基于“微知识点”的智能学科专业课教学模式研究

摘 要：针对远程教学存在的问题，从智能学科的专业教学角度出发，利用社交网络的互动性和传播性，设计以知识点为核心，以“微知识点”的形式将课堂教学内容转變成为学生的学业论文的教学模式，并具体说明该教学模式的结构和特点，最后结合模式识别与原理课程的教学情况说明教学效果。

关键词：微知识点；社交网络；教学模式；智能学科

1 背 景

近年来，以慕课（massive open online course，MOOC）为代表的教学共享模式风靡全球。“慕课”这一概念2008年由加拿大两位学者提出，2011年在美国兴起，2012年我国开始慕课建设，并逐渐在国内的各大名校展开网络课程的建设。在这一段时期，慕课建设推动了我国优质高等教育资源的公开化。特别是国内名校开发的网络教育资源，对于推动在线教育，实现教育的大众化和终身学习这一目标起到了巨大的作用。国内有学者甚至认为慕课是“未来教育的曙光”，慕课的快速发展促进了我国教学工作质量的提升[1]。

在国际上，慕课教育的主要平台是Coursers、EdX和Udacity等网络平台[2]，这些平台汇聚了世界一流高校的优质教学资源，特别是各大名校顶级教授们的视频公开课，将最为优质的教学资源免费向全世界开放，促进了相关学科的发展。无论是受众的广度、教学效果还是课堂组织模式都是对传统教育方式的革命性改变。特别是这些优质的教学资源的公开化，推动了教育的公平和优质教学资源的分配，为落后地区提供了享受优质教育资源的途径，这些是慕课教育模式的本质优势所在。

与慕课相似，微课（micro learning resource）则是指运用信息技术，按照学习中的认知规律，利用碎片化时间去掌握学习内容、过程及扩展素材的相关数字资源。微课的核心内容包括课堂教学视频（课程案例片段）、教学设计、教学评估、学生反馈、教师点评等辅助性教学资源。用定点呈现的方法 “营造”了一个半结构化、主题式的教学应用环境。因此微课在近年来也成为教育教学改革中的重点与核心问题[3]。

尽管慕课和微课等网络教学模式风靡全球，但是这些基于网络互通的在线教育模式仍然存在着一些问题，概括起来有3个方面。

（1）参与者缺乏互动，只能被动地接收电子资料的内容，该教育模式无法重现现场教学的场景和氛围。

（2）对学习效果的反馈不及时，无法实时获得参与者的学习情况。即使在线交流工具辅助了教学内容的呈现，但是虚拟教学场景仍无法解决学习评估和反馈问题。

（3）教学的传播效率没有充分得到体现，特别是优质的教学资源缺乏实时的推广与推荐途径，阻碍了网络教学资源的传播。

在Web2.0时代，随着社交网络的广泛应用，如微博、Facebook、Tweet、微信等，社交网络的互动特性天然地弥补了网络教学模式中存在的互动不足的问题[4]。因此，利用社交网络改善网络教学模式是一个极其重要的研究方向，特别是在虚拟现实技术的牵引下，使得传统的课堂沉浸式重现变为可能。在理工科的教育教学中，学科知识大多以知识点的形式展现，使得学习者能够有效地学习和掌握[5-6]。因此，在工科教育，特别是在智能科学的教育过程中，不能忽视认知规律，给学生最为先进的技术思路和知识点。这样的要求需要教师们能够紧跟技术发展前沿，更新教学内容，提升教学效率，从而增加智能学科教学内容的智能性和科学性。本文针对智能科学专业的知识点教学方法，提出了一种充分利用社交网络交互性和传播性的优点的教学方法——“微知识点”教学模式。该模式是集设计知识点的选取方法、学生的参与方法、知识点的传播方法、知识点教学效果的评估方法等内容为一体。

2 微知识点教学模式

微知识点教学模式是融合网络教学理论方法与传统教学理论方法的全新的教学模式，网络教学模式突破了传统教学方法的时空间限制，极大地拓展了教学工作的外延，提升了传统教学模式的内涵。网络环境下的教学依赖于教学平台，这样对教学的组织模式和课堂的参与程度提出了新的要求。微知识点教学模式从知识点出发，以学生的参与度和社交网络传播模式为着力点，结合网络教学的优势，具体而言包含了以下几个方面的内容。

2.1 微知识点教学模式的结构

以传统教学模式为范例，以教学知识点为核心，依托社交网络，以 朋友圈“点赞”和专业“点评”模式激励学生，以课堂考核成绩为标准，提升学生的专业课学习主观能动性，同时利用网络教学资源克服传统教学模式学生互动不足、主观参与不足的缺陷。微知识点教学模式结构如图1所示。

以知识点为核心，结合知识点的学科特性，将单独的知识点串联起来形成整体的知识体系，是符合教学认知规律的方法。相比整个学科体系而言，知识点教学方法更容易让学生掌握和反复练习，体现了从局部到整体的学习规律，适合学生在学习兴趣驱动模式下开展学习。

微知识点教学方法中知识点的选择需要把握以下几个原则：

（1）适度性原则。根据学生的层次选择知识点的难易程度，根据教学进度设计由易而难的课程进阶。

（2）整体性原则。知识点的选取应该遵循整体教学原则，从整体教学内容拆分出最为合适的知识点，形成以知识点为基础的教学体系。

（3）科普性原则。知识点在社交网络上传播，必须满足其传播特性，过于生涩的数学表达和公式，会增加知识点的传播难度，相反使用学生喜闻乐见的形式组织知识点，将大大提升学生的学习热情和主观能动性。

从传统的教学组织模式来看，教学的进展也是按照独立单元展开的。从知识系统的角度出发，将复杂的知识体系分解成为小的知识点单元，是教学工作和学生学习的起点[7-8]。

社交网络和教学平台是微知识点教学模式的主要手段，首先利用特定的教学平台，构建网络教学载体，选用特定的社交网络提交和展现学生对知识点的理解，引入社交网络的交互性。当学生完成了知识点的学习和理解后，可以创建自己的学习空间，或者将知识点在微信朋友圈中进行展示，所展示的内容将进一步在社交网络上传播。此举起到了两个作用：一是丰富了对知识点的认知；二是扩大了知识点的覆盖人群，将关注知识点的人群从传统的学习参与者扩展到这些参与者的家人、朋友等范围。从学习模式的发展进程来看，传统的基于教材的纸质书籍模式逐步会向电子化教材模式转变，因此学生在学习过程中的电子化档案与材料，具有相当重要的教学辅助作用。在大数据时代，学生的学习资料也会逐步形成系统的学习档案，提供有价值的知识点回顾与复习模式，这也将是数字化学习模式带来新的变化之一[9]。endprint

点赞和点评模式是微知识点教学方法的激励方法。知识点的学习往往是枯燥的，特别是理工科的知识点相对复杂且不易理解，照本宣科的教学方法完全无法满足学生的个性化学习需求。因此在变革教学方式的前提下，变革教学内容的呈现模式也显得非常重要。例如，以可汗学院为代表的免费网络教学模式大获成功，其核心关注在于强调从学生的角度如何学习，如何让教学内容符合学习者的认知。在社交网络中，学习者的微知识点能够引发两类人士的关注——专业人士和学习者的朋友。因此从朋友处获得的“点赞”将会鼓励学习者的热情，而从专业人士的“点评”则会帮助学习者修正存在的理解偏差，提升学习效果。

课堂成绩考核是微知识点教学方法的评价方法。微知识点教学法的效果仍然体现在考核环节，因此，将学生在社交网络上对知识点的反馈进行量化并纳入到最终的考核成绩体系，有利于微知识点教学模式的实际操作和推广。

2.2 微知识点教学模式的特点

（1）交互性。微知识点教学模式的交互性来源于社交网络的开放性，社交网络提供的网络交互环境天然地改善了传统在线学习中互动不足的问题。授课角度从如何“教好”转变为如何“学好”，微知识点教学模式提供的互动性让学生如何“做好”，改善了在线教育的短板。

（2）传播性。微知识点教学内容易懂，具备传播性。风趣幽默的教学内容很容易在社交网络上转载，产生和单个学习笔记完全不同的效果。无论是自然科学还是人文科学，知识点的科普对学习具有重要的作用。这也是近年来各种基于知识的互动网站（如“知乎”等）广为流传的原因。

（3）完备性。微知识点教学模式经过多年的积累后，会逐步在知识点领域形成不同认知角度的知识点阐述体系。从内容的组织和形式上看，不同学生所认识的知识点的差异性对知识点起到了补充和完善作用。随着时间的累积，从知识点的发展角度看，其完备性也在逐步提升。

3 微知识点教学模式的实施

3.1 实施的指导思想

以学生的学习为核心目标，引入社交网络的交互性改善在线课堂的学生参与度问题，从知识点的角度展开教学，强调知识点的传播特性扩展知识点的受惠面，以学生个性化学习为抓手，提升知识点的完备性。

3.2 具体实施

为了验证微知识点教学模式的有效性，我们选取研究生课程模式识别原理进行试点。该课程是面向武汉工程大学全校研究生开设的必修课，共有18名研究生一年级学生选修。我们对选课学生进行了基础意愿度调查，主要是厘清学生在线学习的习惯和对社交网络分享知识点的意愿程度，相关数据见表1。

表1 微知识点教学模式参与意愿的调查项目 人数 占比%

进行过线上平台学习 16 88.9

利用移动设备进行过线上平台学习 9 50.0

是否使用网络学习知识点 13 72.22

愿意利用社交平台分享成果 14 77.78

愿意使用微知识点模式 18 100

在選课学生愿意参与的前提下， 我们完整实施了基于“微知识点”的专业课教学模式。由于计算机专业对动手能力的要求高，我们建立了实际项目代码加上知识点展示的模式，例如知识点的展示并附加实验的内容和代码，这样有效地激发了学生的学习热情，同时锻炼了他们的动手能力。我们从知识点选取、课堂教学、小组讨论、线上分享和评估反馈几个方面对教学效果进行了总结，相关内容见表2。

根据模式识别的教学内容，我们筛选了7个知识点供同学们选择：人工神经网络、卷积神经网络、非线性分类器、K邻近算法、线性分类器、局部约束表达和手写字识别。内容涵盖特征表达与分类的算法体系，从简单的线性分类器到新的卷积神经网络均有设置，体现了模式识别教学内容的层次性。

课堂教学中使用斯坦福大学公开课程资源深度学习算法，利用了网上提供的代码资源和教学资源，设置了一次专门的上机实践教学环节，帮助同学们理解深度学习算法的基本原理和基本代码框架。教学中直接展示了Lecun Yann和百度深度学习院余凯教授的讲座PPT，让同学们掌握最新的深度学习的技术进展。

小组讨论将学生分成7组，每组完成知识点的基本理论梳理和代码演示工作后，在课堂上展开讨论，主要集中在知识点之间的关联性方面，让同学们从自身的学习感受中谈各自的学习体会和对知识点的认识。小组讨论深化了以团队模式进行的协作学习模式，刻意训练同学们的技术协作能力和自我表达能力。

线上分享是同学们将完成的技术文档和演示代码形成网页或者是日志在网络上共享。7组同学中有3组选择了微信朋友圈，3组选择了QQ日志发表，1组同学利用GitHhub建立个人微博发布。学生统计的阅读量平均为150人，最高的阅读量超过了300次，平均10人次对学生发布的内容进行评论，20人次点赞，取得了较好的网络分享效果。

最后一个环节是评估和反馈，任课教师在收集到学生的反馈意见后，对全部的网络内容进行点评。从学生的语言表达，到数学公式的勘误再到代码的演示设计等内容进行点评，希望学生使用规范的科学语言展示自己的工作。通过一个学期的研究生专业课程的教学工作，我们发现微知识点教学方法有效地提升了学生的专业课堂参与，特别是部分同学写的知识点在朋友圈获得非常好的评价，包括学生家长的称赞，获得了多次的转发，大大增强了同学们对专业学习的信心和参与程度。

4 结 语

微知识点教学模式打造了一个集交互性、激励机制和考核方法为一体的闭环教学回路，将社交网络引入到教学方法中，提升了学生学习的参与程度，提高了教学环节的互动性，改进了慕课等网络教学模式中教学互动不足的缺陷。我们将该教学模式应用在实际的智能学科专业课教学工作中。本研究初步表明了基于“微知识点”的智能学科专业课教学模式具有较好的实效性和可推广性。在后期研究中将逐步标准化教学模式，系统地让学生参与到微知识点的教学活动中来，提升学生在专业课上的学习积极性以及动手创新能力。

参考文献：

[1] Al-Atabi M， DeBoer J. Teaching entrepreneurship using massive open online course（MOOC）[J].Technovation， 2014（34）： 261-264.

[2] 樊文强. 基于关联主义的大规模网络开放课程（MOOC）及其学习支持[J]. 远程教育杂志， 2012（3）： 31-36.

[3] Baturay M H. An overview of the world of MOOCs[J]. Procedia-Social and Behavioral Sciences， 2015， 174（1）： 427-433.

[4] 杨静， 刘成新. Web2.0与学习方式的后现代转向[J]. 现代教育技术， 2007（1）： 69-71.

[5] 蔡自兴. 智能科学精品课程群建设与体会[J]. 中国大学教学， 2013（9）： 43-45.

[6] 卢涛， 张彦铎， 王海晖. 基于项目实训的智能科学与技术专业实验教学[J]. 计算机教育， 2012（18）： 123-126.

[7] 李挚， 陈雯柏， 李邓化， 等. 智能科学与技术专业建设的实践[J]. 计算机教育， 2009（11）： 34-37.

[8] 顾骏. 借力“慕课”， 推动中国教育更快前行[J]. 辽宁教育， 2013（22）： 21.

[9] 苗小勇， 陈仕品. 基于社会性网络的协作学习研究： 以人人网为例[J]. 现代教育技术， 2012（7）： 89-92.

（编辑：彭远红）endprint