基于知識圖譜的高效學習管理

秦紅斌

隨著智慧教育的發展及未來學習的到來，學習管理系統也必將發生新的變革，以更好地融入學生學習的各個環節，實現隨時隨地地學、科學有效地管、公正客觀地評。

為什么學習需要管理

高效的學習需要管理。高效學習需滿足以下特征：一是在有限時間內學習更多內容;二是始終在學習沒有掌握的內容;三是全局學習效率最高。這就需要學生掌握學習方法，了解學習漏洞，明確學習重點，在數字化學習環境中，學習管理系統是解決上述問題的良方。學習管理系統可以有效地對學習進行管理。

1.學習數據全息記錄，學習效果即時評價

學習管理系統能記錄學習者全過程學習數據，實現安全存儲。學習者的基本信息、學習行為習慣、學習內容、學習進程、學習評價等數據均能無漏地收集，形成學生學習成長的數據集，大多數學習管理系統都具有高級加密功能，保證了數據的安全。

數據的全程記錄為即時反饋、評價提供了依據。學習管理系統即時根據學習者的學習實情，對學習表現做出個性化評價，幫助學習者對學習的目標或需要進行微小調整。通過內置的報告和分析功能，可以監控個人和小組的在線學習，通過可視化的圖形和圖表查看，可識別模式和趨勢。

2.學習資源個性推送，學習路徑私人定制

學習管理系統可改善資源分配，通過多種方式幫助學習者更有效地分配在線學習資源。首先，可以及時了解學習者學習進程、薄弱點，對不符合預期的在線學習計劃進行及時調整。學習者的參與度、掌握水平等都將成為重新評估在線學習內容或活動的指標。其次，學習管理系統根據學習者不同的學習水平、學習等級，推進個性化資源。學習資源的推送是根據學生的學情，針對學生學習的薄弱點，修補學生學習的“殘缺柱子”。再次，學習管理系統可幫助教師更快地更新在線學習資源。根據系統對學生學情的把脈情況，結合數據分析與專家經驗，教師可隨時更新、調整學習資源，以保證學習者的學習發生在最近發展區，學生一直保持著最新的甜蜜狀態。

3.學習過程即時響應，學習支持全局覆蓋

根據數據實時調整學習過程，讓學生“在不會處學習”，為每個學生定制“個性化學習路徑”，為學生提供“廣泛的社區交流”，真正實現個性化學習。

支持多平臺、多設備的在線學習資源可以讓每個人都有機會從在線學習中受益，任何學習行為都將被記錄并及時響應，學習者可根據自己的學習目標、學習習慣和學習風格選擇不同的學習方式、學習內容或作業，實現了對學習過程的全程、全局支持。

學習管理系統最常見的用途是部署和跟蹤在線學習計劃。游戲化功能、社交學習支持、在線評估工具、改善在線學習輔助功能（如智能手機和可穿戴技術）等，為學習者提供了廣泛的、更高級的支持服務。

知識圖譜怎樣支撐學習管理

知識圖譜是人工智能教育應用的基礎工程，是推動人工智能發展的重要技術手段之一。知識圖譜能更好地支撐學習管理，實現伴隨式評價、個性化推送、科學性預測等。

1.面向學習的知識點拆分及結構化資源讓問題發現更精準

知識圖譜建立了學科知識的網絡結構，專家對學科知識進行拆分，建立知識點的結構圖，根據學生知識學習強度與范圍，建立納米級知識的知識圖譜。根據學生學習需要，對每個知識點建立相應的結構化資源。在學生學習過程中，可以非常清晰地根據學生的問題進行診斷，發現在萬千的知識點中到底哪里出了問題，然后對癥下藥，給學生配置適應的內容，讓學生解決自己的弱點。

2.基于知識空間理論讓錯因分析更準確

學生在掌握知識點后，測評過程中還會出錯，或者對于同一個練習，不同學生出錯的原因也是不同的，通過知識圖譜，構建學生出錯的原因，形成錯因知識地圖。當學生在練習出現錯誤時，便可通過錯因知識圖譜，找到出錯的可能性，根據更準確的分析針對性地解決學生的學習問題。

3.非關聯知識的關系概率讓學習提升瓶頸問題迎刃而解

知識點之間是有關聯的，在知識圖譜中，除了可以通過關聯知識點判斷學生對知識的掌握情況，還可以通過非直接關聯知識點判斷。在大量數據的滋養下，知識點之間的關系可以通過具體量化的值進行表達，一個學科的所有知識點都有非關系性的必然聯系。知識點關系概率的存在可以最大化提升學生學習的效率。

4.基于全局的學習及評估讓學習路徑選擇更加科學

學科知識圖譜將知識點及與知識點對應的資源建成一張知識網絡，學生的學習過程猶如在棋盤上進行布局，知識掌握情況一目了然，學習情況會隨時評估，可以通過“全局最優”實現適合每個學生的最佳學習路徑，學生的學習過程更加高效、科學。

教師面臨哪些挑戰和要求

在線教學已成為趨勢，學生需要學習管理，教師需要掌握并熟練使用學習管理系統。面對挑戰和要求，教師需要掌握什么樣的知識和技能呢？

（1）學習使用學習管理系統。教師要學習管理系統的使用，要知道如何有效使用學習管理系統的工具，了解學習管理系統的功能，在碰到簡單問題時能夠妥善處理，并在需要的時候知道如何尋求幫助、找誰幫助。

（2）熟練運用系統創新教學。學習管理系統在資源供給、教學評價、特別是個性化方面具有無可比擬的優勢，可以幫助教師探索新的教學方式，如基于項目的學習、學生的自適應學習、翻轉課堂等，這就需要教師堅持以學生為本的教學理念，將線下、線上融合，構建教與學的新生態。

（3）參與資源建設與分享。學習管理系統的核心是資源，即課程，每個教師都擁有各自的授課資源，在使用學習管理系統的過程中，教師要善于將自己的資源進行分享，同時要積極參與到在線資源的制作，以優質的學習資源滋養學習管理系統，確保學習管理系統更好地發揮管、教、學、評的作用。

如何建設優秀的學習管理系統

人工智能不斷地深入教育領域，在學習中，它有助于預測學習者的學習路徑和行為，預測學習者的學習需求，并為學習者提供學習進程管理和有效學習資源，全面提升學習效率。未來的學習管理系統將在人工智能的助力下更加智能。

1.從“以學校為中心”走向“以學生為中心”

一直以來學習管理系統本質上“以學校為中心”，往往被設計成一種復制和簡化在封閉式教室開展教學的工具，因此能夠輕松處理文件傳輸、組織測試以及記錄分數。但是，聯網、社會資源建設、開放式內容傳播以及群體效應等許多功能被機構封閉的防火墻拒之門外。未來的學習管理系統要以學生為中心，系統應提供方便的在線學習，對在線學習進行最優化管理，或提供學習交流空間，或提供適切學習資源，支持學習者生成內容的共享，促進學習者知識、技能、情感的全面發展。

2.從“資源的提供者”走向“學習的定制者”

通過模式識別，學習管理系統收集學生的數據并統計數據，以發現教師可能沒有注意到或意識到的學習差距和機會，將新想法與先前主題合并，從而為學習者創建全面的學習體驗。這使管理人員和教師能夠彌補學生的學習差距。

通過游戲化方式，可以使學習更具吸引力并增加信息保留。這些信息有助于不斷提升課程有效性，從而更具針對性地幫助學生實現學習的私人定制。

3.從“工具形態”走向“教學生態”

學習管理系統提供了更多教與學工具，支持學習者的教與學。未來的學習管理系統不只是學習管理和在線學習，而是將所有的學習整合在一個簡單的平臺上，實現自主學習、在職學習和社交學習，打造線上線下融合的教與學生態。

未來的學習管理系統是基于云端的，支持移動端，支持動畫、視頻等不同的學習媒介，根據學習者風格，提供游戲化、項目化等多種學習方式。

學習管理系統將學習、評估、發展無縫整合，可以匯聚并分析實時數據，對學習者的學習做出明智的決策并引導學習。

4.從“專注線上”走向“有機融合”

線上線下學習不斷融合是未來學習發展的方向。學習管理系統搭建了學習者在平臺上進行互動、協作的平臺，未來的學習管理系統將通過物聯網等技術，對接各類學習環境，實現線下學習數據及時捕捉與上傳，與線上學習數據有機融合，打通線上線下，構建智慧、泛在的學習新家園。

作者單位：上海市電化教育館