以知識體系樹為主軸的網絡教學平臺的構建

倪俊杰

【摘 要】隨著互聯網技術的快速發展，以及慕課、微課、翻轉課堂的大規模涌現，在線教育開始蓬勃發展。因此，一種適合當今教學應用的網絡教學平臺是大多數教育工作者的迫切需求。本文總結了傳統網絡教學平臺的特點，對比多個應用平臺，結合當今在線教育學習的需求，從課程、教學資源、習題、學情分析等角度介紹了如何建立以知識體系樹為主軸的網絡教學平臺。

【關鍵詞】知識體系;課程;網絡;教學平臺

【中圖分類號】G434 ?【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2015）03-0073-04

網絡教學平臺較早地用于高等院校以及相關遠程教育機構，如Moodle平臺（中文名“魔燈”）、BB平臺（Black Board，最早由美國康奈爾大學計算機系的教師研發）、Edmodo平臺、天空教室等。這些平臺在我們的教育教學中發揮了巨大的作用。隨著互聯網技術的快速發展，以及慕課、微課、翻轉課堂的大規模涌現，越來越多中小學學生也加入到了在線學習的行列。同樣地，資本市場也瞄準了在線教育的大蛋糕，各種形式的學習產品如潮水般涌來。如梯子網、微課網、學堂在線、朗朗課堂等。

相比高校學生而言，以95后為主的中小學生已經有較強的互聯網應用經驗。他們思維迥異，追求個性化的體驗。但是他們也容易被外在事物干擾，注意力不夠持久。因此，傳統的網絡教學平臺已經無法滿足基礎教育階段學生的需求。FLN（翻轉學習網絡）于2014年3月12日提出了翻轉學習的四大支柱，其中排在前兩位的是靈活的教學環境和學習文化。可見，網絡教學平臺的文化構建比授課教師、課程內容更加重要。

作為一線教師，筆者參與了梯子網和朗朗課堂平臺的設計。梯子網是由世紀佳緣創始人龔海燕創辦的，專為中小學提供優質資源，2013年一經推出就名噪一時。只可惜由于運營方面的問題，梯子網目前處于停滯狀態。朗朗課堂是浙江電信·公眾信息產業有限公司創辦的網絡學習平臺，集在線直播、網絡課程、教學資源庫等功能于一身。筆者將以這兩個平臺為藍本，介紹如何從知識體系的角度，構建更加適合當今在線學習需求的網絡教學平臺。

知識體系樹的概念

知識管理被認為是當今社會人類必備的一項技能，而知識體系樹（或稱為知識地圖）為知識管理提供了一種界面機制，它可以基于樹的瀏覽方式進行網絡信息檢索與利用。近年來，知識管理越來越被人們重視，一些思維導圖制作的軟件也被頻繁應用。從國內幾項微課資源評比的賽事要求來看，2013年以前只需要提交微課視頻、課件、習題等資源，而2013年后的賽事則在原來的基礎上要求參賽者提供思維導圖（課程知識結構圖）和學習任務單。這是從“以教師授課為主”向“以學生自學為主”的重大轉變。只可惜這些知識結構圖僅是以靜態圖像的方式展現，不是動態的，沒有成為聯系各門課程資源的紐帶。

靈活的知識體系樹（知識地圖）應該成為網絡教學平臺的核心框架，盤活平臺上的所有資源，供教師和學生方便、快速地瀏覽和互動。

以知識體系樹為主軸的網絡教學平臺

傳統的網絡教學平臺大致分為三種類型：點播式教學平臺、交互式教學平臺、社會化教學平臺。其中點播式教學平臺是教學資源的集合中心，主要是實現了教學資源的快速呈現，學生可以實現隨時隨地點擊教學資源（教案、課件、視頻等）。一般最早期的網絡教學平臺都是點播式。交互式教學平臺主要為提高師生之間的互動，利用師生問答、網上會議、BBS、聊天等功能實現教學互動體驗。社會化教學平臺主要強調社會資源的高效聚合，利用智能搜索、RSS聚合、Wiki等方式建立個性化的學習網絡。這三種網絡教學平臺各有側重點，突破了教室授課的限制，為實現遠程、多元、自由開放的教學發揮了重要的作用。但由于認識角度的不同，傳統的網絡教學平臺也凸顯了少許弊端。從課程的角度來看，課程資源的分布相對零散，呈碎片化、分離化狀態;從教師的角度來看，教師一般按照預先設計好的教學安排上傳相關資源。這種看似完整的課程內容其實是片面的，學生只能通過“點擊課程，跟著教師”的方式獲取知識。從學生的角度來看，由于學生處于不同的網絡終端，不能實時、直觀地了解到所有知識點的學習情況;從學情分析角度來看，隨堂作業和相關測試缺乏系統的、可視化的成果呈現，教師和學生都不能準確掌握學生的學習效果。

綜上所述，本人提出以知識體系樹為主軸的網絡教學平臺結構方案。教師在上傳資源之前，先歸納課程的知識點，再上傳教學平臺，通過網絡技術形成一棵可視化的知識體系樹。同時，教學平臺上的課件、教案、視頻、習題、測試等都圍繞本課程的知識體系樹構建。圖1是以本人承建的一門浙江省微課程的課程內容為來源所創建的知識體系樹。其中蘋果代表課程安排，梨子代表教學資源，橙子代表習題作業，這種呈現方式更加直觀。

圖1《常用算法思想及其程序實現》課程知識體系樹

網絡教學平臺的定位在于營造網絡教學的整體環境，以知識體系樹為主軸的網絡教學平臺能夠為千千萬萬門網絡課程建造一片生機盎然的大森林。對于一門課程來說，就是一棵獨立生長的大樹，其課程內容、課件、習題等資源就是這棵大樹的枝丫綠葉。一個網絡教學平臺是一種社區化資源的整合體，不僅是課程內容，教學資源、習題作業、學情分析等內容都可以圍繞知識體系樹進行有組織的構建。

1. ?課程知識體系樹

一門課程的教學內容一般是經過嚴密論證的，課時與課時之間是相互傳承、相互銜接的關系。課程安排的知識體系樹是以課時為單位，以教學計劃安排為基礎，呈遞進化的方式連接起來的。課程知識體系樹是其他知識體系樹構建的依據。在朗朗課堂平臺中，是由學校的教研（備課）組長負責建立課程的知識體系樹。知識體系樹一旦確定，以后每次上傳新的課時內容都會鏈接到對應的知識體系樹上，相關教學資源也會隨著課時上傳。等全部課時上傳完畢，就會形成一棵豐富飽滿的課程知識體系樹。

課程知識體系樹能以量化直觀的方式反饋學生的學習情況，以顏色狀態表示學生的學習情況。紅色為初始狀態，綠色為完成狀態。學生的學習進度作為由紅變綠的依據。以一個班級40位學生為例，默認情況一節課時的顏色初始值為紅色RGB（255，0，0）。假設有10位學生完成了本節課的內容要求，即學情進度為25%。那么課時的狀態顏色則由紅轉綠RGB（255*（1-0.25），255*0.25，0），即顏色值為RGB（191，64，0）。等學生把全部課時都完成了，就可以看到一片生機盎然的綠色。如圖2所示，是一個課時的學生習進度從0%到100%的演變過程。

0%學習進度 ? ? ? ? 30%學習進度

60%學習進度 ? ? ? ? 100%學習進度

2. ?教學資源的知識體系樹

教學資源一般指教案、課件、微課、說明文檔、輔助文件等內容，是課程內容的具體呈現，也是學習者學習的主要載體。早期的網絡教學平臺中的教學資源一般都簡單地存放于網絡倉庫中，學習者只能通過搜索的方式查詢，效率相對偏低。教學資源應該是與課時緊密聯系的，其使用情況能夠直接體現課程的受用程度。教學資源的知識體系樹是根據課程知識體系樹建立的，一課時可以有多個教學資源，每一個教學資源都可以供學生直接在線瀏覽。梯子網的教學資源就是根據學科的知識體系樹進行構建的。學習者可以方便地根據知識體系進行查詢。而在朗朗課堂平臺中，還為每一個教學資源設計了更為專業的數據統計。如圖3所示，朗朗課堂平臺記錄了每一個資源的學生學習情況百分比，支持一鍵表揚、一鍵督學、下載開關等功能。

圖3 朗朗課堂中的課程教學資源

3. ?習題作業知識體系樹

不管是傳統課堂還是網絡課堂，教師都會布置配套作業來對學生的學習情況進行測試。很多網絡教學平臺也都具備布置作業、在線測試的功能。但不管線下的作業還是網絡的作業，都是教師預先設計的習題集合，對學生是人人均等、不能改變的。當學生完成了網絡教學平臺上布置的作業后，還想繼續針對本節課進行專項練習就無法實現了。這時，學生只能到題庫中搜索相關習題來訓練，這種個性化、定制化的學習需求對傳統的平臺來說是無法實現的，而建立習題作業的知識體系樹后就可以有效解決上述問題。習題作業的知識體系樹以知識點為單位，在編輯題目的時候，除了要設置題型、題目內容、答案等基本屬性外，還有知識點目錄、難易程度、使用次數、答題效率等屬性。每一道題目都屬于習題知識體系樹的某一個節點，題目的數量越來越多，達到一定數量就可以實現題庫的大數據應用了。

在建立好課程知識體系樹之后，教師可以根據知識點從習題庫中預先挑選10道不同難度的題目作為隨堂練習。若學生全部答對10道題，則說明已經基本掌握該知識點。當學生只答對6題及以下題目時，則說明學生未能通過該課時的測試。系統會根據知識點體系（圖4），按照難易程度5：3：2（簡單5，中等3，較難2）的比例，從習題庫中再隨機抽選新的10道題目供學生自主練習。如此往復，直到學生通過本課時的測試。平臺會記錄每一位學生的答題情況，集中反饋到學情樣表中，供教師直觀地查看學生的學習狀態。教師（或助教）還可以根據反饋的情況進行在線個別輔導，不落下一位學生。

圖4 朗朗課堂和梯子網中的題庫知識樹

4. ?學情分析知識體系樹

網絡教學平臺不僅對教師的素養、教學資源的質量要求比較高，還要求學生具備良好的毅力和積極性。授課的教師名氣再大，課程做得再好，但是如果沒有學生來學習，沒有學生看課程內容、做課程作業，一切都是徒勞的。網絡教學平臺雖然突破了教師的束縛，可以實現隨時隨地學習，但同時學生也變得更加自由，失去了學校的管理、教師的督促，他們有可能會喪失學習的積極性。畢竟每一個網絡教學的終端是一臺冰冷的電腦，沒有教室內活躍而富有朝氣的課堂氛圍，學生往往會對網絡課堂淺嘗輒止。

為此，筆者提出建立以學情分析為內容的知識體系樹。學情分析知識體系樹采用積分的形式，從活躍度、自覺性、成就感三個維度進行統計衡量（圖5）。學情分析知識體系樹既面向教師也服務于學生，而且是反向聯通的。教師可以查看自己班級每一位學生的學習狀況，也可以查看其他老師班級的進度。學生不僅可以看到自身的學習效果，也可以查看同學的學習進度。這種“相對透明”的方式是為了在網絡學習中營造相互促進、相互學習的濃厚學習氛圍，建立一種比傳統課堂的教學管理和教學評價更加靈活、更加細致的機制。在學期中段、期末的時候，教師可以對表現較好的學生予以表揚，曬出他們的學情分析知識體系樹。對表現較差的學生予以督促或個別輔導，以期產生更好的表現。

圖5 學情分析知識體系樹的結構及效果圖

知識體系樹網絡教學平臺的應用前景

浙江電信智慧校園運營中心經理、高級工程師唐浩先生認為，“朗朗課堂區別于其他平臺的最顯著特征是強調自主學習環境下的師生互動，而知識體系樹將成為教育大數據分析的基礎之一。當學生看著自己的一棵棵小樹苗慢慢成長，是非常有成就感的?！惫P者也認為，知識體系樹將成為新型網絡教學平臺的靈魂，一棵棵知識體系樹盤活了平臺上的各個節點，讓冰冷的網絡學習更加具有生命力。清華大學的于歆杰教授就把知識體系的運用發揮到了極致。于教授在學堂在線開設了一門《電路原理》的慕課。該課程共分為14講，所有內容以概念、建模、求解和應用為依據被劃分成了90個知識點。然后根據知識點的先后關系，編制成了一張課程知識體系網絡圖（知識體系樹），這些知識點不是簡單的串行關系，有些還是并行的，學習者可以根據需要查看到學習某一個知識點所需的學習路徑，這就實現了定制化的按需學習。

在線教育的未來是基于算法設計、大數據、知識體系的。教育的本質是服務，而平臺的本質是社交，網絡教學平臺不應成為知識的超市，而是能夠為每一位學習者提供量身定做的學習路徑，讓學生的自主學習不僅成為一種能力，更是一種習慣。

（作者單位：浙江桐鄉市鳳鳴高級中學）