讓數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)

龔能能

摘要：盡管當(dāng)前協(xié)作學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的對(duì)話已經(jīng)用學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的傳統(tǒng)定性方法進(jìn)行了分析，但仍然很難捕捉到群體動(dòng)態(tài)。作者介紹了知識(shí)構(gòu)建對(duì)話探索者（Knowledge Building Discourse Explorer，KBDeX）工具，用以促進(jìn)基于社交網(wǎng)絡(luò)分析的協(xié)作學(xué)習(xí)對(duì)話分析，并結(jié)合具體案例，進(jìn)一步展示了KBDeX的相關(guān)屬性，以期為研究者提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：KBDeX；社交網(wǎng)絡(luò)分析；知識(shí)建構(gòu)

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2023）09-0083-04

引言

當(dāng)前，如何對(duì)知識(shí)建構(gòu)效果進(jìn)行有效評(píng)估是研究者們重點(diǎn)關(guān)注的議題。這是因?yàn)椋环矫?，知識(shí)建構(gòu)不僅關(guān)注特定領(lǐng)域知識(shí)的深度理解，還關(guān)注學(xué)習(xí)者的認(rèn)知變化。知識(shí)建構(gòu)是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過(guò)程，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知也因此呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化，傳統(tǒng)的對(duì)知識(shí)的靜態(tài)評(píng)價(jià)無(wú)法準(zhǔn)確捕捉其動(dòng)態(tài)認(rèn)知。另一方面，在知識(shí)建構(gòu)論壇中，具有各種資源的代理在多層通信工具中相互聯(lián)接，通過(guò)這種交流創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了新的見解，創(chuàng)造了新的知識(shí)。知識(shí)建構(gòu)教學(xué)過(guò)程中所產(chǎn)生的多態(tài)、龐雜的數(shù)據(jù)為采用復(fù)雜技術(shù)挖掘?qū)W習(xí)者認(rèn)知變化提供了數(shù)據(jù)支撐。

可見，在知識(shí)建構(gòu)教學(xué)中需要一個(gè)新的評(píng)估模式，這將不同于傳統(tǒng)的評(píng)估方法。在知識(shí)建構(gòu)研究中，嵌入式和變革性評(píng)估的概念被提出作為評(píng)估知識(shí)建設(shè)活動(dòng)的一種手段?；诖耍嚓P(guān)研究者基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)科學(xué)視角，從知識(shí)創(chuàng)造隱喻的角度捕捉學(xué)習(xí)，開發(fā)了知識(shí)建構(gòu)協(xié)作學(xué)習(xí)中的話語(yǔ)分析工具——知識(shí)構(gòu)建對(duì)話探索者（Knowledge Building Discourse Explorer，KBDeX）。KBDeX的重要價(jià)值不僅在于促進(jìn)從事知識(shí)構(gòu)建或協(xié)作學(xué)習(xí)的研究者間的有效交流，還為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)計(jì)算機(jī)支持的自我反思評(píng)估工具，用于鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行自我探索和評(píng)估自己的群體動(dòng)態(tài)。

KBDeX工具介紹

KBDeX是由日本靜岡大學(xué)（Shizuoka University）的Yoshiaki Matsuzawa & Oshima團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一款探索協(xié)作學(xué)習(xí)對(duì)話網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的工具，它從宏觀角度分析協(xié)作學(xué)習(xí)中的話語(yǔ)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的定性方法缺少對(duì)群體動(dòng)態(tài)的關(guān)注的問(wèn)題。KBDeX需要在安裝了Java運(yùn)行環(huán)境的平臺(tái)（Mac、Windows、Linux等）上運(yùn)行。

1.數(shù)據(jù)來(lái)源及格式要求

KBDeX基于關(guān)鍵詞×對(duì)話單元（如對(duì)話輪、線上論壇發(fā)帖內(nèi)容）二分圖，形成能可視化對(duì)話網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。KBDeX支持csv和txt兩種數(shù)據(jù)輸入格式。目前，有兩種方法可以從協(xié)作學(xué)習(xí)情境中獲取文本話語(yǔ)：一種方式是從計(jì)算機(jī)記錄來(lái)源中轉(zhuǎn)錄，另一種方式是通過(guò)在線論壇記錄。KBDeX支持從Knowledge Forum自動(dòng)導(dǎo)入數(shù)據(jù)。為了進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，原始對(duì)話數(shù)據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，具體包括：①合并名詞的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式；②合并具有相同含義的不同詞；③合并動(dòng)詞的不同變化形式；④刪除不相關(guān)的對(duì)話單元。

在正式數(shù)據(jù)分析前，還必須根據(jù)學(xué)習(xí)或研究目標(biāo)選擇關(guān)鍵詞。KBDeX中內(nèi)置了一個(gè)關(guān)鍵詞選擇窗口來(lái)支持這一過(guò)程。該窗口有三個(gè)面板：①關(guān)鍵詞列表窗口；②關(guān)鍵詞詞頻排序窗口；③對(duì)話窗口。對(duì)話單位可以由研究者指定為句子、對(duì)話轉(zhuǎn)折或其他話語(yǔ)粒度。研究者只需通過(guò)在詞頻窗口中雙擊關(guān)鍵詞來(lái)選擇關(guān)鍵詞，所選關(guān)鍵詞就會(huì)出現(xiàn)在列表中。

2.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類型及呈現(xiàn)方式

KBDeX根據(jù)輸入對(duì)話內(nèi)容構(gòu)建三種不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別是“對(duì)話單元”“關(guān)鍵詞”和“學(xué)生”?！皩?duì)話單元”是話語(yǔ)的最初單位，顯示為線性化對(duì)話數(shù)據(jù)。對(duì)話回合、論壇帖、便條帖、郵件列表帖和句子都是對(duì)話單元的內(nèi)容。據(jù)此，KBDeX從數(shù)據(jù)中構(gòu)建了三種不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在顯示器中呈現(xiàn)（如圖1）：

①顯示對(duì)話概覽和所選關(guān)鍵詞的顯示器（圖1左上）；②學(xué)生關(guān)系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖1右上）；③對(duì)話單元的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖1左下）；④關(guān)鍵詞的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖1右下）。其中，在默認(rèn)情況下，對(duì)于學(xué)生和對(duì)話單元網(wǎng)絡(luò)，默認(rèn)使用循環(huán)布局，對(duì)于關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)是按出現(xiàn)時(shí)間排序的，使用力引導(dǎo)算法布局。

KBDeX中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是基于“關(guān)鍵詞×對(duì)話單元”的二分圖，即關(guān)鍵詞與對(duì)話單元間的連線，當(dāng)關(guān)鍵詞出現(xiàn)在同一對(duì)話單元中時(shí)則代表關(guān)鍵詞之間具有關(guān)聯(lián)性。在對(duì)話關(guān)系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中（圖1左下），對(duì)話單元是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接表示共享一個(gè)所選關(guān)鍵詞。在關(guān)鍵詞關(guān)系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中（圖1右下），所選關(guān)鍵詞是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接表示共用一個(gè)對(duì)話單元。在學(xué)生關(guān)系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中（圖1右上），學(xué)生是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。邊線表示在對(duì)話單元中使用相同關(guān)鍵詞的學(xué)生之間的聯(lián)系。

此外，研究者可以通過(guò)點(diǎn)擊特定按鈕無(wú)縫探索這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)同時(shí)會(huì)指示其他兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)。如果選中某個(gè)節(jié)點(diǎn)，所選節(jié)點(diǎn)和其他網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)的顏色從黃色變?yōu)榧t色。如果研究者在學(xué)生關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中選擇了一個(gè)特定的學(xué)生，則所選學(xué)生所寫的筆記和使用的關(guān)鍵詞會(huì)顯示為紅色。如果研究者在關(guān)鍵詞關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中選擇了一個(gè)特定關(guān)鍵詞，則會(huì)顯示包含所選關(guān)鍵詞的筆記和使用所選關(guān)鍵詞的學(xué)生。

3.分析系數(shù)類型

KBDeX可以計(jì)算三類網(wǎng)絡(luò)度量，分別是介數(shù)中心性系數(shù)、度中心性系數(shù)和接近中心性系數(shù)。

介數(shù)中心性系數(shù)是對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的度量。高中介中心性表明所選節(jié)點(diǎn)是連接其他節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵中介，它表明了一個(gè)成員對(duì)群體中其他成員的影響程度。中心性系數(shù)表示每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)的累積路徑長(zhǎng)度。高度中心性意味著該節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)整體處于網(wǎng)絡(luò)的中心，或者接近網(wǎng)絡(luò)中本地集群的中心。度中心性系數(shù)具體包括點(diǎn)入中心度和點(diǎn)出中心度，點(diǎn)入中心度表現(xiàn)一個(gè)人的被關(guān)注程度，點(diǎn)出中心度表現(xiàn)一個(gè)人關(guān)注他人的程度。接近中心性系數(shù)是一種更復(fù)雜的測(cè)量方法，它基于測(cè)地線距離來(lái)測(cè)量節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)的距離。

在KBDeX中，可以計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的系數(shù)，并隨著對(duì)話的進(jìn)展動(dòng)態(tài)繪制。因此，當(dāng)研究者發(fā)現(xiàn)值有顯著變化時(shí)，他們可以返回輸入話語(yǔ)數(shù)據(jù)和三個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)推測(cè)發(fā)生這種變化的原因。

4.功能類型

KBDeX具有用戶可以使任何網(wǎng)絡(luò)中的特定節(jié)點(diǎn)處于非活動(dòng)狀態(tài)的功能。該節(jié)點(diǎn)失活功能主要用于兩個(gè)目的。

第一個(gè)目的是進(jìn)行階段性分析。主要用于比較組間協(xié)作學(xué)習(xí)不同階段的系數(shù)。研究者可以通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中的不同時(shí)間段激活或停用對(duì)話單元，將整個(gè)話語(yǔ)劃分為多個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)階段，并比較這些不同階段的系數(shù)。

第二個(gè)目的是逐步分析。逐步分析是計(jì)算每個(gè)人的貢獻(xiàn)。研究者可以通過(guò)停用特定的學(xué)習(xí)者，以評(píng)估每個(gè)人對(duì)網(wǎng)絡(luò)的貢獻(xiàn)。

案例介紹

在對(duì)KBDeX的相關(guān)操作介紹的基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合研究團(tuán)隊(duì)在知識(shí)建構(gòu)教學(xué)中使用KBDeX的典型案例，進(jìn)一步幫助相關(guān)研究者熟悉KBDeX工具。

1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可視化分析

由上述內(nèi)容可知，KBDeX平臺(tái)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可視化主要分為三種，分別是學(xué)生、對(duì)話單元和關(guān)鍵詞。借助可視化，研究者可以直觀地檢查學(xué)生對(duì)話中發(fā)生的每一個(gè)事件，并通過(guò)觀察所有三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的變化來(lái)發(fā)現(xiàn)對(duì)話中的關(guān)鍵點(diǎn)。具體體現(xiàn)為：一是借助語(yǔ)篇內(nèi)容，分析學(xué)習(xí)者的討論內(nèi)容（如圖2）；二是根據(jù)不同組的討論內(nèi)容差異，分析不同組的網(wǎng)絡(luò)凝聚力（如圖3）。

根據(jù)圖2可以看出，小組討論的內(nèi)容主要體現(xiàn)在四個(gè)主題上，分別是“風(fēng)箏”實(shí)驗(yàn)的元素、電的產(chǎn)生和原因、導(dǎo)體和絕緣體以及閃電。在此基礎(chǔ)上，教師可以給出針對(duì)性的討論建議，引導(dǎo)學(xué)生朝著更深層次的“理論”開展建構(gòu)。例如，在圖中的閃電主題中，學(xué)生討論的內(nèi)容較為集中，但所討論的內(nèi)容較少，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)閃電帶來(lái)的后果進(jìn)行分析，或者與其他主題結(jié)合建立關(guān)系，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維。

圖3關(guān)注了物理課中學(xué)習(xí)者所討論的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)習(xí)者所討論的內(nèi)容，分為樂(lè)器組、聽覺(jué)組、回聲組和傳遞組。通過(guò)直觀地檢查關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別是每個(gè)對(duì)話轉(zhuǎn)向，可以對(duì)小組的網(wǎng)絡(luò)凝聚力進(jìn)行討論。通過(guò)分析可知，除了傳遞組，其他組內(nèi)部凝聚力較強(qiáng)，但是組與組之間的分界線還比較明顯，回聲和傳遞組的距離最近。為了進(jìn)一步拉近整個(gè)語(yǔ)義之間的緊密度，促進(jìn)社區(qū)知識(shí)的系統(tǒng)化，可以將關(guān)鍵詞與中心詞語(yǔ)、橋梁性詞語(yǔ)進(jìn)行聯(lián)系，如樂(lè)器組的陶笛可能是新加入的關(guān)鍵詞，如何建立其與不同樂(lè)器、振動(dòng)等核心概念的關(guān)系？是否能夠進(jìn)一步與空氣、回聲等橋梁性詞語(yǔ)建立關(guān)系？如果小組要進(jìn)一步研究它，可以據(jù)此選擇相關(guān)關(guān)鍵詞作為學(xué)習(xí)的路徑。

2.系數(shù)分析

學(xué)生的想法可以表示為網(wǎng)絡(luò)中的一組相連的關(guān)鍵詞，筆者嘗試通過(guò)觀察中心性系數(shù)的變化來(lái)說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化（如圖4）。首先，在對(duì)圖4右表中關(guān)鍵詞的三個(gè)主要系數(shù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，在對(duì)關(guān)鍵詞的度的分析中發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)、教學(xué)設(shè)計(jì)、腦等關(guān)鍵詞是關(guān)鍵詞中關(guān)注度高的點(diǎn)，同時(shí)也可能是節(jié)點(diǎn)討論的點(diǎn)。其次，在圖4左圖中，上述關(guān)鍵詞都保持了較高的程度，節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的地方曲線較陡。

3.功能分析

在評(píng)估每個(gè)學(xué)習(xí)者對(duì)群體話語(yǔ)的貢獻(xiàn)時(shí)，可以進(jìn)行逐步分析。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊特定按鈕，所要分析的學(xué)習(xí)者目標(biāo)會(huì)變成灰色，同時(shí)在對(duì)話單元中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)也會(huì)變成灰色，從而顯示學(xué)習(xí)者在對(duì)話中所做的貢獻(xiàn)程度。在KBDeX環(huán)境中，研究者可以通過(guò)停用作為分析目標(biāo)的學(xué)習(xí)器來(lái)輕松地執(zhí)行這一過(guò)程。

結(jié)論

KBDeX為處理話語(yǔ)數(shù)據(jù)開辟了新的可能性，使得學(xué)習(xí)者能夠從社會(huì)知識(shí)進(jìn)步的角度評(píng)估學(xué)習(xí)。但KBDeX工具也有其固有局限性，主要表現(xiàn)為該工具不能進(jìn)行自動(dòng)化的處理，需要研究者先手工抽取關(guān)鍵詞，再進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后才能借助第三方KBDeX工具進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

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