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探勘合作式學習社會網路支援問題導向學習知學習伙伴推薦

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Academic year: 2021

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(1)國立臺灣師範大學工業教育學系(所) 碩士論文. 指導教授:洪欽銘博士 陳志銘博士. 探勘合作式學習社會網路支援問題導向學 習之學習伙伴推薦 Mining Cooperative Learning Social Networks for Recommending Learning Partner in a Problem-based Learning Environment. 研究生:張家成 中華民國九十七年六月 I.

(2) 摘要 在合作式學習系統上常常發生同儕之間互動不夠,或者無法找到合適 的學習同儕進行有效的合作式學習現象,因而導致學習成效不佳。而透過 教師對於合作式學習的分組,無法保證合作式學習伙伴彼此之間是否合 適,不合適的合作式學習伙伴,不但無法達成合作式學習目的,也將造成 互動性不佳,而失去了合作式學習的意義。因此本研究希望藉由探勘合作 式學習互動社會網路方法,找出每一個學習者在合作式學習環境中的社會 互動排名,刺激學習者積極與他人討論與互動,進而藉由分析合作式學習 社會網路特性,媒介適合於一起進行合作式學習的伙伴,以提升合作式學 習環境學習者的學習成效。本研究在合作式問題導向學習平台上利用學習 者在合作式學習歷程中產生的訊息傳遞紀錄,經過提出來的學習者互動社 會網路探勘方法,得到每一個學習者在這個學習社群中的社會分數,以激 勵學習者的合作式學習動機;也提出同時考慮個人與團體成員互動狀況及 社會分數的媒介合作式學習伙伴機制。結果顯示本研究所提出來的方法, 對於提昇合作式問題解決學習模式的學習成效確實具有助益。. 關鍵字:合作式問題導向學習、社會網路分析、學習伙伴推薦. I.

(3) Abstract In Web-based cooperative learning environments, peer-to-peer interaction often suffers from the difficulty due to lack of exploring useful social interaction information, so that peers cannot find appropriate learning partners to make an effective cooperative learning. This problem easily results in poor learning outcomes in Web-based cooperative learning environments. Generally, learning partners assigned by instructors cannot ensure to compose suitable learning groups for individual learners in cooperative learning environments. Inappropriate learning partners not only easily lead to poor learning interaction and achievement, but also lose the meaning of cooperative learning. As a result, this study presents a novel scheme of mining social interactive networks for recommending appropriate learning partners for individual learners in a cooperative. problem-based. learning. environment.. The. preliminary. experimental results reveal that the proposed scheme provides likely benefits in terms of promoting learners’ learning interaction and learning performance in cooperative learning environments.. Keywords:Cooperative Problem-Based Learning、Social Network Analysis、 Learning Partner Recommendation. II.

(4) 總目錄 中文摘要……………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要……………………………………………………………………Ⅱ 總目錄………………………………………………………………………Ⅲ 表目錄………………………………………………………………………Ⅵ 圖目錄………………………………………………………………………Ⅶ. 第一章 緒論…………………………………………………………………1 1.1 研究背景與動機………………………………………………1 1.2 研究目的………………………………………………………2 1.3 研究方法………………………………………………………3 1.4 研究步驟………………………………………………………4. 第二章 文獻探討……………………………………………………………6 2.1 小世界理論……………………………………………………6 2.1.1 小世界網路區域現象的定義…………………………7 2.1.2 小世界理論運用………………………………………9 2.1.3 小世界現象的運用……………………………………9 2.2 社會性軟體……………………………………………………10 2.3 社會網路………………………………………………………11 2.4 社會網路分析…………………………………………………12 2.5 數位合作式學習………………………………………………13 2.6 問題導向學習理論……………………………………………14 2.6.1 問題導向學習的緣起…………………………………14 2.6.2 問題導向學習的進行步驟……………………………15 III.

(5) 2.6.3 問題導向學習的成效…………………………………16 2.7 社會支持………………………………………………………17. 第三章 研究建置……………………………………………………………19 3.1 系統架構圖……………………………………………………19 3.1.1 學習介面………………………………………………20 3.1.2 合作式問題導向學習系統……………………………21 3.1.3 互動過程統計資料和社會網路分析統計……………22 3.1.4 社會網路呈現和學習夥伴推薦代理人………………22 3.2 合作式問題導向學習系統架構………………………………22 3.2.1 問題導向學習網站環境介紹…………………………23 3.2.2 解決問題的步驟………………………………………24 3.2.3 網站的各階段任務……………………………………26 3.2.4 審核機制………………………………………………29 3.2.5 社會網路功能…………………………………………31 3.2.6 網路問卷………………………………………………33 3.3 合作式問題導向學習社會網路探勘演算方法………………33 3.3.1 合作式學習互動社會網路……………………………33 3.3.2 合作式學習互動社會網路探勘方法…………………34 3.3.3 基於社會網路探勘之合作式學習伙伴推薦方法……39 3.3.4 程式實現社會網路探勘和學習伙伴推薦……………41. 第四章 實驗結果分析………………………………………………………45 4.1 實驗情境介紹…………………………………………………45 4.1.1 研究場域………………………………………………46 IV.

(6) 4.1.2 研究對象………………………………………………46 4.1.3 研究情境………………………………………………46 4.1.4 教學時間………………………………………………47 4.2 學習者於合作式網路學習環境中之問題解決歷程說明……47 4.2.1 第一階段「認清問題」……………………………… 47 4.2.2 第二階段「設計方法」……………………………… 50 4.2.3 第三階段「實際解題」……………………………… 52 4.2.4 第四階段「省思檢討」……………………………… 54 4.3 學習成效 t 檢定………………………………………………57 4.3.1 獨立樣本 t 檢定(完成全部階段的學習者)…………58 4.3.2 獨立樣本 t 檢定(完成全部階段且社會排名前 50%)60 4.4 訊息分析………………………………………………………62 4.5 小世界網路分析………………………………………………64 4.5.1 全部學習者的分析……………………………………64 4.5.2 部分學習者分析(去除控制組系統孤立的學習者)…66 4.6 其他分析………………………………………………………67 4.6.1 四種合作式學習互動類型……………………………67 4.6.2 網路問卷………………………………………………70. 第五章 研究結果與建議……………………………………………………72 5.1 研究結論………………………………………………………72 5.2 研究建議………………………………………………………73. 參考文獻…………………………………………………………………… 75. V.

(7) 表目錄 表 2-1 社會支持的主要功能………………………………………………18 表 3-1 I、D、S、R 各階段需完成的任務……………………………… 28 表 3-2 四種合作式學習互動類型…………………………………………36 表 4-1 各階段上課時間及內容……………………………………………47 表 4-2 實驗組與控制組於各階段通過與未通過人數比率………………50 表 4-3 兩系統學習者完成四階段後分數一覽表…………………………58 表 4-4 完成全部階段的學習者 group statistic…………………………… 59 表 4-5 完成全部階段的學習者 Independent Samples T Test…………… 60 表 4-6 完成全部階段的學習者且社會排名前 50% group statistic………61 表 4-7 完成全部階段的學習者且社會排名前 50% Independent Samples T Test……………………………………………………………… 61 表 4-8 訊息總數統計………………………………………………………62 表 4-9 實驗組訊息分類統計……………………………………………… 62 表 4-10 訊息內容………………………………………………………… 63 表 4-11 實驗組及控制組社會網路比較表(全部人)………………………65 表 4-12 實驗組及控制組社會網路中心學習者比較表(全部人)…………65 表 4-13 實驗組及控制組社會網路比較表(去除控制組孤立學習者)……66 表 4-14 實驗組及控制組社會網路中心學習者比較表(去除控制組孤 立學習者)……………………………………………………………………67 表 4-15 四種學習互動類型學習者分類表……………………………… 69 表 4-16 通過與未通過四階段學習者各種互動類型………………………69 表 4-17 Out 判定學習者分析表……………………………………………69 表 4-18 社會網路問卷………………………………………………………71 VI.

(8) 圖目錄. 圖 1-1 實驗流程圖…………………………………………………………5 圖 2-1 網路屬性計算之示意圖……………………………………………9 圖 3-1 系統架構圖…………………………………………………………19 圖 3-2 註冊帳號介面………………………………………………………21 圖 3-3 問題導向學習網站首頁……………………………………………23 圖 3-4 學習者學習介面……………………………………………………24 圖 3-5 四階段問題解決鷹架………………………………………………25 圖 3-6 學習紀錄……………………………………………………………26 圖 3-7 給予分數與評語建議………………………………………………27 圖 3-8 學習者的學習進度…………………………………………………27 圖 3-9 問題解決與老師審核流程…………………………………………30 圖 3-10 部分互動排名的呈現………………………………………………31 圖 3-11 編號 72 同學的互動情況………………………………………… 32 圖 3-12 推薦合作學習伙伴介面……………………………………………32 圖 3-13 學習者 A 與 B, C, D 三個學習者互動關係圖……………………34 圖 3-14 四種合作式學習互動類型…………………………………………36 圖 3-15 互動網路圖(括弧內為互動分數)…………………………………38 圖 4-1 第一階段(1-1 問題說明)欲解決問題畫面……………………… 48 圖 4-2 第一階段(1-2 廣泛思考)欲解決問題畫面……………………… 49 圖 4-3 第一階段(1-3 瞭解問題)欲解決問題畫面……………………… 49 圖 4-4 第二階段(2-1 蒐集資料)欲解決的問題畫面…………………… 51 圖 4-5 第二階段(2-2 評估方法)欲解決的問題畫面…………………… 51 圖 4-6 第二階段(2-3 決定方向)欲解決的問題畫面…………………… 52 VII.

(9) 圖 4-7 第三階段(3-1 整理資料)欲解決的問題畫面…………………… 53 圖 4-8 第三階段(3-2 完成方案)欲解決的問題畫面…………………… 53 圖 4-9 第三階段(3-3 付諸實行)欲解決的問題畫面…………………… 54 圖 4-10 分組機制……………………………………………………………55 圖 4-11 第四階段(4-1 執行結果)欲解決的問題畫面……………………56 圖 4-12 第四階段(4-2 優劣分析)欲解決的問題畫面……………………56 圖 4-13 第四階段(4-3 未來展望)欲解決的問題畫面……………………57. VIII.

(10) 第一章 緒論 在合作式學習系統(Cooperative learning system)上常常發生同儕之 間互動不夠,或者無法找到合適的學習同儕進行有效的合作式學習現象, 因而導致學習成效不佳。而透過教師對於合作式學習的分組,無法保證合 作式學習伙伴彼此之間是否合適,不合適的合作式學習伙伴,不但無法達 成合作式學習目的,也將造成互動性不佳,而失去了合作式學習的意義。 因此,本研究在合作式問題導向學習平台(Cooperative problem-based learning system)上利用學習者在合作式學習歷程中產生的訊息傳遞紀 錄,經過提出來的學習者互動社會網路探勘方法,得到每一個學習者在這 個學習社群中的社會分數,以激勵學習者的合作式學習動機;也提出同時 考慮個人與團體成員互動狀況及社會分數的媒介合作式學習伙伴機制。結 果顯示本研究所提出來的方法,對於提昇合作式問題解決學習模式的學習 成效確實具有助益。. 1.1 研究背景及動機 在以往的教學中,利用黑板傳授知識的教學方式成了唯一的教學模 式;學生只需以被動的方式吸取教師傳授的知識,牢記這些知識來達到學 習。相反的,教師必須常常傳授相同的知識、反覆的講解才能使學生達到 學習的效果。這種低效率授課方式使學生的學習效率及學習意願皆低,漸 漸的不合乎時代的需求。隨著電腦普及化的影響,數位學習的觀念興起。 網際網路的發展,運用電腦與網路環境發展的數位學習平台逐漸成熟普 及。在這樣的環境下,學者專家提出電腦輔助合作學習的概念,透過電腦 達到真實學習環境中的合作學習模式,並且希望利用網際網路不受時間和 空間限制的特性,能夠更加增進學生們的互動與高層次認知能力[17]。 近年來有越來越多關於社會網路(Social network)的研究,許多社會 性的軟體也開始支援建立人際關係的社會互動關聯。隨著Web 2.0觀念的 提倡,人與人間的社會網路受到重視,一些網站開始設計有利於使用者彼 1.

(11) 此互動的機制,可以有效激勵更多的使用者參與網路活動。一個社會網路 是由一群人、組織或社會團體藉由像友誼、合作關係或資訊交換等社會關 係連接[8]。社會網路分析焦點在於人、組織、狀態或社會個體之中的關 聯性樣式[1],同時也可以探討社群中的關係以及由個體間關係所形成的 結構及其內涵。社會網路分析的主要目標是從社會網路的結構中發覺次要 目標之間的關係。隨著網際網路的急速發展與全球資訊網的日漸普及,大 量的社會活動有從日常生活移轉到社會網路的趨勢。這些由電腦中介的人 際活動關係,可以以資料的方式被詳細的儲存在資料庫中,方便日後分析 線上活動社會網的狀況。 建構主義的學者認為知識並非被動接受,而是自己的經驗主動建構出 來,在這樣的理念下,建構主義提出一個觀念,認為知識是個人與別人經 由磋商與和解的社會建構,強調互動的重要性。學習者可以經由同儕間或 師生間的互動獲得新知識的建構。社會建構主義(Social Constructivism) 進一步指出,個人所獲得的知識並非任意建構,而是與別人不斷互動產生 的共識。合作學習(Collaborative Learning)的學習方式與社會建構主義 的精神相吻合,通常由兩人以上彼此激勵、互相學習或分工合作來完成各 項學習活動,並在此過程中建構出有意義的知識,而教師相對地只扮演協 助者的角色[29][54]。互動性的不佳會使個體知識建構不足,要加強互動 性必須仰賴合作式學習才能促成。因此本研究以社會網路為研究重心,期 望利用社會網路提升學習者在合作式學習上的互動並提升學習成效。. 1.2 研究目的 在合作式學習中互動性的不足使合作式學習失去意義,互動的不足導 致學習者無法有效的與他人進行知識的建構,學習成效也因此低落。單一 學習者自行建構的知識有限,與他人一起合作磋商與討論所得到的知識較 完整正確,因此如何刺激學習者進行互動加強互動的意願進而提升學習的 成效是本研究的目標。在尋找合作式學習夥伴進行建構知識上透過教師對 2.

(12) 學習者的分組無法保證分組的人選是否合適,不合適的合作式學習伙伴, 不但無法達到合作式學習的目的,也將造成互動性不佳,而失去了合作式 學習的意義。 因此,本研究的主要目的包括: 1. 提出有效的合作式學習社會網路探勘方法,有效的進行學習伙伴的推 薦。 2. 提昇學生的學習互動,加強互動的次數。 3. 提高學生在合作式問題導向學習環境之學習成效。 4. 在合作式學習環境中改善個別學習時互動程度的不足及增加尋找合作 式學習伙伴的機會。. 1.3 研究方法 依據本研究之研究目的,本研究的研究方法如下: 1. 根 據 理 論 探 討 以 及 文 獻 分 析 的 方 法 , 探 討 社 會 網 路 (social network) 、 小 世 界 理 論 (small world) 、 合 作 式 學 習 (cooperative learning)、社會性計算(social computing)、社會網路分析(social network analysis) 、 數 位 合 作 式 學 習 (digital cooperative learning) 、 問 題 導 向 學 習 (problem-based learning) 和 社 會 支 持 (social support)等理論,作為本研究提出有效合作式學習社會網路 探勘之基礎。 2. 以 ASP 程式語言建構「具學習伙伴推薦之合作式問題導向學習系統」, 配合 SQL Server 2000 資料庫及 IIS web server 運作。 3. 根據文獻探討的結果設計實現網路合作式學習社會網路分析的方法, 做為學習者找尋合適學習伙伴參考。 4. 採用準實驗設計方法控制實驗變因及干擾因素進行實際教學實驗。 5. 用 SPSS 軟體分析實驗結果再以不同面向分析資料。 3.

(13) 1.4 研究步驟 本研究的研究步驟歸納如下: Step1. 確立研究目標。 Step2. 擬定研究目標:蒐集相關文獻、確定研究方向、規劃研究方法及 步驟。 Step3. 理論分析與文獻探討:蒐集各類有關於合作式學習、問題導向學 習及社會網路方面之相關研究文獻,作為本研究之理論基礎,以 及實現社會網路分析之依據。 Step4. 參考相關文獻所採用的社會網路分析方法為基礎,將社會網路探 勘機制建構在合作式問題導向學習系統中,提供社會網路分析結 果之圖形化介面以及學習伙伴推薦機制於系統中。 Step5. 採用實驗組與控制組設計方式,分採「無社會網路分析支援之合 作式問題導向學習系統」及「具社會網路分析支援之合作式問題 導向學習系統」進行學習,利用學習者作業表現得到的分數進行 學習成效評估,驗證社會網路分析對合作式問題導向學習之學習 伙伴推薦的可行性。 Step6. 將實驗後的數據加以分析驗證,並從多方面學習歷程分析證實社 會網路分析對合作式問題導向學習的影響。 Step7. 歸納、結論和建議:將研究發現歸納、總結,最後提出本研究在 未來之發展方向與建議。 Step8. 撰寫研究報告。. 4.

(14) 本研究進行步驟之流程圖如下:. 問題分析與定 義 理論分析與文 獻探討 建立數位學習 系統 社會網路分析 與設計 系統測試 實驗設計與進 行 實驗結果分析 歸納結論與建 議 撰寫研究報告 圖 1-1 實驗流程圖 5.

(15) 第二章 文獻探討 網路資訊技術的進步使得人與人之間知識與情感的來源和表現形式 更加多樣化。透過電腦網路技術結合情感意念乃在電腦網路上有了更合適 的表達形式,從而擴大了人們在網際網路建構社會網絡的形式與空間。全 球資訊網(World Wide Web)的興起,讓人類的許多社會活動從此能夠在網 上進行,而這些網上的社會活動也產生了大量的資料。這些詳細記錄的資 料,正可以用來分析及視覺化這些只存在於線上活動場域(online forums) 的社會關係網絡。這些分析與視覺化線上人際互動與溝通詳細資料的努 力,往往可以改善我們對線上人際溝通機制的理解。在合作式學習環境中 也常常因為學習互動的不足造成學習成效降低,因此本研究希望藉由探勘 合作式學習社會互動網路方法,找出每一個學習者在合作式學習環境中的 社會互動排名,刺激學習者積極與他人討論與互動,進而藉由分析合作式 學習社會網路特性,媒介適合於一起進行合作式學習的伙伴,以提升合作 式學習環境學習者的學習成效。本章節就有關社會網路相關理論做討論及 介紹,主要分為小世界理論、社會性軟體、社會網路、社會網路分析、數 位合作式學習、問題導向學習以及社會支持等七部份,這些理論將作為本 研究的理論基礎。. 2.1 小世界理論 許多人曾經跟素不相識的人聊天發現有著共同的朋友或熟人,科學家 認為這一切的現象並非簡單的巧合,對其成因及其後果的研究促成了小世 界理論的誕生。在日常生活中小世界效應的出現相當頻繁,許多人都覺得 是巧合,但科學家並不這麼認為。這種效應已成為科學界最熱門的話題之 一。 以自己為基準點和陌生人之間所間隔的人不超過六個,這就是六度空 間理論,也稱之為小世界理論[32]。社會網路的立論基礎是六度分隔,而 6.

(16) 社會性軟體則是建立在真實的社會網路上的增值性軟體和服務。在 20 世 紀 60 年代,耶魯大學的社會心理學家米爾格蘭姆(Stanley Milgram)設計 出一個連鎖信件實驗,將一套連鎖沒有地址只具人名的信件藉由內布拉斯 加州奧馬哈的 160 個人送達到波士頓股票經紀人手中,實驗結果大部份信 在經過五、六個人傳遞後抵達終點,這個連鎖實驗體現了現代人類社會成 員之間,都可能通過六度空間而聯繫起來。六度分隔的現象,並不是說任 何人與人之間的聯繫都必須要通過六個層次才會產生聯繫,而是表達了這 樣一個重要的概念:任何兩位素不相識的人之間,通過一定的聯繫方式, 總能夠產生必然聯繫或關係。顯然,隨著聯繫方式和聯繫能力的不同,實 現個人期望的機遇將產生明顯的區別。小世界現象的存在,對於研究現實 世界中疾病傳播、通信網路改造、以及電腦網路中病毒傳播都具有深刻的 啟示意義。 2.1.1 小世界網路區域現象的定義 在所有的網路系統中,所有的節點都共同具有連結度,分隔度和群聚 度,藉由此三種網路的屬性,能夠將網路中代表相同意義的節點聚集在一 起,這些屬性的計算方式如下: (1)連結度 是指一個節點他所擁有的度數,也就是該點與其他點有多少個連結, 代表這個節點在網路中與其他節點的互動情形,可以顯示出該節點的活躍 程度。位於網路中心的節點連結度越大,代表網路中心的活躍程度越高, 越容易從中央節點將訊息傳送到邊緣的節點,其數學公式如下:. Rn =. t. ∑. m =1, m ≠ n. Cm , n. (2-1). 其中 Rn 表示網路點 n 的連結度; Cm ,n 指的是網路點 m 與網路點 n 是否連結,是值為 1,否值為 0; t 代表全部網路點的數目。 7.

(17) (2)分隔度 是指一個節點到此網路所有節點的最短路徑之平均值,可以用來代表 一個節點在其網路中所在的位置是位於中央或是邊緣,一般來說在中央的 節點的分隔度會比在邊緣的節點要來的低。中央的節點分隔度越低,表示 中央的節點離各個邊緣的節點越近,在傳遞訊息上也就越容易送達到這些 邊緣的節點。其數學公式如下: t. Dn =. ∑. m =1, n ≠ m. DL ( n ,m ). t −1. (2-2). 其中 Dn 表示網路點 n 的群聚度;DL ( n ,m ) 指的是網路點 n 到網路點 m 的最 短路徑; t 代表全部網路點的數目。 (3)群聚度 這個屬性的計算方式則是一個節點他周圍鄰點所可能產生的最大連 結數除以這些鄰點實際上所擁有的連結數,代表了這個節點他週遭的節點 聚集情況的密度是密集的或是稀疏的。當一個網路的群聚度越高,表示每 個節點彼此連結的可能性越高,在通訊消息上越容易傳遞,Duncan J. Watts 和 Steven Strogatz [32]引進了群聚度來決定一個網路是否為一個 小世界網路,其數學公式如下:. Cn =. En R n ( R n − 1). (2-3). 其中 Cn 為網路點 n 的群聚度; En 為網路點 n 的鄰點實際上所擁有的連 結數; Rn 為網路點 n 所擁有的連結數。. 8.

(18) 圖 2-1 網路屬性計算之示意圖. 例如在圖 2-1 中,點 1 的各項屬性之計算方式為:在連結度的部分, 因為點 1 與點 2、3、4、6 相連,故點 1 之連結度D=4;在分隔度的計算 上,點 1 到各點的最短路徑分別為 1、1、1、2、1,故分隔度= (. (1 + 1 + 1 + 2 + 1) = 1.2 );最後在群聚度的部分,點 1 有 4 個鄰點,此 4 個鄰 5. 點最大可能會產生的連結為. (4 × 3) = 6 ,而這 4 個鄰點之間互相的實際連結 2. 2 6. 有 2 條,故群聚度為 = 0.33 。 2.1.2 小世界理論運用 從小世界網路模型中可以看到,只要改變很少的幾個連接,就可以劇 烈的改變網路的性能。對已經存在的網路進行調整,更動很少條線路(低 成本、低工作量)的連接,就可以顯著提高性能。也可以應用到 Internet 的主幹路由器上,以改變流量和傳輸速度[35]。同樣的思路也可以應用到 電子郵件的快速傳遞、特定 web 站點的定位等[34],小世界的網路模型 的廣泛運用需要仔細的思考。 2.1.3 小世界現象的運用 在 Watts 和 Strogatz 的論文將小世界現象的原理發表之後[32],許 多領域的研究學者都在積極的對這個領域繼續做研究,驗證了以往所無法 9.

(19) 解釋的某些網路中,原來其實用小世界網路就可以將其模型顯示出來。例 如:全球資訊網以網頁間的超連結為關係建構出來的網路也屬於小世界網 路的一種;讓 Watts 萌生小世界網路的這個念頭,是藉由田野間的蟋蟀同 步發出聲音以及成群的螢火蟲一閃一滅的頻率完全一致,因為小世界網 路,讓他們從影響附近的幾個鄰居演變成跨地域性的讓所有的蟲群都會受 到同步的訊號。種種的研究顯示,人類生活的週遭充滿著小世界的網路存 在,而且也解答了以往所不能理解的一些現象。. 2.2 社會性軟體 近年來越來越多關於社會網路的研究,許多網路軟體開始支援人們建 立具有互動性和關聯的社會網路,這些軟體稱之為社會性軟體(Social Software) 。舉例來說:blog 就是一種社會性軟體,因為 blog 寫作所需的 個性和延續性招來許多其他使用者的參與,形成物以類聚的生態形式,越 來越接近人類真實生活的人際網,人們可以藉由這些工具在全球找到與自 己志同道合的人、更容易發現商機、更容易達到不同族群的交流和理解。 社會性軟體的定義相當多,且一直隨著人們的使用與發展不斷的作改 變,他的核心思想是一種聚合產生的效應。人、社會、商業都有無數種排 列組合的方式,如果沒有資訊手段聚合在一起,就很容易損耗掉。WWW 成 功地將文本、圖形聚合在一起,使網路真正走向應用;即時通訊又將人聚 合在一起,產生了 ICQ、MSN 這樣的工具。然而這還是虛擬的,虛擬雖然 是網路世界的一種優勢,但是和商業社會所要求的實名、信用隔著一條鴻 溝。通過熟人之間,通過六度分隔產生的聚合,將產生一個可信任的網路, 這其中的商業潛能的確是無可估量的。社會、網路、地域、商業、Blog, 這些辭彙也許都聽麻木了。然而一旦那些預見先機的人找到聚合它們的商 業價值,被改變的絕不僅僅是網路世界。. 10.

(20) 2.3 社會網路 社會網路是社會心理學家研究人與人之間關係互動時一個重要的觀 點,藉由時間而生的社會網路變化可從中觀察人的行為模式。人們為了滿 足各種需求而與其他人產生互動,在互動的過程中會選擇某些特質的對象 產生互動的建立以維持符合自己需要的關係。每個人、群體、組織都可以 是社會網路中的個體,而個體與個體之間的關係會形成連結,將這些連結 組合起來就成了社會網路。 社會網路在實體組織中扮演相當重要的無形角色,當人在解決問題或 選擇合作的夥伴時都是循著社會網路來尋找最可能幫助自己的對象。以企 業家為例,企業家通常擁有廣泛的朋友、熟人以及同事,他們可以利用自 己優厚的社會網路關係發展自己的領域或者取得資源以及跟其他人合作 的機會,因此這些網路關係提供他們環境相關的資訊,而且能讓企業家為 自己以及企業建立名聲以及信譽。網際網路多元的特性,突破傳統時間、 空間限制,讓社會網路的研究可以應用網際網路來進行。 在資訊化與網路化的時代中,Wellman[18] 提出:「當電腦網路像連 接機器一樣地連接著人們,它就是一種社會網路。」而社會性計算(Social Computing)是指「將任何資訊系統或軟體當作媒介,能讓使用者在網路上 產生或重現社會性互動與情境的技術」[19],也就是電腦網路與社會網路 交集作用之後的產品[20]。提供社會性計算的軟體或線上服務就稱為社會 性軟體(Social Software)[21] 。目前的生活中早已充斥著各式各樣的社 會性軟體,像是電子郵件、即時通訊軟體、部落格(blog)、共筆(wiki)等。 也已經有不少例子顯示,利用社會性軟體的特性,可以當作一種教學平 台,達到合作學習、知識建構、知識分享的目的[22]。目前的研究大多是 利用虛擬空間讓使用者在此空間中互動產生社會網路[10]。主要目的在於 提供人際關係上視覺化呈現以及數學上的分析[9]。Wagstrom, Herbsleb 11.

(21) and Carley從部落格、電子郵件的列表、網站等來源集合成完整的社會網 路,而且在網路中建立社會行為以及模式[7]。. 2.4 社會網路分析 社會網路分析(Social Network Analysis)可用來探討社會網路中個 體間彼此之間的關係,以及這些關係潛在的結構以及內涵。隨著社會網路 快速的發展,越來越多的真實社會活動在網路的虛擬空間中被實現,藉由 電腦與網路為媒介的社會網路關係,也因為資訊科技的特性而能夠被詳盡 地記錄下來。藉由社會網路分析,我們可以了解虛擬的社會網路關係,進 一步分析個體彼此之間的關係以及互動。而當人們需要尋求協助時,通常 也可以透過自己所擁有的社會網路來尋找適合的對象[55]。 社會網路分析提供了一個系統化的方式,用來研究社會網路的特性。 社會網路中的點(node)代表個體,可以是個人,也可以是一個組織或者群 眾。而連線則稱為聯繫,聯繫是由個體之間的各種關係所形成。關係依不 同特徵可以有不同描述。關係的內容是指兩個個體間,其產生關係的原 因,如親情、社會角色等。關係也會隨著程度不同而有不同的強度,通常 衡量的方式會隨著注重的觀點而不同。另外,在關係產生之時,也會因情 況不同而有主動或被動的分別[55][56]。 聯繫可以只包含一種關係,也可以由多種關係組成。聯繫在描述上可 以單純用「有」或「無」來表示,也可以量化以衡量強度。依照強度的不 同,聯繫可以分為強聯繫(strong ties)與弱聯繫(weak ties)。強弱的定 義沒有一定,許多不同的學者提出不同的強弱衡量指標,但是一般來說, 強聯繫的個體之間,互動與親密的程度會比弱聯繫來的高。但是弱聯繫所 提供的資訊或資源會比較有差異性。另外,在比較大規模的網路中,不可 能每個個體都直接與其他個體連結,因此,聯繫也可以分為直接與間接兩 種。顧名思義,間接的聯繫需要透過其他人來達成[55][56]。 12.

(22) 從結構上來說,社會網路的大小(network size)指的是組成網路的個 體數量;而網路的密度(network density)可以看出社會網路的鬆散程度, 是指實際的互動關係與所有可能發生關係的比例。當網路規模越大時,網 路密度則越低。此外,網路的同質性(homogeneity)則是指構成社會網路 的個體,其背景或性質相同的程度。同質性越高,網路的密度也會增加 [55][56]。 依照不同的研究目的,可以從不同的觀點來分析社會網路,因此會有 不 同 的 社 會 網 路 分 類 。 常 見 的 兩 種 是 自 我 中 心 網 路 (Ego-centered Networks)與完整網路(Whole Networks)[33]。自我中心網路將焦點放在 特定的個體上,以之為中心來探討與其相關的聯繫,包含自我中心網路的 大小或同質性等議題。而完整網路則是在某一特定範圍中,分析所有個體 的關係,如中心性(centrality)或派系(cliques)[55][56]。. 2.5 數位合作式學習 在網路上可用以輔助教學與學習活動的工具,包括E-mail、即時交 談、檔案存取、遠端簽入、電子佈告欄(BBS)、討論群等工具,這些工具 可支援與傳送教學,以加強師生與學生之間的互動[23]。隨著多媒體科技 日趨成熟,Internet亦深切地影響教學與學習的型態,遠距離教學開始消 除學習情境中的空間限制,社會學習思潮下的學習伙伴亦發展出網路上新 的學習互動模式[24]。而電腦網路被視為是促進合作學習活動的理想工 具,由於網路的彈性與其內涵的潛能,在同一間教室內或分散在各地教室 內的學生將可有效的合作[25],來自世界各地的學生,透過Internet分享 彼此在科學課程上的學習心得[26]。 相關文獻上指出,電腦合作學習有下列的優點[27][28]: 1. 具有傳統電腦教學之個別化、適性化以及彈性化的優點。 2. 改進傳統電腦輔助教學中,學生因為缺乏與同儕互動導致不利於社會 13.

(23) 化的缺點。 3. 學生角色由被動的接受者,變成意見的提供者,使學習者在學習的過 程中居於主動的地位。 4. 在合作學習的歷程中,透過能力、經驗以及觀點較為接近之同儕間的 互動,學生對於新的知識概念的接受度較高。 5. 在異質編組下,藉由楷模學習能夠讓低能力學生學習高能力學生的學 習及解題策略,進而將其內化。此一內化過程不但有助於學生在該單 元的學習,亦有助於學生改進後設認知歷程,有助於日後學習。 6. 在異質編組下,能力高的學生在合作學習歷程中不但可以學習尊重不 同意見,亦可透過與他人互動過程,重新反省自己的認知歷程,進而 促使高能力學生在解題時啟動監控歷程。 由於合作學習強調老師與學生的主動參與和彼此間的互動,知識被視 為一種社會建構的結果,因此教育過程在協助同儕互動與合作,教師則變 成主要的協助者,負責支援學習、提供學習機會,並鼓勵學生們一起工作, 以建立共同的知識體系[29],透過Internet做為媒介,教學的方式有機會 進行大幅更張,課程設計走向主題式與專案計畫導向。. 2.6 問題導向學習理論 2.6.1 問題導向學習的緣起 以問題導向的學習,起緣於1910年為Flexner所倡導的教學改革理 念,復於近期之GPEP(General Professional Education of the Physician and College Preparation for Medicine)報告所提出之增加獨立學習和 問題解決之具體想法,及至1950年美國的Case Western Reserve 大學起 用,而於1960年末,加拿大的McMaster大學方廣為完整應用[36]。目前廣 泛使用於國內外醫學(如製藥配藥、牙醫、護理、職災治療等)教育上, 其他如機械工程、工業提昇、社會工作、組織結構與管理、商業會計、律 14.

(24) 師訓練、娛樂電動玩具等,在國外皆有沿用[37][38],國內則使用較少。 教學策略上以醫學上應用為例,是以病人問題,作為學生學習的重心。亦 即在學習過程中,學生遇到一個病人的問題,利用臨床理解能力,讓學生 了解實際狀況,掌握握題的核心,去解決問題,從中發現新的學習需要, 促成自我學習,再應用新的知識,去解決問題,並對所學習到的作一整理 歸納[39]。因此,問題本身就是促成學生自我學習的原動力,學生透過主 動的參與討論與迴饋,並在教師的指引下,獲得新知識。而在此教學策略 下,教師的責任只是提示解決問題的態度、方法與重點,引導與支持學生 自動自發的學習,促進與鼓勵鼓勵學生自行解決問題,而非授課與直接提 供答案[57]。問題導向學習之理論基礎,係建立在對人類的學習與記憶的 研究。由認知心理學(cognitive psychology)來看,問題導向學習有三 種功能[40]: 1. 在實際使用環境下,學習到與事實有關的知識,使知識更能運用出來。 2. 能獲得解決其他問題的一般原理與觀念。 3. 學過的問題可以作為解決其他類似問題,或當作借鏡。 2.6.2 問題導向學習的進行步驟 問題導向學習的運用,須每位學生依問題所知道的事實、概念與原 則,找出和問題相關的資訊,而以小組方式,針對問題個案的文獻資訊進 行討論,由討論中,確定問題的內涵與範圍,再採用不同的蒐集資訊策略。 由過程中知道怎麼樣的資訊才是需要的,確實解決問題,以能提昇、超越 現有知識。Schmidt 運用系統化程序,以小組腦力激盪分析問題,規格化 學習目標,進一步蒐集更多的資訊[41]。其進行步驟如下: 1. 提出問題,釐清其中術語與概念,但不做深入理解。 2. 定義問題,並須確認是否為一般性問題。 3. 找尋問題相關的文獻,並進行獨立分析與研究問題。 15.

(25) 4. 繪製系統化的發現說明,並不時地返回第3個步驟思考問題 5. 規格化學習目標。 6. 到外面蒐集更多的資訊,組合新知識。 7. 綜合新取得的資訊,確認知識範圍,過程中如再產生新問題,須再返 回第1個步驟重新開始。 2.6.3 問題導向學習的成效 經由問題導向學習,解決問題是其目的,而其最終用意,在使學生能 由分析、歸納、演繹、綜合過程中,創造產生出不同答案[58][59]。而此 項革新教學方式,究竟成效為何?依據目前的成效評估研究報告指出 [42][43]: 1. 在考試方面,接受問題導向學習教學的學生在考試成績上,比接受傳 統教學者差。因為接受傳統教學的學生,在學習上著重應付考試的讀 書方式,但較易遺忘,學習較被動,學習的深度和廣度較不足,因此, 遇到新問題不易推理。反觀接受問題導向學習教學學生,較少依靠背 誦,較著重觀念的學習,在學習行為上較少使用共同筆記,較多看課 本、雜誌及多利用圖書館,花費時間較長,故所學知識較不容易忘記。 2. 在實作考試上,接受問題導向學習教學學生,在大多數的項目中,表 現比接受傳統教學者佳。 3. 在思考方面,接受問題導向學習教學後學生,理解力增強,然大都使 用反向思考方式(backward reasoning),較少用正向思考方式 (forward reasoning),作判斷時,較缺乏決斷力。 4. 在學習環境方面,接受問題導向學習教學學生,一致認為此教學法, 較有意義、具彈性、有情感氣氛、具教育性及學生互動性;而接受傳 統教學者較無此看法,學習壓力上,兩者較無差異。 5. 在學習滿意度方面,接受問題導向學習教學學生,認為學習較忙碌與 16.

(26) 困難,但有用;而接受傳統教學者,認為學習上較被動與沉悶。 6. 在教師滿意度方面,教師投入問題導向學習教學的時間比傳統教學較 多,這可能在執行問題導向學習教學上,較令人擔心的問題。但因與 小組學生常接觸,教師反較願接受問題導向學習教學方式,較有教學 成就感。 整體而言,接受問題導向學習教學學生,畢業後仍認為他們所接受的 教學方式,比接受傳統教學方式為優,而指導實習的老師亦對接受問題導 向學習學生,有較高的評價[60]。. 2.7 社會支持理論 社會支持的功能,過去研究觀點主要採取「功能性取向」 (functional approach),並可將其大致歸納為幾個方面(如表2-1)。在社會支持的 主要功能中,「工具性支持」為最直接也最容易獲得的一種資源,這是指 提供服務或物質幫助他人解決實際問題[44]。Wills 認為這種工具性支持 對於低收入者來說特別重要[45];Minkler 則認為對老年人來說,這種社 會支持更是不可或缺[46]。「情緒性支持」雖不如工具性支持來得明確, 但亦為研究經常涵蓋的向度。Tolsdorf 認為這種社會支持是一種「鼓勵、 個人溫暖、愛或情感的支持」[47]。Leavy 指出這種支持包括關心、信任 和同理心[48]。關於「尊重性」的社會支持,則出現定義不相一致的情形。 有些研究者把它與情緒性支持加以區分[49],並在社會支持量表中列為不 同的向度。其他研究者則沒有特別指出關於自尊或尊重性的成分[50]。所 以情緒性支持與尊重性支持是否應該明確區分,目前尚缺乏一致的結論。 「認知性支持」或「訊息性支持」的定義與測量,研究者的共識較為一致, 不過對於二者是否需要區分則有不同的看法。Leavy 認為訊息性支持是給 予某些訊息或教導某項技能來幫助解決問題[48],認知性(評價)支持則 是幫助個人評估表現的訊息,兩者應該加以區分;Wills [46]則將這兩個 17.

(27) 向度合併,視為一種給予訊息、建議、或指導的支持。在「友伴的支持」 方面,有些研究者將社會友伴包括在社會支持的範疇內。如Cohen and Wills 將社會友伴定義為「個體與其他人一同從事休閒或娛樂的活動上 [49],這種支持可以透過下列方式產生減輕壓力的效果。第一,與他人接 觸,滿足親和需求;第二,使個體把注意力從壓力事件轉移開,產生思想 干擾作用;第三,增進正向的心情。這個向度的存在亦有實證研究加以支 持。」Barrera and Ainlay (曾將社會支持量表進行因素分析,發現一個 命名為「正向社會互動」的因素,其內涵包括開玩笑、說笑話,談論個人 興趣,從事其他活動等等[51],這個因素顯然與「社會友伴」的意義非常 相似。 表2-1 社會支持的主要功能 物質的. 工具性支持,幫助。. 情緒的. 情感支持,關心,表達。. 尊重的. 肯定,價值觀的支持,了解。. 訊息的. 建議,認知支持,指導。. 友伴的. 正性的社會互動。. 由於本論文在訊息統計中31%的訊息歸類為加油打氣屬於社會支持的 範圍,在文獻探討中得到這些訊息在學習中屬於有意義的部分,對學習屬 於正面的幫助。. 18.

(28) 第三章 系統建置 圖 3-1 為本研究所提出的具社會網路探勘媒介學習伙伴之合作式問題 導向學習平台系統架構圖,系統是由合作式問題導向學習系統 (Cooperative problem-based learning system)及社會網絡探勘(Social network analysis's module)模組以及 3 個資料庫組成。合作式問題導 向學習系統提供學習者學習環境,學習者在學習環境留下的資料會依照資 料的不同存在不同資料庫裡,當學習者使用社會網路分析模組功能,系統 會自動從資料庫調出資料經過社會網路探勘演算法分析後提供給學習者 社會網路分析結果及學習伙伴推薦機制。. 圖 3-1 系統架構圖. 3.1 系統架構圖 此系統是由 ASP 程式語言所建構,配合 SQL Server 2000 資料庫及 IIS 19.

(29) web server 運作。學習者藉由電腦連線到網際網路後從問題導向學習系統 網 站 登 入 介 面 經 過 帳 號 密 碼 比 對 無 誤 進 入 到 學 習 介 面 (Learner Interface) , 學 習 者 經 由 點 選 課 程 進 入 到 合 作 式 問 題 導 向 學 習 系 統 (Cooperative problem based learning system),學習過程中的學習歷 程均被紀錄在學習記錄資料庫(Learning record database)中。本研究藉 由社會網絡探勘模組(Social network's analysis module)自學習紀錄 資料庫中得到探勘互動社會網路所需資料,利用統計方法將資料轉成互動 過程統計資料(Interactive process statistic data),透過所提出來的 社會網路探勘演算法(Social network mining algorithm)找出學習者彼 此之間透過合作式學習所產生的互動關係,最後再由提出來的學習伙伴推 薦機制,透過學習伙伴推薦代理人(Learning partner recommendation agent)來推薦最適合學習者的學習伙伴,並且找出來的社會網路互動關係 也將以視覺化方式呈現給學習者,以刺激學習者的學習動機。以下分別說 明組成整個系統各部份設計的細節。 3.1.1 學習介面 學習者的學習介面(Learner interface)為登入網站的使用者介面包 含了會員登入、系統互動以及知識庫。學習者從電腦輸入本站的網址後進 入學習介面,學習者經由會員登入「還未註冊」的選項註冊帳號(如圖 3-2),註冊成功後系統將學習者的帳號紀錄在學習帳號資料庫(Learner account database)中,以便日後學習者登入網站作帳號密碼的比對,比 對正確方可進入合作式問題導向學習系統(Cooperative problem-based learning system)。當學習者忘記自己的密碼時,經由「忘記密碼」選項 輸入自己註冊時設定的電子郵件信箱,系統會將密碼傳至電子郵件信箱讓 學習者獲得。系統互動中包含最新訊息、身分權限、訪客留言、萬年曆以 及訪客統計,最新訊息為學習網站的公佈欄,教師或者系統管理員公告的 20.

(30) 內容會經由這個功能呈現在使用者介面,身分權限、訪客留言、萬年曆以 及訪客統計提供給學習者資訊作為參考。知識庫介紹關於本學習系統的相 關知識,讓學習者進入網站前可以對網站有初步的了解。. 圖 3-2 註冊帳號介面. 3.1.2 合作式問題導向學習系統 此系統是利用知、行、思的理念藉由 ASP 程式語言開發出來,教師利 用此系統將課程依照知、行、思的概念將課程建置在系統中,系統將課程 的內容儲存在課程資料庫(Project database)裡,下次教師要編修課程時 課程資料庫會將之前的編修紀錄調出來給教師修改,學習成效、訊息中心 交談紀錄以及學習紀錄等學習者在學習課程時所留下的資料儲存於學習 紀錄資料庫(Learning record database)中,有關合作式問題解決學習系 統於 3.2 做詳盡的介紹。. 21.

(31) 3.1.3 互動過程統計資料和社會網路分析統計 當學習者使用學習系統時,系統便自動將全部學習者的互動資料從學 習者紀錄資料庫調出作統計,統計的結果會傳給社會網路分析演算法 (Social network analysis algorithm)做進階的社會網路互動分析,有 關統計及社會網路分析演算的方法將於 3.3.2 中作介紹。 3.1.4 社會網路呈現和學習夥伴推薦代理人 從學習紀錄資料庫調出的資料經過統計和演算後,可以計算得到每個 學習者在整個合作式學習環境中的社會互動相關參數,藉由這些參數的排 序後呈現每位學習者的社會排名,排名的方式以圖形化方式呈現。學習者 進度落後或對於欲解決之問題產生疑惑時可以使用學習夥伴代理人功 能,系統會依據提出的演算法列出合作式學習推薦人選的排名,提供給學 習者前三名的學習伙伴給學習者參考。. 3.2 合作式問題導向學習系統架構 本研究之學習平台融合CPS(Cooperative Problem Solving)問題解決 模式理念所發展出合作式問題導向網路學習平台,名稱為「問題導向學習 網站」,為了之後實驗比較需要將系統建置在兩個不同伺服器上,網址分 別. 為. :. http://140.122.79.51/index.html. 以. 及http://140.122.79.56/index.html,51 網址的系統為具有社會網路分 析模組的功能,並包含合作式問題導向學習系統以及資料庫為實驗組系 統;56 網址系統僅包含合作式問題導向學習系統以及資料庫為控制組系 統。當學習者登入平台進行學習時,系統會自動記錄學習者的資料,包含 學習進度、溝通訊息以及作業紀錄等資料,本研究依據系統所記錄資料進 行分析,作為社會網路探勘及社會互動排名回饋機制提供之基礎。以下對 本研究之平台環境進行介紹。 22.

(32) 3.2.1 問題導向學習網站環境介紹 問題導向學習網站(如圖 3-3)提供學習者線上註冊,學習者經由註冊 成功成為本站會員方可選擇教師所開設的網路學習課程,進入到課程內容 進行學習活動。. 圖 3-3 問題導向學習網站首頁. 合作式問題導向學習系統的學習介面是由階層式的選單和主畫面構 成。階層式選單共有七大部分:學習者的身分、認清問題、設計方法、實 際解題、省思檢討、系統工具以及社會網路分析等七個功能。除了顯示學 習者基本資料外,其他 6 個功能都是必須要先選定課程後才能使用。這 6 個功能都有小選項,都是經由資料庫將資料調出顯示內容給學習者,只要 點選小選項內容即呈現在右邊的視窗中(如圖 3-4)。社會網路功能是本研 究之重點,學生藉由訊息中心可與同儕與教學者互動,互動的情形藉由本 研究發展的社會網路探勘方法找出學習者的社會排名以及推薦者回饋機 制,訊息發言和回覆的次數及品質都將列入本研究的研究範疇。. 23.

(33) 圖 3-4 學習者學習介面. 3.2.2 解決問題的步驟 本研究所建構的合作式問題導向學習系統將問題解決歷程分成知、 行、思三個主要階段(primary stage),並進一步將行的部份細分成兩個 子步驟(sub-step),形成以 I(Identification)、D(Design)、S(Solve problem)、R(Reflection)四步驟(step)所建構而成之問題解決學習鷹架 (如圖 3-5)。知在問題解決過程中是認清問題(Identification)的階段, 行 的 兩 個 學 習 步 驟 分 別 為 設 計 方 法 (Design) 和 實 際 解 題 (Solve problem),最後思是省思檢討(Reflection)的階段,其中每個階段所設計 的問題導向學習步驟又再被細分成三項子任務(sub-mission),學習者進 入每一個課程之後,都必須依照開課教師在每一子任務中提供的參考資料 來回答任務中的疑問或完成任務中賦予的作業。作業的形態為文字方塊格 式,可透過網頁編輯器完整表達意見並重覆編修問題解決學習內容,以及 提供學生發表感想。. 24.

(34) 圖 3-5 四階段問題解決鷹架. 所有的作業均要求在線上完成,每次作業在存檔後皆會在資料庫中新 增一筆記錄,因此學習者每次增加或修改的內容皆可比對差異,如此一 來,學習及思考過程便成為可回顧的歷程。學習者可藉由此功能查看自己 的學習成效差異,以便後來檢討省思可以瞭解學習的缺失。每次學習者所 上傳的學習紀錄都將記錄在資料庫內,學習者上線後可以經由學習首頁觀 看自己的學習紀錄(如圖 3-6)。. 25.

(35) 圖 3-6 學習紀錄. 3.2.3 網站的各階段任務 「主題探索網站」的問題解決過程分成四個步驟,第一步驟認清問 題,第二步驟設計方法,第三步驟實際解題,第四步驟省思檢討。在此網 路學習的環境中,第一到第三步驟是由學習者獨立完成,將完成後的作業 上傳給教學者批閱,教學者批閱後會給予分數及評語回饋(如圖 3-7),教 師可藉由作業管理介面查看進度,瞭解每位學習者問題解決的進度,並適 時給予協助(如圖 3-8),若學習者對分數不滿意也可依據教學者所提供的 建議加以修正,再上傳給教學者批閱,如此週而復始,直到學習者滿意為 止;而在第四步驟省思檢討,一開始教學者會依照前三步驟的學習成效, 將學習者依據不同程度平均分散到各組,進行合作式學習中所謂的異質性 分組(heterogeneous ability grouping),讓各組學習者的素質達到平 均,以便進行更有效的合作式學習,並將各組最優秀的同學設置為小組 長,監督、協助尚未繳交作業的同儕;在 4-1 執行結果的子任務中每人除 了自我評鑑外,組內成員也需閱讀其他成員的作品,進行組內互評的工 作,提供他人具體的建議,此為合作學習的一種方式,個人與小組所要完 26.

(36) 成的三個主要問題解決學習階段、細分後的四個學習步驟、以及四個學習 步驟更進一步細分後的學習任務如表 3-1 所示。學習者在這樣事前規劃的 問題解決學習步驟中,一步步的依據教師在每個階段所設計的提示及學習 鷹架,完成整個問題解決學習的歷程,並透過與同儕的討論互動,以達到 有效的合作式問題導向學習。. 圖 3-7 給予分數與評語建議. 圖 3-8 學習者的學習進度 27.

(37) 表 3-1 I、D、S、R 各階段需完成的任務 學習階段. 主題. 需要完成任務 1-1 問題說明:請用你自己的話或想法為「資訊融 入教學」下一個定義。 1-2 廣泛思考:完成下列問題。 ◎你花了多少時間看過這些網站呢? ◎ 你覺得在瀏覽過程中遇到最大的問題是什麼? 有沒有什麼方法可以改善?. 第一階段. 認 清 問 ◎ 你覺得一份良好的資訊融入教學設計應該注意. (知). 題. 那些因素,才能在教學中發揮其應有的效果? ◎ 在這個階段裡你覺得最大的收穫是什麼?為什 麼? ◎ 現在,請你也介紹一些好站和大家一起分享 吧! 1-3 瞭解問題:廣泛的瀏覽這些網站後,你對資訊 融入教學的概念是否更加具體明確呢?或者有你 自己獨到的見解呢?你覺得自己是否有充分的能力 可以獨立設計一份資訊融入教學的教案?請仔細 思考你對哪一領域比較有興趣,想一想現階段你最 想做的主題為何?請初步的評估以後,寫下你的研 究動機。 2-1 搜尋資料:蒐集相關資料,紀錄其名稱、用途、 來源並評估其適用性。 2-2 評估方法:請你依據資源豐富性、技術可行性、. 第二階段. 設 計 方 教學可行性、效益可行性、整體可行性五大指標評 28.

(38) (行). 法. 估自己所構思的主題,並評量其可行性。 2-3 決定方向:依據選定領域、設計主題、適合年 級、教學總時數、設計理念決定自己要設計的主題。 3-1 整理資料:整理相關素材,紀錄其名稱、用途、 來源。. 第三階段. 實 際 解 3-2 完成方案:請運用你所選擇的素材,編寫一份. (行). 題. 資訊融入教學的教學活動設計。 3-3 付諸實行:請模擬你在試教時的教學流程。 4-1 執行結果:完成下列問題。 ◎自評--完成試教後,想一想你的教學成果為何? 而在試教的過程中遭遇到哪些困難呢?又有哪些 解決方案?請你仔細思量後,化為文字,提出具體 的建議。 ◎ 他評--請彙整同組成員所給你回饋意見。. 第四階段 (思). 4-2 優劣分析:請綜合大家的意見,說一說自己所 省 思 檢 討. 設計的資訊融入教學之教學活動設計的優勢與劣 勢,請詳細描述之。 4-3 未來展望:完成下列問題。 ◎請說一說如何修改自己的教學活動設計使其更 臻完美呢? ◎ 請說一說如果下一次再設計相同的主題你會加 入或刪改哪一部份呢? ◎ 請說一說本教學活動設計的未來展望?. 3.2.4 審核機制 學習者在學習歷程中,透過解決教師設定的主題,提出問題解決的方 法,且每個學習階段均需經過教師的審核才可以進入下一個學習階段。在 29.

(39) 評分機制方面,分為傑出優秀(分數為 90~95 分)、良好尚可(分數為 80~89 分)、退回重做(分數為 75~79 分)三層等級。圖 3-9 為問題解決與老師審 核流程,每一學習階段皆需經教師審核,學習者需獲得 80 分以上通過審 核才能進入下一個學習階段,79 分以下則退回,請學習者重新思考任務。 系統也會將學習過程中的全部學習思考歷程紀錄下來,在學習者通過知、 行、思三個學習階段後,將問題解決學習結果彙整成一份報告。學習者在 合作式學習的過程中,除了可以自由選擇同儕進行合作式學習外,本研究 所提出來依據學習者間社會互動網路所探勘出來的社會網路關係,將透過 學習伙伴推薦代理人來媒介最適合學習者的學習對象,以提昇合作式學習 的學習成效。在知與行的部分結束後,同儕之間可以互評給予意見,以達 到更好的省思。在合作式學習的模式中,藉由小組合作的學習方式,於互 動中擴大自己與他人的學習,使得自己與他人皆能達成其學習目標。教師 編寫課程的內容存在課程的資料庫中,學習者在課程中留下的紀錄,例如 作業、和同儕互動的訊息等會依照課程的不同而分別存在學習紀錄的資料 庫。. 圖 3-9 問題解決與老師審核流程 30.

(40) 3.2.5 社會網路功能 社會網路功能共分成三種分別為圖形介面、搜尋介面以及聊天室。圖 形介面是利用社會網路探勘方法找出學習者在學習活動的社會排名(如圖 3-10),分佈方式呈現金字塔的形狀,如小世界的社會網路。社會排名會 隨著學習者的互動情形改變產生及時變化,學習者可以隨時上線觀看自己 目前的狀態。在圖形介面中點選某位學習者的圖像,便可進入那位學習者 的互動狀態介面(如圖 3-11)。搜尋介面是學習伙伴推薦機制的使用介面 (如圖 3-12),當學習者進度落後時可以使用這個功能來找具有足夠能力及 適合幫助自己的學習者,並可藉由聊天室功能進行一對一的線上討論學 習。. 圖 3-10 部分互動排名的呈現. 31.

(41) 圖 3-11 編號 72 同學的互動情況. 圖 3-12 推薦合作學習伙伴介面 32.

(42) 3.2.6 網路問卷 網路問卷包含量化及質性問卷,本研究為了探討學習者於 I、D、S、R 四階段的問題解決歷程,讓學習者於各階段作業完成後,填答問題解決態 度、學習滿意度、同儕互動性三個面向上的量化問卷和「知-行-思」的質 性問卷,將所填答的問卷作為分析學習者解答歷程的參考依據。. 3.3 合作式問題導向學習社會網路探勘演算方法 社會網路探勘演算法(Social network mining algorithm)功能是依 據學習者在問題解決學習歷程中所產生的合作式學習歷程進行社會分數 的運算,求得每位學習者的社會互動關係及社會互動分數排序。演算法分 成三個步驟:第一步是先將學習者記錄資料庫中有關合作式互動學習訊息 的資料調出,將所有調出的資料做統計,得到一些學習者彼此之間互動狀 況統計數據;第二步是將統計的互動資訊經過社會網路探勘演算法的計 算,得到學習者在社會互動網路中的社會分數;第三步再利用所得的社會 分數及個別學習者與他人之間互動的資訊進行最佳學習伙伴的推薦。在社 會網路探勘演算法中可以找出在目前這個合作式問題導向學習問題中最 具活躍的學習者,利用社會分數排名的方式可以清楚看到學習者在學習中 跟同儕間互動的情形,教師也可以依據每個學習者與他人的互動狀況給予 不同的建議和幫助。在系統中學習者除了可以看到整個社會網路中所有學 習者排序的情況外,如果想知道某位學習者與他人詳細的互動狀況,也可 以點選代表該學習者的圖示得到關於他的 In-Degree、Out-Degree、互動 值等的互動網路資訊,方便學習者觀察其他人學習的狀況。而透過社會網 路探勘媒介最合適之學習伙伴機制,可以在學習者跟不上進度時適時推薦 合適的學習伙伴,以幫助學習者能夠找尋對象詢問問題。. 3.3.1 合作式學習互動社會網路 首先針對每一個學習者與他人互動的社會網路狀況進行說明,如圖 3-13 所示為學習者 A 與 B、C、D 三個學習者的合作式學習互動關係圖。以 33.

(43) 學習者 A 為中心,向外產生連結到其他點稱之為 Output-degree,相反的 以學習者 A 為中心向內連結到 A 稱之為 In-degree,當兩個學習者彼此之 間具有 In-degree 和 Out-degree 的雙向連結發生時,我們稱學習者 A 與 B 有互動(Interaction)。圖 3-13 中將學習者 A 主動與其他三個學習者的互 動數量加起來稱為 Out-degree;同理其他三個學習者主動與學習者 A 進行 互動的數量加起來稱為 In-degree;而與學習者 A 有雙向互動的數量加總 稱為 Interactive value。從圖 3-13 中可以看到學習者 C 與 D 主動與學習 者 A 進行互動,因此學習者 A 的 In-degree 值為 2;而學習者 A 主動與學 習者 B 及 C 互動,因此學習者 A 的 Out-degree 值為 2;最後學習者 A 僅與 學習者 C 具有雙向的互動,因此學習者 A 的 Interactive value 值為 1。 詳細關於 In-degree、Out-degree 和 Interactive value 的數學定義及計 算方式將於下節中加以說明。. 圖 3-13 學習者 A 與 B, C, D 三個學習者互動關係圖. 3.3.2 合作式學習互動社會網路探勘方法 本節將先針對所提出的社會網路探勘法中所使用的互動關係狀態進 行數學定義,然後提出本研究所提之計算社會分數的方法,以及如何呈現 34.

(44) 社會網路探勘結果給學習者觀覽。 (1) In-Degree:所謂的 In-Degree 是指同儕主動想跟某一個學習者產生 合作式學習互動的程度。其計算之數學公式如下: t. RIn ( n ) = ∑ C m ,n m =1. (3-1). 其中 RIn (n ) 表示編號 n 學習者的 In-Degree 值; Cm ,n 指的是編號 m 的學 習者是否曾主動與編號 n 的學習者進行問題傳遞,是值為 1,否值為 0;t 代 表全部學習者的人數。In-Degree 的值表示編號 n 學習者收到同儕問題傳 遞的人數,值越大表示別人想跟編號 n 學習者互動的意願越高。 (2)Out-Degree:所謂的 Out-Degree 是指某一個學習者主動想跟其他同儕 產生互動的程度。其計算之數學公式如下: t. ROut ( n ) = ∑ C n ,m m =1. (3-2). 其中 ROut (n ) 表示編號 n 學習者的 Out-Degree 值;Cn ,m 是編號 n 學習者是 否曾主動與自己以外編號 m 的學習者進行問題傳遞,有則值為 1,沒有則 值為 0;t 代表全部學習者的人數。Out-Degree 值表示編號 n 學習者自己傳 遞訊息給其他同儕的人數,值越大表示編號 n 學習者希望互動的人數越 多,想要跟同儕互動的行為越強烈。 從 In-Degree 值和 Out-Degree 值可以將學生分成 Hub, Source, Sink and Island 4 種合作式學習類型類型[2],歸納如表 3-2 所示。將表 3-2 以圖形化方式呈現則如圖 3-14,Island 如孤立點未與其它的點作連結; Hub 有向內和向外的連結如同網路的中繼站;Source 則像源頭一般是有向 外的連結並無向內的連結;Sink 則只有向內的連結並無向外的連結。. 35.

(45) 表 3-2 四種合作式學習互動類型 Interactive Interactive character type Both in-degree and out-degree interaction values are Hub high In-degree interaction value is low and out-degree Source interaction value is high In-degree interaction value is high and out-degree Sink interaction value is low Both in-degree and out-degree interaction values are Island low. 圖 3-14 四種合作式學習互動類型 (3)Interactive value(互動值):所謂互動的定義是指兩個學習者彼此形 成雙向的互動關係。互動值表示某一個學習者與其他同儕產生雙向互動的 人數。其計算之數學公式如下: 36.

參考文獻

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