支持基于理论的协作学习活动设计与应用的工具探索

# 支持基于理论的协作学习活动设计与应用的工具探索 ## 1. CHOCOLATO 工具的操作流程 CHOCOLATO 是一款助力教师设计基于理论的协作学习（CL）活动的工具，其操作流程如下： 1. **搜索 CL 场景概念值**：验证“共同目标”属性的值是否与步骤 1 中确定的概念相同。 2. **返回理论名称**：返回满足步骤 2 约束条件的 CL 场景所使用的理论名称。 3. **选择理论**：用户可从第二个框中呈现的理论里挑选用于创建基于理论的 CL 场景的理论。 4. **获取理论应用信息**：当用户在第二个框中选定一个理论时，第三个框会给出该理论的应用总结及相关建议，如应分配给学生的角色数量、每个学生应表现出的行为、每组期望的参与者数量等，点击“更多关于此理论”链接还能查看更多信息。 5. **映射特定领域内容**：第二个界面模块有助于将特定领域的内容映射到本体中。具体操作是创建一个分解树来连接本体和领域内容，第一个框对应主题（或与领域相关的学习目标），每个主题可分解为子主题，用户需将待发展的技能与要获取的知识分开，且每个知识/技能可与要使用的学习资源相连接。 6. **支持小组形成**：第三个界面模块支持小组形成过程。当用户选择小组目标和一个理论后，“选择用户角色”框会自动更新，仅展示所选理论使用的角色。点击其中一个角色，“选择用户”框会显示能够胜任该角色的已注册学习者。CHOCOLATO 会在本体中检查扮演某个角色所需的必要和期望要求，并依据学习者模型中的知识/技能阶段来识别能够在指定领域中扮演所选角色的学习者。 7. **推荐交互模式**：完成上述步骤后，系统会在后台运行算法，推荐有助于用户创建有效 CL 活动的交互模式。 以下是该操作流程的 mermaid 流程图： ```mermaid graph LR A[搜索 CL 场景概念值] --> B[返回理论名称] B --> C[选择理论] C --> D[获取理论应用信息] D --> E[映射特定领域内容] E --> F[支持小组形成] F --> G[推荐交互模式] ``` ## 2. 实验背景与数据收集 ### 2.1 实验学校情况 实验在巴西奥萨斯科的 FITO - 奥萨斯科理工学院这所公立学校开展。该校秉持传统教学理念，采用教师传授知识、学生被动吸收的传统教学模式。 ### 2.2 实验引入情况 2008 年初，通过与五年级数学教师合作，在四个五年级教室（共 133 名学生）引入了协作学习。由于学校不允许每个教室采用不同的教学/学习方法，所以未设置对照组（使用传统教学的班级）和实验组（使用协作学习的班级）。为对比传统教学方法和协作学习方法，分析了 2000 年至 2007 年该校五年级学生的数据，这些数据包括教师用于评估学生的测试、作业、课外活动、课堂行为成绩等。 ### 2.3 数据对比可行性 2000 年至 2009 年，所有班级在学年开始时的平均成绩表现相似，且 2000 年至 2007 年期间的教学方法、测试和其他活动均由同一位教师使用相同的学习材料完成，因此具备对比的可行性。 ## 3. 数据分析方法 - 主成分分析（PCA） ### 3.1 分析目的 旨在大致了解学生年初的知识水平，并与年末的学习成果进行对比。 ### 3.2 数据处理步骤 1. **收集成绩**：收集 2000 年至 2007 年完成五年级学业的学生的所有成绩。 2.