結合微課的KM教學法在計算機基礎教學的應用

張艷明， 桂忠艷， 孫堯

(黑龍江中醫藥大學 醫學信息工程學院， 哈爾濱 150040)

0 引言

計算機基礎課程作為高等院校非計算機專業本科生的一門公共基礎課，主要目的是培養學生計算機應用的能力以及在應用計算機過程中所形成的包括計算思維在內的科學思維意識，以滿足社會就業需要和創新創業人才培養的需要。計算機基礎課程內容涉及常用控件的使用、數據的基本類型、數據的輸入與輸出、程序控制結構、文件處理和圖形設計方法等，其理論性和應用性都很強。另外，由于課程學時不斷縮減，教師只能在有限的學時內講解大量的知識，學生往往感到知識錯綜復雜，似懂非懂，實際應用知識時感到無從下手。在此種形勢下，如何既能夠使學生牢固掌握知識點，又能夠從雜亂無序的知識中形成清晰的知識網絡，從而提升學習質量，是目前亟待解決的問題。

近年來，隨著互聯網、云計算和大數據等先進技術的飛速發展，微課教學逐步走進了大學課堂，極大地推動了計算機基礎課程教學的發展[1-2]。微課作為翻轉課堂的一個重要環節，以其“短、精、趣”的特點，吸引了學生注意力，提高了學生的學習興趣[3-4]。但微課往往是針對某一個典型知識點做細致講解，由此產生的“知識碎片化”打破了原有的知識體系，導致學生注意力的分散和思維的跳躍。而KM教學法可以有效地整合碎片化知識，促進學生在宏觀和微觀兩個方面構建完善清晰的知識體系，理清知識點之間的復雜聯系，培養學生的邏輯思維和計算思維能力，從而彌補微課教學的不足。本文從計算機基礎課程微課教學入手，將KM教學法與微課進行有機結合，充分發揮KM教學法和微課各自的優勢，旨在提升學習效果的同時，培養學生的邏輯思維能力和創新能力。

1 KM教學法與微課

微課是針對課程的某個知識點制作的以教學視頻為主的結構化數字資源，微課的核心是教學視頻，同時包括教學設計、演示文稿、教學反思、練習測試、教師點評和學生反饋等輔助性教學資源，從而營造了一個半結構化的、主題式的教學資源“小環境”。微課的每個視頻的時長一般控制在5至15分鐘，具有短小精悍、主題突出、不受時間空間限制、反饋及時、針對性強、易于開放共享等優點。微課的出現改變了傳統的以教師為中心的授課方式，真正實現了以學生為中心的教育理念，從而提高了學生學習的主觀能動性和學習興趣。微課可以實現任意時間任意地點的學習，但由此形成的“知識碎片化”和“時間碎片化”使得學生很難把零散的知識點組織起來[5]，難以把握某個知識點在整個課程知識體系的地位和作用，學生往往感到知識就像一盤散沙，無法理清知識點間的內在聯系，難以靈活地提取和應用所學知識。

KM教學法是由北京科技大學楊炳儒教授發明的，它把知識邏輯結構(Knowledge Logic Structure)和思維形式注記(Learning in Mind Form)相結合[6],在知識邏輯結構宏觀架構的基礎上融入微觀的針對概念、推理、算法、證明的思維形式注記，采用“抽點—連線—成網”三個教學步驟和“薄—厚—薄”教學法組織教學過程，以學生為主體，充分發揮教師的引導作用，使學生快速獲取知識，提升創新能力。從宏觀層面看，知識邏輯結構圖(簡稱K圖)主要用來描述知識的整體邏輯架構，使學生從宏觀上了解知識的全貌，理清各章節之間的內在聯系。從微觀層面看，思維形式注記圖(簡稱M圖)主要用來描述每一節中的概念、推理、算法、證明等知識點間的內在聯系，是逐步求精的過程。在KM教學法中，K圖和M圖并非毫無關聯的單張存在，而是構成一種立體的“塔式分層遞階結構”，與現有知識結構的“平面化”形成鮮明的對照。學生在KM教學法的引導下，既可以對知識的全貌有一個整體的認識，也可以理清知識點之間內在的細微聯系，實現“牽一發而動全身”的教學效果，便于知識的理解和運用。

在計算機基礎課程教學中，可以把KM教學法和微課進行有機結合，充分發揮KM教學法和微課各自的優勢，取長補短。微課主要是針對某一知識點進行詳細地講解，往往會導致知識的孤立、零散、缺乏系統性，學生頭腦中很難形成清晰的知識結構，而KM教學法以教學目標為中心，可以以圖文并茂的方式展現知識的整理架構體系和知識點間的內在聯系，可以有效整合碎片化知識，從而彌補微課教學的不足。將KM教學法與微課進行有機結合，既可以在知識細節上通過微課進行剖析，又可以利用KM教學法彌補微課的淺閱讀和碎片化的不足，從而提高學生的學習效率，獲得最優的學習效果，提升學生的創新能力。

2 KM教學法結合微課在計算機基礎教學的實施

2.1 KM圖的開發

在碎片化學習視域下，要在計算機基礎課程中將KM教學法與微課教學結合起來，首先要進行KM圖的開發。在教學大綱的指導下，以《Visual Basic程序設計教程》(第2版)(中國中醫藥出版社)為理論參考教材，經過“抽點—連線—成網”的教學流程，分析各章節和各個知識點之間的內在聯系，繪制出計算機基礎課程所有章節的KM圖。

抽點：對計算機基礎課程逐節、逐章、逐篇的進行剖析，按照概念、推理、算法、證明等切分成若干個知識點，忽略次要的枝節性的內容，將核心知識點抽象出來。例如Visual Basic(簡稱VB)程序控制結構包括順序結構、選擇結構和循環結構。其中選擇結構又包括If語句選擇結構和Select Case語句選擇結構。再根據If語句的分類抽象出4個核心知識點：If…Then語句、If…Then…Else語句、If…Then…ElseIf語句和If語句嵌套格式。

連線：在抽象出來的核心知識點的基礎上，充分考慮各概念、推理、算法、證明等之間的內在聯系，由局部到整體、由簡單到復雜地將各個核心知識點串連起來，以線型、環型、層次型、星型、網型等結構形成“知識鏈”。例如VB與其它編程語言的相同之處是程序設計基礎部分，與其它編程語言的不同之處是面向對象部分，VB算法的核心是程序控制結構，各部分之間通過網型結構進行連接。

成網：在知識鏈不斷豐富的基礎上，根據計算機基礎知識的整體架構，沿多層次多角度不斷進行延伸，由抽象到具體，充分考慮知識在橫向和縱向間的聯系，形成計算機基礎知識的塔式分層遞階結構。計算機基礎課程頂層知識邏輯結構圖如圖1所示。

圖1 計算機基礎課程頂層知識邏輯結構圖

頂層圖中的“選擇結構”連接了第二層圖的“If語句選擇結構”和“Select Case語句選擇結構”，其中“If語句選擇結構”又連接了第三層圖的“If…Then語句”、“If…Then…Else語句”、“If…Then…ElseIf語句”和“If語句嵌套格式”，其中“If…Then…ElseIf語句”又連接了第四層圖“If…Then…ElseIf選擇結構思維形式注記圖”，如圖2所示。

圖2 If…Then…ElseIf選擇結構思維形式注記圖

2.2 KM教學法結合微課教學實施

在KM圖繪制完成之后，根據KM教學法“薄—厚—薄”的教學思想，在課前、課中和課后三個階段把KM教學法和計算機基礎課程微課教學相結合，以學生為中心，以教師為主導，充分發揮KM教學法和微課的優勢，使學生既能夠在頭腦中有一個清晰的知識網絡，把握課程重點和難點，又能夠牢固掌握核心知識點的含義和使用方法，提高學生的學習興趣和自主學習能力。

課前階段：包括教師教學設計和學生預習。教師首先根據學生上節課的作業、課堂表現、反饋評價等信息進行學情分析，然后結合課程教學目標設計教學內容和制作微課。在微課講解課程內容之前，首先給出計算機基礎課程的塔式分層遞階結構的頂層圖或本章的知識邏輯結構圖，使學生了解計算機基礎知識的整體脈絡，認識到本節課的教學地位和作用，這是KM教學法的第一個“薄”。學生根據微課內容進行課前預習，充分利用微視頻、音頻、文本等教學資源，牢固掌握核心知識點，并把不懂的知識記錄下來，以便在課堂上與教師和同學進行討論，學有余力的學生也可自行查閱相關文獻資料，并結合文獻進行深入思考。

課中階段：在課堂上教師在KM圖整體架構的基礎上展開擴充，在思維形式注記圖的引導下利用微課進行詳細講解，這是KM教學法的“厚”。以每節課50 min的計算機基礎課程為例，首先進行課程導入(5～10 min)，教師明確本節課教學目標和教學任務，提出問題。然后學生進行微課學習(10 min)，掌握每個核心知識點的含義和使用方法。教師根據知識點的思維形式注記圖詳細講解各知識點間的內在聯系(10～15 min)，突出課程重點和難點，使學生能夠整合碎片化知識，在頭腦中形成知識網絡。然后以課堂討論或是課堂測驗的方式檢驗學生的學習效果(10 min)，最后學生對存有疑惑的知識進行提問，教師利用KM圖進行總結(10 min)，使學生能夠融會貫通和靈活運用所學知識。

課后階段：要求學生親手繪制本節課的KM圖，充分考慮知識點之間的復雜聯系，引導學生從復雜的載體中總結出自己的知識體系，這是KM教學法的第二個“薄”，實現把一本書讀成一張紙的教學效果。學生可以利用微課平臺再次復習鞏固所學知識，并在平臺上進行在線測驗和課下討論，教師可根據學生測驗和反饋的結果進行下節課的學情分析，調整下節課微課內容和教學方式，以期獲得最優的學習效果。

3 KM教學法結合微課在教學應用中的綜合評價

為了評價KM教學法結合微課的教學模式在計算機基礎課程教學中的應用效果，本研究以黑龍江中醫藥大學中西醫臨床醫學專業的本科生為研究對象 采用對比實驗的方式，首先選取120名學生，按照平時測試成績將學生平均分成兩部分：實驗班和對照班，每班各60名學生。實驗班采用KM教學法和微課相結合的教學模式，對照班采用傳統授課模式。在教學實踐過程中，采取成績考核、問卷調查、課堂表現記錄、學生訪談、學生自評、教師評價等多種方式對學生的學習狀態和學習效果進行記錄，以保證實驗結果的可靠性和完整性。

教學實踐完成后，通過對學生的理論成績和計算機上機實驗成績進行綜合測評，得出實驗班學生平均成績為96分，對照班學生平均成績為78分，實驗班學生成績要明顯高于對照班學生。問卷調查結果顯示，學生對KM教學法結合微課的教學模式持肯定的態度，95%的學生認為此教學模式有助于提高學習效率，有利于培養學生知識梳理和總結歸納的能力，學生對課程的重難點也掌握地更加牢固，思路更加清晰。通過課堂表現可以看出，實驗班學生課堂積極性更好，編程實踐能力更強，愿意主動參與到師生互動中，形成了輕松愉快的課堂氛圍。KM教學法結合微課的教學模式可以幫助學生更好地理解和記憶知識，讓學生耳目一新，提高了學生的學習興趣，使學生不知不覺在頭腦中形成了知識的“全景圖”，提高了學生的邏輯思維能力和創新能力。

3 總結

本文針對計算機基礎課程存在的課程內容多而復雜、學習時間有限的教學矛盾，提出將KM教學法與微課教學相結合的教學模式，并應用到課程教學實踐中。該教學模式既能發揮微課解析課程重難點的優勢，又能發揮KM教學法整合碎片化知識、理清知識脈絡的長處，二者融會貫通、取長補短，有效地提高了學生學習效率，提升了學生自學能力和創新思維能力。但是KM教學法結合微課的教學模式實踐不是一次性的，而是一次持續性的、長期的改革，同時這也對教師的職業能力提出了更高的要求，掌握現代化教學技術，轉變固化的教學思維，提升教師的職業能力是KM教學法結合微課的教學模式順利實施的關鍵。