结合微课的KM教学法在计算机基础教学的应用

张艳明， 桂忠艳， 孙尧

(黑龙江中医药大学 医学信息工程学院， 哈尔滨 150040)

0 引言

计算机基础课程作为高等院校非计算机专业本科生的一门公共基础课，主要目的是培养学生计算机应用的能力以及在应用计算机过程中所形成的包括计算思维在内的科学思维意识，以满足社会就业需要和创新创业人才培养的需要。计算机基础课程内容涉及常用控件的使用、数据的基本类型、数据的输入与输出、程序控制结构、文件处理和图形设计方法等，其理论性和应用性都很强。另外，由于课程学时不断缩减，教师只能在有限的学时内讲解大量的知识，学生往往感到知识错综复杂，似懂非懂，实际应用知识时感到无从下手。在此种形势下，如何既能够使学生牢固掌握知识点，又能够从杂乱无序的知识中形成清晰的知识网络，从而提升学习质量，是目前亟待解决的问题。

近年来，随着互联网、云计算和大数据等先进技术的飞速发展，微课教学逐步走进了大学课堂，极大地推动了计算机基础课程教学的发展[1-2]。微课作为翻转课堂的一个重要环节，以其“短、精、趣”的特点，吸引了学生注意力，提高了学生的学习兴趣[3-4]。但微课往往是针对某一个典型知识点做细致讲解，由此产生的“知识碎片化”打破了原有的知识体系，导致学生注意力的分散和思维的跳跃。而KM教学法可以有效地整合碎片化知识，促进学生在宏观和微观两个方面构建完善清晰的知识体系，理清知识点之间的复杂联系，培养学生的逻辑思维和计算思维能力，从而弥补微课教学的不足。本文从计算机基础课程微课教学入手，将KM教学法与微课进行有机结合，充分发挥KM教学法和微课各自的优势，旨在提升学习效果的同时，培养学生的逻辑思维能力和创新能力。

1 KM教学法与微课

微课是针对课程的某个知识点制作的以教学视频为主的结构化数字资源，微课的核心是教学视频，同时包括教学设计、演示文稿、教学反思、练习测试、教师点评和学生反馈等辅助性教学资源，从而营造了一个半结构化的、主题式的教学资源“小环境”。微课的每个视频的时长一般控制在5至15分钟，具有短小精悍、主题突出、不受时间空间限制、反馈及时、针对性强、易于开放共享等优点。微课的出现改变了传统的以教师为中心的授课方式，真正实现了以学生为中心的教育理念，从而提高了学生学习的主观能动性和学习兴趣。微课可以实现任意时间任意地点的学习，但由此形成的“知识碎片化”和“时间碎片化”使得学生很难把零散的知识点组织起来[5]，难以把握某个知识点在整个课程知识体系的地位和作用，学生往往感到知识就像一盘散沙，无法理清知识点间的内在联系，难以灵活地提取和应用所学知识。

KM教学法是由北京科技大学杨炳儒教授发明的，它把知识逻辑结构(Knowledge Logic Structure)和思维形式注记(Learning in Mind Form)相结合[6],在知识逻辑结构宏观架构的基础上融入微观的针对概念、推理、算法、证明的思维形式注记，采用“抽点—连线—成网”三个教学步骤和“薄—厚—薄”教学法组织教学过程，以学生为主体，充分发挥教师的引导作用，使学生快速获取知识，提升创新能力。从宏观层面看，知识逻辑结构图(简称K图)主要用来描述知识的整体逻辑架构，使学生从宏观上了解知识的全貌，理清各章节之间的内在联系。从微观层面看，思维形式注记图(简称M图)主要用来描述每一节中的概念、推理、算法、证明等知识点间的内在联系，是逐步求精的过程。在KM教学法中，K图和M图并非毫无关联的单张存在，而是构成一种立体的“塔式分层递阶结构”，与现有知识结构的“平面化”形成鲜明的对照。学生在KM教学法的引导下，既可以对知识的全貌有一个整体的认识，也可以理清知识点之间内在的细微联系，实现“牵一发而动全身”的教学效果，便于知识的理解和运用。

在计算机基础课程教学中，可以把KM教学法和微课进行有机结合，充分发挥KM教学法和微课各自的优势，取长补短。微课主要是针对某一知识点进行详细地讲解，往往会导致知识的孤立、零散、缺乏系统性，学生头脑中很难形成清晰的知识结构，而KM教学法以教学目标为中心，可以以图文并茂的方式展现知识的整理架构体系和知识点间的内在联系，可以有效整合碎片化知识，从而弥补微课教学的不足。将KM教学法与微课进行有机结合，既可以在知识细节上通过微课进行剖析，又可以利用KM教学法弥补微课的浅阅读和碎片化的不足，从而提高学生的学习效率，获得最优的学习效果，提升学生的创新能力。

2 KM教学法结合微课在计算机基础教学的实施

2.1 KM图的开发

在碎片化学习视域下，要在计算机基础课程中将KM教学法与微课教学结合起来，首先要进行KM图的开发。在教学大纲的指导下，以《Visual Basic程序设计教程》(第2版)(中国中医药出版社)为理论参考教材，经过“抽点—连线—成网”的教学流程，分析各章节和各个知识点之间的内在联系，绘制出计算机基础课程所有章节的KM图。

抽点：对计算机基础课程逐节、逐章、逐篇的进行剖析，按照概念、推理、算法、证明等切分成若干个知识点，忽略次要的枝节性的内容，将核心知识点抽象出来。例如Visual Basic(简称VB)程序控制结构包括顺序结构、选择结构和循环结构。其中选择结构又包括If语句选择结构和Select Case语句选择结构。再根据If语句的分类抽象出4个核心知识点：If…Then语句、If…Then…Else语句、If…Then…ElseIf语句和If语句嵌套格式。

连线：在抽象出来的核心知识点的基础上，充分考虑各概念、推理、算法、证明等之间的内在联系，由局部到整体、由简单到复杂地将各个核心知识点串连起来，以线型、环型、层次型、星型、网型等结构形成“知识链”。例如VB与其它编程语言的相同之处是程序设计基础部分，与其它编程语言的不同之处是面向对象部分，VB算法的核心是程序控制结构，各部分之间通过网型结构进行连接。

成网：在知识链不断丰富的基础上，根据计算机基础知识的整体架构，沿多层次多角度不断进行延伸，由抽象到具体，充分考虑知识在横向和纵向间的联系，形成计算机基础知识的塔式分层递阶结构。计算机基础课程顶层知识逻辑结构图如图1所示。

图1 计算机基础课程顶层知识逻辑结构图

顶层图中的“选择结构”连接了第二层图的“If语句选择结构”和“Select Case语句选择结构”，其中“If语句选择结构”又连接了第三层图的“If…Then语句”、“If…Then…Else语句”、“If…Then…ElseIf语句”和“If语句嵌套格式”，其中“If…Then…ElseIf语句”又连接了第四层图“If…Then…ElseIf选择结构思维形式注记图”，如图2所示。

图2 If…Then…ElseIf选择结构思维形式注记图

2.2 KM教学法结合微课教学实施

在KM图绘制完成之后，根据KM教学法“薄—厚—薄”的教学思想，在课前、课中和课后三个阶段把KM教学法和计算机基础课程微课教学相结合，以学生为中心，以教师为主导，充分发挥KM教学法和微课的优势，使学生既能够在头脑中有一个清晰的知识网络，把握课程重点和难点，又能够牢固掌握核心知识点的含义和使用方法，提高学生的学习兴趣和自主学习能力。

课前阶段：包括教师教学设计和学生预习。教师首先根据学生上节课的作业、课堂表现、反馈评价等信息进行学情分析，然后结合课程教学目标设计教学内容和制作微课。在微课讲解课程内容之前，首先给出计算机基础课程的塔式分层递阶结构的顶层图或本章的知识逻辑结构图，使学生了解计算机基础知识的整体脉络，认识到本节课的教学地位和作用，这是KM教学法的第一个“薄”。学生根据微课内容进行课前预习，充分利用微视频、音频、文本等教学资源，牢固掌握核心知识点，并把不懂的知识记录下来，以便在课堂上与教师和同学进行讨论，学有余力的学生也可自行查阅相关文献资料，并结合文献进行深入思考。

课中阶段：在课堂上教师在KM图整体架构的基础上展开扩充，在思维形式注记图的引导下利用微课进行详细讲解，这是KM教学法的“厚”。以每节课50 min的计算机基础课程为例，首先进行课程导入(5～10 min)，教师明确本节课教学目标和教学任务，提出问题。然后学生进行微课学习(10 min)，掌握每个核心知识点的含义和使用方法。教师根据知识点的思维形式注记图详细讲解各知识点间的内在联系(10～15 min)，突出课程重点和难点，使学生能够整合碎片化知识，在头脑中形成知识网络。然后以课堂讨论或是课堂测验的方式检验学生的学习效果(10 min)，最后学生对存有疑惑的知识进行提问，教师利用KM图进行总结(10 min)，使学生能够融会贯通和灵活运用所学知识。

课后阶段：要求学生亲手绘制本节课的KM图，充分考虑知识点之间的复杂联系，引导学生从复杂的载体中总结出自己的知识体系，这是KM教学法的第二个“薄”，实现把一本书读成一张纸的教学效果。学生可以利用微课平台再次复习巩固所学知识，并在平台上进行在线测验和课下讨论，教师可根据学生测验和反馈的结果进行下节课的学情分析，调整下节课微课内容和教学方式，以期获得最优的学习效果。

3 KM教学法结合微课在教学应用中的综合评价

为了评价KM教学法结合微课的教学模式在计算机基础课程教学中的应用效果，本研究以黑龙江中医药大学中西医临床医学专业的本科生为研究对象 采用对比实验的方式，首先选取120名学生，按照平时测试成绩将学生平均分成两部分：实验班和对照班，每班各60名学生。实验班采用KM教学法和微课相结合的教学模式，对照班采用传统授课模式。在教学实践过程中，采取成绩考核、问卷调查、课堂表现记录、学生访谈、学生自评、教师评价等多种方式对学生的学习状态和学习效果进行记录，以保证实验结果的可靠性和完整性。

教学实践完成后，通过对学生的理论成绩和计算机上机实验成绩进行综合测评，得出实验班学生平均成绩为96分，对照班学生平均成绩为78分，实验班学生成绩要明显高于对照班学生。问卷调查结果显示，学生对KM教学法结合微课的教学模式持肯定的态度，95%的学生认为此教学模式有助于提高学习效率，有利于培养学生知识梳理和总结归纳的能力，学生对课程的重难点也掌握地更加牢固，思路更加清晰。通过课堂表现可以看出，实验班学生课堂积极性更好，编程实践能力更强，愿意主动参与到师生互动中，形成了轻松愉快的课堂氛围。KM教学法结合微课的教学模式可以帮助学生更好地理解和记忆知识，让学生耳目一新，提高了学生的学习兴趣，使学生不知不觉在头脑中形成了知识的“全景图”，提高了学生的逻辑思维能力和创新能力。

3 总结

本文针对计算机基础课程存在的课程内容多而复杂、学习时间有限的教学矛盾，提出将KM教学法与微课教学相结合的教学模式，并应用到课程教学实践中。该教学模式既能发挥微课解析课程重难点的优势，又能发挥KM教学法整合碎片化知识、理清知识脉络的长处，二者融会贯通、取长补短，有效地提高了学生学习效率，提升了学生自学能力和创新思维能力。但是KM教学法结合微课的教学模式实践不是一次性的，而是一次持续性的、长期的改革，同时这也对教师的职业能力提出了更高的要求，掌握现代化教学技术，转变固化的教学思维，提升教师的职业能力是KM教学法结合微课的教学模式顺利实施的关键。