高考背景下歷史知識圖譜的構建與實踐研究

廖丹萍

[摘要]教學和考試是高中教學中相互促進的兩個方面，教學效果的評估需借助考試結果的反饋。為了準確反映教學效果，試題內容的設置非常重要。利用計算機科學和人工智能的新工具——知識圖譜，可以有效地進行試題內容的設置，從而更有效地進行教學效果的評估。

[關鍵詞]高中歷史;知識圖譜;教學研究;試題研究

[中圖分類號]G633.51 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）12-0024-03

歷史高考是高中歷史教師的重要研究課題，包括高考試題研究和高考應試研究兩個方面。計算機科學的發展為教學研究提供了新的大數據工具。自2015年始，相關研究團隊利用大數據工具對歷史高考進行了研究，取得了一系列進展。

一、知識圖譜的教學應用研究現狀

試題是教學效果量化檢測的主要工具，歷史科目的試題研究是高中歷史教師的重要課題，計算機數據分析技術和人工智能的發展為試題研究提供了新的工具。知識圖譜是表示實體/概念關系的語義網絡，是海量數據的組織化形式，既可以表示真實世界的各種復雜關系，也可以進行推理等智能應用。知識圖譜在我國教育領域的應用不多。文獻對通用知識圖譜遷移應用于教育領域所面臨的知識粒度模糊、領域適應性不強兩大問題，構建了教育知識圖譜概念模型，并提出智能化的構建方法。文獻從學科知識圖譜助力智慧教育體系框架的構建、智慧教育生態系統的重構等角度，探討學科知識圖譜與智慧教育的適切性，并從三個方面討論學科知識圖譜在智慧教育中的構建路徑。文獻運用SATI軟件和CiteSpace軟件，采用定量研究為主、定性研究為輔的方法，對以“課堂教學組織”為主題的相關內容進行知識圖譜的分析。

自2015年始，相關研究團隊利用大數據工具對歷史試題進行研究：在梳理高中歷史知識點的基礎上，構建高中歷史的知識圖譜;在此基礎上設置和研究月考試題，生成原創試題;根據月考情況進行學情分析，在此基礎上改進月考試題，使對學生的知識掌握情況更有針對性。

二、高中歷史教學面臨的一些問題

1.歷史知識體系的構建問題。歷史科目的特點是頭緒多、知識點瑣碎。粗略統計新老教材后發現，重要的知識點達460多個。如何幫助學生構建完整的主干知識體系，輔助學校清晰評估現有的歷史教學，讓學生在更完善的知識結構中學習和應考，是高中歷史教師需要解決的問題。

2.歷史學習規律的發現問題。歷史學習有其自身的規律。如何通過學生日常考試結果及其他學習方面的相關數據，對學生的學習行為進行準確評估，洞察學生掌握知識的邏輯順序，分析其與教學預期的差異，進而優化教學順序，找出歷史的學習規律，也是高中歷史教師要解決的問題。

3.現有授課方式的效果評估問題。2018年歷史新考綱提出考查學生以下能力：獲取和解讀信息的能力、調動和運用知識的能力、描述和闡釋事物的能力、論證和探討問題的能力。要落實這四個方面的能力，需要了解學生的學情、教師的教情、現有授課體系的效果等。如何借助先進的數據分析工具對日常考試結果進行分析，滿足新考綱的能力要求，也是高中歷史教師需要解決的問題。

三、構建歷史科目的知識圖譜

1.構建歷史科目知識圖譜的基本方法。構建歷史科目的知識圖譜是本研究的核心內容，合理構建知識圖譜，把握基本知識點及知識的脈絡結構，有助于學生在考試中站穩腳跟，應對各種試題的挑戰。

構建歷史科目知識圖譜的基本方法：通過對大量試題的分析，篩選出400余個知識點作為知識圖譜的實體，再考量試題與知識點之間的關聯，將其視為一個動態建立關聯的過程。人類從經驗中學習的過程，就是神經系統的神經元連接的重建過程，知識圖譜的建立方法基本類似。如果不同知識點在同一試題中出現，則可以考慮在這些知識點之間建立起連接，并且根據其在試題中同時出現的頻繁程度，給予不同的連接權值。當試題的數量足夠多，使得總體內容可以覆蓋所有知識點后，可以認為知識圖譜的建立初步完成。

2.歷史科目知識圖譜的三個維度。為了構建相互聯系的知識點結構，需要借助知識圖譜工具。以人教版必修1、2、3，三本書為藍本，分中國古代史、世界古代史、中國近代史、世界近代史、中國現代史、世界現代史6個部分，以數字化的形式建立歷史知識結構圖。給每個部分的歷史知識點進行編碼，然后納入知識結構圖，從三個維度構建歷史知識圖譜的模型，通過知識圖譜把試題涉及的知識點囊括其中展開研究。下面的圖1、圖2、圖3給出了構建知識圖譜的三個維度的情況：

第一維度，按歷史階段劃分知識點。具體劃分時又分為兩個層次，第一層次根據三本必修課本劃分：必修1（政治史1）、必修2（經濟史2）、必修3（思想史3）;第二層次以通史來劃分：中國古代史01，世界古代史02，世界近代史03，中國近代史04，世界現代史05，中國現代史06。（注：1和01這些數字是計算機可讀的語言）。在第二層次中，6個部分之下再分為若干個小板塊，構成單個知識點。通過這樣的劃分，把單個知識點納入知識圖譜，構成了歷史知識圖譜的第一維度。

第二維度，建立在第一維度的基礎上，包含了更廣的知識點，比如鴉片戰爭、洋務運動就是由很多單個知識點組成的大知識點;而第一維度只是單個知識點，比如推恩令、《南京條約》。正因為知識點有大小的區分，因此有了第二維度——把相關聯的小知識點納人大知識點的范疇。

第三維度，建立在第一、第二維度的基礎上，要從知識面的角度考慮。因為對歷史知識的考查，不僅僅局限在某一知識點，還要考查某一知識面，比如古代中國的概況、19世紀末中國的經濟等。第三維度就是從這一角度來進行構建的。

通過知識圖譜構建起歷史知識網絡體系，把每一個考點落到知識網絡體系中，可方便教師在這一體系的基礎上展開各方面的研究。

四、用知識圖譜研究月考試題

學生的學情分析是研究的重要方向，通過數據分析，準確把握學生的學習狀態和知識結構，可為教師指導學生、命制試題提供方向。同時利用數據分析工具，將評估與指導連接在一起，可以提高教與學的效率。下面以某校月考分析為例，從三個方面展示用知識圖譜對學情的有效評估與指導。