基于知識元理論的課程知識系統模型構建研究
——以遠程開放教育心理學課程建設為例

馮鴻滔

（河北廣播電視大學，河北 石家莊 050080）

一、導言

從某種意義上說，現代遠程開放教育課程建設就是課程知識系統構建、多模態學習資源制作和信息網絡化組織的過程以及課程知識傳播和生產的過程。“后設計時代”課程設計以聯通主義學習理論為基礎，更強調知識生產，具有更強的交互性［1］，這對于認識和實踐都是一種發展和進步。但無論是對于建構主義學習理論還是對于聯通主義學習理論，課程基本知識體系設計都是一個不能忽視的環節和過程。

遠程開放教育以自主學習和學習支持服務為特點，知識的數字化、信息化、資源化和網絡化是教師教學和學生學習的基礎，課程建設應該提取學科最小化，不重疊的知識元，充分適應不同的教學組合，實現學習資源共享。隨著知識管理科學的深入發展，知識元理論逐步在教育教學領域得到重視和應用。人們逐漸認識到，知識元作為最小的知識單位，在教學、學習和資源共享中發揮出越來越重要的作用。本文結合遠程開放教育心理學課程建設，探討適應學習者多樣性、靈活性學習的課程知識系統模型構建問題。

二、研究方法與研究步驟

本文主要運用教材分析法和課程知識系統模型構建進行知識內容體系的建設，采用在線教學平臺考察法對課程知識組織呈現模式進行設計研究。

筆者認為，對于一門較為成熟的學科來說，教材分析法對于我們構建課程知識系統不失為一個有效的方法。筆者自1986 年起長期在電大從事心理學教學工作，對該課程的教材內容十分關注，因此，選擇了普通高校、廣播電視大學、國外不同時期的心理學教材作為研究材料（見表1），這些教材具有涉及中外，反映了廣播電視大學的心理學教學發展過程，著、譯者均為心理學著名學者，教材服務對象寬泛，涵蓋專科、本科和研究生等特點，在權威性、實踐性、有效性、影響性、適應性等方面對于心理學課程內容建設都具有很好的參考價值。

教學平臺考察法是通過長期對廣播電視大學（開放大學）教學平臺、成人教育機構平臺、MOOC 平臺、各類公開課平臺所推送課程瀏覽、學習、互動等考察和體驗，對課程知識結構化組合、呈現進行歸納研究。

本研究經過了這樣幾個步驟：第一，通過對研究材料各層級知識原生態分析，了解知識元的類型和結構特征，對研究材料章目共詞分析，確定課程的基本知識框架，構建課程文字知識系統；第二，根據課程文字知識系統進行數字化轉化設計的原則性研究；第三，根據對不同學習平臺考察和教學實踐，針對學習者的認知需求和信息技術特征，設計課程在線呈現知識系統，構建多元學習途徑和模式。

三、課程知識元分析

1.知識元的基本含義

知識元（Knowledge Element，簡稱KE）是知識管理科學的一個概念。在知識管理與應用領域，已經將知識的管理單位從文獻深入到文獻中的知識元，并且開始從信息服務向知識服務過渡。［2］

筆者對知識元的概念進行了認真考察研究，大量的研究結果都表明，知識元是知識的最小“顆粒”，是一個具有完整知識表達的、最小的知識單位，這是可以公認的知識元概念的核心內涵。［3］在教育教學領域，知識元的價值越來越受到關注和重視，更成為教師教學和學習者學習的基本單位。在教學中，知識元成為組成課程知識體系的最小知識單位。知識元是指具有完整知識表達的，用于組成教學知識點的知識單位［4］，一段描述性語言、一個字符串、一個操作步驟，一種方法，一種結論，等等，都表現為能夠表達一個完整知識的一段描述性語言。［5］因為“人在各種條件下都逐個知識點（可以理解為知識元——筆者注）地學習知識現象反映出了一條重要的認知規律”。［6］還有人提出了資源知識元的概念［7］，目的是將知識元概念引進數字化學習資源建設領域，關注的也是知識元最小化含義。也有人將課件稱為“教學知識元”。［8］筆者曾提出“課程知識元”和“教材知識元”兩個概念，認為課程知識元是在教育教學中組成課程知識體系的最小知識單位，教材知識元指的是課程文字教材知識體系中的知識元，是按照學習者學習需求和學科、專業培養要求構建的知識體系中的最小知識單位。［9］

2.知識元分類及其在研究材料中分布

溫有奎等對知識元進行了深入研究。他們將知識元分成描述型和過程型兩個大類：其中過程型知識元包括步驟型、方法型、定義型、原理型、經驗型等幾個類型。［10］單從凱從兩個角度對知識元進行了分類，從事實、概念、過程、程序和原理的角度，將知識元分成事實型、概念型、過程型、程序型和原理型等幾個類型；從物理形態的角度，將知識元分成圖表型、視頻型、動畫型等幾個類型。［11］蔣玲將知識元類型分成事實性知識元、過程性知識元和策略（性）知識元。［12］馮鴻滔將課程（教材）知識元分成概念類、方法類、原理類、事實類和陳述類等幾種類型。［13］可以發現，研究者分類標準不同，因此互有重疊現象。

研究發現，材料中主要有概念型、原理型、實驗型、方法型、圖表型等幾類知識元。

（1）概念型知識元：這類知識元成為課程知識系統的結構主體，數量最多，可以說每本教材就是一個概念體系。一般在第一章對核心概念和體系，如心理和心理學，進行內涵性陳述，也有的會從種屬關系的角度進行外延性綜述，其后各章，則是逐層從種屬關系的角度進行外延性分類陳述。這反映了傳統教學中從抽象到具體的演繹教學規律。

表1 研究材料

（2）原理型知識元：這類知識元蘊含在節以下層級中，包括課程發展中形成的著名原理、原則、公式、模型等。如高級神經活動類型學說（J1、J2、J3、J8）、艾賓浩斯遺忘曲線（J1、J2、J5）、詹姆斯—蘭格情緒理論（J1、J2、J3）、馬斯洛需要層次學說（J3、J8）、喬姆斯基語言生成理論（J1、J2、J3、J8）等。

（3）實驗型知識元：這類知識元未達到原理的高度和厚度，通常以論據的形式出現，對概括性知識主題進行實證性支撐，常出現在較低層級的知識中。

（4）方法型知識元：這類知識元是程序性知識，其步驟性比較鮮明。如芝加哥大學創造力測驗（J7）、瑟斯頓氣質量表（J3、J7）、性格投射法（J2、J3）。

（5）圖表型知識元：這類知識元屬于可視化知識類型，在知識體系中數量很多，多為理論、觀點、原理、推論的實證性支撐材料，基本上都出現在較低層級知識中。從知識元的含義來講，它已經不可再分，是基本的教學材料，也是適應性最強、最便于靈活運用的知識單元。

3.研究材料中知識元的結構特征

溫有奎等認為，知識元一般包含這樣七個要素：①名稱：指知識元對象研究的問題；②表示：指知識元對象的特征描述；③法則：指知識元成立的條件與規則；④操作：指知識元解決問題的方法；⑤導航：指知識元上屬和相關對象關系的鏈接；⑥上屬：指知識元對象的上屬對象；⑦相關：指知識元對象的相關對象。［14］蔣玲則認為，一個知識元包含了九個要素：①標號（ID）：指在計算機存儲時的標號；②名稱（name）；③描述（desciription）：指描述知識元的一段話；④屬性（property）：指知識元所屬主題的屬性；⑤主題詞（subject-word）；⑥來源（source）：指知識元所在文獻或書籍標題；⑦類型（type）；⑧上下文（context）：相關的主題詞；⑨上下文關系（relation）：與相關主題詞的關系。［15］

溫有奎等的前四個要素規定了知識元的內部結構，后三個要素可以合并為導航要素，它顯示出知識元的外在聯系，這是知識系統的結構基礎和前提，避免使知識元成為“知識孤島”。這樣知識元的結構實際上包括了五個要素。研究發現，材料中五個要素是一個理想狀態，在材料中由于結構方法和關注點的不同，某些要素在很多知識元中表現得并不全面。法則和操作兩個要素更加適用于理工學科的課程，在研究材料中很少包括這兩個要素，材料中則多為意義、價值、影響等描述性分析。蔣玲的九個要素對于社會、人文科學的知識體系具有更好的適用性。標號很必要，在知識信息化組織時會起到重要作用。描述與溫有奎等的表示相同，還涵蓋了其法則和操作，都是對知識元的定義性詮釋，對于教育教學來說，這是最關鍵的一個要素，無論是教師講授還是資源建設都會進一步深入強化。導航、相關、主題詞、類型、上下文、上下文關系等附屬屬性都是知識元的定位和與其他知識元的聯系。因此，筆者將知識元的結構分為標號（ID）、類型（type）、名稱（name）、描述（desciription）、關系（relation）等五個要素，其中關系要素分為上屬、同屬、下屬三個維度（見表2）。

四、課程知識系統模型構建

1.課程知識系統的概念

課程知識系統（Course Knowledge System，簡稱CKS））是根據專業培養目標要求，從學科或知識領域建構的特定知識集群，主要按照內涵、外延或過程等邏輯將內容結構化、序列化。Engel G等認為知識應該分為學科（Discipline）、知識領域（Knowledge Area）、知識單元（Knowledge Unit）和知識點（Knowledge Point）等四個層次。［16］可以發現，這種劃分，自學科以下就是課程知識系統的結構描述。課程知識系統的第一次組織是知識文字化，也就是結構化紙質文字教（學）材。文字教（學）材就是按照課程知識邏輯和認知規律將課程知識元結構化、序列化的課程知識體系，即按照學習者認知規律，將課程的陳述性知識和程序性知識加以體系化，成為主導性課程教學材料。

2.研究材料中知識原生態分析

（1）物理結構。教材文本的物理結構是課程知識的原生形態。研究發現，研究教材多以主體加拓展材料的方式構成知識主干，再加上反映教學過程、策略元素的導入、提示、練習、思考題等內容。主體知識多以章→節→一級標題（序列為“一、二、三、……”）→二級標題［序列為“（一）（二）（三）……”］→三級標題（序列為“1、2、3、……”）→四級標題［序列為“（1）（2）（3）……”］→五級標題（序列為“①②③……”）構成課程知識系統（見表3）。章、節僅有知識元名稱，節下各級標題才會有知識內容，因此，要素完整的知識元分布在節下每一個層級，并呈現層級越低知識元越細微化、完整化的趨勢。

中外教材也存在著不同的結構特點（見表3）。根據研究教材特點，可將其分成中國模式、蘇聯模式和美國模式等三種模式。中國模式包括J1、J2、J3、J6、J7、J8，基本有標示鮮明的分層（J7 屬個別現象）；蘇聯模式（J4）和美國模式（J5）結構層標示不鮮明，特別是美國模式以“■”大小分成兩層，注重知識橫向分布，且敘述多用第一、第二人稱，較為生活化、興趣化，體現出較強的“學材”屬性［17］。

（2）內容邏輯結構。

1）橫向結構：研究發現，課程知識系統由元知識、基礎知識、分項知識幾個模塊構成。

●元知識模塊（Meta Knowledge Module，簡稱MKM）：該模塊闡明課程的性質、研究對象、任務、方法等，大多在教材第一章（J1），或導論、導言、緒論部分。從認知的角度看，它反映著基本的教學規律，屬于元知識，是知識導入環節。

●基礎知識模塊（Base Knowledge Module，簡稱BKM）：該模塊為課程核心內容的基礎性知識。教材中由一到兩章來闡釋。在心理學中，由于心理學與神經科學密切聯系，因此心理學的基礎知識多為神經心理學和神經生理學知識。

●分項知識模塊（S u b e n t r y K n o w l e d g e Module，簡稱SKM）：該模塊是具有一定邏輯關聯，又有獨立性的課程核心模塊，構成橫向知識框架。教材中均由若干個章節組成。從研究材料來看，不同的教材對分項內容關注點有所區別，但是有明顯的集中性。研究發現，感覺、知覺、記憶、思維、想象、注意、情緒、情感、意志、動機、能力、性格、氣質、言語、技能、學習等幾個分項均達到四位以上專家認定，其中，除學習分項外，其余15 項為普通心理學的基本內容（見圖1）。

有教材將相關項目模塊合并，如感覺和知覺（J6、J7、J8）、思維與想象（J2、J7）、需要與動機（J7、J8）、注意與意識（J6）、情緒與情感等（J1、J7、J8）、氣質與性格（J2）、技能與能力（J1）、記憶與學習（J6）、動機與行為（J6）。

2）縱向結構：物理結構反映的是縱向形式結構，從內容看，縱向結構可分為內涵結構、外延結構、散點結構。

●內涵結構：一般在第一節闡釋本章知識核心內涵，即對核心概念進行定義性闡述。

●外延結構：第一節后的不同節次多以核心概念的外延或其他邏輯劃分。如記憶模塊按照三個不同的記憶系統，即瞬時記憶、短時記憶、長時記憶來定節分述，還按照記憶過程，即識記、保持和遺忘、回憶和再認來定節分述。

●散點結構：如前述，J5 結構性稍差，內涵、外延相對較為松散，體現了美國知識組織注重生活化、經驗化的特點。

3.課程知識系統模型

按照知識原生態特征，我們構建出知識模塊—知識節—一級知識—二級知識—三級知識的課程知識系統模型，按照一定的邏輯關系鏈接起來，這個模型是文字教（學）材和各種數字化組織環境的基本結構與核心結構（見圖2）。

圖2 課程知識系統（CKS）模型

課程知識系統構建過程是知識模塊、知識節和各層級知識的確定過程。

●知識模塊（Knowledge Module，簡稱KM ）：知識模塊相當于研究材料中的章，它的確定可以通過知識管理、知識應用、知識挖掘理論和技術獲得，也可以通過教師經驗、學科學習特點和學習者需求獲得。本文嘗試通過著名（經典）教材目錄研究獲得知識模塊聚類，作為主要參考依據確定課程內容框架。這個聚類是確定資源知識系統和抽取知識元的重要參考依據。知識模塊的確定公式為：

K（S）=K（M1，M2，M3………Mn）

其中，K（S）表示知識系統，M 表示知識模塊。

●知識節（Knowledge Quarter，簡稱KQ ）：知識節是知識模塊的第一次分類和演繹，是課程知識廣度的表征。

●一級知識（First-level Knowledge）、二級知識（Second-level Knowledge）、三級知識（Thirdlevel Knowledge）是課程知識深度的表征。研究發現，較為完整的課程知識元存在于這三級知識的層面上（見圖2）。

根據對專家的聚類研究和廣播電視大學（開放大學）開設本課程的目的和學習需求，我們確定了心理學課程知識系統（見圖3）。這個系統以普通心理學為框架，具有一定的通識性和基礎性，便于學科知識體系的拓展和連接。

圖3 心理學課程知識系統

五、結語

本文結合心理學課程建設實踐，對課程知識系統構建開展了研究。但無論是實踐還是理論探討，本研究都還是初步的、膚淺的，只是做了一些嘗試。筆者認為，以知識元為單位進行課程數字化建設是實現知識共享和提高應用效果的重要步驟，這是知識管理科學的一個進步，也是泛在學習的必然要求。只是目前相關研究還處于開始階段，不夠深入，還有很多問題需要深入拓展研究，課程知識元類型的研究仍需拓展學科領域，研究方法更要豐富多樣，要運用實證研究方法，開展量化研究。有了課程知識系統，數字化資源建設和課程信息化、網絡化組織就成為需要進一步研究的問題，在進行課程資源數字化建設和信息化、網絡化組織時，更要充分保證滿足不同認知特點、認知風格、認知需求和不同教育類型的需要，為學習者提供多樣化而不是單一化的學習途徑和方式，讓知識元教學在學習者個性化學習、泛在學習中發揮更大的作用。