連接學習理論視域下在線課程知識圖譜構建研究*

韓 聰 郝兆杰 秦嘉寧

（河南大學 教育學部，河南 開封 475004）

一、引言

在線課程在現代課程中扮演重要角色，是教育聯結生活、社會的重要樞紐之一。盡管以mooc（大規模在線開放課程）、spoc（小規模限制性在線課程）、直播授課等為主的在線開放課程已有廣泛建設和應用，但目前仍以“單向知識傳遞”為主，如學生從視頻中獲取知識、教師通過在線平臺向學生傳授知識等。這些簡單的在線課程設計在大量的實踐中也暴漏出其在解決封閉的教學目標、一刀切的教學設計、單調的教學模式、滯后的支持服務等方面的疲態[1]，同時也易引發教師因工作量急劇增多而產生的與線上教學對立的心態[2]。在線課程迫切需要一場響應師生心聲、突破教學局限性的新變革。

近年來，隨著學界對知識圖譜教育應用的關注度提高，涌現出一批以教育知識圖譜、學科知識圖譜、課程知識圖譜等為代表，嘗試變革在線課程形態的研究成果。但是，一方面，這些概念存在內涵混淆、疆界不清的現象；另一方面，多數學者在知識圖譜的構建過程中將重心狹隘地放在了課程知識、資源的組織上，忽視了學習者的內在需求及認知發展邏輯，也缺乏以學習者為中心的理論指導。

因此，本研究首先區分和厘定教育知識圖譜、學科知識圖譜以及課程知識圖譜的內涵；其次，分析連接學習理論的啟示；再次，基于連接學習理論構建滿足學生需求、以學習者為中心的在線課程知識圖譜；最后，針對如何評價構建好的在線課程知識圖譜，設計質量評價指標體系，以為評估和優化在線課程知識圖譜提供支撐和指導。

二、教育領域的知識圖譜內涵辨析

知識圖譜主要分為兩類：一類是“科學知識圖譜”，主要用于文獻計量分析，源自信息資源管理領域，其研究對象為科學文獻知識，例如citespace；另一類則是由Google 公司于2012年5 月17 日正式提出的“大規模知識圖譜”[3]，屬于計算機科學領域。本研究所指的知識圖譜指的是后者，其被認為是人工智能技術取得突破性進展的重要組成部分[4]。

教育領域的知識圖譜研究日趨增多，總體而言可將其分為三類，即教育知識圖譜、學科知識圖譜、課程知識圖譜。已有研究中相關內涵特征眾說紛紜，以下是研究者整理的代表性觀點。有關教育知識圖譜的研究中，學者認為教育知識圖譜是從知識組織視角出發，通過圖結構將培養方案中的課程組織起來，為下游任務做準備[5]；亦有學者認為教育知識圖譜能夠將互聯網海量知識表達成更接近學生認知方式的形式，是一種高效的在線教育資源組織方法[6]。有關學科知識圖譜的研究中，學者認為學科知識圖譜是根據知識及知識之間的關聯關系所形成的邏輯語義關聯網，在學科知識圖譜的基礎上，能夠疊加教學問題、教學目標、學習者認知狀態，進而生成認知地圖[7]，學者認為學科知識圖譜不同于教學計劃和教學大綱，能夠直接反映知識點間聯系、專業課程體系并適用于在不同學科間推廣[8]。有關課程知識圖譜的研究中，學者認為課程知識圖譜是一種可視化的知識體系，其以知識點為節點和最小粒度，節點之間的連線代表知識點之間的關系[9]，學者認為課程知識圖譜為課程知識及其關系的構建提供了一種高效的技術方法，課程知識與知識圖譜節點之間存在同義關系、兄弟關系、先行關系和后繼關系[10]。

不難發現，教育知識圖譜、學科知識圖譜、課程知識圖譜尚未形成統一、明確的概念，學者們也未深入辨析教育、學科、課程三者之區別。研究基于已有文獻，從定義、內容、結構及用途等四個維度對三者進行了比較分析，結果如表1 所示。同時，研究者基于對教育領域知識圖譜的理解對三者的覆蓋范圍進行了劃分，具體如圖1 所示。

圖1 教育領域的知識圖譜覆蓋范圍辨析

表1 教育領域的知識圖譜比較研究

三、連接學習理論的啟示

（一）連接學習理論簡述

連接學習理論，也被稱為連接式學習理論或互聯學習理論，最早由加利福尼亞大學歐文分校的人類學教授Mimi Ito 提出。該理論以個人興趣為中心，通過創造具有學習自主性和創造性的環境，借助信息技術、設備設施、學習平臺和數字資源的支持，將個人興趣和愛好延伸、實踐并轉化為專業知識和技能，以便與將來從事的行業、職業發展以及學術研究相連接。連接式學習理論的核心思想是通過以下六個要素實現個人興趣與知識積累、技能培養、學術成果和職業發展等方面的連接：興趣驅動、網絡平臺、生產實踐、學術導向、同伴互助以及交流共享。通過這些要素，個人能夠建立與未來發展相關的聯系，并通過現實世界和網絡的線上線下互動與特定對象進行連接。

在國外，連接學習理論通常被應用在教育和醫學領域。有學者基于連接學習理論為非洲學生構建了一個游戲化學習社區[11]，有學者基于連接學習理論指導實施老年人友好護理，并取得了行之有效的結果[12]。在國內，連接學習理論多被應用在圖書館創客教育方面。有學者基于連接學習理論構建了高校圖書館創客教育的具體模式[13]，有學者借助連接學習理論為學生提供學校到公共圖書館的連接式學習服務，以最大限度滿足學生的多元需求[14]。

總之，從連接學習理論的內涵特征來看，其以個人興趣為出發點，共有6 個特征，分別是興趣激勵、同伴支持、學術導向、共同目標、以生產為中心和開放網絡。從國內外相關研究來看，連接學習理論雖在國內外均有研究，卻并無學者將其引入知識圖譜構建的研究中。研究者在分析后發現其與知識圖譜構建的耦合與共鳴程度較高，具有較高的應用價值，因此決定以連接學習理論為基礎構建在線課程知識圖譜。

（二）連接學習理論對在線課程知識圖譜構建的啟示

基于連接學習理論的6 個特征及其具體釋意，研究者認為其對在線課程知識圖譜的構建具有如下啟示：

1.在“興趣激勵”方面，連接學習理論強調了學習與興趣的緊密聯系，該理論認為學習者的個人興趣是學習的重要推動因素。這對在線課程知識圖譜的構建具有三方面啟示：（1）設計新穎有趣的教學資源。在課程知識圖譜的支撐性教學資源的選擇上，可以通過學習者問卷調查和數據分析等方式收集學習者的興趣和需求信息，然后根據這些信息來設計其結構和內容。（2）提供個性化的學習體驗，在線課程知識圖譜的知識內容應該盡可能地滿足不同學習者的興趣和需求，可以通過對知識內容學習設計個性化學習路徑的方式來實現。（3）注重學習者的使用反饋和新需求。在線課程知識圖譜應該是一個動態變化的過程，需要不斷根據學習者的反饋和需求進行修正和完善。

2.在“以生產為中心”方面，連接學習理論認為學習應面向生產和生活，最終培養學習者適應不同就業環境的技能和終身學習的能力。這對在線課程知識圖譜的構建具有兩方面啟示：（1）知識圖譜的構建要適應新時代人才要求。具體來說，知識圖譜應當能夠為人才培養提供全面、多元的知識背景，并且在實踐中具有可操作性。這意味著，在知識元圖構建時需要將跨領域、跨文化、跨學科等多方面的知識整合進來，以便更好地滿足新時代人才的復雜需求。（2）要立足學生專業培養方案。具體而言， 知識圖譜構建首先需要考慮學生所學專業的知識體系，對相關領域內的教學大綱、知識主體、問題體系以及知識間的關系進行建模，并且將這些知識與實踐聯系起來，以便為學生提供更加貼近專業實際的學習體驗。

3.在“共同目標”和“同伴支持”方面，連接學習理論認為將具有共同目標的個體組織在一起，通過相互交流、協作和互補支持，能夠更好地激發青少年的學習潛能并提升他們的學習效果。研究者認為共同目標和同伴支持有一定共通之處，因此將兩者放在一個部分共同討論對在線課程知識圖譜構建的啟示，具體包括三個方面：（1）設計清晰、可量化的學習目標。在線課程知識圖譜應該包含清晰、可量化的學習目標，使學習者能夠了解他們正在學習什么、為什么要學習以及如何評估他們的學習進度。這樣同時也可以幫助學習者更好地理解他們的共同目標并跟蹤學習進度。（2）提供共同學習和分享的環境。在線課程知識圖譜應該為學習者提供共同學習和分享的機會，例如討論區、智慧學習空間等，這有助于學習者互相分享自己的探索和研究成果，了解彼此的目標和學習需求，并從其他學習者和教師處獲得支持和指導。（3）開展基于問題的學習。在線課程知識圖譜應該注重引導學習者進行基于問題的學習，這一方面能夠促進學習者自主思考、發現問題并解決問題的能力，進而提高學習者的興趣、自信心和學習成就感；另一方面，基于問題的學習更有利于學習者間的溝通交流，學習者可以通過社區討論、頭腦風暴等方式共同完成學習。

4.在“學術導向”方面，連接學習理論認為當學習者把學習與學術研究聯系在一起, 學習會呈現蓬勃發展之態, 有利于實現其真正的潛力。同時，在《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》中也提到本科課程設計應該增加研究性、創新性、綜合性內容。研究性和學術導向有著異曲同工之意，雖然不同類型的在線課程在增加研究性和學術性上有著不同的舉措，但強調基本概念和原理是必不可少的部分。這些基礎知識是理解更高級概念和原理的重要前提，也是開展更深入、更復雜的學術研究的“基本功”。

5.在“開放網絡”方面，連接學習理論認為通過將不同領域的機構和團體聯系在一起，利用開放的網絡平臺，知識的傳播和獲取變得更加便捷。這種聯系使得交流速度和范圍更快更廣，從而使學習過程更加靈活和富有彈性。這對在線課程知識圖譜的構建具有如下啟示：（1）聯結多個知識源。通過集成多個知識源的數據和資源，把這些信息整合到課程知識圖譜中，為學生提供更加豐富、全面的案例資源。例如：可綜合利用百度、谷歌、維基百科等知識源，及時捕捉新知識、新技術、新方法，并將其余既有知識體系整合起來，為學生提供實時的信息更新和全球化的視野拓展，掌握學科發展趨勢，培養創新思維和判斷力。（2）建立課程知識圖譜間的聯系。依托在線課程平臺建立課程知識圖譜彼此之間的高效通道，使封閉的單一課程知識圖譜向課程知識圖譜群匯聚，每個課程知識圖譜的具體案例、知識內容等可以被其他課程知識圖譜引用，使學生更加深入地理解課程內容，促成教育資源的共享和傳承。（3）設計智能搜索引擎。在線課程知識圖譜提供了一個完整、系統的課程知識框架，可以為學生和教師提供直觀、高效的信息檢索和查詢方式。通過利用在線課程知識圖譜，我們可以基于此設計智能搜索引擎，實現針對性更強、結果更為準確的信息查找。這種智能搜索引擎可以根據學生的需求和搜索歷史，推薦適合其水平和興趣的相關資料和課程資源，讓學生更加輕松地獲取必要的知識。

四、基于連接學習理論的在線課程知識圖譜構建

基于連接學習理論的啟示，研究者設計了如圖2 所示的在線課程知識圖譜。在圖2 中，左半部分表示連接學習理論的特征及其對在線課程知識圖譜的啟示，共有6 個特征，對應12條啟示；右半部分是具體的在線課程知識圖譜框架，該部分的設計一方面基于連接學習理論的啟示，另一方面，借鑒和參考了李振[15]、董曉曉[16]兩位曾構建過教育領域知識圖譜的學者的觀點。研究者將在線課程知識圖譜的構建分為“五層級一支持”，包括知識元圖構建、學習目標設計、知識內容設計、教學資源設計、基于學習者的反饋及新需求的調整、在線課程知識圖譜的支持型工具選擇。

圖2 “五層級一支持”在線課程知識圖譜模型

（一）知識元圖構建。正確理解與構建知識元圖是在線課程知識圖譜構建的第一步，研究者將重設教學大綱、確立知識主體、確立知識間關系以及重構問題體系統稱為知識元圖構建。在該過程中，新時代人才要求和學生專業培養方案回應了教育教學中“培養什么樣的人”和“如何培養人”的核心問題，同時能夠厘清圖譜的邊界和范圍，而百度、谷歌、維基百科等知識源可以綜合提供有價值的數據和信息。因此，教學大綱和知識主體的設計需要在其指導下完成，進而確立知識間關系及重構問題體系。

（二）學習目標設計。研究者將課程內容按照學習目標的螺旋遞升層次分為識記、理解、運用、分析、評價以及創新。在對該部分學習目標劃分時，本研究參考了經由Anderson 等人修訂后的布魯姆教育目標分類體系[17]。

（三）知識內容設計。通過將課程內容分解并以知識點的形式呈現，首先，可向上精準對應各等級的學習目標，為學生提供更清晰的學習方向；其次，可通過將不同部分的知識點匯聚，并以問題的形式引導學生學習；最后，可通過構建基于知識點的不同組織形式，為學習者提供個性化的學習路徑。

（四）教學資源設計。不同的知識點對應著不同的支撐性教學資源，包括教材、視頻、PPT等。學習者在點擊某個知識點時，可發現其連接的多個教學資源，通過對教學資源的分析及理解，進而實現對知識點的學習。

（五）基于學習者的反饋及新需求的調整。為保證在線課程知識圖譜的應用效果，通過分析學習者的學習反饋、學習數據以及收集學習者的共性需求，可有針對性地對具體的教學資源、知識點、甚至教學大綱和知識主體進行重新調整，以確保知識圖譜能夠兼顧教學的有效性和以學習者為中心。

（六）在線課程知識圖譜的支持性工具選擇。研究者在該部分選擇了能夠提供師生及生生交互功能的智慧學習空間，能夠快速檢索具體知識點、教學資源等的智能搜索引擎以及能夠連接不同課程知識圖譜的端口，均是基于連接學習理論的啟示而確定。當然，支持性工具也應在教育教學實際應用中，面向師生需求進行更迭和調整，這也是研究者在開展具體實踐后需要著重考慮的問題。

五、在線課程知識圖譜的質量評價

在線課程知識圖譜質量評價是在線課程知識圖譜構建過程中不可或缺的環節。然而，作為一種新的質量評價對象，在線課程知識圖譜質量評價相關研究相對匱乏。研究團隊深度參與了校內在線課程知識圖譜的構建工作，并進行了實踐研究，對在線課程知識圖譜有一定的經驗和了解。基于此，參考闞云超等學者提出的示范課課程質量評價參考指標體系[18]以及陳曉彤等學者提出的中小學教師教研能力評價指標體系[19]的框架結構，基于實踐分析，研究團隊開發了一項在線課程知識圖譜質量評價指標體系。該項指標體系旨在全面評估在線課程知識圖譜的質量，為其改進和優化提供思路和建議。評價指標體系內容共包括3 個一級維度和8 個二級維度、18 個評價觀測點，具體如表2 所示。

表2 在線課程知識圖譜質量評價指標體系

六、結語

學習是將外部零散的知識點進行重組和整合，轉化為內在有序且結構化的知識框架。如今的在線課程知識圖譜可以提供可視化的知識框架以及智能化的學習支持，從外部助力學習者內在的知識建構和深度學習。在數字時代，知識圖譜賦能在線課程轉型升級之路已逐漸明晰。在線課程知識圖譜建設一定要堅守“內容權威、關聯準確、迭代優化、學生中心、實用性強”的原則，同時借助人工智能從感知智能邁向認知智能的時代浪潮，嘗試將多種智能高效的AI 技術與在線課程知識圖譜互融互通，開發出順應時代和學生需要、高質高效的在線課程知識圖譜。