基于知識地圖的課程學(xué)習(xí)平臺構(gòu)建與實施

摘要：知識地圖作為一種新的知識導(dǎo)航系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)清晰、檢索方便、知識點間聯(lián)系緊密等優(yōu)點。文章提出將知識地圖應(yīng)用于本科教學(xué)，分析并針對知識地圖和現(xiàn)有學(xué)習(xí)平臺的現(xiàn)狀和特點，以游戲?qū)W習(xí)為理念構(gòu)建基于知識地圖的課程學(xué)習(xí)平臺并以計算機網(wǎng)絡(luò)課程為例，介紹該教學(xué)平臺的實施過程。

關(guān)鍵詞：本科教學(xué)；學(xué)習(xí)平臺；知識地圖；游戲?qū)W習(xí)

1.背景

知識地圖作為一種知識導(dǎo)航系統(tǒng)，可以顯示不同知識存儲之間的動態(tài)聯(lián)系。由于其結(jié)構(gòu)清晰、檢索方便和知識點間彼此聯(lián)系的特點，被廣泛應(yīng)用于知識管理、游戲攻關(guān)、啟發(fā)式教學(xué)等項目。目前在高校中應(yīng)用較為廣泛的一些教學(xué)方法，如基于問題學(xué)習(xí)（problem-based learning.PBL）、基于項目學(xué)習(xí)（proiect-based learning，PBL）、基于案例學(xué)習(xí)（case based learning。CBL）、基于競賽理念教學(xué)等，共同點都是引導(dǎo)學(xué)生，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生有效學(xué)習(xí)，更好地掌握相關(guān)知識。將知識地圖應(yīng)用于本科教學(xué)，以游戲?qū)W習(xí)的理念構(gòu)建基于知識地圖的課程平臺，組織學(xué)生以游戲攻關(guān)的模式，逐個攻克知識點，以碎片化的形式最終掌握全部學(xué)習(xí)內(nèi)容，能取得較好的效果。以計算機網(wǎng)絡(luò)為例，該課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及相關(guān)概念等。教學(xué)過程中反映出來的學(xué)科特點是理論抽象、知識點多，導(dǎo)致學(xué)生理解困難；而將其以碎片化知識點的形式呈現(xiàn)、以知識地圖的形式建立關(guān)聯(lián)并構(gòu)建基于游戲?qū)W習(xí)平臺后，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)效果有所改善。

2.相關(guān)工作

就學(xué)生自主學(xué)習(xí)的課程學(xué)習(xí)平臺而言，目前通常以網(wǎng)絡(luò)第二課堂、MOOC（massive open online course，大規(guī)模在線開放課程）課堂和基于移動設(shè)備的學(xué)習(xí)平臺最為常見。①網(wǎng)絡(luò)第二課堂活動目的是在訓(xùn)練學(xué)生基本技能的同時提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，以開放性平臺的形式提供豐富的資源，是第一課堂的補充和延續(xù)；有利于提高學(xué)生的政治素質(zhì)，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和交際能力。②MOOC是近年來開放教育領(lǐng)域出現(xiàn)的一種新課程模式，具有開放性、大規(guī)模、自組織、社會性等特點。MOOC整合多種社交網(wǎng)絡(luò)工具和多種形式的數(shù)學(xué)化資源，形成多元化的學(xué)習(xí)工具和豐富的課程資源；突破傳統(tǒng)課程時間、空間、人數(shù)的限制，能滿足大規(guī)模課程學(xué)習(xí)。③移動學(xué)習(xí)（M-learning）是一種在移動設(shè)備幫助下能夠在任何時間和地點發(fā)生的學(xué)習(xí)活動，它所使用的移動設(shè)備必須能夠有效地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并提供教師與學(xué)習(xí)者之間的雙向交流。

知識地圖（knowledge map）這一概念最早由英國情報學(xué)家布魯克斯提出，主要指人類的客觀知識，認(rèn)為人類的知識結(jié)構(gòu)可以繪制成以各個單元概念為節(jié)點的學(xué)科知識圖?？偟膩碚f，它是一種知識導(dǎo)航系統(tǒng)，顯示不同知識存儲之間的重要動態(tài)聯(lián)系。對學(xué)習(xí)者而言，知識地圖有助于知識的重復(fù)利用，發(fā)現(xiàn)孤立知識點并在它們之間建立聯(lián)系，促進知識共享。

當(dāng)前已有一些基于知識地圖的應(yīng)用工具，如應(yīng)用于教學(xué)資源導(dǎo)航的知識地圖模型、基于聚類可增量更新的知識地圖管理模型、基于知識地圖的學(xué)習(xí)內(nèi)容管理系統(tǒng)等。這些模型或系統(tǒng)的共同特點是知識結(jié)構(gòu)清晰，一目了然；檢索方便，節(jié)約學(xué)習(xí)者搜索時間；彼此聯(lián)系，方便思維遷移、舉一反三等。高校教學(xué)中，由于各門課程之間的思維方式和教學(xué)方法不同，相對寬泛的學(xué)習(xí)平臺（如上述3種）有時并不能完全滿足學(xué)習(xí)者的需要，而基于知識地圖的學(xué)習(xí)平臺由于其針對性強、知識點關(guān)聯(lián)等特點，剛好能彌補這一短板。

3.課程學(xué)習(xí)平臺的構(gòu)建與實施

3.1課程知識地圖的構(gòu)建

在知識地圖的構(gòu)建過程中，主要工作在于篩選、整理和錄入知識點，構(gòu)架起整個框架，然后根據(jù)知識點的特征和關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)計對應(yīng)的模塊。以計算機網(wǎng)絡(luò)為例，選取的典型知識點見表1。

其中，每個典型知識點下均設(shè)置幾個到十幾個不等的知識點群，游戲過關(guān)要求均以Flash形式預(yù)設(shè)正確和錯誤選項，學(xué)生執(zhí)行正確答案后才能呈現(xiàn)相應(yīng)結(jié)果。知識點7中的一個過關(guān)F游戲設(shè)計如圖1所示。

3.2學(xué)習(xí)平臺的實施

在學(xué)習(xí)平臺的實施過程中，教師要根據(jù)學(xué)生對知識點的掌握程度及時給出反饋，隨時調(diào)整游戲任務(wù)或形式；而學(xué)生需要按照自己的理解程度和學(xué)習(xí)進度選擇一個支系下的知識群進行學(xué)習(xí)。游戲闖關(guān)的模式使學(xué)習(xí)過程變得更有吸引力，有利于加深學(xué)習(xí)印象?；谥R地圖的學(xué)習(xí)平臺如圖2所示。

高校課程教學(xué)中的重、難點往往需要學(xué)生理解每個名詞的意思，理清概念之間的關(guān)聯(lián)。由于學(xué)生的知識基礎(chǔ)各不相同，對概念的理解、接受能力不同，因此在傳統(tǒng)教學(xué)中往往不能有針對性地實施教學(xué)，而使用基于知識地圖的課程學(xué)習(xí)平臺能較好地克服這一缺陷。此外，在傳統(tǒng)課堂上，知識地圖也可以作為一種輔助工具進行教學(xué)演示。Flash形式的過關(guān)動畫能較好地激發(fā)學(xué)生參與課堂互動的興趣。在自主學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過瀏覽知識地圖中的知識框架結(jié)構(gòu)，可以大致了解知識的層次結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)關(guān)系；從知識點間的聯(lián)系，學(xué)會舉一反三；在游戲形式的任務(wù)關(guān)卡中，以玩游戲的形式自我檢測知識的掌握程度。在課后鞏固或考前復(fù)習(xí)時，由于知識地圖有對掌握程度的記錄，因此學(xué)生可以減少重復(fù)勞動，提高復(fù)習(xí)效率，同時對知識點的鞏固也有積極作用。

3.3教學(xué)效果

經(jīng)過教學(xué)探索和改進，通過不斷完善教學(xué)方法和知識點設(shè)置，教學(xué)效果已從以下幾方面初步顯現(xiàn)。總體而言，學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)積極性提高，認(rèn)可度上升。

（1）教學(xué)資源充分利用，知識點得到整理和歸納。書本上的知識是平面的，知識點劃分較細(xì)、數(shù)量較多，即使有章節(jié)的分類，也仍使得檢索存在一定困難。學(xué)生通過學(xué)習(xí)平臺的可視化界面，能迅速地找到目標(biāo)及相關(guān)知識點。

（2）學(xué)習(xí)氛圍濃厚，學(xué)生興趣提高。新穎的教學(xué)平臺和獨特的任務(wù)過關(guān)形式，為學(xué)生提供了傳統(tǒng)課堂之外輕松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境，對于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力有重要的推動作用。另外，一個學(xué)習(xí)階段結(jié)束時的任務(wù)過關(guān)設(shè)計是一種對學(xué)習(xí)效果的測試，可以固化學(xué)生對知識點的掌握。

（3）學(xué)生成績提升。有學(xué)習(xí)平臺作為傳統(tǒng)教學(xué)的輔助，學(xué)生能夠通過平臺完成對新知識的預(yù)習(xí)、對困惑難點的求解和對已學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)。以實施后的期中考試成績?yōu)槔c往年成績對比，體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上的結(jié)果是不及格率降低，優(yōu)良率提高。對比成績曲線如圖3所示。

4.結(jié)語

構(gòu)建知識地圖的方法主要包括要素識別、結(jié)構(gòu)化展示和關(guān)聯(lián)分析。本科生知識地圖學(xué)習(xí)平臺的構(gòu)建，首先需要清楚了解課程主要知識單元，分清楚重、難點，形成可視化知識地圖，同時也要重視結(jié)構(gòu)在知識地圖的突出作用，促進知識點的梳理；強調(diào)各知識點之間的關(guān)聯(lián)，以實現(xiàn)每個知識點的最大化利用，帶來高效學(xué)習(xí)的效益。目前，知識地圖在測評系統(tǒng)中的應(yīng)用比較多，教師可以嘗試轉(zhuǎn)化思維，使之應(yīng)用在學(xué)生教學(xué)測評方面，以豐富的形式和多角度的呈現(xiàn)方式，制成一個實用的平臺供學(xué)生自主學(xué)習(xí)測評使用，如將所有知識的掌握程度按同一顏色色系的深淺程度展現(xiàn)，作為學(xué)習(xí)過程中自我審視檢測的指標(biāo)。此外，除了課程內(nèi)知識點的地圖構(gòu)建，還可以考慮課程問和課程群知識地圖平臺的構(gòu)建。