技术如何赋能学生的认知能动性——嵌入式智能话语反馈系统WiseTalk设计与实现.pdf

JOURNAL OFDISTANCE EDUCATIONIntelligentEducation技术如何赋能学生的认知能动性嵌入式智能话语反馈系统WiseTalk设计与实现满其峰蒋纪平胡金艳高兴启张义兵摘要 教学需要为学生提供嵌入式反馈以支持其认知能动性的发挥，由于当前嵌入式智能话语反馈工具存在反馈与学生交互对象关联不紧密、反馈不系统等问题，因此，针对认知能动性各维度设计开发嵌入式智能话语反馈系统，为学生提供基于当前交互对象的即时反馈。首先，构建嵌入式智能话语反馈系统赋能认知能动性的理论框架，然后针对认知能动性具体维度提出反馈要素并设计WiseTalk的架构及算法，利用Golang JavaScript语言和MySQL数据库开发实现相关功能。经过准实验研究，结果表明：使用WiseTalk的学生表现出更高水平的认知能动性，意向性、自我调节和自我反思水平都优于未使用的学生。关键词 认知能动性；嵌入式反馈；智能话语反馈系统；WiseTalk生在交互中主动改进社区观点并根据对话情况调控和评价自己的贡献。在实际教学中，学生往往由于缺中图分类号 G420DO110.15881/33-1304/g4.2024.02.009一、问题提出随着知识创新时代的到来，学生学习能动性(student agency)培养的话题越来越受到关注。学生的学习能动性指的是学生积极参与课堂学习决策、行动和评估所表现出的能力或特质（OECD,2018)。当学生在课堂中与同伴、教师共同决定学习什么及如何开展学习活动时，学习对他们来说更有意义并能从中建构出对学习主体身份的认识(Miller,etal.，2018)。0 ECD 学习指南针2 0 30 就将培养学生的学习能动性作为核心议题，我国新一轮以培养学生核心素养为目标的义务教育课程改革也强调学生的自主发展（核心素养研究课题组,2 0 16），同样也需要学生具备学习能动性。在知识建构（knowledge build-ing)领域,学习能动性是其核心的12 条教学原则之一,并被提升到认识论层面的认知能动性(epistemicagency),要求学生作为知识建构主体主动改进观点(idea）并对观点改进行为进行调控和评价以引领自身发展(Scardamalia,et al.,2002)。本研究关注学生在交互中的认知能动性，即学文献标识码 A文章编号 16 7 2-0 0 0 8(2 0 2 4)0 2-0 0 7 5-10乏与当前交互对象（即社区观点）相关的信息导致无法发挥认知能动性，其交互多流于浅层难以向纵深发展,因此，需要教学为其提供一定的反馈。反馈旨在帮助学习者从各种来源获取信息以使用它来增强学习策略(Carless,et al.,2018)。与在学习结束后提供的事后反馈相比，嵌入学习过程的即时反馈嵌人式反馈往往更有效，因为它与当前的学习任务密切相关且消除了事后反馈的“滞后效应”，能够及时为学生提供数据或证据以帮助他们在学习过程中更好地发挥主体作用，如更有效地做出学习决策、开展行动并对行动进行评估等（Irons,etal.,2022）,也即在知识建构中表现出更高水平的认知能动性。随着学习分析技术的发展，越来越多的研究尝试通过开发嵌入式智能话语反馈工具为学生认知能动性赋能，但当前工具提供的反馈存在与学生当前交互对象关联不紧密、反馈不系统等问题，容易导致其赋能效果被削弱。为解决上述问题，本研究针对认知能动性各维度设计和开发嵌人式智能话语反馈系统，为基金项目：本文系2 0 2 0 年江苏教育改革发展战略性与政策性研究课题“江苏终身学习体系建设的现实问题与对策研究”（项目编号：2 110 6 0 A52007）、2 0 2 3年河南省教育厅人文社会科学研究项目“知识建构社区中观点涌现的机制与多主体模拟研究”（项目编号：2 0 2 4-ZZJH-063)的研究成果。作者简介：满其峰，南京师范大学教育科学学院在读博士研究生（江苏南京2 10 0 9 7）；蒋纪平，博士，河南科技学院信息工程学院副教授（河南新乡4530 0 3）；胡金艳，博士，河南师范大学教育学部讲师（河南新乡4530 0 7）；高兴启，南京师范大学教育科学学院在读博士研究生（江苏南京2 10 0 9 7)；张义兵，博士，南京师范大学教育科学学院教授（江苏南京2 10 0 9 7)。引用信息：满其峰，蒋纪平，胡金艳，高兴启，张义兵，2 0 2 4.技术如何赋能学生的认知能动性一一嵌人式智能话语反馈系统WiseTalk设计与实现 J.远程教育杂志,42(2)：7 5-8 4.75远程叔育杂志智能教育技术如何赋能学生的认知能动性学生在交互过程中提供基于当前交互对象的即时反馈。研究的主要思路是：首先确定嵌人式智能话语反馈系统赋能认知能动性的理论框架并明确具体反馈要素，在此基础上设计系统的架构、功能模块和相关算法，最终实现系统的功能并在教学中验证其认知能动性赋能效果。二、理论基础（一）知识建构社区中的认知能动性知识建构理论创始人斯卡德玛丽亚等（Scar-damalia,etal.,1991)在19 9 1年提出了知识建构社区中的认知能动性概念，他们认为在教育中需要区分三种能动性：首先是与哲学等领域相关的能动性概念，它是作为人的自然属性普遍存在的，因此仍然可以在传统的教学中发现，如学生完成作业和任务的能动性等；其次是与维果斯基理论相关的能动性概念，它强调儿童由更有知识的其他人如家长或教师等引领他们在最近发展区发展；最后是与皮亚杰理论相关的能动性概念，它强调儿童能够自主通过行动和探究建构知识。斯卡德玛丽亚等强调知识建构的认知能动性本质上是第三种的能动性，即教师虽然可以指导学生，但目的是让学生在建构知识过程中发挥更大的作用从而学会引领自身的发展。从上述分析可以看到，认知能动性本质上是学生作为知识建构主体的可被塑造的内在特质。斯卡德玛丽亚等人认为，以社区知识进步为目标和强调学生的认知能动性是知识建构理论区别于其他建构主义学习理论的两个核心特征（Scar-damalia，e t a l.,2 0 2 1），而社区知识进步目标的实现又建立在学生充分发挥其认知能动性的基础之上：学生主动进行改进社区观点的对话并调节、评估自已的贡献以不断推动社区知识进步，这一过程的发生不依赖于教师为他们设定的路线。鉴于认知能动性在知识建构中的重要作用，诸多研究者对认知能动性的内涵进行了深入解读，如表1所示。可以发现，当前研究阐述的认知能动性具体内涵都可归纳为班杜拉的意向性、自我调节和自我反思等能动性三维度(Bandura,1999)。根据上述分析，本研究将认知能动性界定为：学生主动改进观点并对观点改进行为进行调控和评价以引领自身发展所体现出的意向性、自我调节和自我反思等内在特质。因此,交互中的认知能动性意味着学生在交互中主动改进社区观点并调控和评价自已的贡献，其中：意向性是学生具有改进社区观点的意愿和产生相应行动的特质，表现为学生主动进行识别社区中观点存在的问题、为76观点提供信息、使用信息检验观点、完善观点和联系综合观点等体现观点改进的对话；自我调节是学生在对话中自我反应的特质，表现为能够根据对话情况调控自己的贡献；自我反思是学生反思自己观点价值的特质，表现为能够根据观点对推进社区知识的贡献评价自已的观点并在后续行动中提升观点改进水平。表1认知能动性的相关解释研究者意向性Scardamalia,通过对话推动知识进步et al.,2002Van Aalst,et al.,2007Russel,2002Schwartz,etal.,2004Stahl,2006Palonen,etal.,2000Damsa,et al.,2010（二）嵌入式智能话语反馈根据班杜拉的社会认知理论，学生的自我效能感(perceived self-efficacy)是其发挥认知能动性的基础。自我效能感是人们对影响自己的事件的自我控制能力的知觉，因而能够影响人们的选择、投人程度以及是否会进行自我调节以达到目标（班杜拉，2018)。已有研究表明,有效的学习反馈能够增强学生的自我效能感，因为通过反馈，学生可以获得如何更好地完成任务的信息，从而激发学生投人更多的努力(Hattie,et al.,2007)。嵌入式反馈由于能够及时为学生正在进行的学习任务提供相关信息，因此能够更有效地提升学生的自我效能感从而促进认知能动性的发挥。随着计算机技术的发展，学生在协作平台上通过交互开展协作学习成为常见的场景，而协作平台上学生的交互往往呈现出步调的非同步、内容的丰富性和关系的复杂交织等特点（胡金艳，等，2023），仅依靠传统的人工手段难以实现嵌人式反馈，因此，需要开发能够自动实现该反馈的智能工具来解决这一问题。由于学习分析技术的日益强大，越来越多的研究者开始通过文本挖掘、自然语言处理、机器学习等技术分析学生的对话内容，进而为学生的交互提供自我调节 自我反思监控协作评估进展进一步完善观点；根据对话升华观点做出调整有目的地通过对话推进观点的集体认识；协调追求集体目标产生观点；吸收观点在对话中意识到缺乏知识为协作成员提供信息；联系社区中的观点设定目标；意识到问题；监控进展；提供信息；协调活动和观点；生产性的协作行为调整策略协调协作活动反思行为JOURNAL OFDISTANCE EDUCATIONIntelligentEducation嵌人式反馈（Chen,et al.,2021;Erkens,et al.,2016;Chiru,etal.,2012)。例如，有研究者开发的“话题分析即时反馈系统”（TAIFS）能够对对话内容进行LDA主题模型分析来即时反馈协作中的主题分布，从而改进学生的异步交互过程（Chen,et al.,2021)；还有研究者利用自然语言处理技术分析对话内容从而可视化对话的关键时刻为学生交互提供帮助等（C h ir u,e t a l.,2 0 12）。具体到知识建构领域中,能够支持学生认知能动性发挥的嵌人式智能话语反馈工具主要包括“知识建构对话探索者”(KBDeX)工具、“有前景的观点”（PIT)工具、“认知对话进展”（EDM)工具等。KBDeX是大岛等人(Oshima,etal.,2012)开发的能够对社区对话进行社会语义分析并反馈观点、作者及概念网络的工具；PIT是陈伯栋等人(Chen,etal.,2016)开发的帮助学生标记有前景的观点并能够基于文本相似度分析呈现有前景的观点之间联系的工具;EDM是雷森德斯等人(Resendes,etal.,2015)开发的分析社区话语内容,反馈社区内话语类型占比及变化的工具。综合已有的嵌入式智能话语反馈研究，可以发现它们主要为学生反馈以下信息要素：（1）知识要素，如反馈话语中的主题、关键词、知识结构、认知水平等特征；(2)行为要素,如反馈话语中的行为类型、行为频率和行为轨迹等特征；3关系要素，如反馈话语中人与人之间形成的社会关系或依附于社会关系形成的信息网络等特征(Zweig,2014)。通过考察已有的嵌人式智能话语反馈工具，可以发现其存在以下问题：首先，大多数工具只是反馈学生群体的对话特征而未针对学生当前交互对象提供反馈，已有研究表明如果反馈与当前任务关联性不强往往导致学生在学习过程中不去使用反馈从而削弱反馈效果(Irons,etal.,2022);其次,现有嵌人式智能话语反馈工具没有针对认知能动性的具体维度进行设计开发，也未形成较为完善的集成到协作平台的反馈系统，故而其赋能效果有限。因此,本研究尝试设计开发新的嵌人式智能话语反馈系统来解决上述问题，并通过准实验研究验证其提升认知能动性的效果。三、系统设计（一)嵌入式智能话语反馈系统赋能认知能动性的理论框架班杜拉（2 0 18)的三方互惠理论认为，人的主体内部因素(P)、行为(B)和环境(E)之间相互影响,互为决定,如图1左所示。在大多数情形下，上述三个要素的发展和激活是高度相互依赖的。例如，学习者的能动性决定了他们采取何种行动，而他们的行动又影响了教师的教学活动，教学活动又会对学习者的能动性造成约束或支持。班杜拉进一步指出,研究者不必同时研究相互作用的一切成分而只需根据研究目的来采用该框架。基于三方互惠理论，本研究构建了嵌人式智能话语反馈系统赋能认知能动性的理论模型，如图1右所示。该模型包括认知能动性(Epistemic Agency，EA）、知识建构对话（Knowledge Building Discourse，KBD）、嵌人式智能话语反馈系统（Feedback System，FS)三个要素。其中,认知能动性作为学生内在特质对应三方互惠中的主体内部因素，知识建构对话作为认知能动性产生或作用的行为对应三方互惠中的行为因素，嵌入式智能话语反馈系统作为分析知识建构对话并作用于认知能动性的外部力量对应三方互惠中的环境因素。BPEEA+图1嵌入式智能话语反馈系统赋能认知能动性的理论模型该模型赋能认知能动性的机制是：教师的知识建构教学激发学生最初的认知能动性，学生产生初步的知识建构对话，嵌入式智能话语反馈系统通过分析对话将能够进一步提升学生认知能动性的要素及时反馈给学生，学生继而产生更高水平的对话,形成认知能动性、知识建构对话、嵌人式智能话语反馈系统之间相互“给养”的“技术赋能学习生态循环”。其中，协作平台的交互系统为学生开展认知能动行动进行知识建构对话提供支持（EA一KBD）,嵌人式智能话语反馈系统嵌入到交互过程中动态分析学生的知识建构对话(KBD一FS）,并为学生提供即时反馈,不断提升其认知能动性(FS一EA)。（二）提升认知能动性的反馈要素1.提升意向性的要素已有研究表明，学生的建构过程是一个知识整合过程，即将不同类型的信息和经验放在一起，识别和建立联系并拓展出用以连接它们的框架（马雷特，等,2 0 2 1。学生改进社区观点本质上也是将观点和新信息建立联系并进行整合的过程，因此，学生需要获得与观点相关的新信息方能引发观点改进的意向性。从对意向性内涵的解释来看,与社区观点相关的77KBDFS远程叔育杂志智能教育技术如何赋能学生的认知能动性信息包括两种：一种是社区观点自身包含的信息如关键概念等，它们会引发学生识别观点存在的问题、为观点提供信息、使用信息检验观点、完善观点的意向性;另一种是与社区观点有关联的其他观点，它们会引发联系综合观点的意向性。因此，嵌入式智能话语反馈系统需要反馈两种知识要素：社区观点中包含的关键概念和与该观点有关联的其他观点。意向性维度对应的反馈要素如表2 所示（下同）。表2 嵌入式智能话语反馈系统提升认知能动性的反馈要素认知能动系统要分析的性维度内容交互的社区观点知识要素内容意向性社区中所有观点知识要素内容有关联的其他观点交互的社区观点对话中的支架使用自我调节行为要素已有的对话内容社区中观点推荐自我反思关系要素观点价值网络和引用关系2.提升自我调节的要素根据班杜拉的自我调节理论，人们将行为标准和当前的行为信息进行比较产生自我调节（班杜拉，2018）。知识建构强调分布式协作理念，鼓励学生为改进观点做出多样化的贡献(Scardamalia,etal.,2002），因此学生需要获得与当前交互的社区观点有关的对话信息，才能根据这一标准来调节观点并改进行为以做出多样化的贡献。由于学生在发表对话时被要求用代表不同行为类型的支架来标注自已的话语内容，故而嵌入式智能话语反馈系统可以分析围绕该观点发表的对话内容并反馈对话中的支架使用情况，即通过反馈行为要素帮助学生在与社区观点交互时调节自已的行为类型以做出多样化贡献。3.提升自我反思的要素人们根据自已的或他人的行动结果等反思行动的合理性、价值或意义，在动机诱因中解决冲突并为后续的能动性提供基础（班杜拉,2 0 18）,因此，学生开展自我反思需要获得关于观点改进结果的信息。由于认知能动性以推进社区知识为目标，因此学生贡献的观点是否有价值主要体现在社区成员对该观点的使用情况上，如在知识建构对话中通过推荐、引用该观点形成的观点价值网络。因此，嵌入式智能话语反馈系统需要反馈关系要素，即分析社区中观点推荐和引用的关系并反馈观点价值网络，促进学生反思自身观点改进的结果。(三)功能架构根据提升认知能动性的反馈要素，本研究在王78靖等人(2 0 2 3)提出的智能反馈系统架构基础上,基于知识论坛，设计了嵌入式智能话语反馈系统WiseTalk的功能架构，如图2 所示。WiseTalk功能架构整体分为三层：输人层、分析层和反馈层。（1)输入层。输人层为系统开展话语分析提供数据来源。学生在协作平台知识论坛(Knowledge Forum,KF,本研究使用的是国内研究者开发的版本）的交互系统中进行新建观点、批注观点、推荐观点、引用观点等知识建构对话，这些对话系统要反构成了主要的数据源。数据库中除了对话形成的数要素具体构成馈的要素观点中包含的关键概念与交互的社区观点情况据外，还包括教师通过后台添加主题关键概念和学生在前端观点详情页为观点添加的观点关键概念数据，这些数据将会用来和对话数据进行比对分析。(2)分析层。分析层对输入层提供的数据进行分析处理。意向性模块主要进行两种分析：首先，对观点文本进行分词处理，将分词序列同关键概念进行比对，筛选出该观点包含的关键概念；其次，根据获得的关键概念，利用TF-IDF算法计算出该观点的关键词（T F-I D F值前三）,将关键词同其他观点的分词序列进行比对，筛选出与当前观点包含相同关键词的观点（即具有关联的观点）。自我调节模块根据数据库中的观点关系表筛选出与当前观点有批注关系的观点，然后将观点文本的分词序列和支架名称进行比对并统计其频次。自我反思模块根据点关系表筛选出与当前账号发表观点存在推荐引用关系的观点。可以看到，以上分析都是针对当前学生所交互的社区观点进行的,从而实现嵌入交互过程的分析。（3)反馈层。反馈层根据反馈触发条件以可视化的形式呈现分析层得到的数据处理结果。意向性模块的反馈设计包括：当学生查看观点详情时，系统高亮显示观点的关键概念；当学生在观点详情页中点击“查看相同概念观点按钮时，系统以相同概念观点图的形式反馈具有相同关键词的观点。自我调节模块的反馈设计是当学生在观点详情页点击“批注分析”按钮时系统提供“支架统计饼状图”，自我反思模块的反馈设计是当学生在主页中点击“我的观点贡献”菜单时系统提供基于当前账号观点的“观点价值网络图”。TF-IDF算法是常用的计算文本关键词的算法。虽然教师和学生能够人工对观点中的关键概念进行标注，但限于时间和认识能力等因素，往往不能够有效反映观点的关键词，因此需要借助算法予以优化。从实际情况来看，学生发表的观点一般以阐述事实、概念和因果关系等内容的长文本为主，而已有的研究表明,TF-IDF算法在提取长文本（2 0 0 字)的关键词表现上更为优异（刘擎权,2 0 19）,因此，本研究JOURNALOFDISTANCEEDUCATIONIntelligentEducation输人层学生登陆KF新建观点批注观点推荐观点引用观点数据库教师后台为社区添加主题关键概念学生前端为当前观点添加关键概念采用TF-IDF算法来计算观点的关键词。TF-IDF的公式为：TF-IDF(w)=TF(w,t)xIDF(wi)。其中TF是词频,IDF是逆文档频率,其计算公式分别为：nuitTFwi,t=-IDF(u.)=1o%N(u)TF-IDF算法的缺点是由于没有考虑语义信息或词的位置信息容易导致不能有效反映文本的关键特征，因此，为了更好地反馈观点关键词，本研究对算法进行了改进，改进思路如下：教师标注的核心概念体现了课程教学目标的要求,因此,将其作为TF-IDF算法加权的最重要因素；一般概念作为师生共同标注的关键概念也在一定程度上体现了观点的特征,因此，也需考虑对其进行加权。具体来说,首先对于TF-IDF初始值给予2 5%的权重，如果候选词属于核心概念则赋予50%的权重，而如果候选词属于一般概念则赋予2 5%的权重。最后得到的TF-IDF加权公式为：W=Core*50%+Important*25%+TF-IDF（w i）*2 5%初始值均赋为1。通过与专家对50 份观点文本进行人工识别得到的关键词进行比较发现，改进后的算法比未改进的算法在准确率和召回率上提升了4.0 2%和3.19%，分别达到8 7.16%和7 4.52%，改进效果良好。四、功能实现WiseTalk基于Gin和Layui开发框架开发,后端开发语言为Golang，前端语言为JavaScript、H T M L、分析层分词观点文本分词序列比对该观点包含的关键概念关键概念库TF-IDF算法关键词比对观点文本包含相同关键词的观点其他观点文本自我调节模块观点关系筛选与当前观点有批分析支架类型和频次注关系的观点自我反思模块筛选呈现样式观点关系与当前账号发表观点存在推荐引用关系的观点图2 嵌入式智能话语反馈系统WiseTalk的功能架构解释“微生公式（1)微生物解释“微生N公式（2)反馈层意向性模块高亮样式概念高亮呈现样式厂反馈情页中点击相同概念观点图“查看相同概念观点学生在观点呈现样式支架统计饼状图反馈详情页中点击“批注分析”基于当前账号观学生在主页中反馈点的观点价值一点击“我的观点网络图贡献CSS,使用MySQL数据库存储来自WEB端应用的数据。协作平台前端界面如图3所示。连线代表批注（对话）关系问题解释“水质批注执行水质图3协作平台前端界面(一)意向性模块的实现如图4所示，系统为教师在后台界面添加和编辑主题关键概念提供了操作按钮，教师可以根据课程教学目标和学生观点内容添加、编辑关键概念（含核心概念和一般概念）。学生新建观点后，观点详情页（如图5所示)的观点内容会自动显示关键概念。同时，社区所有学生在与观点进行交互时可通过详情页“新增高亮显示”按钮自主新增关键概念，新增后概念会即时自动高亮。所有高亮的概念会被系统即时自动采集分析，学生在当前页面点击“查看相同概念观点”按钮时，系统会提供“相同概念观点图”反馈（如图6 所示），所有包含该观点关键词的观点被聚合到相应概念下，学生可以点击观点查看具体内容。(二)自我调节模块的实现反馈学生查看社区观点详情学生在观点圆球代表观点，实施如何让池塘“细菌水变得清澈如何让池塘水变得清澈？解释“净化的研79远程叔育杂志智能教育技术如何赋能学生的认知能动性Q查询ID424303839C1到第+新增主题主题名称昆虫动物生存的本领水质监管员测试1确定共4条20条质页导入数据下载导入模板教师后台添加的主题关键概念列表（含核心概念和一般概念）所属班级核心概念四年级一班眼睛，翅膀邢江实小四年级一班昆虫,蚂蚁,蝴蝶,皮肤.五年级一班微生物，水华，赤湖，细.三年级一班昆虫,结构,翅膀,适应.一般概念复眼GPS,毒素,蚂蚁酸酸氮苯幼虫,复眼,变态,多足创建时间2023-05-1820:06:252023-05-18 23:14:142023-05-2213:48:172023-05-2321:53:00功能操作画详情画详情/编辑宣除画详情/编辑宣训除画详情/编辑除操作按钮图4教师后台界面当前账号发表的观点查看学习推荐流加生递活动旅理新增关键概念1、加入明矾有净水及灭菌作用，明矾在水中可以生成胶状的氢氧化铝，其吸附能力很学习价水澄清.我的观点贡截献来取沉淀的方法，因为有些杂质会慢慢的沉淀到橘底，静静等待片刻，就可以我的观点贡3、采用毛巾将装有承水的杯子和干净的杯子并排放在桌上，把将毛小完全漫湿，两端分别伸入两个杯内，由于4.活性炭过减法：活性炭为多孔性固体，能膜射去膝水中的有机物成有需物质，使水得到净化。5、石子和沙过滤法：用媳将一个去鹿的空型料解吊着，之后在用着的能中装入洗净的石子和沙，最后将已流清的水6素冷韧去：将深虫水烧开，而后让其自然冷和后遂新造清，得到南水。7、用一个滤水者器，自下而上雄以麻丝或季旺的皮（现代带用尼龙归物），粗薄沙，和砂，石子，格浑水从实们该观点的性注:标程【活性图55观点详情页界面包含关键词陆地教水里面的其他观点生物和水细鹅有哪些如何让池塘水水中有当前观点图6相同概念观点图我的阐述自定义支架一个更好的想法我的例子我的例子我们下一步应该我的理由我的观点我的证据图7 支架统计饼状图80复么处理地证鱼的水水华星怎么形向该观点推荐了发表的观点查看相同概念观点成的批注分析批注分析的微生责生虫有多少如何让微生物油姚水微生物自来水和具他微生物关键词如何让池城水自定义支架系统支架总结吸附作用一观点改进童的水怎么处理池塘单的水怎么处理池塘里的水怎么处理池塘该观点引用了发表的观点里的水图8 观点价值网络图如图5所示，系统在观点详情页下方为学生调控观点改进行为提供了“批注分析”按钮，点击该按水中有钮，系统会自动分析该观点批注中的支架使用情况，并向学生反馈“支架统计饼状图”（如图7 所示）。不同的支架类型被赋予不同的颜色，色块占比大小反映了支架使用频次。自来水（三）自我反思模块的实现细菌和其他我的观点我的问题新的发现1学生点击观点详情页界面左侧主页工具栏“我的观点贡献”按钮，系统会自动反馈“观点价值网络图”（见图8）。圆球代表了学生发表的观点和与观点具有使用关系的其他观点，学生可以点击圆球查看观点具体内容。圆球(观点)的不同颜色（因黑白印刷图8 中无法显现出颜色)代表了学生对观点的不同使用方式，圆球间的连线代表了学生推荐、引用观点所产生的观点联系。图8 中标注“观点改进的连线代表了学生的观点被推荐给某个观点后被该观点引用，从而表明该观点在社区观点改进中发挥了重要作用。五、效果验证效果验证主要解决两个研究问题：从认知能动性结果上看，学生使用WiseTalk是否有效推进了社解“活性炭规观点改进长么处理池童的水JOURNAL OF DISTANCE EDUCATIONIntelligentEducation区知识进步？从认知能动性具体维度上看，学生使用WiseTalk是否有效提升了意向性、自我调节和自我反思水平？本研究在小学四年级两个班的跨学科课程(科学、信息科技和劳动)中开展准实验研究。其中实验班42 人（男2 0 人、女2 2 人），对照班40 人（男20人、女2 0 人）。由于学生所在学校随机分班,且从学生已有测试成绩和教师在前期知识建构教学中的反馈来看，两个班级的学业水平和认知能动性水平相当，因此适合进行准实验研究。一位教师带领两个班学生利用一个月的时间（共计16 课时)开展了“水质监管员”的探究活动，实验班使用开放WiseTalk功能的协作平台，而对照班使用该系统功能暂未开放的协作平台。具体实验过程是：第1周，学生开展水质调查和取样活动，分小组在KF上提出探究问题、发表观点并进行初步讨论；第2 3周，学生引入权威资料，在KF上进行深人对话；第4周，学生对研究进行总结与汇报,对KF中的观点进行升华（综合观点）。在上述过程中，两个班学生都可使用平台的交互系统开展讨论，不同的是，教师在第1周的讨论开始前会向实验班学生介绍WiseTalk并引导他们在随后几周的对话中使用。本研究从以下几个维度对数据进行分析：（1)对认知能动性整体结果即社区知识进展进行分析。借鉴蒋纪平等人(2 0 2 1)的研究，使用KBDeX计算概念网络的累积度中心性并可视化其变化轨迹来量化社区知识的推进程度，数据来源为知识论坛中学生发表的帖子。（2)对意向性表现即观点改进行为发生频次进行分析。两位研究人员利用表3所示的编码表独立对帖子进行编码，一致性检验表明编码结果是可靠的（Kappa=0.82,p0.001)。（3)对自我调节表现即调控观点改进行为的表3观点改进行为编码表主要类别子类别识别观点存在的事实性问题识别问题(ID)识别观点存在的解释性问题识别观点存在的设计性问题为观点提供获取信息的方式提供信息(PI)为观点提供信息内容使用信息支持观点检验观点(WI)使用信息质疑或反对观点细化观点完善观点(CI)补充观点建构新异观点在观点间建立联系综合观点(SA)升华观点分析。由于频繁序列挖掘可以发现多个事件之间的时序关系（Chen,et al.,2017),所以本研究使用频繁序列挖掘方法分析调控行为（编码代码为SR)和观点改进行为之间的关系。（4)对自我反思表现即观点价值变化的分析。本研究采集观点价值网络中的引用、推荐等数据来评估观点价值(对照班中此功能虽未开放但仍会记录上述数据）。(一)整体维度：使用WiseTalk的学生社区知识进展更大且更迅速本研究通过使用KBDeX计算两个班的概念网络累积度中心性并可视化其变化轨迹，来衡量社区知识的推进程度，结果如图9 所示。可以看到，随着知识建构对话的进行，两个班级的概念网络累积度中心性值都有了明显增长，也就意味着两个班级的社区知识都有所推进，但显然实验班在推进社区知识上取得了更大的成就，表现为实验班的概念网络累积度中心性迅速超过10 并最终达到13.7 5，而对照班的概念网络累积度中心性值的增长则落后于实验班，最终只达到8.2 9。上述结果表明，使用14121089pppppppppppppppuppppp43图9 实验班(上）和对照班(下）知识建构对话中的概念网络累积度中心性变化轨迹对比81TotalofDegreeCentralit11I11180801111160240Total ofDegreeCentratity160240320400320400480480远程叔育杂智能教育技术如何赋能学生的认知能动性WiseTalk的实验班比未使用该系统的对照班更有效地发挥了认识能动性，从而取得更大的社区知识进展。(二)意向性:使用WiseTalk的学生产生了更多、更高水平的观点改进行为观点改进频次是对论坛中所有帖子编码形成的行为次数的统计，而不是帖子的数量，因为一个帖子可能会反映多个或不反映观点改进行为。由于实验班和对照班均形成了10 个探究小组,因此,本研究以小组为单位对社区中的观点改进行为进行统计，个体的观点改进行为将被统计在所属小组下面，结果如表4所示。从表中可以发现，实验班总共发生了523次观点改进行为，而对照班发生了39 4次。t检验结果表明，两个班级的观点改进行为发生总频次存在显著差异（t（18)=2.8 1,p=0.0 1,Co h e n s d=1.26)。具体到每个观点改进行为维度，实验班所有类别的观点改进行为发生频次均高于对照班，其中完善观点和综合观点的发生频次显著高于对照班（t(18)=4.23,p=0.001,Cohens d=1.92;t(18)=3.67,p=0.002,Cohens d=1.65）。因此,使用WiseTalk的实验班比没有使用该系统的对照班意向性水平更高，产生了更多观点改进行为，且在高水平观点改进行为上显著优于对照班。表4实验班和对照班观点改进行为最终累积发生频次对比实验班（N=10)t检验行为类别Meanf(%)f(%)(SD)总频次523(100)(12.01)(100)(8.14)10110.1识别问题(19.31)(3.5)(23.86)13413.4提供信息(25.62)(4.7)999.9检验观点(18.93)(3.28)(20.81)(2.25)11611.6完善观点(22.18)(2.68)(16.5)(2.64)737.3综合观点(13.96)(2.71)(8.63)(1.96)(三)自我调节：使用WiseTalk的学生更有效地调控了观点改进行为本研究通过频繁序列挖掘来发现两个班调控观点改进行为的差异，并将要识别的频繁序列的最大长度(maxlen)设置为5,最小支持度设置为0.4,结果如表5所示。可以发现,实验班和对照班的频繁序列呈现出以下差异：首先，实验班的频繁序列中调控行为出现更多,所有的频繁序列中都包含调控行为，而对照班只有两个频繁序列包含调控行为，说明实验82班学生有意识地根据已有的观点改进行为调整自己的行为类型以做出不同的贡献，而对照班则缺乏调控意识。其次，实验班的调控行为频繁出现在提出问题或提供信息向完善观点的过渡及从完善观点向综合观点的过渡中，说明学生能够有意识地从较低层次的观点改进行为向较高层次的观点改进行为调节；对照班调控行为主要出现在低水平的提出问题到提供信息之间，说明学生没有通过调控来提升观点改进行为层次。因此与对照班相比，实验班的学生更有效地调控了自已的观点改进行为。表5实验班和对照班的频繁序列对比班级序列实验班对照班对照班(N=10)Meant(SD)52.339494119(30.2)(4.18)828.2656.5343.4支持度0.920.800.800.640.510.490.440.900.720.720.570.41P39.42.810.05(2.55)11.90.760.051.350.054.230.01*3.670.01*(四)自我反思：使用WiseTalk的学生更有效地提升了观点价值通过分析观点价值网络，两个班级的观点被引用、被推荐和用于观点改进的平均次数等指标随时间变化的轨迹，如图10 所示。可以看到，随着探究周数增长，两个班级的学生通过自我反思，其观点价值均有所提升，但实验班的观点价值提升较对照班更多：实验班平均每个观点被引用次数从0.8 上升到3.65,对照班从0.6 4上升到1.46；实验班平均每个观点被推荐次数从1.7 4上升到4.7 7,对照班从1.0 2 上升到2.1；实验班平均每个观点被用于观点改进的次数从0.57 上升到2.14，对照班从0.44上升到0.8 2。上述结果表明,实验班比对照班反思水平更高,更有效地提升了观点价值。六、结语本研究在提出嵌入式智能话语反馈系统赋能认知能动性的理论模型的基础上，设计开发了嵌人式智能话语反馈系统WiseTalk，并在小学生的跨学科JOURNAL OFDISTANCE EDUCATIONIntelligentEducation543210第1周平均每个观点被推荐次数图10 实验班（左）和对照班（右）观点价值变化对比课程中进行准实验研究，研究结果表明：使用WiseTalk的学生在社区知识推进和意向性、自我调节和自我反思等方面均优于未使用该系统的学生。从具体的实验过程来看，WiseTalk的三个功能模块均发挥了相应作用：首先，WiseTalk为学生在交互时反馈关键概念和关联观点，使得学生更容易产生将这些信息与观点进行整合的内在驱动力，即观点改进的意向性,因此,实验班学生表现出更多和更高水平的观点改进行为。其次，WiseTalk为学生反馈关于当前观点的讨论情况，使得实验班学生能够及时调整自己的观点改进行为，而对照班学生由于未获得反馈而产生了较多重复的讨论。最后，由于WiseTalk为学生反馈观点价值网络，学生能够直观地看到观点是如何在社区知识进步中发挥作用的，因此，实验班学生能够较好地对观点进行反思。总的来说，准实验研究证实了WiseTalk的认知能动性赋能效果，但研究仍然存在不足，如本研究虽然提供了两个班级水平相当的证据但仍缺乏严格的前测数据，同时，研究的结果能否推广到小学四年级学生之外的学生群体特别是低年级学生群体中仍有待考察，因为学生的自我调节和自我反思能力可能会与年龄有较大关系（林崇德，等，19 9 9）。根据本研究提出的理论模型，学生发挥认知能动性，需要教学根据学生已有的知识建构对话，做出及时的、动态的反应，因此从这个角度来说，支持学生认知能动性发挥的教学必须是适应性的，即根据学生已有的“输入”和当前的个性化知识建构需要为学生提供有效支持。显然，面对学生复杂的知识建构过程，要实现这种适应性教学样态就需要借助技术的支持。本研究开发的嵌入式智能话语反馈系统WiseTalk就是这样一种可能的技术样例，为研究者思考技术如何为学生的认知能动性赋能从而实现适应性教学这一问题提供了初步洞见。随着生成式人工智能的发展，未来研究可以利用ChatGPT大模型543210第2 周第3周平均每个观点被引用次数嵌入到系统中为学生提供智能话语反馈，基于知识建构对话语料库的ChatGPT模型训练和微调是下一步研究的重要方向。参考文献班杜拉,2 0 18.思想和行动的社会基础：社会认知论 M.胡谊,林颖，庞维国，等，译.上海：华东师范大学出版社：2 5.核心素养研究课题组,2 0 16.中国学生发展核心素养 J.中国教育学刊(10):1-3.胡金艳,满