摘 要:本文针对学生协作学习中存在的隐性知识难于显性化问题,以“软件工程”课程设计教学为例,运用Wiki技术构建了一个知识协同建构系统,将学生面临的软件开发问题及解决方法,利用Wiki的协同编著技术建构了软件开发知识库,有效地促进了学生个体知识的外化和群体知识的分享。
关键词:Wiki 知识建构 协作学习 软件工程 课程设计
中图分类号:G434 文献标识码:B 文章编号:1673-8454(2009)15-0079-04
一、引言
随着人们与网络的关系越来越紧密,Wiki等社会性软件的社会影响力日益增长,正在逐步改变人们获取、处理、传播知识的方式。简单地说,Wiki是一种基于协同创作(collaborative)的超文本系统,中文翻译为“维客”或“维基”。Wiki以知识库文档为中心,将共同创作为手段,依靠群组成员随时修改、完善与更新主题内容,进行积极有效的知识建构。
Nonaka认为,知识的产生是隐性知识和显性知识之间通过多次相互作用而定性开发知识的过程,是知识历经社会化、外在化、组合和内化的螺旋型过程。[1]M.Kang进一步指出知识的建构过程可以通过两个维度来实现,即个体知识建构(IKC)和协同知识建构(CKC)。[2]基于社会建构主义对学习的解释,Stahl提出了协同知识建构的基本要素:积极发表个人见解、对他人观点予以反馈、组织已有概念或想法,以形成新的见解,分析比较已有的观点,并提出对已有信息或概念的新解释,概括总结达成共同理解。[3]
本文依据知识协同建构理论,针对“软件工程”课程教学,利用Wiki软件工具开发了“山西师范大学教育维客”(.cn/qkimages//educ/educ200908/educ20090841-1-l.jpg" hspace="15" vspace="5" align="">
(1)使用WiKi对个体知识构建和协作知识构建。在个体知识建构中,学习者通过学习过程呈现的真实情境,从Wiki平台获取大量的信息,经历知识的内化,在学习发生的环境中最终完成个体知识意义的建构。这是个体知识从显性转化为隐性的内化过程。由个体与组内成员的交互作用而内化的隐性知识,又可以传递去进行社会化加工。在群体知识建构过程中,Wiki平台提供支持协作的工具,供群体成员之间进行交流、修改,以成型的知识库形式展现群体的学习成果,实现隐性知识到显性知识的转化。
(2)知识建构过程是一个动态的过程,学习者的知识建构是新知识产生过程。学习者利用Wiki平台的数据库动态管理特征,持续地上传和下载各种信息,以扩展自己的学习资源,进而建立自己的知识库。
(3)知识库中除了存放各种各样的学习资源,还保留一些系统数据,如学习历史记录、协作历史记录等,整个系统最后的成果通过知识库的形式表现出来。
三、基于Wiki的知识协同建构的教学案例
“软件工程”作为一门指导计算机软件系统开发和维护的工程学科,特别强调理论与实践相结合。教师、学生、软件开发专业人员、软件用户等可以利用WiKi作为协作平台,共同积累关于软件设计、开发和维护的相关资源和学习心得,以此来丰富课程资源,促进学习者个体和群体的知识建构和共享。
1.系统功能结构
本系统面向“软件工程”课程设计,侧重软件编程问题求解过程中的知识协同建构。个体基于Wiki平台的协作学习过程如图2所示。本系统通过Web途径提供的功能主要有以下几项。
(1)课程介绍:提供关于课程概况和最新变化的介绍。
(2)教学大纲:理论部分主要介绍课程性质、教学要求、课时分配、教学内容等。实践部分主要介绍实践课的教学要求、课时分配、实践内容等。
(3)学习任务:根据教学大纲的要求,将学习内容以课时为单位划分并提出相应的教学要求作为学生每课时的学习任务。
(4)学习课程:将学习内容以网页的形式提供给学生进行自主学习。
(5)教学辅导:教师对课程每章节的考核知识点、考核要求、教学重点难点、常见问题等进行解释和指导。
(6)作业作品:包括学生每节课后要完成的操作要求(作业)和单元学习后要完成的综合操作要求(作品)。
(7)推荐教材:为学生提供教材以外的辅导资料。一部分由教师直接提供,另一部分通过指定参考书籍的形式让学生课后去图书馆查阅,或在学习的过程中直接链接到互联网上阅读。
(8)平台资源:为学生自主学习、完成作业、设计作品等学习活动提供丰富的网络资源,包括图片文件、动画文件、音频文件、视频文件、程序源代码等。
(9)相关链接:与《软件工程》课程学习相关的内容,如教育理论、Wiki技术等。
(10)自我检测:为学生提供阶段性学习检测,包括笔试检测和操作检测两部分。
(11)网络服务:包括系统公告、新闻动态、社群讨论区及搜索工具等。
2.教学过程与方法
2006~2007学年第一学期,山西师大计算机系三年级学生开设了“软件工程”专业课。笔者承担该课程教学,教学中将“山西师范大学教育维客”作为协作学习平台,将学习该课程的53名学生作为研究对象。
按照软件工程思想,能否准确地定义用户需求,进行概要设计和详细设计直接关系到软件系统开发的成败。对于初学者来说,如何全面准确地掌握用户的需求,并用无二义性的工具严格地、形式地表达数据结构,是软件需求分析与概要设计的难点。由于软件开发涉及的因素较多,以个人的经验和精力无法独自完成,因此在课程学习中,全班学生按照协作小组组建机制,分成了13个小组。每个小组选择一个软件开发项目。例如,杨晓光、陈亮、马莉、林欣小组将“教材管理系统”作为课程设计题目,小组成员根据自己的特长对需求分析阶段的任务进行了划分:
(1)善于与人交流的马莉同学去学校教材科了解具体的工作流程;
(2)杨晓光、陈亮同学在对学校目前使用的管理系统分析的基础上画出现行系统的物理模型。
(3)根据反馈的实际工作流程和现行系统的物理模型,每个组员独立分析新系统的功能要求、性能要求、运行要求和将来可能出现的要求以确定系统的综合要求,并用分层DFD图来描述自己的分析结果。
(4)杨晓光将每个人的DFD图分类汇总放在Wiki的相应位置,便于全组成员讨论和修改。大家分析了新系统与现行系统的逻辑区别之后,补充初期没有考虑到的因素,建立起反映系统本质的逻辑模型。
(5)林欣同学对以上工作进行复审,并将各层数据流程图整理成一份完整的小组作品。
使用Wiki的版本管理功能,可通过该小组绘制的一系列数据流程图(DFD)来研究学生如何基于Wiki平台进行协同的知识建构。在“作业作品”链接下的“教材购销管理系统”的页面上,点击“history”查看所有的历史编辑记录,学生的协作学习过程非常清楚地体现出来。
2006年10月17日,全体组员通过对实际工作流程和用户需求的详细分析,确定该系统可以划分为“销售教材”和“采购教材”两个子系统。并画出了“教材购销管理系统”的顶层数据流程图和系统第一层分解的数据流程图。如图3所示。
然后他们两两协作,杨晓光和马莉负责“销售教材子系统”的分析,陈亮和林欣负责“采购教材子系统”的分析。系统显示2006年10月23日,他们在Wiki页面上画出了销售教材子系统的数据流程图和采购教材子系统的数据流程图,如图4所示。
接下来他们互换了分析结果,由对方来审查子系统数据流程图。这样做一方面可以找出自己分析的不足之处,另一方面也可以让大家都能够充分了解新系统的完整结构,为下一步软件设计做好充足的准备。
通过互换分析,陈亮和林欣认为在销售子系统的数据流程图中只反映出对通过了“有效性审查”的书单的处理,而缺少对无效书单的处理描述。杨晓光和马莉经过深入分析认为,根据分解的数据守恒原则,采购子系统应为销售子系统中“补售教材”处理的“教材入库信息”数据提供数据来源。双方对数据流程图进行了修改,如图5所示。系统显示修改时间是2006年10月25日。
在多次探讨、反复修改之后,他们继续向下分解,绘制出完整的“教材购销管理系统数据流程图”,完成了本阶段的小组作品。系统显示最后的修改日期是2006年10月30日。
3.教学结果讨论
为了解应用效果,笔者在学期末进行了一次问卷调查。问卷内容根据前测数据及主讲教师和部分学生的反馈意见经过三轮修订而成。调查共发放问卷53份,回收问卷48份,其中有效问卷45份,调查有效率为93.8%。问卷分析如下:
(1)编写Wiki的动机是什么?
从图6中可以看出,同学们编写Wiki条目的主要目的是促进个体知识与群体知识的建构(占75.6%),这与设计初衷一致。
(2)你在编写Wiki条目的时候主要涉及哪些内容?
从图7中可以看出同学们在编写条目的时候,对个人心得与他人经验的积累占57.8%,说明Wiki在知识建构方面拥有优势。另外,理论探究条目相比实践经验条目要少,这说明同学们在利用Wiki平台时紧密联系课程性质,更加关注挖掘自己和有经验的软件开发人员的大脑中储藏的隐性知识。
(3)你对某个Wiki条目感兴趣的原因是什么?
本题对如何形成知识框架有帮助。从图8中可以看出,学生对与自己的问题相关、内容新颖、有助于课程学习的内容都有较大兴趣(占77.8%),说明学生在利用Wiki平台进行个人学习的同时形成与课程相关的知识框架是可行的。另外,与课程学习成绩相关的选择仅占4.4%,这说明同学们参与的动机更多的是内在的兴趣。
(4)通过使用Wiki完成协作学习的任务,你觉得Wiki的好处是什么?
从图9中可以看出,有62.3%的同学认同Wiki的“自由、开放、共享和协作”的特点,这说明只要设计合理,Wiki可以成为一个非常受学生欢迎的协作学习平台。
(5)经过这一阶段的体验,今后你是否会继续使用Wiki来积累知识?
本题用来诊断这一试验对学生今后行为的影响。图10中反映出倾向继续使用的学生比例达到了88.9%,这表明该系统的体验对学生学习行为产生了较实际的影响。
经过一学期的应用,学生对Wiki的认同感明显增强。他们利用系统提供的丰富资源进行课程学习,同时把个人作业和小组作品发布在Wiki平台上,全体成员共同关注和修改。Wiki对个体知识建构和群体协作知识建构的促进作用得到了明显的体现。
四、结束语
Wiki的协同编辑技术决定了它在知识的协同建构方面具有得天独厚的优势。它的优势不仅在于时间、空间上的灵活,而且它符合个体的认知习惯,有助于提高个体的学习能力。围绕当前学习的主题,学习者首先在原有认识的基础上形成自己的判断,并利用Wiki工具表达自己对问题的理解以及解决问题的思路。然后在Wiki协作平台上,与其他学习者通过讨论交流相互分享各自的想法,相互答疑和评价,合作解决各种问题。“处于同样认知水准的同学之间通过同略有差异的观点的碰撞,各自产生内部的认知矛盾,这种认知矛盾的解决将会引起每一个个体内部的知识的重新建构”。[4]
另外,Wiki可以充分调动社群每个协作者的力量,对构建群体的知识库或者知识创新平台非常有效。在协作学习的过程中,有一些挑战性任务需要多人合作完成。在群组协作中,Wiki系统能够非常方便地进行头脑风暴(Brainstorming),将协作者的经验、方法与他人分享,激发大家的灵感,促进“隐性知识”的显性化,在群体工作中创造出新知识,由此达到知识协同建构的目的。?筅
参考文献:
[1]Ikujiro Nonaka,Ryoko Toyama and Noboru Konno.SECI,Ba and Leadership:a Unified Model of Dynamic Knowledge Creation[J].Long Range Planning 33(2000):5-34.
[2]Myunghee Kang, Hoseung Paul Byun. A Conceptual Framework for a Web-Based Knowledge Construction Support System. Educational Technology. July-August 2001.
[3]Stahl,G.(2003).Building Collaborative Knowing:Elements of a Social Theory of Learning. In J.-W.Strijbos,(Ed.),What we know about CSCL in higher education.53-85.Amsterdam, NL:Kluwer.
[4]钟启泉.社会建构主义:在对话与合作中学习[J].上海教育,2001(7).
