田 浩 武法提，2

（1.北京師范大學(xué) 教育技術(shù)學(xué)院；2.北京師范大學(xué) 數(shù)字學(xué)習(xí)與教育公共服務(wù)教育部工程研究中心，北京 100875）

一、引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的深入推進(jìn)，混合學(xué)習(xí)逐漸成為學(xué)習(xí)的新常態(tài)。在混合學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)投入水平能夠有效反映學(xué)習(xí)狀態(tài)（Xu，et al.，2020），決定學(xué)習(xí)質(zhì)量（Fincham，et al.，2019）。然而，在特定的混合學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，師生處于時(shí)空分離的狀態(tài)，面對(duì)面互動(dòng)缺失，阻礙了教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)投入水平進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)控。因此，如何在技術(shù)支持的混合學(xué)習(xí)環(huán)境中，對(duì)學(xué)習(xí)投入進(jìn)行有效表征是當(dāng)前學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域的關(guān)鍵議題。根據(jù)弗里德里克斯等人（Fredricks，et al.，2004）的觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)投入可以分為行為投入、情感投入、認(rèn)知投入等維度。目前，在混合學(xué)習(xí)環(huán)境中，研究者大多將研究重點(diǎn)聚焦于個(gè)體的行為投入，例如，把學(xué)習(xí)投入定義為參與討論的程度、觀看視頻的情況等。個(gè)體行為投入雖然可作為對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行有效地診斷和預(yù)測(cè)的要素，但是其作為外顯化投入，難以深入揭示影響學(xué)習(xí)的機(jī)制（李爽，等，2018），也難以回應(yīng)學(xué)習(xí)社會(huì)化的本質(zhì)，不利于開(kāi)展后續(xù)的學(xué)習(xí)干預(yù)。因此，混合學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)投入研究，應(yīng)逐漸由“個(gè)體—行為”取向轉(zhuǎn)為“群體—認(rèn)知”取向，即實(shí)現(xiàn)從個(gè)體行為投入向協(xié)作認(rèn)知投入研究的轉(zhuǎn)型。

在傳統(tǒng)的研究中，研究者多借助自我報(bào)告（Lee，2020）或者內(nèi)容分析（Chase，et al.，2019）的方法，對(duì)認(rèn)知投入水平進(jìn)行測(cè)量，不可避免地存在主觀性，且會(huì)耗費(fèi)較高的時(shí)間和人力成本。在此背景下，旨在獲取學(xué)生全方位數(shù)據(jù)、兼顧外在行為數(shù)據(jù)與內(nèi)在生理數(shù)據(jù)的多模態(tài)學(xué)習(xí)分析，就成為精準(zhǔn)測(cè)量認(rèn)知投入的關(guān)鍵方法。在數(shù)據(jù)來(lái)源方面，多模態(tài)學(xué)習(xí)分析基于可穿戴設(shè)備，可以對(duì)腦波、心率、皮膚電等生理層面的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，有望成為打開(kāi)學(xué)習(xí)“黑箱”的鑰匙，為探究認(rèn)知投入等內(nèi)在學(xué)習(xí)機(jī)理問(wèn)題提供可能性路徑（牟智佳，2020）；在目標(biāo)場(chǎng)景方面，多模態(tài)學(xué)習(xí)分析可以兼顧在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)與線下學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，使學(xué)習(xí)分析研究擺脫在線學(xué)習(xí)場(chǎng)景的局限，真正賦能線上線下相融合的混合場(chǎng)景。

基于此，本研究依托混合學(xué)習(xí)環(huán)境，一方面，通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研與邏輯推演，在理論層面明晰協(xié)作認(rèn)知投入的內(nèi)涵并構(gòu)建其發(fā)生機(jī)制模型；另一方面，構(gòu)建協(xié)作認(rèn)知投入的多模態(tài)表征框架，在實(shí)踐層面梳理協(xié)作認(rèn)知投入的分析路徑，以期為后續(xù)相關(guān)研究的開(kāi)展提供參考。

二、多維視角下的認(rèn)知投入觀點(diǎn)

對(duì)概念的界定決定了研究的起點(diǎn)，因此，在探究協(xié)作認(rèn)知投入的發(fā)生機(jī)制之前，厘清認(rèn)知投入的概念尤為重要。由于研究者持有不同的理論視角與研究訴求，因而目前學(xué)術(shù)界對(duì)于認(rèn)知投入的理解，尚未達(dá)成一致，主要存在“個(gè)體屬性觀”“策略使用觀”與“心理狀態(tài)觀”三種典型觀點(diǎn)（如表1所示）。

表1 認(rèn)知投入的典型觀點(diǎn)對(duì)比

（一）個(gè)體屬性觀：關(guān)注認(rèn)知投入目的

持有“個(gè)體屬性觀”的研究者認(rèn)為，認(rèn)知投入反映了學(xué)習(xí)者的某種行為傾向，因此，其關(guān)注點(diǎn)在于“投入的目的”。例如，有研究（Huang，et al.，2019）認(rèn)為，“認(rèn)知投入是指學(xué)習(xí)者努力理解內(nèi)容和掌握技能的意愿”；弗里德里克斯等人（Fredricks，et al.，2004）則認(rèn)為，“認(rèn)知投入指學(xué)習(xí)者有掌握復(fù)雜學(xué)習(xí)內(nèi)容的意愿和承諾”。

不難看出，將認(rèn)知投入視為一種個(gè)體屬性，其優(yōu)勢(shì)在于能夠探究認(rèn)知投入發(fā)生的根源。人類行為模式理論指出，人類的行為根源于需要。對(duì)于學(xué)習(xí)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，正是由于學(xué)習(xí)者對(duì)于學(xué)習(xí)的意愿——出于理解學(xué)習(xí)內(nèi)容或是掌握技能的需要，才使得學(xué)習(xí)者能夠有效投入到學(xué)習(xí)過(guò)程中。然而，“個(gè)體屬性觀”存在的主要缺陷，在于并不能保證有效行動(dòng)的發(fā)生。即使學(xué)習(xí)者具有充足的學(xué)習(xí)意愿，其仍需要一定的刺激才能產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，并通過(guò)權(quán)衡利弊進(jìn)行決策，再?zèng)Q定是否采取產(chǎn)生認(rèn)知投入的行動(dòng)；另外，意愿、信念、價(jià)值觀等屬性具有一定的穩(wěn)定性，短時(shí)間內(nèi)難以發(fā)生明顯的改變，不足以解釋認(rèn)知投入變化的原因。

（二）策略使用觀：關(guān)注認(rèn)知投入過(guò)程

“策略使用觀”是研究者對(duì)認(rèn)知投入進(jìn)行界定時(shí)，所持有的最為普遍的觀點(diǎn)之一。持有該觀點(diǎn)的研究者認(rèn)為，認(rèn)知投入就是學(xué)習(xí)者對(duì)于學(xué)習(xí)策略的使用，通過(guò)觀察學(xué)生使用何種學(xué)習(xí)策略，就可以打開(kāi)認(rèn)知的“黑箱”，揭示內(nèi)隱的認(rèn)知投入過(guò)程（劉電芝，2019）。例如，謝魁等人（Xie，et al.，2020）認(rèn)為，“認(rèn)知投入指深度學(xué)習(xí)策略的使用，即通過(guò)整合新信息和先前知識(shí)，有意識(shí)地創(chuàng)造更為復(fù)雜的知識(shí)結(jié)構(gòu)”。

認(rèn)知投入的“策略使用觀”，反映了其關(guān)注點(diǎn)在于“投入的過(guò)程”。“策略使用觀”從更為微觀的時(shí)間粒度下對(duì)認(rèn)知投入進(jìn)行探究，學(xué)習(xí)者使用某種學(xué)習(xí)策略，表現(xiàn)出某種行為模式，就能夠反映出認(rèn)知投入的情況。然而，持“策略使用觀”表征認(rèn)知投入的內(nèi)涵，仍然面臨一些挑戰(zhàn)：首先，學(xué)習(xí)策略因人而異（李運(yùn)福，等，2015），不同認(rèn)知風(fēng)格的學(xué)習(xí)者在運(yùn)用同一種策略時(shí)，所投入的心理資源是不同的；其次，學(xué)習(xí)策略因任務(wù)情境而異，不同的任務(wù)類型與難度，對(duì)于學(xué)習(xí)者精力和心理努力的付出要求也有所不同；最后，學(xué)習(xí)策略可分為內(nèi)隱策略和外顯策略，研究者更傾向于研究外顯策略，這容易造成行為投入與認(rèn)知投入的混淆。

（三）心理狀態(tài)觀：關(guān)注認(rèn)知投入結(jié)果

“心理狀態(tài)觀”是研究者對(duì)認(rèn)知投入進(jìn)行界定時(shí)，持有的另一種較為普遍的觀點(diǎn)。凱恩曼（D.Kahneman）的認(rèn)知資源能量分配理論認(rèn)為，人類的心理資源是有限的，這決定了學(xué)習(xí)者的信息加工也是有限的。具體而言，學(xué)習(xí)者的短時(shí)意向、持久傾向以及對(duì)任務(wù)加工所需的能量預(yù)估等因素，決定了對(duì)心理資源的喚醒程度（劉電芝，2001）。由此可知，學(xué)習(xí)者之所以能夠?qū)δ稠?xiàng)任務(wù)進(jìn)行有效的認(rèn)知投入，源于學(xué)習(xí)者根據(jù)任務(wù)目標(biāo)的不同，選擇了特定的信息進(jìn)入加工系統(tǒng)，從而保證這些信息得到了有效的處理和加工。因此，有研究者使用心理資源的喚醒和付出程度對(duì)認(rèn)知投入進(jìn)行表征。例如，有研究（Zhoc，et al.，2019）認(rèn)為，“認(rèn)知投入是指花費(fèi)深思熟慮的精力去理解復(fù)雜的想法，以便超越最低要求以及對(duì)挑戰(zhàn)的偏好”；科爾珀肖克等人（Korpershoek，et al.，2020）則認(rèn)為，“認(rèn)知投入包括深思熟慮和愿意付出必要的努力來(lái)理解復(fù)雜的想法和掌握困難的技能”。

由上述觀點(diǎn)可知，認(rèn)知投入的“心理狀態(tài)觀”反映出其關(guān)注點(diǎn)在于“投入的內(nèi)容”?！靶睦頎顟B(tài)觀”鮮明地指出認(rèn)知投入就是心理資源的投入，反映了認(rèn)知投入的本質(zhì)特征，能夠有效地將認(rèn)知投入與其他類型的學(xué)習(xí)投入進(jìn)行區(qū)分。然而，“心理狀態(tài)觀”更側(cè)重于心理資源的喚醒程度，即更加關(guān)注任務(wù)是如何進(jìn)入到信息加工系統(tǒng)進(jìn)行處理的，至于加工過(guò)程中耗費(fèi)了多少心理資源，學(xué)習(xí)者是否會(huì)由于心理資源的減少轉(zhuǎn)而投入到其他任務(wù)中，則難以進(jìn)行清晰地界定及解釋。

（四）本研究對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入的界定

通過(guò)對(duì)以上三類典型的認(rèn)知投入觀點(diǎn)進(jìn)行分析，不難看出，無(wú)論持有何種觀點(diǎn)，單一的視角都難以對(duì)認(rèn)知投入進(jìn)行全面、準(zhǔn)確地刻畫(huà)（Fredricks，et al.，2004）。因此，只有將上述多種觀點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，才能更加客觀地描述認(rèn)知投入的本質(zhì)。在混合場(chǎng)景下，協(xié)作學(xué)習(xí)是一個(gè)協(xié)同知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程，包括“個(gè)體→小組”以及“小組→個(gè)體”兩條知識(shí)流動(dòng)路徑。一方面，個(gè)體可以根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)資料進(jìn)行信息加工，將知識(shí)發(fā)展為個(gè)人信念，并通過(guò)溝通、協(xié)商等社會(huì)性交互，將個(gè)人信念發(fā)展成小組公共知識(shí)（萬(wàn)海鵬，等，2021）；另一方面，小組成員之間通過(guò)互動(dòng)可以產(chǎn)生觀點(diǎn)共識(shí)，從而可以被個(gè)體內(nèi)化，成為個(gè)體的新知識(shí)（柴少明，等，2010）。這兩條路徑無(wú)疑都需要學(xué)習(xí)者的高度認(rèn)知投入。

基于此，本研究認(rèn)為，混合場(chǎng)景下的協(xié)作認(rèn)知投入是指學(xué)習(xí)者為確保學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，借助混合學(xué)習(xí)空間，在與學(xué)習(xí)共同體其他成員互動(dòng)的過(guò)程中，投入一定的心理資源，選擇適宜的學(xué)習(xí)策略進(jìn)行信息加工，從而實(shí)現(xiàn)任務(wù)理解或問(wèn)題解決的過(guò)程。并且高質(zhì)量的協(xié)作認(rèn)知投入，可以幫助學(xué)習(xí)者開(kāi)展深度的信息加工活動(dòng)，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化以及觀點(diǎn)的分享；相反，低質(zhì)量的協(xié)作認(rèn)知投入則會(huì)造成討論過(guò)程流于表面，難以形成對(duì)問(wèn)題的共識(shí)。

三、混合場(chǎng)景下協(xié)作認(rèn)知投入的發(fā)生機(jī)制模型

（一）協(xié)作認(rèn)知投入發(fā)生機(jī)制模型的構(gòu)建原則

1.原則一：整合內(nèi)隱心理資源投入與外顯互動(dòng)會(huì)話

認(rèn)知投入本質(zhì)上是心理資源的投入。在個(gè)體的認(rèn)知投入中，學(xué)習(xí)者可以沒(méi)有外顯行為表現(xiàn)，但頭腦中依舊能夠進(jìn)行積極地信息加工。然而，在協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)中，學(xué)習(xí)者之間需要開(kāi)展積極的對(duì)話，分享彼此的觀點(diǎn)并進(jìn)行反思，最終建構(gòu)出對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的理解（穆肅，等，2015）。因此，若要達(dá)成良好的協(xié)作認(rèn)知投入，僅有個(gè)人心理資源的投入是不夠的，學(xué)習(xí)者還需要積極與學(xué)習(xí)共同體中的同伴進(jìn)行互動(dòng)，尤其是要保證有高質(zhì)量的互動(dòng)內(nèi)容。

2.原則二：綜合協(xié)作認(rèn)知投入的過(guò)程屬性與結(jié)果屬性

學(xué)習(xí)策略的使用是研究認(rèn)知投入的一個(gè)重要觀測(cè)點(diǎn)，尤其是根據(jù)信息加工的觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)者運(yùn)用一定的學(xué)習(xí)策略，將接受的外部刺激進(jìn)行編碼和加工處理，處理的精細(xì)程度和復(fù)雜程度能夠反映出學(xué)習(xí)者的認(rèn)知投入水平（Harlow，et al.，2011）。據(jù)此，本研究把信息加工稱為認(rèn)知投入的過(guò)程屬性。并且對(duì)于協(xié)作認(rèn)知投入而言，其兼具過(guò)程與結(jié)果的雙重屬性。究其原因，在于當(dāng)學(xué)習(xí)者投入?yún)f(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，不只是單純和被動(dòng)地接受知識(shí)，而是需要在與教師和同伴的互動(dòng)中不斷建構(gòu)意義，最終產(chǎn)出問(wèn)題解決方案或者創(chuàng)造制品（李海峰，等，2019）。

3.原則三：融合意義建構(gòu)的深度與觀點(diǎn)產(chǎn)生的廣度

有研究沿襲了信息加工的觀點(diǎn)，并進(jìn)一步聚焦于深度信息加工，認(rèn)為只有深度加工才能表明學(xué)習(xí)者達(dá)到認(rèn)知投入，即認(rèn)知投入要求學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行深度的意義建構(gòu)，并進(jìn)行有效的知識(shí)轉(zhuǎn)化和遷移應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決（Xie，et al.，2020）。而在協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)中，意義建構(gòu)的深度固然重要，但是前期觀點(diǎn)的多樣化也必不可少，觀點(diǎn)的多樣化，為觀點(diǎn)演化到更新、更精煉的形式，創(chuàng)造了豐富的環(huán)境（趙建華，2007）。多樣化的觀點(diǎn)與深度的意義建構(gòu)，分別代表了信息的發(fā)散與收斂過(guò)程，只有廣泛探究信息，學(xué)習(xí)者之間才更可能產(chǎn)生有意義的觀點(diǎn)碰撞，為后續(xù)階段的知識(shí)建構(gòu)奠定基礎(chǔ)。

（二）協(xié)作認(rèn)知投入發(fā)生機(jī)制模型的內(nèi)涵闡釋

基于上述三項(xiàng)原則，本研究構(gòu)建了混合場(chǎng)景下協(xié)作認(rèn)知投入的APR（Activation，Processing，Reaction）發(fā)生機(jī)制模型，如圖1所示。該模型由三個(gè)子系統(tǒng)組成，分別是激活系統(tǒng)、加工系統(tǒng)與反應(yīng)系統(tǒng)，三個(gè)子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，共同解釋了協(xié)作認(rèn)知投入的內(nèi)涵及發(fā)生機(jī)制。

圖1 混合場(chǎng)景下協(xié)作認(rèn)知投入的APR 發(fā)生機(jī)制模型

1.激活系統(tǒng)：協(xié)作任務(wù)的感知與初始動(dòng)力

激活系統(tǒng)描述了心理資源的激活和投入過(guò)程，是協(xié)作認(rèn)知投入發(fā)生的基礎(chǔ)和初始動(dòng)力。激活系統(tǒng)主要包括任務(wù)感知、任務(wù)分析和心理資源投入三個(gè)環(huán)節(jié)。

在任務(wù)感知環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者被置于混合協(xié)作學(xué)習(xí)的實(shí)際問(wèn)題場(chǎng)景中，會(huì)產(chǎn)生一定的“困惑”，進(jìn)入一種“待激活”的狀態(tài)。這種“困惑”一方面可以由教師激發(fā)，例如，教師可以明確規(guī)定協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)，從而令學(xué)習(xí)者感受到完成任務(wù)的需求；另一方面，“困惑”也可以由學(xué)習(xí)者自發(fā)產(chǎn)生，例如，學(xué)習(xí)者根據(jù)自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)問(wèn)題的理解，產(chǎn)生解決問(wèn)題的沖動(dòng)。

在任務(wù)分析環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者意識(shí)到自己即將參與到混合協(xié)作學(xué)習(xí)的任務(wù)中，并預(yù)感到自己需要付出一定的努力才能夠完成這項(xiàng)任務(wù)。因此，為了確保任務(wù)的順利完成，學(xué)習(xí)者需要具體地分析任務(wù)的屬性，比如，任務(wù)的難度、自身的知識(shí)與技能、任務(wù)與目標(biāo)的一致性等。

在心理資源投入環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者根據(jù)對(duì)任務(wù)的分析進(jìn)行心理資源的過(guò)濾，確定哪些心理資源可以進(jìn)入到加工系統(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)心理資源在協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)中的分配。通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)感知到的任務(wù)重要性越高、挑戰(zhàn)性越大、與目標(biāo)越匹配，學(xué)習(xí)者便越傾向于在任務(wù)中投入更多的心理資源。

2.加工系統(tǒng)：從會(huì)話到觀點(diǎn)的信息加工回路

加工系統(tǒng)描述了學(xué)習(xí)者運(yùn)用心理資源進(jìn)行信息加工的過(guò)程，是協(xié)作認(rèn)知投入發(fā)生的核心。加工系統(tǒng)主要包括問(wèn)題探究、觀點(diǎn)協(xié)商、自我反思、策略改進(jìn)四個(gè)環(huán)節(jié)。

在問(wèn)題探究環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者將心理資源投入到當(dāng)前的學(xué)習(xí)任務(wù)中，促使學(xué)習(xí)者將自己對(duì)問(wèn)題的困惑以及對(duì)任務(wù)的理解，以言語(yǔ)的形式表達(dá)出來(lái)。為了形成對(duì)問(wèn)題的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，探究問(wèn)題的解決方案，學(xué)習(xí)者可以自由表達(dá)自己的觀點(diǎn)。由于共同體成員知識(shí)結(jié)構(gòu)的差異與對(duì)問(wèn)題理解的差異，成員之間可能產(chǎn)生認(rèn)知沖突。而這種認(rèn)知沖突可以幫助學(xué)習(xí)共同體更加全面地探究問(wèn)題的解決方案。

在觀點(diǎn)協(xié)商環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者可以針對(duì)認(rèn)知沖突與同伴進(jìn)行協(xié)商，充分發(fā)揮個(gè)體的主體性與能動(dòng)性，評(píng)估不同觀點(diǎn)之間的異同和優(yōu)劣，力求將不同的信息和知識(shí)，整合成連貫的想法或解決方案。通過(guò)整合，共同體逐漸形成共識(shí)，對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生更加清晰的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)發(fā)散到收斂的階段轉(zhuǎn)換。

在自我反思環(huán)節(jié)，隨著學(xué)習(xí)者不斷反思自身對(duì)問(wèn)題的理解，其知識(shí)結(jié)構(gòu)也在發(fā)生適應(yīng)性的變化。根據(jù)皮亞杰（Jean Piaget）的認(rèn)識(shí)論觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生“同化”和“順應(yīng)”兩種變化（王光榮，2014）?！巴笔侵笇W(xué)習(xí)者將對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生的新認(rèn)識(shí)納入到自己已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，以加強(qiáng)自己對(duì)問(wèn)題的理解；“順應(yīng)”則是當(dāng)新認(rèn)識(shí)無(wú)法發(fā)生同化時(shí)，學(xué)習(xí)者必須主動(dòng)調(diào)整自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)與新觀點(diǎn)的整合。

在策略改進(jìn)環(huán)節(jié)，隨著知識(shí)結(jié)構(gòu)的不斷更新，學(xué)習(xí)者可以調(diào)整先前的學(xué)習(xí)策略或行動(dòng)。學(xué)習(xí)策略的改進(jìn)又影響著學(xué)習(xí)者的會(huì)話互動(dòng)行為，推動(dòng)加工過(guò)程的深度演化，構(gòu)成信息加工的循環(huán)閉合環(huán)路。

3.反應(yīng)系統(tǒng)：物化制品和認(rèn)知制品的綜合產(chǎn)出

反應(yīng)系統(tǒng)描述了學(xué)習(xí)者在經(jīng)過(guò)心理資源激活以及協(xié)作信息加工之后產(chǎn)出學(xué)習(xí)效益的過(guò)程，是協(xié)作認(rèn)知投入發(fā)生的結(jié)果。反應(yīng)系統(tǒng)主要包括問(wèn)題解決與建立任務(wù)經(jīng)驗(yàn)兩部分。

根據(jù)建構(gòu)主義理論，協(xié)作學(xué)習(xí)是一個(gè)建構(gòu)性、生成性的過(guò)程。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)共同體中與同伴進(jìn)行協(xié)作、會(huì)話，推動(dòng)協(xié)作過(guò)程向著目標(biāo)不斷演進(jìn)，產(chǎn)出一定的學(xué)習(xí)成果。學(xué)習(xí)成果存在于兩種形態(tài)（彭紹東，2015）：第一種是外化成果，即通過(guò)一定的可視化形式將成果表達(dá)出來(lái)的物化制品，例如，學(xué)習(xí)者的產(chǎn)品展示方案、問(wèn)題解決方案、個(gè)人反思報(bào)告等；第二種是內(nèi)化成果，即通過(guò)意義建構(gòu)引發(fā)知識(shí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變從而形成的認(rèn)知制品，例如，學(xué)習(xí)者建立的任務(wù)經(jīng)驗(yàn)、掌握的學(xué)習(xí)策略等。

4.子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)

需要注意的是，三個(gè)子系統(tǒng)之間并沒(méi)有嚴(yán)格的時(shí)間序列關(guān)系，也并非獨(dú)立發(fā)揮作用，而是通過(guò)相互協(xié)調(diào)，維持著協(xié)作認(rèn)知投入的發(fā)生。

激活系統(tǒng)代表了協(xié)作認(rèn)知投入的內(nèi)容，回答了“投入了什么”這一問(wèn)題。激活系統(tǒng)喚醒了一定的心理資源，驅(qū)動(dòng)加工系統(tǒng)的不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，是加工系統(tǒng)的動(dòng)力引擎。同時(shí)，激活系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的感知與問(wèn)題的理解，擔(dān)綱反應(yīng)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)制品的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

加工系統(tǒng)代表了協(xié)作認(rèn)知投入的過(guò)程，回答了“如何投入”這一問(wèn)題。加工系統(tǒng)形成了從問(wèn)題探究到策略改進(jìn)的循環(huán)回路，回路中的每個(gè)環(huán)節(jié)都需要心理資源的投入，因此，維持著激活系統(tǒng)的不斷喚醒；同時(shí)，加工系統(tǒng)體現(xiàn)了學(xué)習(xí)共同體的建構(gòu)過(guò)程，決定了反應(yīng)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)制品的生成，只有協(xié)作信息加工持續(xù)、深度、高效地進(jìn)行，反應(yīng)系統(tǒng)才能保持足夠的動(dòng)力和良好的績(jī)效。

反應(yīng)系統(tǒng)代表了協(xié)作認(rèn)知投入的結(jié)果，回答了“投入效果如何”這一問(wèn)題。反應(yīng)系統(tǒng)是匯聚個(gè)體智慧的知識(shí)創(chuàng)造場(chǎng)域，形成了學(xué)習(xí)者對(duì)任務(wù)新的理解，因此，學(xué)習(xí)者感知到的任務(wù)屬性也在不斷變化，需要在激活系統(tǒng)中不斷調(diào)整心理資源的過(guò)濾機(jī)制；同時(shí)，反應(yīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的過(guò)程性問(wèn)題解決方案，可以成為加工系統(tǒng)的支架，內(nèi)化的任務(wù)解決經(jīng)驗(yàn)也可以轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)策略，助力于加工系統(tǒng)的優(yōu)化。

只有當(dāng)三個(gè)子系統(tǒng)均保持較高水平時(shí)，協(xié)作認(rèn)知投入才能夠有效發(fā)生。如果激活系統(tǒng)乏力將會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)者不夠?qū)Ｗ?、缺乏投入焦點(diǎn)、缺乏學(xué)習(xí)興趣等障礙；加工系統(tǒng)乏力將會(huì)引發(fā)學(xué)習(xí)者之間缺乏有效溝通、互動(dòng)過(guò)程不夠深入、成員貢獻(xiàn)程度不一等現(xiàn)象；反應(yīng)系統(tǒng)乏力將會(huì)造成學(xué)習(xí)共同體難以形成對(duì)問(wèn)題的共識(shí)、問(wèn)題解決方案缺乏創(chuàng)造性等問(wèn)題。

四、混合場(chǎng)景下協(xié)作認(rèn)知投入的多模態(tài)表征框架

目前，研究者大多使用單一模態(tài)的數(shù)據(jù)對(duì)認(rèn)知投入進(jìn)行表征和測(cè)量。例如，格林（Greene，2015）通過(guò)問(wèn)卷的方式測(cè)量認(rèn)知投入，并探究認(rèn)知投入與學(xué)習(xí)者成就目標(biāo)之間的關(guān)系；有研究（Wen，2021）基于I CAP 框架，通過(guò)對(duì)會(huì)話文本進(jìn)行編碼，從而確定學(xué)習(xí)者認(rèn)知投入的水平。但單一模態(tài)的數(shù)據(jù)容易造成“路燈效應(yīng)”，易使研究者產(chǎn)生對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的偏見(jiàn)（穆肅，等，2021）。只有將多種模態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，才能夠幫助研究者對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生更加整體與合理的理解。毫無(wú)疑問(wèn)，多模態(tài)數(shù)據(jù)更加契合混合場(chǎng)景下協(xié)作認(rèn)知投入的本質(zhì)，學(xué)習(xí)者在參與協(xié)作的過(guò)程中，會(huì)同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音語(yǔ)調(diào)、互動(dòng)會(huì)話等多種形式傳達(dá)自己的學(xué)習(xí)意圖，并且認(rèn)知投入過(guò)程中的生理反應(yīng)，也真實(shí)地反映了學(xué)習(xí)者心理資源的喚醒狀態(tài)。因此，對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入進(jìn)行多模態(tài)表征，能夠全面、真實(shí)地還原學(xué)習(xí)者參與混合協(xié)作學(xué)習(xí)時(shí)的認(rèn)知投入狀態(tài)。

（一）協(xié)作認(rèn)知投入的多模態(tài)數(shù)據(jù)采集通道

教育是發(fā)生在真實(shí)情境中的活動(dòng)，因此，為了區(qū)別于實(shí)驗(yàn)室研究，確保協(xié)作認(rèn)知投入的表征過(guò)程具有良好生態(tài)效度，本研究重點(diǎn)分析無(wú)感知、低侵入性的多模態(tài)數(shù)據(jù)采集方式，力爭(zhēng)保持學(xué)習(xí)者真實(shí)、自然的學(xué)習(xí)狀態(tài)。具體來(lái)說(shuō)，本研究使用文本、生理、語(yǔ)音、心理四種模態(tài)的數(shù)據(jù)，來(lái)支持協(xié)作認(rèn)知投入的表征，如表2所示。

表2 協(xié)作認(rèn)知投入的多模態(tài)數(shù)據(jù)采集通道

其中，文本數(shù)據(jù)是指學(xué)習(xí)者在混合協(xié)作過(guò)程中產(chǎn)生的互動(dòng)文本，包括學(xué)習(xí)者通過(guò)在線學(xué)習(xí)論壇或者通訊工具產(chǎn)生的在線協(xié)作文本，也包括通過(guò)錄音筆或課堂錄播系統(tǒng)對(duì)協(xié)作過(guò)程進(jìn)行記錄并轉(zhuǎn)寫(xiě)的線下協(xié)作文本?；?dòng)文本屬于學(xué)習(xí)者協(xié)作學(xué)習(xí)中的過(guò)程性產(chǎn)出，文本特征可以反映學(xué)習(xí)者認(rèn)知投入的層次和知識(shí)建構(gòu)水平。

生理數(shù)據(jù)是指通過(guò)生理設(shè)備記錄的學(xué)習(xí)者生理信號(hào)。為了減輕生理設(shè)備對(duì)被試產(chǎn)生的侵入性，本研究主要選取生理腕帶對(duì)學(xué)習(xí)者的生理數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)心率數(shù)據(jù)、心率變異數(shù)據(jù)、皮膚電數(shù)據(jù)、皮膚溫度數(shù)據(jù)、血容量脈沖等信息的監(jiān)測(cè)。生理數(shù)據(jù)可以反映出學(xué)習(xí)者心理資源的激活狀態(tài)與適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，尤其對(duì)于認(rèn)知刺激源較為敏感，因此，生理數(shù)據(jù)也是表征協(xié)作認(rèn)知投入的、重要的多模態(tài)數(shù)據(jù)通道。

語(yǔ)音數(shù)據(jù)是指通過(guò)在線會(huì)議系統(tǒng)采集的學(xué)習(xí)者線上討論會(huì)話語(yǔ)音，以及使用錄音筆或課堂錄播設(shè)備記錄的學(xué)習(xí)者線下討論會(huì)話語(yǔ)音。語(yǔ)音能夠反映學(xué)習(xí)者的心理活動(dòng)，結(jié)合文本分析的結(jié)果，可以更加完整地還原出學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)意愿，并表征學(xué)習(xí)者協(xié)作認(rèn)知投入過(guò)程中付出的心理能量。

心理數(shù)據(jù)是指學(xué)習(xí)者借助量表，以自我報(bào)告的方式，呈現(xiàn)其自我反思、心理資源投入等心理特征的量化水平。心理數(shù)據(jù)一方面可以對(duì)難以外顯化的抽象概念進(jìn)行定量測(cè)量，豐富協(xié)作認(rèn)知投入的表征數(shù)據(jù)來(lái)源；另一方面也可以通過(guò)量表作答結(jié)果對(duì)多模態(tài)表征結(jié)果進(jìn)行交叉驗(yàn)證。

（二）協(xié)作認(rèn)知投入的多模態(tài)表征框架與指標(biāo)

基于上述四種模態(tài)的學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)，本研究構(gòu)建了協(xié)作認(rèn)知投入的多模態(tài)表征框架，如表3所示。其中，在激活系統(tǒng)中，當(dāng)學(xué)習(xí)者對(duì)協(xié)作任務(wù)進(jìn)行感知時(shí)，問(wèn)題與困惑的產(chǎn)生，使得學(xué)習(xí)者的心理資源被喚醒，而經(jīng)過(guò)對(duì)任務(wù)的分析，學(xué)習(xí)者逐漸可以將心理資源投入到當(dāng)前任務(wù)中，適應(yīng)任務(wù)的需求。這一過(guò)程主要受自主神經(jīng)系統(tǒng)控制。自主神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)可以體現(xiàn)在學(xué)習(xí)者生理信號(hào)的變化上，皮膚電、皮膚溫度、心率等都是較為敏感的生理信號(hào)數(shù)據(jù)。自主神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)一步分為交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)（Scrimin，et al.，2018）：當(dāng)交感神經(jīng)活躍時(shí)，學(xué)習(xí)者會(huì)產(chǎn)生高水平的生理喚醒，皮膚電導(dǎo)反應(yīng)率、皮溫變化斜率、心跳間期標(biāo)準(zhǔn)差、低頻信號(hào)與高頻信號(hào)功率比值等數(shù)據(jù)特征較為敏感，也可借助心理資源投入問(wèn)卷的作答結(jié)果，對(duì)學(xué)習(xí)者的心理資源喚醒程度進(jìn)行綜合表征；而當(dāng)副交感神經(jīng)活躍時(shí)，學(xué)習(xí)者則會(huì)產(chǎn)生較高水平的自我調(diào)節(jié)與任務(wù)適應(yīng)能力（Larmuseau，et al.，2020），皮膚電導(dǎo)水平、皮溫標(biāo)準(zhǔn)差、心跳間期差值均方根、心率高頻信號(hào)功率等指標(biāo)的變化，則更為顯著。

表3 協(xié)作認(rèn)知投入的多模態(tài)表征框架與指標(biāo)

在加工系統(tǒng)中，主要體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者與同伴的協(xié)作信息加工過(guò)程，因此，對(duì)加工系統(tǒng)的表征主要依據(jù)文本數(shù)據(jù)與語(yǔ)音數(shù)據(jù)。首先，在問(wèn)題探究環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者與同伴廣泛探究可能的問(wèn)題解決方案，由于處于觀點(diǎn)發(fā)散階段，因此，可通過(guò)文本數(shù)據(jù)中的實(shí)詞數(shù)量、詞匯多樣性等指標(biāo)反映觀點(diǎn)探究的豐富程度；同時(shí)，也可依據(jù)語(yǔ)音數(shù)據(jù)中的基頻特征、共振峰特征等表征學(xué)習(xí)者觀點(diǎn)激發(fā)程度。其次，在觀點(diǎn)協(xié)商環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者通過(guò)互動(dòng)來(lái)整合已有觀點(diǎn)，由于處于觀點(diǎn)收斂的階段，此時(shí)學(xué)習(xí)者更加關(guān)注觀點(diǎn)的連貫性與邏輯性，因此，可通過(guò)分析文本數(shù)據(jù)的段落銜接性和語(yǔ)音數(shù)據(jù)的語(yǔ)音流暢度等特征來(lái)反映觀點(diǎn)協(xié)商的連貫程度。再次，在自我反思環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者會(huì)更加深入地反思自身和同伴在觀點(diǎn)及學(xué)習(xí)策略方面的不足，使得觀點(diǎn)和策略更精煉、更完整，因而，可通過(guò)語(yǔ)音完整度來(lái)表征自我反思的有效性；也可借助詞嵌入技術(shù)對(duì)會(huì)話文本進(jìn)行向量化處理，自動(dòng)識(shí)別反思文本所屬具體類別（反思行為、反思觀點(diǎn)、反思策略）；另外，學(xué)習(xí)者對(duì)自我反思過(guò)程的自我報(bào)告，也可以為表征結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充和交叉解釋。最后，在策略改進(jìn)環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者修正和更新協(xié)作學(xué)習(xí)策略，并通過(guò)為同伴提供建議與幫助，使其能夠更好地參與到協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)中，因而，可通過(guò)分析會(huì)話文本中意向性動(dòng)詞的發(fā)生率、因果動(dòng)詞的發(fā)生率等指標(biāo)，來(lái)反映學(xué)習(xí)者在協(xié)作過(guò)程中承擔(dān)的引導(dǎo)性作用。

在反應(yīng)系統(tǒng)中，協(xié)作認(rèn)知投入的成果以物化制品或認(rèn)知制品的形式存在。物化制品是指學(xué)習(xí)者將隱性知識(shí)外化的過(guò)程；而認(rèn)知制品則是指學(xué)習(xí)者進(jìn)一步將知識(shí)由碎片化進(jìn)行組織化的過(guò)程。據(jù)此，本研究將知識(shí)的外化與組織化統(tǒng)一界定為知識(shí)貢獻(xiàn)行為（杜智濤，2017），并從貢獻(xiàn)觀點(diǎn)的廣度、深度、整合度和創(chuàng)新度四個(gè)方面進(jìn)行反應(yīng)系統(tǒng)表征。（1）貢獻(xiàn)觀點(diǎn)的廣度越大，表明學(xué)習(xí)者貢獻(xiàn)的知識(shí)量越大，本研究使用學(xué)習(xí)者會(huì)話文本中的關(guān)鍵詞數(shù)量評(píng)價(jià)觀點(diǎn)廣度；（2）貢獻(xiàn)觀點(diǎn)的深度越大，表明學(xué)習(xí)者貢獻(xiàn)的知識(shí)越重要，本研究使用關(guān)鍵詞的總信息量評(píng)價(jià)觀點(diǎn)深度；（3）貢獻(xiàn)觀點(diǎn)的整合度越高，表明學(xué)習(xí)者越善于將不同的觀點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，本研究使用不同類別觀點(diǎn)的共現(xiàn)次數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)觀點(diǎn)整合度；（4）貢獻(xiàn)觀點(diǎn)的創(chuàng)新度越高，表明學(xué)習(xí)者越能夠超越現(xiàn)有觀點(diǎn)，提出新的想法和思路，本研究使用文本中關(guān)鍵詞的信息增益評(píng)估觀點(diǎn)創(chuàng)新度。

五、基于多模態(tài)數(shù)據(jù)的協(xié)作認(rèn)知投入分析路徑

在厘清混合場(chǎng)景下協(xié)作認(rèn)知投入的發(fā)生機(jī)制與多模態(tài)表征之后，本研究提出了協(xié)作認(rèn)知投入的分析路徑，描繪了混合場(chǎng)景下協(xié)作認(rèn)知投入的研究圖景，主要包括協(xié)作認(rèn)知投入的精準(zhǔn)診斷、演化規(guī)律、動(dòng)機(jī)歸因與動(dòng)態(tài)干預(yù)四個(gè)階段，如圖2所示。

圖2 基于多模態(tài)數(shù)據(jù)的協(xié)作認(rèn)知投入分析路徑

（一）基于多模態(tài)特征融合的協(xié)作認(rèn)知投入精準(zhǔn)診斷

多模態(tài)數(shù)據(jù)融合主要包括數(shù)據(jù)級(jí)融合、特征級(jí)融合和決策級(jí)融合三類。其中，特征級(jí)融合兼具數(shù)據(jù)級(jí)融合的還原性與決策級(jí)融合的容錯(cuò)性，更能滿足教育大數(shù)據(jù)的分析要求（武法提，等，2020），因此，本研究基于多模態(tài)特征融合的方式，進(jìn)行協(xié)作認(rèn)知投入的精準(zhǔn)診斷。本研究整合了文本、生理、語(yǔ)音、心理四個(gè)來(lái)源的多模態(tài)數(shù)據(jù)，分別就每種模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取。具體而言，文本數(shù)據(jù)使用語(yǔ)義分析工具輸出語(yǔ)義特征，借助詞嵌入技術(shù)生成詞向量特征；生理數(shù)據(jù)與語(yǔ)音數(shù)據(jù)則可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)得出時(shí)域特征，通過(guò)傅里葉變換等時(shí)頻轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)頻域特征提取，依據(jù)龐加萊散點(diǎn)圖等分析手段，生成非線性特征；心理數(shù)據(jù)則利用主成分分析、因子分析等方法聚斂出抽象的心理特征。將不同模態(tài)的數(shù)據(jù)特征進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊，輸入到深度學(xué)習(xí)模型中，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)于協(xié)作認(rèn)知投入激活水平、加工水平和反應(yīng)水平的量化。通過(guò)使用多模態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入進(jìn)行診斷，不同模態(tài)的數(shù)據(jù)可以互為補(bǔ)充、交叉印證，以保證診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（二）基于時(shí)間序列分析的協(xié)作認(rèn)知投入演化規(guī)律

協(xié)作認(rèn)知投入是學(xué)習(xí)者參與協(xié)作任務(wù)時(shí)的一種認(rèn)知表現(xiàn)，因此，協(xié)作認(rèn)知投入并非學(xué)習(xí)者的固有屬性，而是受到學(xué)習(xí)者內(nèi)部因素和任務(wù)、環(huán)境、同伴等外部因素的影響，進(jìn)而不斷改變的一個(gè)過(guò)程。因此，研究者在對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入進(jìn)行量化表征之后，有必要探究協(xié)作認(rèn)知投入的演化規(guī)律，以發(fā)現(xiàn)心理資源激活、流轉(zhuǎn)、加工、耗散的規(guī)律，更加深刻地理解協(xié)作認(rèn)知投入的發(fā)生機(jī)制。具體過(guò)程是：首先，根據(jù)量化出的學(xué)習(xí)者協(xié)作認(rèn)知投入數(shù)值，通過(guò)聚類發(fā)現(xiàn)典型的協(xié)作認(rèn)知投入模式；其次，識(shí)別協(xié)作學(xué)習(xí)過(guò)程中的關(guān)鍵事件，并在協(xié)作過(guò)程中進(jìn)行時(shí)間切片；進(jìn)而，在不同的協(xié)作階段，按照時(shí)間順序生成不同協(xié)作認(rèn)知投入模式下的序列；最后，通過(guò)計(jì)算每個(gè)序列的支持度和置信度，挖掘出其中的頻繁時(shí)間序列，用于表征協(xié)作認(rèn)知投入的典型演化特征。

（三）基于自我決定視角的協(xié)作認(rèn)知投入動(dòng)機(jī)歸因

馬?。∕artin，2007）構(gòu)建了“動(dòng)機(jī)與投入輪”概念模型，指出動(dòng)機(jī)是產(chǎn)生投入的驅(qū)動(dòng)力。因此，進(jìn)一步挖掘協(xié)作認(rèn)知投入背后的動(dòng)機(jī)成因，對(duì)于解釋其演化機(jī)制，設(shè)定干預(yù)策略，具有極為重要的指導(dǎo)意義。在混合協(xié)作學(xué)習(xí)場(chǎng)景中，學(xué)習(xí)者可以自由掌控討論進(jìn)度，而自我決定理論作為一種動(dòng)機(jī)理論，強(qiáng)調(diào)了個(gè)體對(duì)行動(dòng)的自由選擇，可以為研究協(xié)作認(rèn)知投入提供動(dòng)機(jī)歸因框架，并且能夠在混合學(xué)習(xí)實(shí)踐中為改善協(xié)作認(rèn)知投入，提供具有操作性的干預(yù)策略（牟智佳，2017）。自我決定理論認(rèn)為，個(gè)體具有三種基本心理需要，即自主需要、勝任需要和關(guān)系需要，分別為關(guān)注學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身意愿開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)的自由感、學(xué)習(xí)者能夠順利完成任務(wù)并取得能力發(fā)展的控制感以及學(xué)習(xí)者能夠與其他個(gè)體建立聯(lián)系的感覺(jué)（Deci，et al.，2000）。本研究以這三種基本心理需要，作為協(xié)作認(rèn)知投入的動(dòng)機(jī)成因，通過(guò)定性比較分析方法，將不同因素組合形成組態(tài)，從集合論的視角觀察組態(tài)整體對(duì)于頻繁序列的解釋效果，從而探析不同動(dòng)機(jī)類型組合，對(duì)典型協(xié)作認(rèn)知投入模式的影響路徑。

（四）基于可視化儀表盤(pán)的協(xié)作認(rèn)知投入動(dòng)態(tài)干預(yù)

本研究依托面向教師和學(xué)習(xí)者的可視化儀表盤(pán)作為協(xié)作認(rèn)知投入的干預(yù)手段。韋貝爾等人（Verbert，et al.，2013）認(rèn)為，學(xué)習(xí)分析儀表盤(pán)具有四種功能，分別是感知、反思、洞察、改進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)儀表盤(pán)的感知與反思功能，本研究設(shè)計(jì)了三種可視化形式，來(lái)對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入水平進(jìn)行呈現(xiàn)，幫助師生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題。（1）通過(guò)直方圖，師生可以將某位學(xué)習(xí)者與同伴的投入水平進(jìn)行對(duì)比，了解該學(xué)習(xí)者所處的位置；（2）通過(guò)折線圖，可以分析學(xué)習(xí)者在協(xié)作過(guò)程中投入水平的演化規(guī)律，及時(shí)在曲線拐點(diǎn)處定位關(guān)鍵學(xué)習(xí)事件，確定干預(yù)錨點(diǎn)；（3）通過(guò)雷達(dá)圖，師生則可以獲知學(xué)習(xí)者在協(xié)作認(rèn)知投入不同維度的實(shí)際表現(xiàn)，從而有側(cè)重地改善投入水平。

在師生借助可視化圖表對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入中的問(wèn)題產(chǎn)生感知和反思之后，本研究在儀表盤(pán)中關(guān)聯(lián)了三種干預(yù)策略，以支持儀表盤(pán)的洞察與改進(jìn)功能。通過(guò)動(dòng)機(jī)歸因，師生可以了解不同動(dòng)機(jī)類型是如何影響學(xué)習(xí)者協(xié)作認(rèn)知投入水平。策略一為針對(duì)自主需要不足的學(xué)習(xí)者，教師可以在學(xué)習(xí)材料的表述中融入非控制性語(yǔ)言，令其產(chǎn)生對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的掌控感；策略二為針對(duì)能力需要不足的學(xué)習(xí)者，教師可以根據(jù)學(xué)習(xí)材料內(nèi)容，適應(yīng)性地為其呈現(xiàn)重點(diǎn)概念的學(xué)習(xí)支架；策略三為針對(duì)關(guān)系需要不足的學(xué)習(xí)者，教師可以適當(dāng)?shù)貫槠涮峁﹨f(xié)作策略建議，幫助其更好地建立與同伴之間的關(guān)系。學(xué)習(xí)者協(xié)作學(xué)習(xí)過(guò)程得到改進(jìn)之后，又可以產(chǎn)生新一輪的數(shù)據(jù)，支持后續(xù)協(xié)作認(rèn)知投入水平的精準(zhǔn)診斷，從而構(gòu)成協(xié)作認(rèn)知投入“診斷—演化—?dú)w因—干預(yù)”的閉合回路。

六、討論與展望

為實(shí)現(xiàn)混合學(xué)習(xí)質(zhì)量的有效提升，本研究闡述了學(xué)習(xí)投入研究的轉(zhuǎn)型訴求，并通過(guò)對(duì)已有觀點(diǎn)進(jìn)行分析，深度解析了協(xié)作認(rèn)知投入的內(nèi)涵，按照“診斷—演化—?dú)w因—干預(yù)”的邏輯理路，完整描述了協(xié)作認(rèn)知投入的分析路徑。

（一）討論

在學(xué)習(xí)投入的各個(gè)維度中，認(rèn)知投入是真正決定學(xué)習(xí)有效發(fā)生的實(shí)質(zhì)性投入（李爽，等，2018）。本研究聚焦于混合協(xié)作學(xué)習(xí)場(chǎng)景，厘清了協(xié)作認(rèn)知投入的概念，并構(gòu)建其發(fā)生機(jī)制模型，可以為理解協(xié)作學(xué)習(xí)過(guò)程、探究協(xié)作學(xué)習(xí)成功，提供新的研究思路。以往對(duì)于認(rèn)知投入的研究多持有單一視角，例如，基于心理資源角度或策略使用角度。本研究整合了不同觀點(diǎn)，從心理資源激活、協(xié)作信息加工、小組知識(shí)貢獻(xiàn)等方面，綜合探究協(xié)作認(rèn)知投入，是對(duì)已有研究視角的擴(kuò)展。研究視角的擴(kuò)展，也得益于多模態(tài)學(xué)習(xí)分析的成熟，通過(guò)對(duì)文本、生理、語(yǔ)音、心理等不同模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)，我們得以洞見(jiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)者在不同方面（身體—生理—行動(dòng)）的認(rèn)知投入表現(xiàn)。各種模態(tài)的數(shù)據(jù)相互映射、互為佐證，能夠全面地揭示學(xué)習(xí)者協(xié)作認(rèn)知投入的特點(diǎn)。

德梅洛等人（D’Mello，et al.，2017）指出，未來(lái)學(xué)習(xí)投入的測(cè)量應(yīng)具備“3A”特征，即先進(jìn)（Advanced）、分析（Analytic）、自動(dòng)化（Automated）。毫無(wú)疑問(wèn)，這類測(cè)量屬于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的循證研究范式，本研究便是對(duì)該范式的一次探索與實(shí)踐。首先，本研究基于文本、生理、語(yǔ)音、心理等多模態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了協(xié)作認(rèn)知投入的表征框架，這些多模態(tài)數(shù)據(jù)全部基于非侵入、高可用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，能夠保證研究結(jié)果的精準(zhǔn)性與可靠性。其次，通過(guò)對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入進(jìn)行剖析和解構(gòu)，可以從更加細(xì)粒度的層次對(duì)認(rèn)知投入進(jìn)行測(cè)量。最后，基于多模態(tài)學(xué)習(xí)分析的方法，可以更加實(shí)時(shí)、客觀地對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入進(jìn)行表征，提升了測(cè)評(píng)效率，并能有效規(guī)避人工評(píng)價(jià)造成的社會(huì)贊許性、刻板印象等主觀因素影響。

不過(guò)，雖然可以運(yùn)用多模態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入開(kāi)展自動(dòng)測(cè)評(píng)與表征，但這并非意味著教師會(huì)被完全取代，協(xié)作認(rèn)知投入的評(píng)價(jià)與表征，仍需要遵循人機(jī)協(xié)同的路徑。首先，在數(shù)據(jù)收集階段，盡管本研究能夠獲取學(xué)習(xí)者的多模態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)，但是學(xué)習(xí)者的自我報(bào)告數(shù)據(jù)以及教師的觀察數(shù)據(jù)，依然是重要的數(shù)據(jù)來(lái)源，可以保證數(shù)據(jù)的完整性。其次，在建模階段，協(xié)作認(rèn)知投入的數(shù)據(jù)建模，本質(zhì)上是一個(gè)有監(jiān)督的機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)程，特征的提取與模型的驗(yàn)證都需要依靠教師經(jīng)驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注（D’Mello，et al.，2017）。最后，在應(yīng)用階段，教育是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)場(chǎng)景等要素都體現(xiàn)出一定的復(fù)雜性，單純依靠數(shù)據(jù)模型，難以對(duì)不確定的教育系統(tǒng)進(jìn)行完全精確地預(yù)測(cè)，該應(yīng)用過(guò)程仍然需要教師的人工參與，以便在分析過(guò)程缺乏置信度時(shí)，進(jìn)行介入調(diào)整，從而形成“人在回路”的混合增強(qiáng)智能系統(tǒng)，以保證診斷過(guò)程的科學(xué)性和有效性（武法提，等，2022）。

通過(guò)對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入進(jìn)行表征與分析，也可以為教學(xué)決策提供依據(jù)和支持，優(yōu)化教學(xué)實(shí)踐。教師借助可視化儀表盤(pán)，能夠?qū)崟r(shí)了解學(xué)習(xí)者參與協(xié)作學(xué)習(xí)時(shí)的狀態(tài)，從而進(jìn)行快速響應(yīng)并及時(shí)施加干預(yù)手段；教師也能夠透視混合協(xié)作學(xué)習(xí)中的教育規(guī)律，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)問(wèn)題，為開(kāi)展面向?qū)W習(xí)者的形成性評(píng)價(jià)提供支撐。為了幫助學(xué)習(xí)者維持較高的協(xié)作認(rèn)知投入水平，教師可以采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，例如，調(diào)整學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)，使學(xué)習(xí)內(nèi)容更加符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律與學(xué)習(xí)習(xí)慣（Jones，et al.，2019）；充分利用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，搭建技術(shù)中介的協(xié)作認(rèn)知支架，提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)（Lu，et al.，2017）；構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，發(fā)揮同伴支持的作用，促進(jìn)共同體內(nèi)部的觀點(diǎn)碰撞與認(rèn)知沖突（陳向明，2013）；提供積極反饋策略，幫助學(xué)習(xí)者意識(shí)到當(dāng)前狀態(tài)與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的差異，提供動(dòng)力完善學(xué)習(xí)計(jì)劃，從而更有效地投入到學(xué)習(xí)任務(wù)中（Butler，et al.，1995）。

（二）未來(lái)展望

本研究對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入進(jìn)行了深入剖析，為學(xué)習(xí)投入與協(xié)作學(xué)習(xí)等相關(guān)研究，提供了新的研究視角。然而，在協(xié)作認(rèn)知投入的表征信效度、干預(yù)策略、教學(xué)實(shí)踐等方面，仍需要開(kāi)展進(jìn)一步研究。其一，未來(lái)需要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)協(xié)作認(rèn)知投入的診斷工具與可視化儀表盤(pán)，并將其運(yùn)用在具體的混合協(xié)作場(chǎng)景中（如，協(xié)作問(wèn)題解決、協(xié)同知識(shí)建構(gòu)），應(yīng)通過(guò)在教學(xué)實(shí)踐中開(kāi)展實(shí)證研究，收集真實(shí)協(xié)作場(chǎng)景中的多模態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)協(xié)作認(rèn)知投入的發(fā)生機(jī)制模型與表征框架，進(jìn)行信效度檢驗(yàn)。其二，應(yīng)繼續(xù)探究協(xié)作認(rèn)知投入的人機(jī)智能協(xié)同干預(yù)機(jī)制，構(gòu)建協(xié)作認(rèn)知投入的干預(yù)策略庫(kù)，明確人類教師與智能系統(tǒng)的協(xié)同與交互模式，在實(shí)踐過(guò)程中不斷提升系統(tǒng)的智能程度。其三，應(yīng)深度挖掘協(xié)作認(rèn)知投入的實(shí)踐錨點(diǎn)與價(jià)值定位，使協(xié)作認(rèn)知投入測(cè)評(píng)能夠支持日常教學(xué)，進(jìn)而重構(gòu)學(xué)習(xí)服務(wù)體系。