張小俠　楊　威

摘 要:本文針對學生協(xié)作學習中存在的隱性知識難于顯性化問題,以“軟件工程”課程設計教學為例,運用Wiki技術構(gòu)建了一個知識協(xié)同建構(gòu)系統(tǒng),將學生面臨的軟件開發(fā)問題及解決方法,利用Wiki的協(xié)同編著技術建構(gòu)了軟件開發(fā)知識庫,有效地促進了學生個體知識的外化和群體知識的分享。

關鍵詞:Wiki 知識建構(gòu) 協(xié)作學習 軟件工程 課程設計

中圖分類號:G434 文獻標識碼:B 文章編號:1673-8454(2009)15-0079-04

一、引言

隨著人們與網(wǎng)絡的關系越來越緊密,Wiki等社會性軟件的社會影響力日益增長,正在逐步改變?nèi)藗儷@取、處理、傳播知識的方式。簡單地說,Wiki是一種基于協(xié)同創(chuàng)作(collaborative)的超文本系統(tǒng),中文翻譯為“維客”或“維基”。Wiki以知識庫文檔為中心,將共同創(chuàng)作為手段,依靠群組成員隨時修改、完善與更新主題內(nèi)容,進行積極有效的知識建構(gòu)。

Nonaka認為,知識的產(chǎn)生是隱性知識和顯性知識之間通過多次相互作用而定性開發(fā)知識的過程,是知識歷經(jīng)社會化、外在化、組合和內(nèi)化的螺旋型過程。[1]M.Kang進一步指出知識的建構(gòu)過程可以通過兩個維度來實現(xiàn),即個體知識建構(gòu)(IKC)和協(xié)同知識建構(gòu)(CKC)。[2]基于社會建構(gòu)主義對學習的解釋,Stahl提出了協(xié)同知識建構(gòu)的基本要素:積極發(fā)表個人見解、對他人觀點予以反饋、組織已有概念或想法,以形成新的見解,分析比較已有的觀點,并提出對已有信息或概念的新解釋,概括總結(jié)達成共同理解。[3]

本文依據(jù)知識協(xié)同建構(gòu)理論,針對“軟件工程”課程教學,利用Wiki軟件工具開發(fā)了“山西師范大學教育維客”(www.sxnu.edu.cn/wiki_zxx/index.php),用以改善“軟件工程”課程設計中協(xié)作學習的績效,探討使用Wiki進行知識協(xié)同建構(gòu)的方法與措施。

二、基于Wiki的知識協(xié)同建構(gòu)系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

基于Wiki的知識協(xié)同建構(gòu)系統(tǒng),依據(jù)建構(gòu)主義知識觀,激勵學習者利用Wiki環(huán)境進行協(xié)作、探究、思考、綜合運用、問題解決等高級智慧活動。在知識建構(gòu)過程中實現(xiàn)解決問題的知識積累與優(yōu)化,構(gòu)建學習者的知識體系,使學習者更容易找到相關學習資源,提高學習者知識內(nèi)化的效率。在群體的知識建構(gòu)中,Wiki利用協(xié)作工具和知識庫來存儲群體創(chuàng)建的知識成果。系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

(1)使用WiKi對個體知識構(gòu)建和協(xié)作知識構(gòu)建。在個體知識建構(gòu)中,學習者通過學習過程呈現(xiàn)的真實情境,從Wiki平臺獲取大量的信息,經(jīng)歷知識的內(nèi)化,在學習發(fā)生的環(huán)境中最終完成個體知識意義的建構(gòu)。這是個體知識從顯性轉(zhuǎn)化為隱性的內(nèi)化過程。由個體與組內(nèi)成員的交互作用而內(nèi)化的隱性知識,又可以傳遞去進行社會化加工。在群體知識建構(gòu)過程中,Wiki平臺提供支持協(xié)作的工具,供群體成員之間進行交流、修改,以成型的知識庫形式展現(xiàn)群體的學習成果,實現(xiàn)隱性知識到顯性知識的轉(zhuǎn)化。

(2)知識建構(gòu)過程是一個動態(tài)的過程,學習者的知識建構(gòu)是新知識產(chǎn)生過程。學習者利用Wiki平臺的數(shù)據(jù)庫動態(tài)管理特征,持續(xù)地上傳和下載各種信息,以擴展自己的學習資源,進而建立自己的知識庫。

(3)知識庫中除了存放各種各樣的學習資源,還保留一些系統(tǒng)數(shù)據(jù),如學習歷史記錄、協(xié)作歷史記錄等,整個系統(tǒng)最后的成果通過知識庫的形式表現(xiàn)出來。

三、基于Wiki的知識協(xié)同建構(gòu)的教學案例

“軟件工程”作為一門指導計算機軟件系統(tǒng)開發(fā)和維護的工程學科,特別強調(diào)理論與實踐相結(jié)合。教師、學生、軟件開發(fā)專業(yè)人員、軟件用戶等可以利用WiKi作為協(xié)作平臺,共同積累關于軟件設計、開發(fā)和維護的相關資源和學習心得,以此來豐富課程資源,促進學習者個體和群體的知識建構(gòu)和共享。

1.系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)面向“軟件工程”課程設計,側(cè)重軟件編程問題求解過程中的知識協(xié)同建構(gòu)。個體基于Wiki平臺的協(xié)作學習過程如圖2所示。本系統(tǒng)通過Web途徑提供的功能主要有以下幾項。

(1)課程介紹:提供關于課程概況和最新變化的介紹。

(2)教學大綱:理論部分主要介紹課程性質(zhì)、教學要求、課時分配、教學內(nèi)容等。實踐部分主要介紹實踐課的教學要求、課時分配、實踐內(nèi)容等。

(3)學習任務:根據(jù)教學大綱的要求,將學習內(nèi)容以課時為單位劃分并提出相應的教學要求作為學生每課時的學習任務。

(4)學習課程:將學習內(nèi)容以網(wǎng)頁的形式提供給學生進行自主學習。

(5)教學輔導:教師對課程每章節(jié)的考核知識點、考核要求、教學重點難點、常見問題等進行解釋和指導。

(6)作業(yè)作品:包括學生每節(jié)課后要完成的操作要求(作業(yè))和單元學習后要完成的綜合操作要求(作品)。

(7)推薦教材:為學生提供教材以外的輔導資料。一部分由教師直接提供,另一部分通過指定參考書籍的形式讓學生課后去圖書館查閱,或在學習的過程中直接鏈接到互聯(lián)網(wǎng)上閱讀。

(8)平臺資源:為學生自主學習、完成作業(yè)、設計作品等學習活動提供豐富的網(wǎng)絡資源,包括圖片文件、動畫文件、音頻文件、視頻文件、程序源代碼等。

(9)相關鏈接:與《軟件工程》課程學習相關的內(nèi)容,如教育理論、Wiki技術等。

(10)自我檢測:為學生提供階段性學習檢測,包括筆試檢測和操作檢測兩部分。

(11)網(wǎng)絡服務:包括系統(tǒng)公告、新聞動態(tài)、社群討論區(qū)及搜索工具等。

2.教學過程與方法

2006~2007學年第一學期,山西師大計算機系三年級學生開設了“軟件工程”專業(yè)課。筆者承擔該課程教學,教學中將“山西師范大學教育維客”作為協(xié)作學習平臺,將學習該課程的53名學生作為研究對象。

按照軟件工程思想,能否準確地定義用戶需求,進行概要設計和詳細設計直接關系到軟件系統(tǒng)開發(fā)的成敗。對于初學者來說,如何全面準確地掌握用戶的需求,并用無二義性的工具嚴格地、形式地表達數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是軟件需求分析與概要設計的難點。由于軟件開發(fā)涉及的因素較多,以個人的經(jīng)驗和精力無法獨自完成,因此在課程學習中,全班學生按照協(xié)作小組組建機制,分成了13個小組。每個小組選擇一個軟件開發(fā)項目。例如,楊曉光、陳亮、馬莉、林欣小組將“教材管理系統(tǒng)”作為課程設計題目,小組成員根據(jù)自己的特長對需求分析階段的任務進行了劃分:

(1)善于與人交流的馬莉同學去學校教材科了解具體的工作流程;

(2)楊曉光、陳亮同學在對學校目前使用的管理系統(tǒng)分析的基礎上畫出現(xiàn)行系統(tǒng)的物理模型。

(3)根據(jù)反饋的實際工作流程和現(xiàn)行系統(tǒng)的物理模型,每個組員獨立分析新系統(tǒng)的功能要求、性能要求、運行要求和將來可能出現(xiàn)的要求以確定系統(tǒng)的綜合要求,并用分層DFD圖來描述自己的分析結(jié)果。

(4)楊曉光將每個人的DFD圖分類匯總放在Wiki的相應位置,便于全組成員討論和修改。大家分析了新系統(tǒng)與現(xiàn)行系統(tǒng)的邏輯區(qū)別之后,補充初期沒有考慮到的因素,建立起反映系統(tǒng)本質(zhì)的邏輯模型。

(5)林欣同學對以上工作進行復審,并將各層數(shù)據(jù)流程圖整理成一份完整的小組作品。

使用Wiki的版本管理功能,可通過該小組繪制的一系列數(shù)據(jù)流程圖(DFD)來研究學生如何基于Wiki平臺進行協(xié)同的知識建構(gòu)。在“作業(yè)作品”鏈接下的“教材購銷管理系統(tǒng)”的頁面上,點擊“history”查看所有的歷史編輯記錄,學生的協(xié)作學習過程非常清楚地體現(xiàn)出來。

2006年10月17日,全體組員通過對實際工作流程和用戶需求的詳細分析,確定該系統(tǒng)可以劃分為“銷售教材”和“采購教材”兩個子系統(tǒng)。并畫出了“教材購銷管理系統(tǒng)”的頂層數(shù)據(jù)流程圖和系統(tǒng)第一層分解的數(shù)據(jù)流程圖。如圖3所示。

然后他們兩兩協(xié)作,楊曉光和馬莉負責“銷售教材子系統(tǒng)”的分析,陳亮和林欣負責“采購教材子系統(tǒng)”的分析。系統(tǒng)顯示2006年10月23日,他們在Wiki頁面上畫出了銷售教材子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖和采購教材子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖,如圖4所示。

接下來他們互換了分析結(jié)果,由對方來審查子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖。這樣做一方面可以找出自己分析的不足之處,另一方面也可以讓大家都能夠充分了解新系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu),為下一步軟件設計做好充足的準備。

通過互換分析,陳亮和林欣認為在銷售子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖中只反映出對通過了“有效性審查”的書單的處理,而缺少對無效書單的處理描述。楊曉光和馬莉經(jīng)過深入分析認為,根據(jù)分解的數(shù)據(jù)守恒原則,采購子系統(tǒng)應為銷售子系統(tǒng)中“補售教材”處理的“教材入庫信息”數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)來源。雙方對數(shù)據(jù)流程圖進行了修改,如圖5所示。系統(tǒng)顯示修改時間是2006年10月25日。

在多次探討、反復修改之后,他們繼續(xù)向下分解,繪制出完整的“教材購銷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖”,完成了本階段的小組作品。系統(tǒng)顯示最后的修改日期是2006年10月30日。

3.教學結(jié)果討論

為了解應用效果,筆者在學期末進行了一次問卷調(diào)查。問卷內(nèi)容根據(jù)前測數(shù)據(jù)及主講教師和部分學生的反饋意見經(jīng)過三輪修訂而成。調(diào)查共發(fā)放問卷53份,回收問卷48份,其中有效問卷45份,調(diào)查有效率為93.8%。問卷分析如下:

(1)編寫Wiki的動機是什么?

從圖6中可以看出,同學們編寫Wiki條目的主要目的是促進個體知識與群體知識的建構(gòu)(占75.6%),這與設計初衷一致。

(2)你在編寫Wiki條目的時候主要涉及哪些內(nèi)容?

從圖7中可以看出同學們在編寫條目的時候,對個人心得與他人經(jīng)驗的積累占57.8%,說明Wiki在知識建構(gòu)方面擁有優(yōu)勢。另外,理論探究條目相比實踐經(jīng)驗條目要少,這說明同學們在利用Wiki平臺時緊密聯(lián)系課程性質(zhì),更加關注挖掘自己和有經(jīng)驗的軟件開發(fā)人員的大腦中儲藏的隱性知識。

(3)你對某個Wiki條目感興趣的原因是什么?

本題對如何形成知識框架有幫助。從圖8中可以看出,學生對與自己的問題相關、內(nèi)容新穎、有助于課程學習的內(nèi)容都有較大興趣(占77.8%),說明學生在利用Wiki平臺進行個人學習的同時形成與課程相關的知識框架是可行的。另外,與課程學習成績相關的選擇僅占4.4%,這說明同學們參與的動機更多的是內(nèi)在的興趣。

(4)通過使用Wiki完成協(xié)作學習的任務,你覺得Wiki的好處是什么?

從圖9中可以看出,有62.3%的同學認同Wiki的“自由、開放、共享和協(xié)作”的特點,這說明只要設計合理,Wiki可以成為一個非常受學生歡迎的協(xié)作學習平臺。

(5)經(jīng)過這一階段的體驗,今后你是否會繼續(xù)使用Wiki來積累知識?

本題用來診斷這一試驗對學生今后行為的影響。圖10中反映出傾向繼續(xù)使用的學生比例達到了88.9%,這表明該系統(tǒng)的體驗對學生學習行為產(chǎn)生了較實際的影響。

經(jīng)過一學期的應用,學生對Wiki的認同感明顯增強。他們利用系統(tǒng)提供的豐富資源進行課程學習,同時把個人作業(yè)和小組作品發(fā)布在Wiki平臺上,全體成員共同關注和修改。Wiki對個體知識建構(gòu)和群體協(xié)作知識建構(gòu)的促進作用得到了明顯的體現(xiàn)。

四、結(jié)束語

Wiki的協(xié)同編輯技術決定了它在知識的協(xié)同建構(gòu)方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。它的優(yōu)勢不僅在于時間、空間上的靈活,而且它符合個體的認知習慣,有助于提高個體的學習能力。圍繞當前學習的主題,學習者首先在原有認識的基礎上形成自己的判斷,并利用Wiki工具表達自己對問題的理解以及解決問題的思路。然后在Wiki協(xié)作平臺上,與其他學習者通過討論交流相互分享各自的想法,相互答疑和評價,合作解決各種問題。“處于同樣認知水準的同學之間通過同略有差異的觀點的碰撞,各自產(chǎn)生內(nèi)部的認知矛盾,這種認知矛盾的解決將會引起每一個個體內(nèi)部的知識的重新建構(gòu)”。[4]

另外,Wiki可以充分調(diào)動社群每個協(xié)作者的力量,對構(gòu)建群體的知識庫或者知識創(chuàng)新平臺非常有效。在協(xié)作學習的過程中,有一些挑戰(zhàn)性任務需要多人合作完成。在群組協(xié)作中,Wiki系統(tǒng)能夠非常方便地進行頭腦風暴(Brainstorming),將協(xié)作者的經(jīng)驗、方法與他人分享,激發(fā)大家的靈感,促進“隱性知識”的顯性化,在群體工作中創(chuàng)造出新知識,由此達到知識協(xié)同建構(gòu)的目的。?筅

參考文獻:

[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]鐘啟泉.社會建構(gòu)主義:在對話與合作中學習[J].上海教育,2001(7).