesandPredictableEducationalBenefitsinCollaborativeLearning，AnOntologicalApproachtoSupportDesignandAnalysisofCSCL82 幕丁本体的csCL协作角色分析及其I：具开发与应用研究按照协作学习中角色形成条件的描述和协作学习活动的特点，协作角色理论框架正是从CSCL中学习者扮演的角色进行分类，分析不同角色所具有的行为特点和定义，角色形成的条件，扮演该角色可能带来的教育成效来进行阐述。具体的内容如表5—2所示：表5—2列出了20种在基于主题式的CSCL中出现的可能性角色，每种角色的行为特点、该行为的定义、形成条件和进行该项角色扮演后可能取得的教育成效。同时，根据角色在协作交流中的对话，归纳出相应角色的话语特点和思维支架。其中的“行为特点”是依据角色在协作学习活动中的行为特点来进行定义的。“形成条件”是角色扮演的先决重要任务，根据角色形成框架的描述基础上，又分为“必要条件”和“可选条件"。“必要条件"用“令’’表示，指必不可少的条件，即如果学习者不能满足该条件，就不能成功扮演该角色。“可选条件"用“_”来表示，是指让学习者能从扮演的角色中获得较大的学习效果的条件。。如果学习者不能满足这个条件，还是可以继续扮演角色，但教学成效就不能保证。举例来说：任何学习个体只要具有规定的学习知识都可以扮演“同伴导师”的角色，来教其他的学习者。如果这个学习个体对所学的知识有所误解或没有真正运用过所学知识的经验，对于该学习个体来说是一个很好的机会，可以利用扮演“同伴导师”角色来重新思考自己的知识，澄清误解嘲1。：．“教育成效”中，学习理论为协作学习制定了四种类型的教学目标，每一类目标又可分为三个发展阶段№1。这些教学目标主要是根据知识的意义建构过程来确定的。比如，对于目标“获得知识的具体内容’’中的三个发展阶段分别是增长、调整与重组；对于目标“发展认知技能”的三个发展阶段为：认知阶段、联想阶段和自主阶段嘲1。另外还有“学习方法”的目标和“知识共享”目标。在每一个阶段，学习者通过与其它学习个体之I'日J的交互式来达到不同的目标。通过对CSCL中学习者的协作角色明确分类，能为非学习理论的专家设计者或者是计算机系统提供分配适当的角色给协作活动中的每个学习者的可能，形成有效的协作学习群体，并预测学习的成效。学习者通过学习过程能提高自己的学习知识，对知识进行意义建构。而这，不仅对于支持协作学习过程的设计是有益的，而且对于分析协作学习的过程也是有用的。 ∞。。oo)∞o。”幽强沛坷哥月j窜哥淤盼置离籀置辣^鼢露雄v勺一oF】_o毒≯∞l(o叶、可n}lo一虽嗡蚺啦珠v^呤茫蜘≯=∞罨m叶。一勺c】_】_口∞叶一¨o¨口∞一¨o暑∞孝旨船站Hj∽一叶co—o—A醇野球，oi_∞∞jo∞o叶～裔譬拳独洳酵书罄菇三挎哥料高昧叫姆窝藏瓣擀蠡哥甜臻舀您嚣萍鞲漕苗豳醛藩，谤音，警藤醛藩，醋罾，警辞碌魏淤皇象蕊莓戮．簿斟禽釜冲孓鎏藩器罨盏笋挎意薄{舌．关陵姆令塞搿蚕酝．洒斟霸萍置建器盏潞誉癌～◆洳斟潜Ⅺ器娑箔．乒奎1生邂{舌～夺_具斟窟Hj誉箔器陵龄一一夺扫斟{亥鹭菇器盏冰窨箔一一夺奎：i苣譬宣Hj棼矾孓誉辫嚣～||夺洒斟廨毛j亥孓窨j支器器敞一一嚣～～◆洒斟昔富痊Hj薅碍冲乒酱～一罨j支器～◆粒斟廨王赌冲声誉j支器器陵醪醇嚣国蕊．洋。令溜斟潜矾墨酱藩西婚M蛛鼹臣夺誊舔譬窖醇野燃高>醛潞。海斟警鹭燃言婚Ⅻ雄器陵醇野置离。_并哥昧凹珠笳E醛藩～◆誊氤甘宣离毛薅矾器孙声誊j支器强藩辩糟姆斟_i塞蒜}专莓随鎏滚繁；；；；礅字冷届吣；；吣吣船墨国嗡淤；；龆乒浮；；焙器谥、法洳；；辫专苗想．爵{亥№；；孓资彝翟繇龆孓浮．窨离对；；赫器融藩冰；；乒婆1生茸{舌河臼彝洱{舌。准薅蔫3～届心；；一髂器亳$准；；～赫器亭澍准；；簿斟潞溶露将爵措．辩赫翔窨器窨菏．蛊矮叫誊菏饕夺沛潮孓誊湛器坷～冲笋奎j支器．降～坚D答琴潞潘游爵持．辩藕细窝器誊箔．盛漆q鸯t只蟒吝。氤薄蒙镒琴海．沛泅笋婆落嚣，令露谥琴潞，渐丽笋鎏落器鼢姆蹲磬装簧[8①][∞吣㈧[8∞】[∞9】 凇§余’孓擀j嫩惫谥琴∞；止kq．譬匿兽砖2妹^0{叫{域窳UU；瓣，辩q讲窨墨Csnr$齐净p串革沁料|I油亳沸盯哥E晕凑渴潞珠oF∽oI’《o叫时琳>蓄∞∞一①一∞蚺治球≯c厶¨o口oo～海瀛，治潼手旨姐，藩温一哥斟止毒黔一Ⅳ一～o谁强茸黪，J、鲨嘶冷遂甘姝勺∞flo】．¨∞一滏潞瓣寄昧副越3岢强龄_其岔垛凹姝目孙I憔j6三强．：并弓l姐慊赳珠3彳亍娑瞵磺昧怂_嚣3书￥。#弓|啦昧趔妹器荀娑H：露洋苹黔粗寄蟾赳珠器渴独蕾害宝暑囱淋薄韶哥瓣对慊巡蛛鬻教寓＼藩茸哥嚣嘏瘫．爿净翡潜Ⅺ鲨箔．簿礴譬童滓壬嚣淤辫器器誊箔令奎j酋甘宣廨毛莓矾乒誊海器◆洒斟煎矗孓窨萍器器液糁令斟甘窨醅毛莓诽冲孓誉器站器夺洒斟离五冲孓酱站器3幺至耀夺簿斟溢Ⅺ器磐范夺洒斟薅矾器孓誊j支器营冲乒磐辫器．凝礴茸递声娄辫嚣蔚冰$登j支嚣器陵龄夺洳斟潜础器誊t}{一◆物斟淤釜酱箔3敞鼯一令粗斟盖冰鹭薅3警箔一闷瞌{生霉氟孓誉．I生颦球河门薛墨{舌j尖矾丁．治潞坚器[9∞一准车分≯斟米茸黪；；～孓兼谥琴洒．沛[9A一薄藻婊；；一潮乒誊岛乱笋誉||j丕斟簿斟爿司辩海跺～净＼龇i去；；～一孓酱煮茸蒜。赙，寄带≯濉搿嗡阱爨谥琴薄．潍赢蒜痒翟鞘誉；；翘缸赛酱旁器爵漏．窬譬瓤煨心涝蚜彗潜言器；；河蟊离遗{舌～一令鸯碌窖窟_i亟_硐游嚣装_摹乏潭声知．弹翟瘴蛩龆夺泗斟西已l器溜独．簿斟阮整日龆渐涮潞嚣嚣陵醪。潞撩翅啪盈蹲叠一翌咎；；赫嚣耐黼＼萍宰№；；磐墨姆趟潘辩1-。』Jl!．Ⅻ降湛$～湛1方_其时昧M．萍斟冲丁．甘窨磙壬落础藩河门薛茸繇!|；|辩书嚣矾窨箔S||暑蚺。畔鹭醛芯箭兼蠢琴潞．淹溺艮鼯烛漳嚣{技器 蒋丁．*窖SCSnr$齐净除串青海#I抽J|．沛Ⅱ刁_}{j晕哥哥杂啦萄勺巾。叫一c—ooh。～可害啦忤一屯oo叶∞一c厶。暑一一7l～盈丑潍射。Peqiphe叶∞H≈∞一一¨o¨它∞墨一一龛瞄～》∞o譬一～河豳珠，为oo∞Hpo_肄銎珠R300c，∞媳。一琳墨裔≥器墨警箔～潞。济积孓窨岛一．簿斟Hj薛耐海器番龄龄．||冲孓岂海嚣l|簿啦哥瓣时昧巡辣。夺灏斟薅Ⅺ器害箔蔚*赭孽寄；；．滟将轴窨鸯箔墨[9伪¨嚣案京＼藩潭．簿斟淤莲誉旁器陵糁毒蠢南翟{舌赫罨》辫法；；吕糟．潦醉眷警誊酥器嚼希．玲癌窝岂箔鹭建磐球赳吁料对昧赳球．’没斟薅矾3警谚j。孓誊薛遗i舌～岛爿准茹温遗彗斗辩甜扫窨：[∞∞一簿蒋I恨辩器一～毒蟊奔茸球～D；；誉箔忍暑材||涂聋一i|～器甜姆令弃～蔚蕊骥潞藕潜卺随◆省撼譬宣两毫荣Ⅺ嚣乒酱、河弛济遗{毳带曝谥琴潞，；殳[9。][90—j支跺蕊笋窨辫器鎏却[91．一◆鎏j酋越窟_i圣毫c}奇矾器冲孓声誊{技器誉．技器．萍斟藏毫乒誉落嚣罨敞姆，。姗降．哥牲时昧赳蛛◆誉舔彗富磷毛簿诽器孙笋。乒奎斋茸{舌一一奢暴谥琴潞．沛二∞∞一[89]嚣裁料毒姗t青一鸯：1支器～||一潮乱笋窨海器{[∞⑦][∞q一3猛、法一～国燕，疆洙西南潭垛．濠夺鸯簿营窟礤趣莓Ⅺ器孓鸯溆弛溶毒涤薅。龆温皿q；；。辩≯鎏鎏累谥琴[9吣u敞离薛器：过辫器赫器河强旅；；辩，沛魏孓誉焙藏．黎萍西口令誊臻譬宣秘矗蒜砖器冰≯冲孓誊游鼯器激蓄资露嚣肄蕈甚薄j告露爵，||辫笛凿撵蹲避j|牲高昧赳珠阵彳亍擦銎。舞j殳||牲昧叫磐彗．◆斟商毫笋鎏露嚣器黻嚣．爿粗斟潜Ⅺ器岂箔．爿洒斟瓦盗窨箔罨敞器．爿洳斟盖冰鹭嬉器沓箔赢嚆薛避{舌莒善；；窬墨谥、法冲浮q．疏梁游；；带黑猛琴潞．潮冲孓鸯站跺沸～[9∞一 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基于本体的CSCL协作角色分析及其1：具开发与应_HJ研究5．4．4协作角色领域分类及其话语特点在这20种协作角色中，根据角色的性质，可以分出不同的领域类型。比如，“协调者”、“批判者”、“鼓励者’’、“监督者’’属于社会情感角色；“问题提出者”、“回答者”、“主持人’’、“专题讨论小组参加者”、“代理”等属于任务角色；根据对某一问题进行解决时的角色情况又有“问题提出者”，“回答者”、“诊断者”等；对于协作学习中解决冲突的角色有“反思者”、“旁观者"、“指导者”等；从协作学习活动中的参与程度来分，有参与者与边缘者的角色之分m3，如：“旁观者”、“周围嘉宾”、“无作为者"等。而其它角色可以认为是参与者。图5—15所示是在总结王永固关于CSCL中协作团体互动关系和互动内容分析的编码框架和柴少明关于CSCL中基于对话的协作意义建构的研究理论框架的基础上，根据不同角色的行为特点和话语特点来分析，将协作角色划分为不同的角色领域，包括情感型角色，认知型角色和反思型角色。88 幕于本体的CSCL协作角色分析及其I：具开发与虑用研究进筠曩雾一n’么鼓紫一主爱者≥训、人尔哭域≮三銎兰◆裂义建构图5—15CSCL中协作角色分类框架其中，在虚拟的网络学习社会中，基于主题式的协作学习活动常出现的角色是“问题提出者"、“回答者’’、“监督者"、“主持人"、“无作为者’’等。这也是本文将作为协作角色分析工具首期开发的几个主要的角色类型。具体的角色类型的分析是根据协作交流话语中的文字关键词提取来确定的，这将在后面的章节进行详细的描述。柴少明博士在CSCL中基于对话的协作意义建构方面作了大量的研究①。研究表明，对于不同角色间的对语根据学习小组之间进行协作意义建构可以分为不同类型的对话，根据三种角色领域类型，其话语特点主要有“认知性对话”、“社会情感性对话”和“反思性对话"三种。每种对话类型都有其言语行为特点，该种类型的对话对于协作小组的学习活动所起的作用也会有所不同。具体可由表5-3所示：。柴少明．CSCL中基于对话的协作意义建构研究[D]，华南师范大学，博士学位论文．2009．639 基于本体的CSCL协作角色分析及其：T：具开发与廊用研究表5-3CSCL中协作角色话语类型与特点对话类型定义言语行为对话的功能认知性对话协作学习小组成员解释一宣布／说明一反馈信息共享、探究问之间进行协作问题寻求信息／支持一提供资源题、协商、整合以探究和解决问题过一回应提出问题／建议一表达到共享理解、建程中用予进行意义达观点一评价构共同意义、将小建构的对话综合征求意见一反馈一综合组建构的意义外化为认知制品社会情感性对贯穿于协作问题解伴随着协作学习中认知性互相了解，能促进话决的始终，支持和促对话过程，与认知性对话小组成员之间的彼进问题探究和解决、同时发生；主要是小组之此了解和信任，增促进小组之间的意间在问题讨论中对某个或进成员之间的感情义协商。者某些成员的表现或行为和凝聚力，增强成不满而引起的；某些小组员的认同感、归属成员不参与讨论小组讨论感和责任感。引起停滞不前；小组任务分工冲突，解释冲突的或活动期限到了。原因，澄清问题以修复关系。组织、管理或监督小组成员的协作学习。反思性对话小组成员在参与协以第一人称开始，如“我能提高参与者之间作学习过程中，伴随的收获是⋯⋯，我学到了／的到动，促进主动着自我对话的发生。明白了／体会了⋯⋯”，缺反思。能促进学习少其他同伴的反馈和回元认知，是学习者应。积极主动进行意义建构的条件。 基于本体的cSCL协作角色分析及其。f：具，r发与戍Hj研究5．4．5协作角色理论框架协作角色理论描述了CSCL中进行协作学习的关键要素与各要素间的组成与关系，如图5一16所示。影响CSCL协作学习活动的关键是协作小组的因素，包括有学习小组本身的构成要素，学习任务，学习方法和学习个体等。学习个体的要素又包括了学习个体的个人认知特征、知识背景、智力因素、非智力因素，和角色扮演。根据前面的问卷调查，将那些使学习个体能顺利完成协作学习活动的直接有并行的可能性心理特征称为学习个体的智力因素【51，包括智力品质，如注意力、观察力、想像力、记忆力和思维力；知识与技术基础和元认知。将影响协作学习小组学习活动的影响协作学习的个体因素和影响学习个体协作关系、维持和巩固的个体的协作素质一起统称为非智力因素，包括有学习动机、学习兴趣、情感、：意志、气质、性格、学习方式和协作素质等。角色需要在一定的条件下形成特定的角色类型，这一部分前面有详细的简述，这罩不再作介绍。91 基于本体的CSCL协作角色分析及其-1：具开发与应用研究图5—16协作角色理论框架如图5—17学习个体角色扮演的作用所示：在一个学习小组中，角色扮演需要在一定条件下才能形成，而且在整个协作学习活动中会因为协作情况与协作关系 基于本体的CSCL协作角色分析及其jI：具开发与应用研究的变化而产生变化。学习个体的角色扮演成功会促进学习小组的协作学习活动，完成学习任务，达到学习目标，激励学习个体更好的参与者到协作学习活动中。而学习任务又会进一步驱使学习个体在学习小组的表现，更好的进行角色扮演和协作交流。而如果学习个全不需角色扮演也可以进行协作学习活动，经验证明，这种情况下的协作学习活动并不能达到预期的效果。进行图5一17学习个体角色扮演的作用5．4．6问卷调查情况分析驱使在提出了协作学习小组协作理论之后，为了获得对这个理论框架的同意支持确定学习个体的角色影响对协作交流的重要影响因素。笔者进行了问卷调查，问卷共有十一题。其中八道为单选题，两道为排列题。主要调查关于影响当前CSCL中协作学习的关键要素，重点调查学习个体的角色问题，具体问卷内容可查看附录资料四。为求问卷统计结果的有效性，问卷采用专业领域小样本调查法，共发出去问卷18份，其中8份发给具有CSCL专业理论知识的学者或专家，另10份 基于本体的CSCL协作角色分析及其．1：具开发与应用研究发给曾参加过应用CSCLEP完成学习任务的学生。共回16份。统计结果如表5—4所示：表5—4关于CSCL影响要素的调查问卷统计结果统计结果序号调查内容同意不同意不清楚其他CSCL主要是为了促进协作学习，是利用学习小组的形式180962096进{』：的2你认为协作小组有明确的责任分．I：吗?100％3学习个体的角色是协作学习的重要维度之一100％角色扮演能体现个体的行为和其所负的职责，从而影响4100％协作学习任务的完成。CSCL协作学习活动中，角色扮演的形成需要满足一定的575％10％15％条件6学习个体在协作交互过程中会扮演不同的角色，您认为100％角色的成功扮演，可以促进小组实现学习目标，维持成7员之间的良好关系，激励小组成员思考，学习规划内容。80％20％您同意吗?依照角色扮演的不同，学习个体在协作学习过程的对话对不对不清楚其他8也会不同，您认为对吗?100％(A)学习任(B)个体要(C)学习方(D)小组人9学习小组要考虑的最主要的要素务素法数80％20％以下是两道排列题的统计结果学习小组的协作方式重要程度排CA)交流(B)争论(C)展示(D)小组10(1表示最重要，顺序重要程度减弱)序对话冲突作品学习l40％2209I409I60％94 荜丁：本体的CSCL协作角色分析及其．T具开发与应用研究3409640％4排A角色B知识C认知D责任E动机F兴趣G能力序扮演背景特征感个体要素需要l20％40％考虑的因素重240％20％要程度从高到11320％4096低(1表示最重420％80％要，顺序重要程520％度减弱)620％40％20％720％从统计结果可以看出，小组学习是促进协作学习的主要要素之一(占80％)。小组学习要进协作学习的不只要考虑小组的学习任务(占80％)和小组人数(20％)，也要考虑小组的职责分工(同意程度占100％)。小组进行协作学习的方式主要交流对话(占40％)，争论冲突(占40％)和小组学习方式(60％)和角色扮演(同意程度占100％)。小组中影响职责分工的重要要素是角色扮演(同意程度占100％)，角色扮演体现了学习个体在协作学习中的行为和职责(同意程度占100％)，在协作过程中会产生变化(同意程度占100％)，角色的成功扮演可以(同意程度占100％)促进协作学习活动的进行，达到较好的收敛性。但角色的形成需要满足一定的条件(75％)，同时要考虑学习个体的本身的因素。问卷的调查情况表明了协作角色理论框架要素对协作学习的确实影响作用。5．5小结本章主要阐述了CSCL协作角色理论框架。首先对笔者参与的两个案例中的数据进行分析，了解参与到CSCL中的角色情况，引申出本研究的重点——学习个体的角色扮演类型。然后依据虚拟社会的学习小组协作维理论，描述角色形成的四个维度不同方面的条件。以此为前提条件，构建出基于主题式的CSCL环境 基于本体的CSCL协作角色分析及其丁具开发与应用研究下可能的20种协作角色类型，并描述了每一种角色的行为特点、该行为特点的定义、对话类型、所需的认知条件和对教育的成效等，建立了CSCL协作角色理论框架，并通过问卷调查法进行了求证，为基于主题式的CSCL中学习个体所扮演的角色情况作了较完整的分析，归纳出进行CSCL协作交互活动时如何更好的进行角色分配，促进协作交互的进行和学习任务的完成，以取得良好的收敛性，达成学习目标的理论参考。也为角色本体的建构，提供逻辑推理的理论依据。而这一具体的内容下一章将进行介绍。 幕丁．本体的CSCL协作角色分析及其下具开发与戍用研究第六章协作角色本体建构前面概述了本体的建构方法，分析了协作角色的形成及其分类的基础上，这一章将主要根据协作角色理论说明的各要素之间的关系，对协作角色本体进行建构。根据构建协作角色本体的步骤，首先要进行形式化的定义，按照学习个体在CSCL活动进行协作交流的情况，将协作角色的形式化定义分为三种，即基本概念定义、基本规则定义和其他定义。6．1协作角色本体形式化定义6．1．1基本概念定义定义1：(基本成员)假设在交流过程中有一个老师(teacher)和若干学生(student)或成员角色，学生中能力较强的，可回答他人提问的用STUDENT表示，以区别一般学生。在协作学习中教师的作用包括以下几个方面：1．确定协作学习的目标，协作的模式，决定小组成员，以及角色安排2．解释本次课程的目的、概念、学习步骤、作业和解答3．建立小组建的联系和协作4．解释期望的行为和结果5．促进学生交流，保证学习的顺利进行6．评估和总结本次学习，为学生得出经验和教训定义2：(基本角色)在基于本体的协作交流中，存在三种角色，提问者PF、回答者PI、学习者PR。提问者(interPellator)是在协作学习中对当前共同关注的主题中的某些词汇或句子提出疑问的人，可能是学生不理解、也可能是教师故 基于本体的CSCL协作角色分析及其1：具开发与戍用研究意提出。提问者可以对提出疑问的部分作标记。回答者(interpretor)对知识提问者标记的部分进行基于本体的解释，建立标记部分和对应的本体之间的关联。学习者(embracer)通过回答者提供的关联，进行学习，达到掌握知识的能力。知识的交流分为三个相互联接的步骤：即提问者标记问题、回答者建立标记部分和对应的本体之间的关联、学习者在本体库中执行知识导航，进行学习。在协作知识交流过程中，参加讨论的成员的角色是动态变化的。例如：教师开始时候可能是提问者，然后又变为回答者。成员角色的变化具体有四种情况。如图6-1所示。图6-1成员角色变迁的四种情景图图片资料来源：王真星．基于本体的计算计算机支持的协同学习及其关键技术研究[D]．学位论文，复旦大学2003P19—23定义3：本体0是三元组
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