基于知識地圖和知識圖譜的混合式教學設計

趙俊坤

摘 要 線上線下的混合式教學成為當前教學常態，文章對混合式教學的理論基礎進行了探討，提出了教育應當回歸到開發人的靈性這一根本目的上，闡述了知識地圖和知識圖譜在混合式教學中的基本內涵和功能，對基于知識地圖和知識圖譜的混合式教學任務及對象、目標、策略、過程、評價等進行了論述。

關鍵詞 知識地圖;知識圖譜;混合式教學;教學設計

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.32.026

Hybrid Teaching Design Based on Knowledge Map and Knowledge Atlas

ZHAO Junkun

（Experimental Teaching Center of Electronic Information and Control，

Beijing Information Science & Technology University， Beijing 100192）

Abstract Online and offline blended teaching has become the current teaching normality. This paper discusses the theoretical basis of blended teaching， puts forward that education should return to the development of human intelligence， and expounds the basic connotation and function of knowledge map and knowledge graph in blended teaching. This paper discusses the task， object， strategy， process and evaluation of blended teaching based on knowledge map and knowledge graph.

Keywords knowledge map; knowledge graph; blended teaching; instructional design

線上教學更多的體現在線上自主學習，而線下教學更多的是傳統的課堂面授，兩種教學模式不同程度的混合就構成了混合式教學，而線上的教與學是混合式教學的重點內容，因為線上的教學資源和教學平臺不僅可以對線上教學提供支撐，也可以為線下教學提供支持。解決網絡學習碎片化、松散化的一種途徑就是運用知識地圖，它可以把知識點連接成知識體系;實現混合式教學目標則要依靠知識圖譜，它為學生構建自己的知識體系提供支持。

1 混合式教學的理論基礎

學習理論的發展大致經歷了行為主義、認知主義、建構主義以及聯通主義幾個過程，這些理論都在一定時期推動了學習理論的發展。行為主義理論強調刺激與反應的客觀性，將行為和意識對立起來。認知主義認為學習是人們通過感覺、知覺得到的，主體會主動對相關刺激進行解釋，強調認識過程中主體的能動作用，強調新知識與以前形成的知識結構相聯系的過程。建構主義強調學習者的主動性，認為學習不是被動接收信息刺激，而是主動地基于原有的知識經驗生成意義、建構理解的過程。聯通主義作為新興的一種學說，正在被不斷探索，不是嚴格意義上的一種理論，而是一種學習觀，強調的是新的信息持續被獲得、并能區分出重要信息，強調個人的知識組成一個網絡，被編入各種組織與機構，反過來各組織與機構的知識又被回饋給個人網絡，提供個人的繼續學習。

1.1 教育本質的回歸

教育是培養人的活動，其基本職能是根據一定的社會要求，傳遞社會生產和生活經驗，促進人的發展，培養該社會所需要的人才。通過其職能不難看出，教育有兩個方面的屬性，一個是社會屬性，一個是人的屬性，社會屬性就是要培養社會所需要的人才，而人的屬性則是要促進人的發展。

就教育的社會屬性來說，教育的內容、手段、形式被社會生產方式所決定，教育理論也體現和服務于社會生產方式。行為主義理論就帶有機械化、重復性等一些工業化早期生產方式的明顯特點。認知主義、建構主義是隨著工業化向信息化的發展，越來越認識到人的創造性的作用，把人突出了出來，是產業升級的需求。而近年來被追捧的聯通主義，是屈從于高速發展網絡的一種選擇，把人作為信息的節點和智能化的機器看待，是行為主義在信息化時代的體現，是對信息化生產表面現象的闡釋。聯通主義的出現有其必然性，迎合了網絡化的生產方式，但其把人機器化的傾向難以讓人認為是一種進步。

蘇格拉底說，教育的本質是喚醒，是開發你的內心。教育的社會屬性固然重要，然而更重要的是人的屬性。隨著信息化尤其是機器智能化發展的不斷突破，以前被人們認為不會被機器超越的圍棋領域，AI也已經可以讓人類高手兩子了。機器的不斷智能化，讓人產生一種錯覺，好像機器可以無所不能。在記憶、計算等領域，機器完全超越人類，這是事實，但是人是有思想的，人可以從無想到有，而機器只能從有運算到有。工業化時代的工具是人類力量的延伸，信息化時代的工具不過是人類思維的延伸而已。紛繁復雜的現象背后，人的培養仍然是教育最本質的屬性，就好像教育理論不斷更新迭代，而幾千年前的經典言論至今仍然充滿生命力一樣。

1.2 學習目的的多樣性

信息化時代的生產體現出生產方式智能化、產業形態數字化、產業組織平臺化的特點，職業的產生與消亡速度加快，機器可以做的工作越來越多，相應的也會產生大量與機器相結合的工作，也就是人機協作性工作，需要從業者有較高信息素養，此外也有大量機器難以替代的工作，需要從業者有較高的專業素養和較強的創造性。同時，每個學生的學習基礎不一樣，學習的志向有差別，無視這種差別的教育必然難以取得令人滿意的效果，信息化的發展也需要大量高質量創新型差異性的人才來共同完成。如何保證每個學生都按照最優的成長路徑成長，是教師和智能化的教學平臺需要思考的問題。

1.3 在學與思中增長靈性

耶魯大學校長理查德 萊文說，教育不教知識和技能，卻能讓人勝任任何學科和職業。機器的智能化逼迫人類的教育進行反思，工具強大了，人就應當更多的做人的工作，學習的目的是開發智慧，不只是要去記住什么，而是要學會思考和發現。人的工具性將會越越小而不應當越來越大，而人性，也就是人的靈性將會也應當越來越被需要。

“學而不思則罔，思而不學則殆。”學習已有的知識是必要的，因為沒有一定的知識基礎，思考將是無本之木，而僅僅學會書本知識是遠遠不夠的，更重要的是思維方式方法的獲得和智慧的開發。教師作為教學活動的設計與組織者，作為學生學習的引導、協作、支持者，應當更加地關注到教育的本質中去，鍛煉學生的思維，開發學生的智慧。愛因斯坦曾經說過：“當在學校所學的一切全部忘記之后，還剩下來的才是教育。”如何幫助學生構造邏輯思維體系并引導學生進行探索、思考和創造是教師和智慧教學平臺在信息化高速發展的條件下，應當思考和關注的重點問題。運用知識地圖和知識圖譜可以促進學與思的進行，為教學提供助力。

2 知識地圖和知識圖譜的構建

2.1 學科知識的可視化

知識地圖的構造方式是對節點和節點之間的關系進行可視化。某一學科的知識，各主題詞、知識點之間存在著歸屬、層次、比較、推演等相對緊密的關系，可以建立屬性關聯、推理關聯、聚類關聯、邊界關聯等聯系。知識地圖能夠將學科的零散知識點組織成一個有機聯系的知識體系，雖然不能認為這種體系就是人腦的思維體系，但有助于學生對知識的整體把握和理解。此外，信息泛濫造成的注意力游移問題也可以通過知識地圖予以解決，在學生學習導航偏離主題時，提供精確的返航路徑，精準定位所需知識。

在知識地圖的構造過程中，可以采用圖、表等各種可視化工具實現，也可以根據知識領域的特點綜合運用，不同的顏色、符號、文字大小等可以表示不同的相互關系，但要確保語義清晰、簡潔美觀和結構完整。提供方便易用的瀏覽、導航、搜索等功能，能夠為用戶提供真正需要的完整知識。

2.2 人與知識的聯結

知識圖譜的運用是一個動態聯結人與知識、知識與知識的過程，知識圖譜為每個個體建立，與知識地圖的共用性區別開來。學生在學習某一學科課程的過程中，根據掌握程度把知識地圖中的知識點和主題詞點亮，由此清晰的分析并展現學生對學科知識的掌握程度，進而可以進行學習資源的個性化推薦與個別知識點的查漏補缺。學生在學習的過程中應不斷進行思考，并在思考的過程中形成對知識的認識，這種認識會被知識圖譜記錄為成長軌跡，如果某種認識經實踐檢驗是正確的，并且不包含在現有知識地圖中，則可對知識地圖進行補充完善。教師在進行教學設計和組織教學活動的過程中，以自己的理解對知識地圖進行標記，比如標出重點需要掌握的內容、需要提前預習的內容等，供學生線上學習使用。教師在教學過程中，也可以對知識地圖進行優化完善。

混合式學習的復雜性就在于不止線上的學習，線下的學習同樣重要，為了數據的完整性和可信度，必須把線下教學數據輸入知識圖譜系統中。智慧校園為此提供了可用的工具，智慧考勤系統和學情分析系統可以提供學生上課的狀態信息，結合教師運用教學軟件教學時在課中提問的數據、結課時的考試成績等，可以把學生的學習程度信息輸入到知識圖譜中，對學生的學習情況進行相對精準的畫像。這些數據有助于教師分析授課對象和評價教學效果，為改進教學提供支持。就知識圖譜本身來說，其不但要提供對用戶的精準分析功能，還要能夠引導用戶進行思考、能夠正確回答學生提出的學科問題或者為問題的解決提供路徑，這些功能需要借助機器學習、自然語言處理等來實現。

3 混合式教學設計

3.1 教學任務與教學對象分析

混合式教學不再僅僅是傳授知識，教學的一切活動都要圍繞著更高層次的目標，也就是邏輯思維的養成和靈性的開發而展開，這是教學設計的基本著眼點。教師關注的重點將不再是教什么和如何教，而是在線上線下采取何種方式能夠實現學生對學科知識的獲取掌握、邏輯思維的鍛煉擴展直至靈性的覺醒開發，在這三個方面的目的中，后兩者的重要性顯然要高于前者，而現實情況卻往往相反。

教學內容是教學目標實現的主要載體，不同的教學內容需要不同的教學方法，影響教學目的的達成。基于知識地圖的教學內容，不再把傳統的教材作為唯一的來源，也不僅僅關注于分析教學內容的重點、難點和考點，而是通過對知識地圖的分析，不僅關注顯示的知識點，同時把隱藏在其中的邏輯思維方式挖掘出來，進而通過教學設計把這種思維方式的啟發培養作為教學內容的重點。狹窄的知識面顯然不利于思維的培養與靈性的開發，尤其對于作為打基礎的本科教學來說，通識教育應該作為教學內容的核心。批判性獨立思考能力是學生面對知識泛濫的有力武器，應著力培養，時時刻刻的自我覺知使學生脫離機器和信息的綁架，在教學中應讓學生始終保持，以此促進靈性的開發。

教學對象也就是學生的信息可以在知識圖譜中通過數據分析予以展現，對于學生在認知、情感、態度等方面達到了什么樣的水平，教師不僅可以查看整體情況，也可以關注個體，不僅可以查看歷史信息，也可以關注實時情況。教學對象分析不僅要了解學生的知識基礎儲備情況，更重要的是掌握其思維和認知到了什么水平，這一水平決定著學生能夠想明白什么、能夠做什么，這是新學習任務的真正起點。教學對象分析要對混合式教學的效果進行預估，應客觀評估教學活動結束后，學生在認知、情感、態度等方面會達到什么水平，并與應該達到的水平進行比較，確保能夠達到教學目的。

3.2 教學目標、策略和過程設計

混合式教學是以學生為中心的教學，強調學生的學習是教學的主要方面，教學設計要從學生的學習出發，教學目標應當依據學生的學習目標制定。當然，以學生為中心并不是說教師的教學不重要了，而是增加了更多的關注點。教學目標應當是多維的，至少應當包括知識與技能、方法與過程、情感態度與靈性三個方面。在目標描述時，存在諸多非具象化的內容，可以與教學過程進行結合來描述，教師的主觀能動作用是可以靈活發揮的。從來沒有相同的兩節課，但差異性并不影響對人的培養，反而具有促進作用。

教學的組織形式是多種多樣的，有講授式、輔導式、探究式、案例式、問題式、協作式、發現式等，無論何種教學方式，都應把自主、協作、探究作為其主題，激發學生思維，開發學生潛能。教學策略應能促進學生主動學習、自主學習、創新學習，并基于此創設情境、愉悅氛圍、促進思考與探究。在教學媒體的運用上，合理運用而不囿于網絡和信息化工具，避免信息量過多過雜，應多留白，為思考和探究提供時間和空間。

在教學實施過程中，知識的獲得因網絡的便利性，不一定要在課堂上聽教師的講授，學生完全可以在課堂之外的線上自學獲得，知識地圖能夠提供高效的學習工具和指導。課堂的教學也不一定全在線下進行，教學的多維開放性形態帶來了一系列的改變。作為學生學習的組織者、協助者、引導者的教師，在課堂教學活動呈現立體和網狀的情況下，首要的是思考如何確保教學目標的不迷失，并以此確定教學活動和方式、媒體的使用、時間的分配等。教師不再是單純的沿著傳授知識這一條線前進，而是在傳授知識與關注學生學習兩條線中交織進行。教師在與學生反復的線上線下交互反饋中，調控課程方向，理性地引導教學向著教學目標的達成前進，實現教師與學生在混合式教學中的共同發展。

基金課題：本文為2019年度北京信息科技大學高教研究立項項目“數字校園背景下的電化教學知識管理研究”的研究成果，項目編號：2019GJYB13

參考文獻

[1] 逯行，陳麗.知識生產與進化：“互聯網+”時代在線課程形態表征與演化研究[J].中國遠程教育，2019（09）：1-9+92.

[2] 王竹立.再論面向智能時代的新知識觀——與何克抗教授商榷[J].遠程教育雜志，2019，37（02）：45-54.

[3] 馬婧.聯通主義視域下高校混合式教學研究[J].河南大學學報（社會科學版），2019，59（06）：123-127.

[4] 鐘卓，唐燁偉，鐘紹春，等.人工智能支持下教育知識圖譜模型構建研究[J].電化教育研究，2020，41（04）：62-70.

[5] 謝幼如，邱藝，劉亞純.人工智能賦能課堂變革的探究[J].中國電化教育，2021（09）：72-78.