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AI在「协同学习」中的“能”与“不能”

AI在「协同学习」中的“能”与“不能”

20247,发表于教育学国际顶刊《Educational Research Review》的一篇综述,筛选了近20年来2004–2023)的2607篇文章,最后留下了26篇实证论文。得出一个基本结论:

当下,AI在诊断协同学习质量」时,存在“反馈多于启示”“事实多于情感”的现状;通俗来讲,即是使用AI来“看管”协同学习,往往“看”得准,但“管”得少。

具体来说,AI能算准谁发了多少言、谁点了多少赞、谁写了多少字。认知层面的事,它最拿手。可是,学生们心里怎么想?情绪怎么样?跟同伴斗嘴还是帮衬?这些事儿,AI大多不知,也不过问。

更进一步,教师拿到的反馈多是镜子”——照出了样子,却不说路子。AI给出的「警示(出问题了)」和「建议(该怎么做)」,加起来还不到一半。

总而言之,AI当了一面好镜子,却没做成一只好推手。


一、协同学习,难在哪儿?

计算机支持的协同学习Computer-supported collaborative learning, CSCL这词儿挺拗口,说白了,就是一帮人用电脑一起学。线上改文章、群里讨论、项目合作……这些都算。

它好处多:能碰撞想法、共解难题。可坏处也不少——人一多,心就散。有的偷懒,有的跑题,有的吵起来。老师看不过来,学生自己也不知道谁在拖后腿。

于是,“学习分析”来了。拿数据说话:谁发言多、谁进度慢、谁分数高。可过去的分析,慢,还死板。等结果出来,课都上完了Wong & Li, 2020

天下武功,唯快不攻。


二、AI上阵,算得快

这些年,AI进了课堂。自然语言处理、机器学习、进化计算,都用上了Chen et al., 2020; Gedrimiene et al., 2024。能实时算,能自动给出反馈。比如,BERTBidirectional Encoder Representations from Transformers这个模型,能自动识别学生讨论的语义深度,判断谁在深度思考、谁在浅层互动。老师一看便知Zheng et al., 2023。再比如,遗传编程能自动预测学生在协作学习中的成绩分数,并据此推送建议,帮学生把写作任务做得更好Ouyang et al., 2023

听着挺美。可这篇综述说:好看,但不中用。


三、26项研究,深挖真相

原文作者搜索了六大论文库Web of ScienceACMEBSCOScopusWileyTaylor & Francis,筛到最后26篇。每篇都得满足:做了学习分析工具;能自动给反馈;在协同学习环境里试过;有全文、实证研究。

结果怎样?往下看。


四、五句话讲清结果

(一)目标:光盯着认知,忘了“人情”

88%的工具,在线上跑。三类工具,三类用法:

第一类:只给学生自己看62%学生登录看板,能瞧见自己发了多少言、点了多少赞、讨论深不深。好比运动手环——数据给你,改不改,随你。

第二类:只给老师看23%老师后台看全班,哪个组跑题、谁不吭声,一目了然。好比驾校教练的中控台——学员看不见,教练心里有数。

第三类:师生都给看23%同一份数据,学生看自己的,老师看全班的。两边信息对称,好配合。

结果呢?

只给学生看的工具,12篇“盯”认知(脑子转没转),4篇“盯”行为,3篇“盯”社交,3篇“盯”情绪,元认知只有1篇。

只给老师看的工具,同样看重认知和行为(各3篇),社交略少(2篇)。

师生都看的工具,反倒社交互动最多(5篇),认知其次(4篇),情绪、元认知等深层状态的关注依然极度匮乏。

总的来说,AI只看脑子转没转,不关心心里烦不烦。可协同学习,情绪不对,啥都白搭Järvenoja et al., 2020

缺了情绪和元认知,AI就是个算盘珠子。

(二)数据:自己看得清,同伴看不见

数据分三层:自己、同伴、小组。

自己这层——“行为数据”最多(12篇),比如登录几次、待了多久。“话语数据”次之(9篇),比如说了啥、说得深不深。

同伴这层——只有4篇收了互动数据。谁帮了谁?谁怼了谁?没人知道。

小组这层——话语数据最多(15篇),比如讨论记录、关键词。

结论:AI盯着个体和小组,却冷落了同伴之间的你来我往。个体数据(谁发言、谁待了多久)很足,小组数据(讨论记录、关键词)也够,可同伴之间谁帮了谁、谁怼了谁,只有4篇收了。协同学习的魂,在同伴。少了这层,AI再能算,也是半个瞎子

算得出小组平均分,算不出同桌递的那块“橡皮”。

(三)设计:各画各的图,没人写心法

可视化:原始文本用得最多(17篇),就是直接把分析结果写成字。条形图(9篇)、饼图(5篇)、网络图(4篇)。时间线、雷达图这些,很少用。

最要命的是“设计原则”——只有4篇(15%)提了。比如社会导航原则,让学生看到别人的互动,好反思自己Chen et al., 2023。其余85%,想起一出是一出,没有理论支撑,没有章法可言。

没有心法的工具,等于没魂魄的士兵。

(四)技术:NLP当家,但藏着掖着

26篇里只有14篇说了用什么技术。NLP38%10篇),机器学习23%6篇),进化计算4%1篇)。

NLP里,BERTLDALSA这些模型,能分语义、提主题。可大多数文章没说具体怎么做的——预训练、特征提取、分析模型,这些全当秘密“捂着”。

“镜像”信息最多(69%),就是照镜子——学生协作咋样,给你看。“建议”信息42%,“警示”信息38%。还是“看”的多,“管”的少。

(五)效果:学习进步大,教学进步小

对学生:认知、行为、社会参与都提升了,小组表现、技能、动机也好了。

对老师:最明显的效果是让老师更清楚学生在干啥,但怎么干预、怎么教,给的建议少。

AI能当哨兵,但当不了将军。


五、缺什么?怎么补?

缺三样:

缺理论:得拿教育学、心理学撑腰,不能光靠算法“拍脑袋”。

缺多模态:光看文字不够,得加声音、表情、手势Noroozi et al., 2019

缺可操作建议:别光说注意,有人掉队了,得说你现在去问他一句你怎么看’”

AI最好的姿势,是蹲下来跟老师说:我来算,你来教。


文献来源:

Ouyang, F., & Zhang, L. (2024). AI-driven learning analytics applications and tools in computer-supported collaborative learning: A systematic review. Educational Research Review44, 100616. https://doi.org/10.1016/j.edurev.2024.100616


【理论补充】

(一)社会共享调节理论Socially Shared Regulation of Learning

白话:一群人一起学,不光管自己,还得帮着管别人。谁分心了拉一把,谁卡住了帮一下。

出处:Järvelä, S., Kirschner, P. A., Hadwin, A., Järvenoja, H., Malmberg, J., Miller, M., & Laru, J. (2016). Socially shared regulation of learning in CSCL: Understanding and prompting individual-and group-level shared regulatory activities. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning11(3), 263–280. 

(二)参考框架原则Reference Framework Principle

白话:给学生看别人的数据,让他跟自己比。比如你发了3条,你同桌发了7”——一对比,就知道该努力了。

出处:Jivet, I., Scheffel, M., Schmitz, M., Robbers, S., Specht, M., & Drachsler, H. (2020). From students with love: An empirical study on learner goals, self-regulated learning and sense-making of learning analytics in higher education. Internet and Higher Education47(1),100758.

(三)镜像、警示、建议三级反馈Mirroring, Alerting, Suggesting

白话:镜像——照镜子,让你看见自己(比如你发言3);警示——拍肩膀,提醒你出事了(比如你离题了);建议——指条路,告诉你怎么办(比如你试试问同伴一句)。

出处:Ouyang, F., & Zhang, L. (2024). AI-driven learning analytics applications and tools in computer-supported collaborative learning: A systematic review. Educational Research Review44, 100616. 


特别说明:千问对本文进行两轮内容与形式审稿。