基于知識地圖的小學數學微課知識管理研究

胥果（西華師范大學實驗中心，四川南充 637000）

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基于知識地圖的小學數學微課知識管理研究

胥果
（西華師范大學實驗中心，四川南充 637000）

微課作為一種新的教學資源形式，發展非常迅速，相關微課網站制作了大量的微課視頻供學習者使用。但微課資源數量太多，學習者不能通過傳統導航方式快速準確找到資源，對微課怎樣進行導航成為了難題。文章引入知識地圖工具來管理微課資源。通過構建微課資源管理知識地圖模型，繪制了小學數學微課知識地圖，為學習者提供更多樣化的選擇，促進微課的進一步發展。

知識地圖；微課；小學數學

一、引言

隨著信息技術飛速發展，新時期、新環境下傳統教育方式、學習方式與個性化、多元化的學習需求之間的矛盾不斷加劇。微課以其“短、小、精、趣”的特征適應了信息化時代的需求，適應現在個別化學習、碎片化學習、移動學習的發展趨勢，得到了迅速發展。［1］

微課的核心是將針對某個知識點開展教與學活動的各方面資源進行有機整合，10分鐘以內的課堂教學視頻與教學主題相關的教學設計、課件、練習結合，以一定的結構關系和呈現方式共同組成微型視頻課程。微視頻課程是按照新課程標準及教學實踐要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環節開展教學活動的各種教學資源有機的組合。［2］微課是對以前的視頻課程的一個有益補充，其特點有：①主題突出，指向明確，圍繞某個學科知識點而展開；②資源多樣，統合了教學設計、教學素材和課件、評價等多種資源；③短小精悍，使用非常方便，符合中小學生的認知特點；④半結構化，非常易于擴充。［2］微課的這些特點使它能夠讓學習者按個人需求選擇不同的微視頻學習，可以讓學習者更具針對性的學習。

2013年，教育部全國高校教師網絡培訓中心主辦了全國高校微課比賽，教育信息管理中心主辦了中國微課大賽，大力推動了微課的發展。在相關部門的努力下，微課在全國范圍內迅速推廣開來。隨著用戶對微課的認可度越來越高，國內也出現了中小學微課程、微課網、微課慕課等眾多專門的微課網站，這些網站的微課程制作都相當精美，吸引了大量用戶使用。

筆者對現有微課網站進行對比分析，以了解微課資源的使用情況。經過初步研究發現，資源建設過程中只注重資源的建設，而忽視了資源管理。微課視頻資源是基于一個個知識點開發的，必然會導致一門課程包含數以百計的微課視頻，而這些視頻在網站上以何種方式呈現就成為了一個問題。部分網站所有的微課視頻資源都在同一個欄目下面，查找資源非常困難。相對好點的，按照年級進行分類，以順序方式呈現。但按照認知風格理論，學習者不僅有序列型還有整體型認知風格。對于整體型認知風格學習者來說，小學數學一門課程就有數以百計的知識點，這些知識點之間沒有相應的聯系，他們難以建立自己的知識結構體系。按照現有的序列展現的方式呈現微課視頻，不能完全滿足使用者的需求。因此筆者引入了知識管理領域的知識地圖工具對微課資源進行管理。

二、知識地圖

隨著計算機信息技術發展，信息與知識呈指數級增長狀態，學術及企業界對知識管理投入了越來越多的關注目光。知識管理的概念是由管理學大師彼得·德魯克（Peter F.Drucker）提出的，他在《知識社會的興起》一書中指出，“100多年來，人類經歷過三次革命，即工業革命、生產力革命和管理革命，這三次革命都是由知識意義的根本轉變驅動的。”［3］知識管理工具可分為三類：生成、編碼和轉移工具，其中知識編碼工具包含知識倉庫和知識地圖。知識地圖起源于地理上的地圖，美國捷運公司開發了最早的知識地圖。不過它本質上是一張附有信息的地理地圖，與普通地圖相比上面充滿了知識資源，附有帶索引的表格和文件，還有信息資源管理和分布圖，［4］這是知識地圖的早期形式。

知識地圖的概念最早是由布魯克斯 （B.C.Brooks）提出的：“人類客觀知識的知識結構可以繪制成以各個知識單元概念為節點的學科‘認識地圖’，通過對文獻中的邏輯進行分析，找到人們創造與思想的相互影響及聯系的結合點，從而為用戶提供知識之間關系的一種知識組織的理想狀態”。布魯克斯認為知識地圖利用知識的網絡來解釋知識變化的過程，促進知識的理想變化［5］。廣義的知識地圖認為韋恩圖、思維導圖、概念圖、認知地圖、層次樹、同心圓、流程圖、蜘蛛網圖、決策樹、時間線、甘特圖、價值圖以及各種視覺隱喻技術等均是映射知識的可視化工具，是知識地圖的不同形式［6］。

不同學者依據不同的劃分依據對知識地圖進行了不同的分類：Anderson1998年依據知識形態將知識地圖劃分為靜態知識地圖和動態知識地圖［7］；Logan和Caldwell2000年依據對象將知識地圖劃分為概念型知識地圖、流程型知識地圖、能力型知識地圖［8］；Eppler2001年依據功能將知識地圖劃分為知識資源地圖、知識資產地圖、知識結構地圖、知識應用地圖、知識開發地圖［9］。

本文嘗試將知識地圖引入小學數學微課建設，對微課資源進行管理，以知識地圖的形式呈現給學習者。從知識形態來講是靜態知識地圖，小學數學的知識不是動態變化的。從對象來說是概念型知識地圖，針對的都是小學數學的一個個知識點，都是概念而不是生產流程或員工能力類型。從功能上來講，本文想要建立的是小學數學知識關系地圖，當然也指向知識資源。

數學這門學科具有層次結構，根據數學知識的心理表征，我們可以通過知識地圖來組織數學知識。數學是一顆有著樹根、樹干和樹枝，樹枝按照分學科進行標記，隨著時間成長的樹。知識地圖的結構也可以是一棵樹，中間的樹干展示主題，主題之間的線條就像樹枝一樣把子主題聯結起來。出于大樹要從根部開始生長的考慮，本文選擇小學階段的數學，這樣能夠更好的描述知識之間的關系。

三、微課知識地圖模型

完整的微課包含有微課視頻、微課課件、案例資源、演示練習以及討論區等五方面內容，每一節微課都包含有以上幾方面內容。因此，繪制的知識地圖上的每一個知識節點可以鏈接唯一對應的一節微課，兩者是一一對應關系。因此建立了如圖1所示的小學數學微課知識地圖結構模型。

小學數學微課知識地圖結構模型分為圖表層、描述層和資源層三個層次。在圖表層建立知識地圖，知識地圖由知識節點和知識關系構成，每一個知識節點都對應一個小學數學知識點，而知識關系表示了小學數學知識點之間的關系。描述層主要是對知識節點上所包含的小學數學知識的描述，可以對知識節點內容做一些概述。資源層則包含知識節點所對應的一節微課內容，其中有微課視頻、微課課件、案例資源、演示練習及討論區。

圖1　小學數學微課知識地圖結構模型

資源層所包含的小學數學微課視頻、微課課件、案例資源、演示和討論區的建設不在本文的研究范圍，本文主要建立圖表層的知識地圖，然后通過知識節點鏈接指向相關的微課資源。

四、小學數學知識地圖的構建

1.小學數學知識的識別與組織

本文以人教版小學數學為研究對象進行分析。在該版小學數學教材的各個年級中，安排了四個方面的課程內容：“數與代數”，“空間與圖形”，“統計與概率”，“綜合與實踐”。整個小學數學階段，六個年級一共有258個知識點，不同年級的知識點用顏色區分，不同類型的知識點可以用形狀區分。

2.建立知識關系

本文采用知識地圖的其中一種工具概念圖來制作。Joseph D.Novak于1970年代在康奈爾大學研發出概念圖繪制技巧，當時，Novak將這種技巧應用于科學教學上作為一種增進理解的教學技術。Novak的設計是基于大維·奧蘇伯爾的同化理論。奧蘇伯爾根據建構式學習的觀點，強調先前知識是學習新知識的基礎框架，并有不可取代的重要性。Novak在著作《習得學習》中指出：“有意義的學習，涉及將新概念與命題同化于既有的認知架構中。”

知識地圖中的思維導圖通常只注重描繪階層的樹狀架構的關系，概念圖則可以突出概念節點和關系線。因此在繪制小學數學知識地圖時，考慮到數學知識節點之間關系的復雜性，必須要采用概念圖來繪制。用于繪制概念圖的軟件很多，如IHMC Cmap Tools、The Brain、易思認知助手、Inspiration。這幾種軟件各有千秋，易思認知對中文的支持很好，但多年未更新不是很好用，The Brain更適合于數據量超大的時候，最后在比較IHMC Cmap Tools和Inspiration后，因不需要使用IHMC Cmap Tools提供的關系說明模式，決定采用易用性更好的Inspiration。啟動Inspiration即可打開一個新窗口，默認形式為無標題的圖表。利用Inspiration創建知識點之間的關系，如圖2所示。

圖2　知識地圖關系建立示意圖

3.知識地圖展現

下面在基于筆者對于小學數學知識內部邏輯關系認知的基礎上，使用Inspiration繪制小學數學知識地圖。圖3是小學數學知識地圖的完整展現。

五、小學數學知識地圖功能實現

利用知識地圖將小學數學課程結構可視化地呈現，學習者可以快速了解課程知識結構，幫助學習者組織和記憶小學數學知識。小學數學各知識點相關內容都能夠透過知識地圖快速找到，這一導航作用將能夠有效的提高微課使用效率。小學數學知識關系地圖將整個小學數學知識都呈現在一張圖上，有利于學生通過一個知識點的學習理解相關知識點。知識地圖按照課程知識點之間的內在邏輯規律，建立了知識節點之間的關系，有助于學習者理解知識點內在的聯系規律，為學習者建立正確的知識結構體系，更好的促進學習。

知識地圖可視化的特性，可以作為知識評估工具，評估個人所掌握知識，幫助教師診斷學習者的學習情況。由于知識地圖將整個知識體系之間的關系描繪了出來，一旦學習者學習某個知識點出現了問題，通過知識地圖可以迅速找到學習者哪些前置知識點沒有掌握，導致現有知識點的學習出現了困難，從而可以讓教師有針對性的進行輔導。還可以利用知識地圖來指導知識的獲取，向學習者推薦下一步應該學習的知識點。

圖3　小學數學知識地圖

六、展望

知識地圖與Web技術相結合，用Web頁面將知識結構體系及各個知識點網絡圖用示意圖方法表示出來，用戶需要訪問哪個頁面時，可以直接選中示意圖上對應的節點［10］。由于示意圖的直觀性較好，其導航速度快、效果好，知識關系清晰明確，便于用戶了解相關知識、知識背景，并擴大檢索范圍。

傳統的教師很難也沒有那么多精力對每個學生的知識掌握情況都了解的一清二楚。知識地圖不僅僅能夠充當了解知識結構的工具，或者用來查看知識關聯性，還可以與學習歷史數據庫關聯起來。通過網絡學習平臺內的數據庫能夠記錄全體學生的整個學習歷史數據，把學習歷史數據庫里學生對知識節點的掌握情況，通過描述性語言或者信息提示，在知識地圖上每一個知識節點的描述情況展現出來。學習者或者教師透過圖上的信息，可以快速了解學習者對知識結構體系的掌握情況，并幫助教師和學習者有效解決教學和學習中的問題，知識地圖在實現這一設想的過程中將發揮有力作用。

［1］梁樂明，曹悄悄，張寶輝.微課程設計模式研究［J］.開放教育研究，2013（2）.

［2］胡鐵生.“微課”:區域教育信息資源發展的新趨勢［J］電化教育研究，2011，10.

［3］張潤彤，曹宗媛，朱曉敏.知識管理概論［M］.北京：首都經濟貿易大學出版社，2005:16.

［4］SalamanderOrganization.KnowledgeMapand Knowledge Management［M］.The salamander Organization Ltd，2002.

［5］蘇新寧等.組織的知識管理［M］北京：國防工業出版社，2004.

［6］李丹，張會平.知識地圖理論研究［J］.科技情報開發與經濟，2008（33）.

［7］American Productivity and Quality Center（APQC）and Arthur Anderson［DB/OL］.The Knowledge Management Assessment Tool.http://www.kwork.org/white% 20papers/KMAT-BOKDOV.pdf.2008-01-15.

［8］Logan D，Caldwell F.Knowledge Mapping:Five Key Dimensions to Consider［M］.Gartner Group，2000.

［9］Eppler M J.Making knowledge visible through intranet knowledge map:concept，elements，cases.USA: Proceedings of the 34th Hawaii international conference on system sciences［C］.2001.

［10］馬大川，馬越.知識地圖技術的發展趨勢及評價研究［J］.情報科學，2006（8）.

（編輯：魯利瑞）

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1673-8454（2016）08-0076-03