生成式人工智能促進(jìn)認(rèn)知臨場感發(fā)展研究

[中圖分類號]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

一、問題的提出

探究社區(qū)（CommunityofInquiry）框架是教育技術(shù)學(xué)領(lǐng)域的重要話題I。認(rèn)知臨場感是探究社區(qū)框架三大核心要素之一，指學(xué)生通過持續(xù)反思以及與他人對話來構(gòu)建意義的程度。認(rèn)知臨場感包括觸發(fā)事件、探究、整合與解決四個階段。觸發(fā)事件是指吸引學(xué)生注意使其投人學(xué)習(xí)的一個問題或任務(wù)；探究是指學(xué)生尋找相關(guān)信息和資源，以回答觸發(fā)事件中提出的問題或解決任務(wù)的過程；整合是指學(xué)生將收集到的信息和不同的觀點進(jìn)行整合和協(xié)調(diào)，形成對問題的全面理解；解決是指學(xué)生在新情境中運(yùn)用新習(xí)得的知識[-2]。認(rèn)知臨場感是評估學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平的重要指標(biāo)，其四個階段是否能順利進(jìn)行直接決定深度有意義學(xué)習(xí)能否發(fā)生。認(rèn)知臨場感的重點在于通過批判性反思對話發(fā)展高階思維4。然而，學(xué)生認(rèn)知臨場感從低階水平（觸發(fā)事件與探究）向高階水平（整合與解決）發(fā)展時面臨困難，學(xué)生絕大多數(shù)認(rèn)知活動停留在低階水平，難以發(fā)展至整合或解決兩個高階水平階段[6-8]。

認(rèn)知臨場感發(fā)展的關(guān)鍵在于，學(xué)生需要通過參與批判性反思對話，對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行批判性思考，并在構(gòu)建新知識的過程中提出問題9。生成式人工智能（GenerativeArtificialIntelligence，GAI）不僅能為學(xué)生提供多種視角的觀點，支持學(xué)生對其提供的觀點進(jìn)行批判性思考，還支持學(xué)生提問與追問。此外，缺乏指導(dǎo)是認(rèn)知臨場感停留在觸發(fā)事件和探究兩個低階階段的主要原因，而GAI能在識別學(xué)生思考的基礎(chǔ)上提供反饋指導(dǎo)。最后，GAI能促進(jìn)學(xué)生批判性思維的發(fā)展[]，而批判性思維是認(rèn)知臨場感發(fā)展的核心要素[]。因此，本研究推測GAI具備推動認(rèn)知臨場感從低階階段向高階階段發(fā)展的可能。然而，目前國內(nèi)外鮮有研究關(guān)注GAI是否能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知臨場感的發(fā)展。鑒于此，本研究首先將探討GAI能否有效促進(jìn)在線協(xié)作知識建構(gòu)中認(rèn)知臨場感的整體發(fā)展，旨在驗證GAI在提升認(rèn)知臨場感方面的總體效果。如果GAI能促進(jìn)認(rèn)知臨場感的整體發(fā)展，接下來將深入探析GAI支持的在線協(xié)作知識建構(gòu)中，不同組學(xué)生認(rèn)知臨場感是否存在差異。最后，進(jìn)一步探討GAI支持的在線協(xié)作知識建構(gòu)中認(rèn)知臨場感發(fā)展水平的影響因素，并對其進(jìn)行檢驗。

二、文獻(xiàn)綜述

（一）認(rèn)知臨場感研究現(xiàn)狀

認(rèn)知臨場感強(qiáng)調(diào)教師（或任意學(xué)習(xí)者）通過定義問題或任務(wù)觸發(fā)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)，學(xué)生在探究相關(guān)信息或知識的基礎(chǔ)上，通過分析、整合和理解不同觀點以確定問題解決方案。認(rèn)知臨場感是一個動態(tài)過程，其四個階段會反復(fù)出現(xiàn)，并非線性發(fā)展。然而，研究發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知臨場感難以過渡到整合或解決階段，學(xué)生總是在探究向整合，以及整合向解決過渡時面臨困難[Il-12]。例如：Chen和Cheng 發(fā)現(xiàn)，探究的比例最高 53.5% ，其次是整合 （28.9% ）、觸發(fā)事件 （11.2%） （204號和解決 （1.1% ）[13]；Liu等發(fā)現(xiàn)，觸發(fā)事件、探究、整合與解決四個階段所占比例分別為 13%40%.24% 及6%^[7] 。因此，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知臨場感發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急[13]。近些年，認(rèn)知臨場感促進(jìn)策略成為一個備受關(guān)注的熱點[6，9，14-15]。例如：Al Mamun 和Lawrie研究了支架支持如何增強(qiáng)在線學(xué)習(xí)中學(xué)生與內(nèi)容互動時的認(rèn)知臨場感;Liu等則揭示了基于計算機(jī)的思維導(dǎo)圖對認(rèn)知臨場感的影響[14]。

（二）GAI研究現(xiàn)狀

隨著GAI技術(shù)的迅猛發(fā)展，它已經(jīng)具備了與人類進(jìn)行有意義多輪對話的能力。GAI何以促進(jìn)教育教學(xué)受到了高度關(guān)注。例如：翟雪松等引入了逆向工程教學(xué)思維，分析了其在流程與機(jī)理上與GAI的相契互補(bǔ)性，并開展了教學(xué)實驗；毛剛等研究了GAI環(huán)境下學(xué)生數(shù)字創(chuàng)作實踐特征與學(xué)習(xí)體驗，發(fā)現(xiàn)GAI創(chuàng)作有助于激發(fā)學(xué)生更強(qiáng)的想象力、情感表達(dá)和視覺審美能力[；白雪梅等對GAI何以賦能生成式人工智能、何以賦能個性化學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)等進(jìn)行了理論探討[19]。此外，GAI對于協(xié)作學(xué)習(xí)的支持是研究關(guān)注的重要話題之一。例如：王春麗等通過實證研究揭示了GAI促進(jìn)創(chuàng)造性潛能的機(jī)理2；鄭蘭琴等進(jìn)行了基于GAI的對話機(jī)器人能否促進(jìn)在線協(xié)作學(xué)習(xí)績效的實證研究，發(fā)現(xiàn)基于GAI的對話機(jī)器人在知識激活量、貢獻(xiàn)度、在線協(xié)作學(xué)習(xí)績效和批判性思維意識方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)媒體[。然而，目前尚未有研究關(guān)注GAI對在線協(xié)作知識建構(gòu)中認(rèn)知臨場感發(fā)展的促進(jìn)作用及其影響因素。

三、研究設(shè)計

（一）實驗情境與工具

本研究在S省某211大學(xué)師范專業(yè)\"教育技術(shù)應(yīng)用\"課程中開展，研究對象為42名本科生。研究使用扣子平臺，該平臺支持內(nèi)容生成，且能夠針對學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解程度定制化提問，從而激發(fā)學(xué)生的思考。同時，還能夠給予及時反饋，幫助學(xué)生糾正錯誤、深化理解，并鼓勵他們進(jìn)一步探索相關(guān)知識。此外，通過提問支持多輪對話，從而構(gòu)建出更加貼近真實人際互動的學(xué)習(xí)環(huán)境。

（二）實驗設(shè)計與流程

依據(jù)研究目的，本研究共開展了兩項實驗。第一項實驗旨在考察GAI是否能促進(jìn)認(rèn)知臨場感的整體發(fā)展，并著重分析不同群體在認(rèn)知臨場感方面的表現(xiàn)是否存在差異；倘若存在上述差異，則需要進(jìn)一步探究引發(fā)這些差異的潛在可能原因。第二項實驗旨在對第一項實驗發(fā)現(xiàn)的可能影響GAI促進(jìn)認(rèn)知臨場感發(fā)展的因素進(jìn)行檢驗。

（三）數(shù)據(jù)分析方法與框架

研究采用認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法與滯后序列分析法分析數(shù)據(jù)。首先，認(rèn)知臨場感觸發(fā)事件與探究的二級維度（行為指標(biāo)）完全按照原始認(rèn)知臨場感編碼框架[2]。原始認(rèn)知臨場感框架中的“解決\"強(qiáng)調(diào)學(xué)生使用建構(gòu)的知識解決實踐問題，但這一過程往往較為復(fù)雜且難以實現(xiàn)。因此，一些研究者將“解決\"定義為“形成問題解決方案\"[4]。結(jié)合已有相關(guān)研究[4，21]，本研究對整合的最后一個指標(biāo)“創(chuàng)建解決方案\"進(jìn)行了調(diào)整，將其移動至“解決”，最終形成認(rèn)知臨場感編碼框架，見表1。

四、研究實施與研究發(fā)現(xiàn)

（一）實驗1及其研究發(fā)現(xiàn)

1.實驗實施

第一次實驗前，42名研究對象均無GAI使用經(jīng)歷，研究者隨機(jī)將他們分為實驗組和對照組，學(xué)生以4～5人的小組為單位開展在線協(xié)作知識建構(gòu)學(xué)習(xí)。實驗組在完成任務(wù)的過程中通過使用GAI提供支持，而對照組則通過傳統(tǒng)方法（如檢索百度、查閱書籍和文獻(xiàn)等）獲取信息和支持。此外，實驗組和對照組學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)時長完全一致。

表1

認(rèn)知臨場感編碼框架

2.數(shù)據(jù)收集與分析

研究收集了實驗組和對照組在線協(xié)作知識建構(gòu)過程中的小組對話數(shù)據(jù)，以認(rèn)知臨場感編碼框架（見表1）為指導(dǎo)，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了編碼。首先，四位編碼人員討論了編碼方案，重點對認(rèn)知臨場感四個階段的范疇進(jìn)行了討論，確保形成統(tǒng)一理解。其次，基于認(rèn)知臨場感編碼框架對四名研究人員進(jìn)行編碼訓(xùn)練，隨機(jī)選取50條學(xué)生對話數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼，編碼一致性達(dá)到0.85，再完成剩余數(shù)據(jù)編碼。

在此基礎(chǔ)上，通過認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法，分析實驗組與對照組認(rèn)知臨場感發(fā)展整體水平的差異，探究GAI能否促進(jìn)認(rèn)知臨場感整體發(fā)展水平。之后，針對實驗組進(jìn)行認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析，旨在探究GAI支持的協(xié)作知識建構(gòu)中，不同組認(rèn)知臨場感是否存在差異，及其具體表現(xiàn)。最后，通過追溯實驗組的對話，探究GAI支持的協(xié)作知識建構(gòu)中，認(rèn)知臨場感存在差異的可能原因。

3.研究發(fā)現(xiàn)與討論

（1）GAI能促進(jìn)認(rèn)知臨場感整體發(fā)展水平

實驗組和對照組認(rèn)知臨場感認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果如圖1所示。圖中的線條和節(jié)點共同構(gòu)成了學(xué)生認(rèn)知臨場感發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。線條代表節(jié)點之間的共現(xiàn)關(guān)系，線條越粗，表明兩個節(jié)點之間的共現(xiàn)頻率越高；反之，則共現(xiàn)頻率較低。節(jié)點則對應(yīng)認(rèn)知臨場感各個要素，節(jié)點越大，表示該要素在群體認(rèn)知中的重要性越顯著。從圖1（c）來看，實驗組和對照組在X軸上存在顯著性差異 （t=2.81，d=0.86，p=0.01） 。實驗組[圖1（a）]在觸發(fā)事件、探究、整合和解決四個階段均表現(xiàn)出較強(qiáng)的節(jié)點強(qiáng)度，對照組「圖1（b）]在觸發(fā)事件、探究和整合三個階段表現(xiàn)出較強(qiáng)的節(jié)點強(qiáng)度。從要素之間的連接來看，實驗組在“觸發(fā)事件—探究\"“探究—整合”以及“探究一解決”上的連接較為緊密，連接系數(shù)分別為0.27、0.52和0.50，對照組在“觸發(fā)事件—探究\"\"探究一整合\"和“探究—解決”上的連接較為緊密，連接系數(shù)分別為0.30、0.60和 0.11 。

圖1實驗組與對照組認(rèn)知臨場感認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)對比

可見，實驗組與對照組之間的差異主要體現(xiàn)在解決階段的節(jié)點強(qiáng)度和“探究一解決\"的連接強(qiáng)度上。在節(jié)點強(qiáng)度方面，實驗組在解決階段的節(jié)點強(qiáng)度明顯強(qiáng)于對照組，這表明實驗組在解決階段的認(rèn)知臨場感表現(xiàn)更為突出。已有大量研究發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知臨場感總是停留在探究或整合階段，難以發(fā)展到解決階段[6-8，12-13]，本研究發(fā)現(xiàn)，GAI可以有效促進(jìn)認(rèn)知臨場感發(fā)展到解決階段。首先，在認(rèn)知臨場感的各個階段，豐富的信息至關(guān)重要，GAI為實驗組提供了豐富的信息資源，而對照組需查閱網(wǎng)絡(luò)資源、文獻(xiàn)或書籍，過程繁瑣且耗時。GAI能快速定位與解決問題相關(guān)的信息，并根據(jù)學(xué)生的需求篩選出關(guān)鍵內(nèi)容。相比之下，對照組可能在大量雜亂無章的信息中迷失方向，難以精準(zhǔn)獲取有用信息。其次，GAI提供不同的思考角度，幫助學(xué)生打破常規(guī)思維，而對照組則依賴已有知識和思維模式，容易受限于固定思維。同時，GAI通過提問和提供分析框架，引導(dǎo)學(xué)生深入思考問題的邏輯關(guān)系，從而更好地解決問題，對照組可能僅從表面分析信息，難以深入挖掘內(nèi)在邏輯。最后，GAI提供實時反饋，幫助實驗組學(xué)生及時調(diào)整學(xué)習(xí)策略和解決問題的方法，糾正錯誤并優(yōu)化方案，對照組主要依賴同伴反饋，這可能導(dǎo)致他們在錯誤的路徑上進(jìn)一步深入，從而不利于問題解決。

在連接強(qiáng)度方面，實驗組在“探究一解決\"的連接強(qiáng)度高于對照組，前者在“探究一解決\"的連接系數(shù)為0.50，而后者僅為0.11。這一發(fā)現(xiàn)與前人的研究發(fā)現(xiàn)相似，Liu等發(fā)現(xiàn)在思維導(dǎo)圖的支持下，學(xué)生認(rèn)知臨場感在“探究—解決\"上具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)[4。這說明實驗組在探究與解決之間的銜接越緊密，能夠更有效地將探究階段所獲得的知識、思路等有效地用于問題解決。“探究”是學(xué)生對觸發(fā)事件進(jìn)行深入思考、挖掘各種觀點和信息的過程，而“解決”是達(dá)成結(jié)論或共識。實驗組在“探究一解決\"環(huán)節(jié)的連接強(qiáng)度優(yōu)于對照組，本研究認(rèn)為這與GAI支持的學(xué)習(xí)過程密切相關(guān)。首先，GAI的提問與追問機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面深入的探索，從而有助于問題解決。其次，GAI還能幫助學(xué)生對這些信息進(jìn)行初步整合，如按重要性或相關(guān)性排序。進(jìn)入解決階段時，這些經(jīng)過整合的信息能夠被學(xué)生更高效地應(yīng)用。學(xué)生可以直接將合適的信息納人解決方案，從而加強(qiáng)了“探究一解決\"的連接強(qiáng)度。而對照組由于缺乏強(qiáng)大工具支持，獲取的信息較為零散，難以在解決階段有效利用。

（2）實驗組學(xué)生認(rèn)知臨場感表現(xiàn)存在差異

為進(jìn)一步比較實驗組不同小組認(rèn)知臨場感差異，本研究利用ENA繪制了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖和減差圖，結(jié)果如圖2所示。從圖中可知，A組[圖2（a）]在\"觸發(fā)事件—探究\"\"探究—整合\"“探究—解決\"\"整合—解決\"和“觸發(fā)事件—解決\"之間具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)。B組[圖2（b）]在\"觸發(fā)事件—探究\"“探究—整合\"\"探究—解決\"和“整合一解決\"之間具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)。C組[圖2（c）]在\"觸發(fā)事件—探究\"\"探究—整合\"和\"探究—解決\"之間具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)。

A、B、C三組的共性表現(xiàn)為都在“觸發(fā)事件—探究”“探究—整合\"以及“探究—解決\"之間具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)。然而，從圖2（d）（e）（f）可知，三組之間存在差異。A組在“觸發(fā)事件—解決\"（連接系數(shù)為0.21）和\"整合—解決\"（連接系數(shù)為0.25）的連接強(qiáng)度高于B和C組，B組在\"整合—解決\"（連接系數(shù)為0.13）的連接強(qiáng)度高于C組。首先，A組在“觸發(fā)事件—解決\"的連接強(qiáng)度高于B、C兩組，表明A組在解決問題過程中，觸發(fā)事件與解決問題共現(xiàn)的頻率最高。其次，A組在“整合一解決\"的連接強(qiáng)度也高于B、C兩組，且B組高于C組。這說明A組認(rèn)知臨場感整合與解決的共線頻率最高，其次是B組，C組最小。這說明A組在整合觀點時有很強(qiáng)的針對性和系統(tǒng)性，認(rèn)知臨場感從整合向問題解決邁進(jìn)的概率最大。B組在“整合一解決\"的連接強(qiáng)度高于C組，這表明該組在整合信息與解決問題之間存在一定的關(guān)聯(lián)能力，能夠在一定程度上認(rèn)識到信息梳理對于解決問題的重要性，并嘗試將整合后的內(nèi)容與解決問題相聯(lián)系。但可能在整合的全面性、系統(tǒng)性和深度方面仍不及A組。最后，C組在“觸發(fā)事件—解決\"和“整合一解決\"的連接強(qiáng)度相對較低，反映出C組在從觸發(fā)事件向解決過渡以及在整合觀點與解決問題的銜接方面存在困難。

圖2實驗組不同組認(rèn)知臨場感認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖和減差圖

為了探究 _A，B，C 三組認(rèn)知臨場感表現(xiàn)存在差異的背后原因，本研究借鑒Ba等的研究，通過對小組討論原始話語的追溯22，發(fā)現(xiàn)A組具有較強(qiáng)的共享元認(rèn)知能力，B組次之，C組最弱。共享元認(rèn)知指成員對學(xué)習(xí)過程有清晰的意識，承擔(dān)起對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)控和管理的責(zé)任。舉例而言，A組在討論信息化教學(xué)評價相關(guān)內(nèi)容時，成員S提出：“大家可以說一下自己的理解嗎？”這種追問方式有效地引導(dǎo)和監(jiān)督了其他成員參與討論。成員J表示：“我覺得認(rèn)識一個名詞首先要了解它的概念。\"在成員J的推動下，小組成員先討論了信息化教學(xué)評價的概念和內(nèi)涵，隨后深人探討了方法、策略與案例。在討論信息化教學(xué)評價的優(yōu)勢時，成員J提出利用學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，且認(rèn)為這既是優(yōu)勢也是缺點。成員T回應(yīng)：“這個是缺點嗎？我覺得數(shù)據(jù)能很直觀準(zhǔn)確地反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況。”這些互動說明A組具備較強(qiáng)的共享元認(rèn)知能力。B組在討論評價量規(guī)時，有成員詢問：“有沒有量規(guī)的相關(guān)案例啊，概念還是有點難以理解。\"另有成員提出：“我們大多都提到了用信息技術(shù)手段進(jìn)行評價，具體的手段有哪些呢？”“誰還有要補(bǔ)充的內(nèi)容嗎？”這些話語體現(xiàn)了B組的共享元認(rèn)知能力，但在引導(dǎo)和監(jiān)控學(xué)習(xí)過程的力度與深度上，仍不及A組。然而，在對小組討論原始話語進(jìn)行追溯的過程中，明顯可以看出C組在整個討論中極少有能夠體現(xiàn)共享元認(rèn)知的表現(xiàn)，幾乎很難發(fā)現(xiàn)C組成員在對學(xué)習(xí)過程具備清晰意識的基礎(chǔ)上，對群體學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)控和管理的情況。與A組和B組相比，C組在共享元認(rèn)知方面的表現(xiàn)明顯較弱。

綜上所述，本研究初步推測共享元認(rèn)知能力是影響GAI支持的在線協(xié)作知識建構(gòu)中認(rèn)知臨場感發(fā)展的因素。

（二）實驗2及其研究發(fā)現(xiàn)

1.實驗實施

基于實驗1的研究發(fā)現(xiàn)，實驗2旨在檢驗共享元認(rèn)知水平對GAI支持下的在線協(xié)作知識建構(gòu)中認(rèn)知臨場感發(fā)展的影響。實驗開始前，研究者使用共享元認(rèn)知測量量表[23對學(xué)生進(jìn)行了前測，并根據(jù)前測結(jié)果將其分為高、中、低三個元認(rèn)知能力水平組。在整個實驗過程中，所有被試的學(xué)習(xí)任務(wù)、技術(shù)支持和學(xué)習(xí)時長均保持一致。

2.數(shù)據(jù)收集與分析

本研究收集了高、中、低三種不同共享元認(rèn)知水平學(xué)生，第二次在線協(xié)作知識建構(gòu)會話數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)編碼方案與實驗一致，不再贅述。隨后，采用認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法，深入探討了不同共享元認(rèn)知水平組在認(rèn)知臨場感方面的差異。此外，通過滯后序列分析法，進(jìn)一步分析了不同共享元認(rèn)知水平組認(rèn)知臨場感的發(fā)展軌跡差異。

3.研究發(fā)現(xiàn)與討論

（1）高、中、低共享元認(rèn)知水平組認(rèn)知臨場感的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)存在差異

圖3不同元認(rèn)知水平組學(xué)生認(rèn)知臨場感的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心圖

首先，本研究繪制了不同共享元認(rèn)知水平組學(xué)生的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，發(fā)現(xiàn)各小組學(xué)生認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心分別處于不同位置，表明不同小組認(rèn)知臨場感的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在較大差異。其中，高水平組和中水平組在X軸上存在顯著差異（ （t=-2.72，d=1.71，p= 0.03），高水平組和低水平組在X軸上存在顯著性差異（t=-4.19，d=2.58，p=0.01） ，中水平組和低水平組在X軸上存在差異但不顯著 （t=-1.85，d=0.08，p=0.10） 。

為了更加深入且細(xì)致地對比不同共享元認(rèn)知水平組認(rèn)知臨場感各階段的差異，采用ENA繪制了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖以及減差圖，如圖4所示。從圖中可知，高水平組認(rèn)知臨場感[圖4（a）]在“觸發(fā)事件—探究”“探究—整合\"“觸發(fā)事件—整合\"“探究—解決\"\"整合一解決\"之間均呈現(xiàn)較強(qiáng)關(guān)聯(lián)；中水平組認(rèn)知臨場感[圖4（b）]在“觸發(fā)事件—探究\"“探究—整合\"\"觸發(fā)事件—整合\"“整合—解決”之間具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)；低水平組認(rèn)知臨場感[圖4（c）]在“觸發(fā)事件—探究”“探究—整合\"“觸發(fā)事件—整合\"之間存在較強(qiáng)關(guān)聯(lián)。

高、中、低水平組的共性為均在“觸發(fā)事件—探究\"\"探究—整合\"以及“觸發(fā)事件一整合\"之間具有關(guān)聯(lián)。然而，從圖4下半部分可知，高水平組在“探究—解決\"（連接系數(shù)為0.16）的連接強(qiáng)度高于中、低水平組。同時，高、中水平組在\"整合—解決\"（連接系數(shù)分別為0.16、0.14）的連接強(qiáng)度高于低水平組。本研究認(rèn)為，高水平組共享元認(rèn)知能力較強(qiáng)，能夠監(jiān)控和引導(dǎo)小組成員對討論話題或問題進(jìn)行更深入和全面的探究，這為解決問題創(chuàng)造了有利條件，故而其“探究一解決”的連接強(qiáng)度高于中、低水平組。其次，協(xié)作知識建構(gòu)的核心是構(gòu)建個人意義和共享理解的批判性思維，所有成員都要承擔(dān)促進(jìn)、監(jiān)控和管理知識建構(gòu)過程的職責(zé)。有價值的學(xué)習(xí)依賴于成員對探究過程的監(jiān)控和管理能力[24。共享元認(rèn)知是認(rèn)知臨場感和有效協(xié)作探究的關(guān)鍵。高、中水平組的共享元認(rèn)知能力較強(qiáng)，能在關(guān)鍵節(jié)點及時引導(dǎo)，促使認(rèn)知臨場感從整合邁向解決，因此“整合一解決\"的連接強(qiáng)度高于低水平組。

圖4高、中、低共享元認(rèn)知組認(rèn)知臨場感認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

圖5不同共享元認(rèn)知水平組認(rèn)知臨場感行為序列圖

（2）高、中、低共享元認(rèn)知水平組認(rèn)知臨場感的發(fā)展軌跡存在差異

為深入探究GAI支持下，不同共享元認(rèn)知水平組認(rèn)知臨場感發(fā)展過程模式差異，本研究對高、中、低三個組的認(rèn)知臨場感發(fā)展軌跡進(jìn)行了滯后序列分析，結(jié)果如圖5所示。首先，高水平組的顯著行為轉(zhuǎn)換主要聚焦在整合與解決兩個高階水平階段。這表明，高水平組的認(rèn)知臨場感不僅能順利發(fā)展至整合階段，而且能解決絕大多數(shù)觸發(fā)事件（問題）。中水平組的顯著行為轉(zhuǎn)換主要集中于探究到探究以及探究到整合。這意味著中水平組的認(rèn)知臨場感呈現(xiàn)出探究到探究的自我循環(huán)，以及從探究向整合過渡的特點。探究是一個發(fā)散過程，主要特征包括頭腦風(fēng)暴、提問和信息交換[25]。這一過程要求成員對他人觀點進(jìn)行批判性思考，并在此基礎(chǔ)上發(fā)表自己的見解。中水平組之所以陷入探究“自循環(huán)”，主要是因為成員缺乏必要的元認(rèn)知技能，無法超越低階思維階段，從而阻礙了認(rèn)知臨場感的發(fā)展[26-27]。盡管如此，中水平組仍具備一定的共享元認(rèn)知能力，這使得他們在某些情況下能夠從探究階段逐步過渡到整合階段。然而，低水平組的顯著行為轉(zhuǎn)換主要集中在觸發(fā)事件到觸發(fā)事件，以及解決到觸發(fā)事件，反映出低水平組學(xué)生在多數(shù)情形下處于不斷觸發(fā)問題的狀態(tài)。這可能因為當(dāng)面對觸發(fā)事件時，低水平組學(xué)生難以精準(zhǔn)把握問題的關(guān)鍵所在，在討論過程中極易偏離主題，進(jìn)而觸發(fā)新的問題。此外，值得一提的是，高中水平組均存在整合顯著引發(fā)解決的路徑，而低水平組卻并無此路徑，這說明低水平組難以從整合階段順利過渡到解決階段。在整合階段，低水平組可能僅僅是簡單地羅列觀點，而無法有效地將這些觀點有機(jī)結(jié)合，最終實現(xiàn)問題解決。這一現(xiàn)象表明，針對GAI支持的協(xié)作知識建構(gòu)學(xué)習(xí)來說，教師應(yīng)當(dāng)著重為低共享元認(rèn)知能力水平組的學(xué)生給予額外的支持與幫助，以推動這部分學(xué)生的認(rèn)知臨場感朝著整合與解決兩個高階學(xué)習(xí)階段發(fā)展。

五、結(jié)束語

認(rèn)知臨場感代表高階認(rèn)知建構(gòu)過程，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者通過持續(xù)的批判性反思與對話，整合并重構(gòu)多元觀點，從而實現(xiàn)深度知識建構(gòu)與意義生成，是評估認(rèn)知發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一。本研究通過兩次實驗，深入探討了GAI對于認(rèn)知臨場感發(fā)展的促進(jìn)作用。首先，實驗一的研究結(jié)果表明，GAI對在線協(xié)作知識建構(gòu)中的認(rèn)知臨場感的發(fā)展具有促進(jìn)作用。實驗二進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，共享元認(rèn)知水平高的學(xué)生，在GAI支持的在線協(xié)作知識構(gòu)建中表現(xiàn)出更高的認(rèn)知臨場感發(fā)展水平。本質(zhì)上，本研究通過兩項實驗，系統(tǒng)地回答了GAI“是否\"以及“何以\"促進(jìn)在線協(xié)作知識建構(gòu)中認(rèn)知臨場感的發(fā)展。未來研究可以進(jìn)一步深入探討GAI支持的協(xié)作知識建構(gòu)情境中，共享元認(rèn)知對于認(rèn)知臨場感的具體作用機(jī)制，例如其如何影響小組成員的知識協(xié)商過程與策略調(diào)整行為，從而進(jìn)一步影響認(rèn)知臨場感的發(fā)展。同時，如何設(shè)計有效的干預(yù)措施以提高群體共享元認(rèn)知能力，進(jìn)而優(yōu)化GAI支持下的協(xié)作知識建構(gòu)過程，并最終促進(jìn)群體認(rèn)知臨場感的發(fā)展，也是未來研究值得深入探討的重要方向之一。

[參考文獻(xiàn)]

[1]BAIXM，GUXQ，GUORF.Morefactors，beterunderstanding：modelverificationandconstructvaiditystudyonthecommunity of inquiry in MOOC[J]. Education and information technologies，2023，28：10483-10506.

[2]GARRISON DR，ANDERSONT，ARCHER W. Criticalthinking，cognitive presence，and computerconferencing in distance education[J]. American journal of distance education，2Oo1，15（1） ：7-23.

[3] GARRISON R. Shared metacognition in a community of inquiry[J]. Online learning，2022，26（1）：6-18.

[4]NUNGUL，MUKAMAE，NSABAYEZUE.Onlinecollborativelearningandcognitivepresence inmathematicsandsienceeducation. Case studyofuniversityofRwanda，colegeofeducation[J].Educationand information technologies，2O23，28（9）：0861084.

[5] VAUGHANN，GARRISONDR.CreatingcognitivepresenceinablendedfacultydevelopmentcommunityJ]. The inteendhigher education，2005，8（1）：1-12.

[6] SADAFA，WUT，MARTINF.Cognitive presence inonline learning：asystematicreviewofempircialresearch from 20 to 2019 [J]. Computers and education open，2021，2（2）：1-10.

[7]LIUBW，XING WL，ZENGYF，etal.Linkingcognitive processesandlearningoutcomes：theinfluenceofcognitivepresenceon learning performance in MOOCs[J]. British journal of educational technology，2022，53（5）： 1459-1477.

[8] MOORE RL，MILLER CN.Fosteringcognitivepresenceinonlinecourses：a systematicreview（2O08-202O）[J].Online leaing， 2022，26（1）：130-149.

[9]ALMAMUNMA，LAWRIEG.Cognitivepresenceinlearnercontentinteractionproces：theroleofsaffodinginonineselfregulatedlearning environments[J]. Journal of computers in education，2024，11（3）：791-821.

[10]鄭蘭琴，高蕾，黃梓宸.基于生成式人工智能技術(shù)的對話機(jī)器人能促進(jìn)在線協(xié)作學(xué)習(xí)績效嗎？[]電化教育研究，2024，45（3）：70-76.

[1] VAUGHANN，GARRISONDR.Creating cognitive presenceinablended facultydevelopmentcommunity[J].Theinteretand higher education，2005，8（1）：1-12.

[12]SHEAP，HAYESS，VICKERSJ.Onlineinstructionalefortmeasuredthroughthelensof teaching presenceinthecommunityof inquiryframework：ar-examinationofmeasuresandapproach[J].Theinternationalreviewofresearchinopenanddistributed learning，2010，11（3）：127-154.

[13]CHENY，LEIJ，CHEJM.Whatifolinestudentstakeontheresponsibilityudentsogitiepresenceandperaciliao techniques[J]. Online learning，2019，23（1） ：37-61.

[14]LIU Z，KONGX，LIUS，etal.Efctsofomputerbasedmindmaping onstudents\"eflectioncognitivepresence，ndlaing outcomes in an online course[J]. Distance education，2023，44（3）：544-562.

[15] PARRISH C W，GUFFEY S K， WILLIAMS D S，et al.Fostering cognitive presence，social presence and teaching presence with integrated online-team-based learning[J]. TechTrends，2021，65（4）：473-484.

[16]盧國慶，楊沁，賀相春.生成式人工智能賦能高等教育形成性評價的價值、挑戰(zhàn)及路徑[J].電化教育研究，2024，45（11）：84-91.

[17]翟雪松，張麗潔，夏亮亮，等.基于GAI的逆向工程教學(xué)思維在人機(jī)協(xié)作中的應(yīng)用研究——以編程教育為例[J].電化教育研究， 2024，45（9）：61-68.

[18]毛剛，龍周萍，李菲茗.AIGC環(huán)境下學(xué)習(xí)者數(shù)字創(chuàng)作實踐特征與學(xué)習(xí)體驗調(diào)查研究[J].電化教育研究，2024，45（10）：79-85.

[19]白雪梅，郭日發(fā).生成式人工智能何以賦能學(xué)習(xí)、能力與評價？[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2024，34（1）：55-63.

[20]王春麗，陳艷艷，顧小清，等.協(xié)作學(xué)習(xí)中生成式人工智能促進(jìn)創(chuàng)造性潛能的機(jī)理研究[J].電化教育研究，2024，45（11）：76-83.

[21]SADAFA，OLESOVAL.Enhancingcognitive presence inonlinecasediscusions withquestions basedonthepracticalnquiry model[J]. American journal of distance education，2017，31（1） ：56-69.

[22]BAS，HUX，STD，etal.Assessngcognitivepresenceinolineinquirbaseddiscussionthoughtextclasificaionand epistemic network analysis[J]. British journal of educational technology，2023，54（1）：247-266.

[23]GARRISONDR，AKYOLZ.Towardthedevelopmentofametacognitionconstructforcommunitiesof inquiry[J].Theinteetand higher education，2015，24：66-71.

[24]GARRISONR.E-Learing inthe21stCentury：acommunityof inquiryframeworkforresearchandpracticeM].3rded.NewYork： Routledge，2016，158-159.

[25]白雪梅，顧小清.在線學(xué)習(xí)中教學(xué)臨場感子維度對認(rèn)知臨場感各階段的影響機(jī)制研究[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育，2021（6）：38-46.

[26] STEINDS，WANSTREETCE，SLAGLEP，etal.From helltohigher-orderthinking：theefetofcoachingandfedbackon online chats[J]. The internet and higher education，2O13，16：78-84.

[27]NAEMNIK，KHANRA.Stuck intheblend：challengesfacedbystudents enroledinblended programsof mastersinhalth professions education[J]. Pakistan joumal of medical sciences，2019，35（4） ： 929-933.

Study on Generative Artificial Intelligence Facilitating Cognitive Presence Development

BAI Xuemei1，HUO Yuli'，SUN Yu¹ ，GU Xiaoqing2， SU Ruil， LU Jiayuel （1.Department of Educational Technology， Ningxia University， Yinchuan Ningxia 750021; 2.Department of Educational Information Technology，East China Normal University，Shanghai 200062）

[Abstract] Cognitive presence is an important indicator of how well students construct knowledge， yet itsdevelopment continues toface challenges.Generative Artificial Intelligence （GAl）） providesan unprecedented opportunity to facilitate the development of cognitive presence. To this end，the study explored theroleof GAIin facilitatingthe development of cognitive presence inonline collaborative knowledge construction and its influencing factors through two experiments.The study used cognitive network analysis and lag sequential analysis to analyze students'conversational data in online collaborative knowledge construction learning. It is found that：（1） the experimental group （with GAI support） perform better than the control group （without GAI support） in terms of cognitive presence，and the node strength of the experimental group in the'\"resolution\" phase and the connection strength of the \"exploration-resolution\" phase are higher than those of the control group. （2） Variations in cognitive presence are observed across experimental subgroups，specifically nanifested in the connection strengths of \"triggering event-solution\" phase，\"exploration-solution\" phase and \"integration-solution\" phase. （3） Shared metacognition is the key to the development of cognitive presence in GAI-supported online collaborative knowledge construction. The high shared metacognition group demostrates a higher connection strength in \"exploration-solution\" phase than the medium and low shared metacognition groups， while both high and medium shared metacognition groups have a higher connection strength in \"integration—resolution\" phase than the low shared metacognition group.（4） Thereare significant diffrences in the developmental trajectories of cognitive presence between different shared metacognition groups： the high -level group mainly operate in the integration and solution phases; the medium-level group primarily engage in the exploration phase; and the low-level group frequently triggers new problems and struggle to transition from integration to solution.

[KeyWords] Cognitive Presence; Generative Artificial Intelligence; Cognitive Network Analysis; Lag Sequential Analysis