从历史的角度来谈计算机支持的协作学习
Gerry Stahl, Timothy Koschmann, Dan
Suthers
简体中文翻译者：周楠 (Nan Zhou)
作为学习科学里一个逐渐兴起的分支，计算机支持的协作学习(以下简称CSCL) 研究人们如何借助计算机共同学习。就像我们在本文将看到的一样，这样一个简单的命题实际上包含着相当复杂性。学习与科技相互作用，体现出错综复杂的关系。这个领域涵盖了协作，计算机辅助和远程教育，让我们对什么是学习产生了新的思考，从而对普遍接受的研究前提也有必要作新的量度。
就像许多活跃的科学研究领域一样，CSCL与其他相对成熟的学科之间有着复杂的关系，它以难以精确描述的方式发展，作出了看似矛盾的重要贡献。研究者们长期以来对CSCL的理论，方法，和定义持不同观点。我们有必要将CSCL研究看作是去认识计算机对学习提供的可能性以及找出我们应该致力的研究方向，而不是作为一个既成的广为接受的实验室或教室应奉行的准则。本文将从一些CSCL研究题目的广泛理解开始，近而逐渐剖析其复杂的本质。接下来我们将介绍CSCL的历史发展并阐述我们对CSCL未来发展的观点。
在教育背景中的CSCL
作为一个研究特定方式的学习的领域，CSCL密切关注各种层次和形式的教育：从幼稚园到研究生院这样的学校教育，以及象博物馆这样的非正式教育。随着世界各地的学区和政客以让学生更多地接触计算机和网络作为目标，计算机在教育中的作用变得重要。在学习科学里，鼓励学生在小组中共同学习日益得到重视。但是，我们究竟能否融合计算机支持与协作学习，或者说科技与教育，来有效地促进学习还是一个挑战，这也正是CSCL所面对的挑战。
计算机与教育
计算机在教室里的作用常常受到质疑。批判者认为计算机枯燥乏味， 阻碍人与人之间的交往，是电脑玩家的温室，而计算机所提供的训练是机械的，缺乏感情的。CSCL所基于的理念与此刚好相反：它主张发展新的软件和应用，以提供人们共同学习的环境以及创造性的活动，从而人们可以探索知识，相互交流。
在90年代，计算机软件强迫学生单独隔离地学习。CSCL在这样的背景下应运而生。国际互联网给人们提供了连结的新方式，这一令人振奋的潜力激发了CSCL研究。随着CSCL的发展，在设计，扩散应用和有效利用创新的教育软件的过程中前所未料的障碍变得越来越明显，由此产生了对学习这个概念作宏观调整的需要，这其中包括学校教育以及教和学各方面。
远程电化学习
CSCL常和电化学习(一种通过计算机网络教学的形式 )一起被相提并论。电化学习通常源于一种天真的信念，那就是，教室里的内容几乎不用教师参与，用很少的成本例如空间和交通，就可以数字化并传播给大量的学生。这个观点存在很多问题。
首先，仅仅将教学内容如幻灯片，文字或影像公布并不会带来生动的教学。就象课本一样，这些内容可能给学生提供了重要的资源，但它们只有在一个充满动力和互动的大环境中才会产生好的效果。
其次，网络教学所需教师作的努力并不比课堂教学所需的少。教师需要准备材料并使它们通过计算机可以获取，她同时还需要通过持续的互动和团体存在感给每个学生动力，引导他们学习。尽管网络教学使得来自世界各地的学生都可以参与，老师也可以在任何有互联网的地方授课，但一个老师花在一个学生上的平均精力与课堂教学相比通常是大大高于的。
第三点，CSCL强调学生之间的协作，从而他们不只是孤立地对贴出的资料作出反应。学习很大一部分是在学生之间的互动中实现的。学生通过表达他们的问题，一起探索，互相教对方以及观察他人如何学习而学习。利用计算机支持来促进这样的合作是用CSCL方法进行电化学习的中心议题。激励和持续有效的学生互动实现起来颇有难度，它需要有技巧的计划，协调，以及实施课程设置，教育学和科技。
最后，CSCL也关注面对面的合作。计算机对学习的支持不仅仅只表现在作为网上交流的中介，例如，计算机支持可以是提供对一个科学模型的模拟，或是共享的交互性的表达。在这种情况下，协作主要体现在构建和探索模拟或表达。在另外的情况下，一组学生或许会共同协作，利用计算机在网上查找信息，然后讨论，辩论，收集和整理出他们的结果。计算机对学习的支持既可是远程，也可是面对面；可以是实时，也可是不同步的。
团体中的合作学习
对团体学习的研究远早于CSCL。至少可以追溯到60年代，在联网的个人计算机出现之前，教育研究者就对合作学习有了相当程度的研究。而对小团体的研究在社会心理学中有着更早的历史。
为了区别CSCL于这些早期的团体学习研究，我们有必要区分合作与协作学习。Dillenbourg (1999a) 对此作了详细的阐述，他对二者区别的大致定义如下：
在合作中，合作成员分担工作，独立的解决小块问题，然后将各部分的 结果合在一起成为最终成果。而在协作中，成员们一起工作。(p. 8)
Dillenbourg接着引用了Roschelle & Teasley (1995) 对协作下的定义：
这一章通过一个案例分析来说明计算机作为社会性的学习的认知工具。我们研究了一种具有特殊重要性的群体活动，那就是通过协作构建解决问题的新知识。协作是个人协调与解决问题的任务相关的认知以达到共识的过程。协作是同步发生的彼此协调的活动，它是持续对所待解决的问题的认知构建以及维持共有认识的结果。(p. 70, 强调部分由本文作者添加)
对于一个研究学习的研究者而言，这是一个很显著的对比。在合作中，学习是由个人来完成的，然后他们将个人所得的结果综合起来作为这个团体的所得。在合作团体中的学习被看作是独立发生的，因而对之的研究可以沿用传统的概念以及教育和心理学的研究方法。
与此相对照，Roschelle
和
Teasley 对协作的特征所作的描述里，学习是社会性的对知识的协作构建。当然，个人作为团体的成员参与其中，但他们的活动并非个人独立的学习，而是象协商或共享这样的团体互动。参与者并不是各行其是，而是保持参与共同的任务，这个任务也是由团体为这个集体构建，维持的。团体意义的共同协商和分享是协作的中心议题，对此议题的研究不能沿用传统心理学所用的方法。
协作与个人学习
我们刚已看到，协作学习少不了个人作为成员参与；同时，意义的协商与共享在团体的运作过程中通过互动产生，这包括构建并维持对任务的共识。协作学习中有个人学习，但并不能被简化为个人学习。一种观点认为协作学习是团体过程，另一观点则将其看作个体变化的集合。这两种观点之间的对抗正是CSCL争论的中心所在。
早期对团体学习的研究认为学习本质上是个体的过程，个人在团体中工作这一事实被当作是影响个人学习的情境变量。与此对照，CSCL把学习当作是团体过程去分析，因而其分析单位需要既包括个人也包括团体。也正是这个原因，CSCL的研究方法体系是独特的，这一点我们将在后文看到。
在一定程度上，CSCL的出现是对早期的试图运用科技于教育以及用学习科学的传统方法去了解协作现象作出的回应。学习科学整个领域从狭义地对个人学习关注转向了对个人和团体学习的结合。CSCL的发展与学习科学一变化并肩而行。
CSCL的历史演变
历史起源
三个早期的项目是CSCL作为一个研究领域形成的先驱。这三个项目分别是：Gallaudet大学的ENFI，多伦多大学的CSILE以及加州大学圣地亚戈的第五维项目。它们都探索了如何用科技来帮助学生学习读写。
ENFI创造了计算机辅助写作，或者说CSCWriting (Bruce & Rubin, 1993; Gruber, Peyton, & Bruce, 1995)的最早期例子. Gallaudet 是一所聋哑大学，学生们没有听力或听力受损。很多学生入学时写作交流的能力有缺陷。ENFI研究项目的目标是让学生运用新的写作方法，那就是，教他们用声音去写作，在写的时候想着听众。这个项目开发的技术在当时是先进的，尽管从今天的标准来看可能并不完善。在特殊设计的教室里，计算机放置成一个圈。用开发的类似于今天的聊天程序，学生和老师进行以文字为中介的讨论。ENFI开发的技术提供了一种文字交流的新中介，从而支持了一种新形式的意义缔造。
另一个具有影响力的早期项目是Bereiter 和Scardamalia在多伦多大学进行的。他们认为学校里的学习常常是肤浅并且缺乏动力。他们将课堂里的学习和构建知识的社群(Bereiter, 2002; Scardamalia & Bereiter, 1996)里的学习作了对比。构建知识的社群类似于因对同一问题的研究而发展起来的学者社群。CSILE项目（也就是计算机支持的有目的的学习环境），即后来的知识论坛，研究开发了技术以及教学方法，将课堂重新组织成构建知识的社群。和ENFI相似，CSILE让学生们共同写作从而使写作对他们而言更有意义。尽管如此，在两个项目中写作产生的文字却不尽相同。ENFI的文字产生于对话当中，是自发产生并且通常在课堂结束后没有被保存下来。而CSILE的文字象传统的学术文献一样被存档。
就像CSILE一样，第五维（5th
D）项目开始于研究如何提高阅读技巧（Cole,
1996)。它始于Cole和其他洛克菲勒大学同事组织的课后活动。比较人类认知实验室(LCHC)搬到USCD（加州大学圣地亚戈）后，第五维扩展成为一个整合系统，它主要包括基于计算机的活动，用来提高学生阅读和解决问题的技巧。一个类似板面游戏的迷宫，里面不同的屋子代表着特定的活动，用来记录学生的进步过程以及协调他们的参与。学生得到能力较强的同学以及来自教育学院的本科生志愿者的帮助。这个活动原本只在圣地亚戈的四个地点有设置，后来扩展到世界多个地方。(Nicolopoulou & Cole, 1993)
这三个研究项目- ENFI, CSILE 和
5thD 有着共同的目标：使教学更多地以意义赋予为导向。它们都借助计算机和信息技术为资源来达到这个目标，并且都引入了新的形式去组织教学中的互相交流。它们以这种方式为其后产生的CSCL奠定了基础。
从会议到全球社区
1983年，一个议题为合作问题处理与微型计算机的研讨会在圣地亚戈召开。6年后，NATO赞助的研讨会在意大利的Maratea召开。许多人认为1989年的这次会标志着CSCL领域的诞生，因为这是第一次采用计算机支持的协作学习这一术语命名的公开国际会议。
但第一次真正成熟独立的CSCL会议是1995年秋在印第安纳大学组织的。接下来的国际性会议至少两年一次召开：1997年在多伦多大学，1999年在斯坦福大学，2001年在荷兰的Maastricht大学，2002年在科罗拉多大学，2003年在挪威的Bergen大学，以及2005年在台湾的国立中央大学。
自Maastricht研讨会之后，CSCL开始有了自己的文献记录这个领域的理论与研究，其中最具影响的四篇专题论文分别是：Newman,
Griffin, 和Cole
(1989) 的建构区（The Construction Zone）, Bruffee (1993) 的协作学习 （Collaborative
Learning）, Crook (1994) 的计算机与学习的协作体会 （Computers
and the Collaborative Experience of Learning）,
以及
Bereiter (2002) 的知识时代的教育与心智（Education and Mind in the Knowledge Age）。
另外有一些以CSCL研究为专题编辑的合集：OMalley
(1995)的计算机支持的协作学习（ Computer-Supported
Collaborative Learning）， Koschmann (1996b) 的CSCL:
一个兴起的典范的理论与实践（CSCL: Theory and Practice of an Emerging
Paradigm），Dillenbourg (1999b) 的协作学习：认知与计算的取向（Collaborative Learning: Cognitive and
Computational Approaches），以及
Koschmann, Hall & Miyake (2002) 的CSCL2:
推进对话 （CSCL2:
Carrying Forward the Conversation）。
Kluwer (现为Springer)迄今为止出版了5部CSCL的系列丛书(Andriessen, Baker,
& Suthers, 2003; Bromme, Hesse, & Spada, 2005; Goodyear et al., 2004; Strijbos, Kirschner,
& Martens, 2004; Wasson, Ludvigsen, & Hoppe, 2003)。CSCL会议论文集一直以来是这个学科的主要出版物。一些期刊也起着重要作用，尤其是学习科学期刊(Journal of the Learning Sciences)。计算机支持的协作学习国际期刊(International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning)将在2006年开始出版。CSCL研究成员已从早期主要集中在西欧和北美发展成为更为平衡的国际群体(Hoadley,
2005; Kienle & Wessner, 2005)。在台湾召开的2005年会议以及新的国际期刊的创建计划着把这个群体推向全球化。
从人工智能到协作支持
CSCL可以与早期把计算机运用于教育的方法相对照。Koschmann
(1996a)按历史顺序归纳了以下的方法：(a)计算机辅助教学，(b)智能辅导系统，(c)LOGO as Latin （译者注：以学习拉丁文的方式来学习LOGO编程语言），(d)CSCL。(a)计算机辅助教学采用的行为主义取向，这种取向在60年代开始应用计算机于教育领域的早期处于主导地位。它把学习看作是对事实的记忆。不同学科的知识被分离成小块的信息，按逻辑的次序通过计算机以重复练习的方式灌输给学生。现在相当数量的商业化教育软件仍然采取这种方式。(b)智能辅导系统基于认知主义，它分析学生的思维模式或是可能不正确的思维表达方式，进而研究其学习活动。它反对行为主义的观点：即不用了解学生如何表达或消化知识就可以帮助他们学习。认知主义的方法在70年代被认为潜力极大。它建立了学生理解知识的计算机模型，并根据模型中归纳出的典型错误对学生提供反馈。(c)以LOGO编程语言为代表的80年代的方法采用了建构主义，它认为学生应自己构建知识。它给学生提供启发思考的环境，让他们通过软件编程的构件(如函数，自程序，循环，变量，递归等)探索和发现推理的力量。(d)在90年代中期，CSCL开始探索计算机如何促使学生们一起在小团队或是社群里协作地学习。CSCL的方法来自社会建构主义和对话理论的驱动，它致力于提供给学生有引导的对话环境来支持他们学习，共同构建共享的知识。
在大型计算机开始被运用在学校，微型计算机开始出现时，人工智能(AI)几乎达到了其广泛运用的颠峰。所以致力于运用计算机于教育的计算机科学家自然被AI鼓舞人心的前景所吸引。AI是计算机软件，它相似地模仿一些行为，这些行为如果由人来执行的话被认为是智能的 （例如下棋：考虑可能的规则允许的不同棋步带来的利弊）。智能辅导系统是AI的一个主要例子，因为它复制了人类导师的行为，也就是，通过分析学生解决问题的策略对学生的输入(例如，解数学题的具体步骤)提供反馈，通过与已建立的正确或错误的理解模式比较，给学生提出建议。智能辅导系统仍然是学习科学里一个活跃的研究领域，但它受到用算法来定义思维模型所需学科知识的限制。
人工智能最有雄心的形式是寻求用计算机来执行教学引导的功能，这些功能本是需要教师的时间和介入。在CSCL里，学习的重点是通过与其他学生的协作而不是直接从老师得到。因此，计算机的角色从提供指导 -- 不管是以计算机辅助教学里的信息还是智能辅导系统的反馈形式 -- 转为以提供沟通中介和对学生之间有效交流的支持来促进协作。
支持协作的主要形式是用计算机(也就是计算机网络，通常以互联网相连)提供沟通的中介，这些中介的形式可以是电子邮件，聊天，论坛，视频会议等。CSCL系统通常有几种中介的组合并加入特殊的功能。
另外，CSCL的软件环境提供不同形式的教学支持或对协作学习的帮助。它们可以用包括AI技术的复杂的算法功能来实现。它们可提供不同角度去看待学生正在进行的讨论和其间产生的共享信息，也可提供可能是基于团体学习模式的反馈。它们通过观察交流的特点并给予学生反馈来促进交流。通常学生之间(常常也会是学生与老师之间)的协助过程是主要的，而计算机的角色是次要的。软件是设计来支持而非替代这些人以及团体的活动。
从个人认知的思维模式到支持团体协作的变迁对研究学习的重心和方法有着巨大的涵义。对这些涵义的逐步接受和诠释决定了CSCL学科的演变。
从个人到互动的团体
大约是在第一次两年一度的CSCL会议的时候，Dillenbourg 等(1996)对协作学习研究状况的演变作了如下的分析：
多年以来，协作学习的理论把焦点放在研究个人在团体里如何活动。这样的焦点反映了70年代和80年代早期在认知心理学和人工智能起主导地位的认同，那就是，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。近来，团体本身成为了分析单位，焦点也从而转移到了社会建构的互动特质上。
对经验主义研究而言，其最初目标是寻求协作学习是否以及在什么条件下比单独学习更有效。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。然而，这些变量彼此相互作用，因此在协作的条件与结果之间建立因果关系几乎是不可能的。基于这样的原因，经验主义研究近来开始比较少地集中在建立决定有效协作的系数，而是去试着了解这些变量在协调交流中起的作用。这个向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。(P189，斜体强调为本文作者所加)
Dillenbourg 等评论的研究分析了改变协作变量对个人学习评估变量产生的影响，但并没有得出明确的结论。性别或团体的组成(也就是相似或混合的能力水平)的影响可能因为年龄，学科，老师的不同而完全不一样。这不但违背了变量独立性这样的方法论上的前提，而且提出了问题，也就是如何去了解那些影响背后的含义，这意味着需要在一定细节上了解团体的互动，因为这种互动可能导致了影响的产生。这也就需要我们发展可用于分析和解释群体互动的方法论。研究的焦点不再是单个学习者头脑里可能发生的活动，而是他们彼此以及群体之间互