知識建模技術在教學內容分析中的應用

【摘要】知識建模技術是教學設計過程中針對學習內容分析的新技術，有著嚴格的操作規范。文章對知識建模概念進行了介紹，并詳細介紹了知識建模的過程，通過對知識建模案例分析，得出知識建模技術應用于教學內容分析的優勢及不足，指出其應用的前景。

【關鍵詞】知識建模 知識網絡圖 內容分析

【項目基金】該論文為廊坊市教育科學“十二五”規劃課題研究成果，課題名稱《基于技術視角的信息技術課程教學設計與研究》，課題編號為112176。

【中圖分類號】G632【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089（2012）11-0246-01

一、引言

學習內容分析是任何一種教學設計模式中都不可缺少的一個環節，如何進行學習內容的分析，不同的教學人員有著不同的方法。老教師可以借助于自身豐富的教學經驗，而新教師則需要熟讀教材和參考資料，但無論是哪種方法，都是憑借教師自身的感性去分析教學內容，在技術上并無支持，所以學習內容分析的往往不全面、不透徹、條理層次都不清晰，體現在后續的教學過程中往往會出現很多不良的連鎖反應。這些都表明在實用的教學設計過程中，急需一種規范的合理的技術來支持學習內容的分析，而知識建模技術就可以擔當這個重任。

二、對知識建模概念的理解

知識建模技術是“是一種內容分析技術，其實質操作就是按照一定的規范繪制知識點網絡圖。”[1]這種技術是以學習活動為中心的教學設計模式的結構化分析階段的技術支持，為知識內容分析提供嚴謹的操作規范。知識網絡圖不僅可以幫助教師正確安排學習內容的次序，也是教學設計后期活動任務設計的重要依據。

三、知識建模案例及分析

知識建模是在仔細閱讀已完成的初步設計、現有教學資料，對教學內容所包含的知識點進行建模。知識建模的核心操作是正確提取該部分教學內容中的知識點，然后將這些知識點之間的隸屬關系標明，用不同的符號表示，最終生成知識建模圖。這張圖是活動任務的設計依據。

知識建模步驟：

第一、閱讀指定教材以及相關材料，鑒別出相關知識點，并將它們正確歸類，將這些知識點作為獨立的結點畫出來。知識點類型是知識建模的最基本要素，必須最先確定。通過對相關內容已有知識分類的分析和研究，結合教學的實際需要，我們將信息技術學科中的知識點類型劃分為：符號和名稱（SM）、概念（CN）、原理和公式（PF）、實施范例（FC）、過程步驟（PS）和認知策略（CS）。

以“EXCEL公式應用”為例：該節內容包括公式的概念及組成、輸入公式、復制公式三大知識點，公式的概念知識點又包含：運算符、等號、運算項、運算順序，運算符又包含算術運算符、文字運算符、比較運算符和引用運算符，運算項又包含常量、函數和單元格引用，這些知識點中單元格引用屬于過程（PS），運算順序歸類于原理（PF），其余均屬于概念（CN），為了便于應用，又引入成績單計算這個事實范例（FC）。使用同樣的方法將輸入公式和公式復制這兩個知識點進一步細分，又可以鑒別出一系列知識點，然后根據各自特點將其劃分為不同的類別。在最基本的類別劃分之后，按照規定的符號，畫出獨立節點。部分節點圖如下表所示：

第二、根據知識的語義，按照知識建模規范，在知識點之間畫出特定的弧（帶箭頭的邊），確定各個知識點之間的關系類型。根據已有研究，各知識點之間的關系類型大致可以定為六種：上下位關系（是一種、組成）、同位關系（相似、相反、等價、并列及其它）、包含關系（包含、內容包含、結論包含<定義公式>、條件包含、步驟包含）、前提關系、具有屬性關系、派生關系。

首先根據知識建模規范[2]確定知識點公式（CN）與輸入公式（PS）、公式復制（PS）之間為包含關系，其次公式（CN）與運算符（CN）、等號（CN）、運算項（CN）為組成關系，等號（CN）與“=”（SM）為代表關系，公式（CN）與運算順序（PF）為具有特征的關系，輸入公式（PS）與輸入運算項（PS）為步驟包含關系。

確定各個知識點之間的關系后，分別用帶箭頭的連接，調整各知識點之間的布局結構，使其更加美觀易讀。如圖所示。

第三、檢查知識建模圖的完備性和合理性。對照學習目標和教學內容，仔細檢查知識建模圖中作為獨立節點存在的各知識點是否有遺漏，知識點的歸類是否合理等。

在分析教學內容知識點的過程中，通常會有一些知識點會被遺漏，如“=”，在后續的步驟中，發現有些知識點的連結缺乏連貫性，這也說明以前僅憑經驗備課的過程中我們不可避免的會出現這樣的疏漏，這就造成了知識鏈的斷裂，從而在不自知的情況下引起學生接受知識的困難等不良反應。

確定知識點之間的關系也要慎重對待，要仔細對照知識建模規范，確定知識點的關系。

四、小結

在知識建模的過程中，通過繪制知識網絡圖，可以對所授內容的知識結構更加清晰，各知識點之間的關系更加明確，也就更有利于設計后期各學習任務的生成。清晰的知識結構不僅有助于教師為學生呈現完整的知識體系、提高學生的學習興趣、加深學生對知識的理解與記憶及技能的提高，而且有助于教師自己抓住關鍵、分清主次、突出重點、控制教學過程。知識建模技術作為一種輔助教師進行教學設計的新技術支持，會進一步促進教學設計理論向著更高層次發展，增強教師教學設計過程的理性，提高教師的專業化水平。

但是，知識建模的過程是一個復雜的過程，它有著嚴格的、詳細的操作規范，在知識建模過程中無論是老教師還是新教師，都要嚴格的遵循這些操作規范。相對于傳統的教學設計過程中對于學習內容的泛泛的分析而言，這種新的內容分析方法工作量大，任務繁重，勢必會引起一些教師厭煩的情緒，這是需要大家去盡量克服的。

參考文獻：

[1]楊開城.教學設計—一種技術學的視角[M].北京：電子工業出版社.2010：200.

[2]楊開城.教學設計—一種技術學的視角[M].北京：電子工業出版社，2010：63-66.