基于学科知识地图的微课程构建研究——以《教育测量与评价》课程为例*

黄琼珍 周春秀

（1.广州大学 教育学院，广东 广州 510006；2.中山市纪中三鑫双语学校，广东 中山 528463）

一、前言

微课将教学目标与教学内容紧密相连，形成了一种高度聚焦的学习体验。在信息碎片化的网络环境下，微课以其短小精悍、灵活、主题鲜明、针对性强等特点，能突出关键的概念、主题和活动，无论是在内容选择、教学方式还是媒体呈现上都满足了“微时代”环境下学习者利用零碎的时间在便携的智能终端上开展学习的需求，符合碎片化时代的学习方式，能够促进学习者高效自主的学习。但在目前的应用中，大部分微课是单个知识点或分散多个知识点的集合，教学内容一般是围绕单个知识点展开教学，强调学习内容的微型化，常常以微视频资源的形式出现，学习者容易理解知识内容和随时随地使用。但相对于微课知识点内容的相对完整，不同的微课教学内容之间知识点是相对独立的，缺乏对知识以及知识点之间的关联表达，知识点之间的关系难以体现，容易产生知识割裂、碎片化等问题。在应用分散知识点的微课进行学习时，需要学习者自身构建微课知识点之间的关联，掌握学科知识结构，这对学习者来说无疑是困难的，这增加了深度思考的成本，难以被学习者提取和运用而导致知识的遗忘[1]。

为了应对微课知识碎片化的问题，需要找到一个合理的微课资源组织方式，以更好地促进学科课程的学习。目前已有一些有效组织微课知识点的研究和实践，如何文涛（2013）提出利用电子课本对微课程学习资源进行整合[2]；基于知识地图的微课程能有效组织知识点和学习资源，增强知识点之间的关联性和系统性，有利于学习者对知识的建构[3]。崔春阳（2016）提出利用知识地图进行微课程教学导航[4]；任远红（2016）提出在微课程学习平台中利用知识地图进行内容可视化的呈现[5]。利用知识地图组织微课程，层次结构清晰明了，学习者可以快速、便捷地了解知识点分布及其关联，当前知识点所在的位置及其与其他知识点的关系，找到所需的资源，能很好地解决微课程碎片化的问题。从而能够全面了解课程结构，理清各知识点的地位和关联，方便学习者自由掌控个人学习进度，降低学习者认知负荷，激发学习者学习兴趣，促进学习效果的提高。可见，微课在碎片化学习中的作用受到肯定，但其存在的问题也逐渐引起重视，目前基于知识地图的组织方法已引入微课程建设实践中，目前也有研究表明基于知识地图的微课资源组织有利于知识的提取、存储，形成知识体系。

二、知识地图在微课程组织中的作用分析

加拿大学者乔治·西门思(George Siemens)主张通过对知识节点的联结、重组来获取知识。知识地图是一种知识管理工具、技术和方法论，目前应用于情报学、管理学和教育学等多个学科。但目前关于知识地图概念还没有统一的定义，知识地图的概念最早由布鲁克斯（B.C.Brooks）提出，布鲁克斯认为知识地图可以揭示知识的结构[6]。Davenport和Prusak则认为知识地图是一种知识的索引或指南[7]。微课程包含了课程中由独立的知识点制作而成的微视频资源，碎片化信息易于使用和理解，降低了学习者的认知成本，适用于移动学习和微型学习，能满足现代学习者的需求。但当知识点之间的关系非常复杂时，学习者在使用微课时往往感到迷茫，难于系统掌握各个微课知识点之间的关联结构，缺乏对当前学习情况的了解，从而影响了对知识的建构。在微课资源建设中，为了克服微课应用中存在的问题，充分发挥微课的教学效果，将知识地图引入到微课程知识点组织中，可视化地呈现知识点之间的关系，进行知识导航和关联，有助于学习者理清各个知识点之间的逻辑关系和意义。

三、基于学科知识地图的微课程设计

知识地图构建过程包括需求分析、分解知识点、确定知识点属性和关联关系、规划知识结构、利用知识地图整合知识点等。基于学科知识地图的微课设计又包括微课资源设计和学科知识地图设计。根据人类认知具有由上而下、先整体后局部的特征，在知识地图的设计中可采用从上而下的方法，逐级将课程内容分解成适合微课程表现的知识点内容。

（一）学科知识地图的设计

学科知识地图的设计必须运用现代的教育教学理论，主要是在建构主义理论、认知负荷理论和联通主义理论的指导下，充分发挥微课短、小、精、悍的特点和合理的教学设计，使学习者易于建构知识，减轻学习时的内部认知负荷和外部认知负荷；利用知识地图将松散的微课资源进行整合，建立知识节点的联结，并通过可视化的方式呈现知识点之间的关系来获得知识点之间的关系、构建知识网络，增加学习者的相关认知负荷，从而促进对知识的建构和有效学习的发生。

1.明确使用对象与确定知识范围。在设计微课程和构建知识地图前，需要对学习者特征、学习需要、信息需求、知识范围进行分析。学习者特征分析包括学习者一般特征、认知风格、学习起点、学习能力等；在知识范围的确定中，主要是根据教学目标要求和学习对象的需求，确定微课程的学习内容范围与层次，构思知识点之间的结构，设计相关的学习支持资源。

2.知识的分解与分类。知识分解的依据有很多，微课程中知识点的分解可以根据课程结构依次分解为专题、章节、知识点，对一些小的知识点可以进行分类、组合，从而将知识分解、组合成适合在5至10分钟内能讲解清楚透彻的教学内容。

3.确定知识点属性和关联关系。对分解后的每个知识点确定学习水平，同时根据知识点间的逻辑关系如先验关系、后继关系、隶属关系、相关关系、平行关系等确定知识点之间的相互关联以及隶属关系，并建立不同结构形式的知识地图，如对于具有隶属关系的知识点，知识点之间采用树状结构知识地图；对于具有相关关系的知识点，建立知识点语义网络结构，一般是形成包括多种结构的多层次学科知识地图结构模型。

4.利用知识地图可视化展示知识点及其关系。利用知识地图可视化地呈现知识点及其之间的关系，呈现学科课程体系。同时，还可以通过设计目录、资源检索等方式进行知识导航，提供快速获得知识点的学习路径，这样有助于学习者理清各个知识点之间的逻辑关系，并能迅速定位于知识点。

（二）微课的设计

微课设计的出发点是设计短小精悍的课程，使其能服务于传统的课堂授课以及微型学习、移动学习以及泛化学习。因此，必须设计合适的学习时间，一般控制在10分钟以内，以减少学习者受到外界环境影响的机会，这在主观上减少了外部认知负荷，最大程度地提高了学习者的学习效率。

1.微课知识点教学目标的确定。在前期知识点分解和教学需求分析的基础上，对每个微课知识点的教学目标进行分析和确定，以利于利用微课进行知识传授、情境创设、问题解答、思维启发。

2.教学内容的设计。根据教学目标、学习者的需求，在知识点分解的基础上，选择教学中的重点难点知识点内容，根据教学需求、教学内容知识点属性，聚焦单一知识点，对教学内容进行适当的加工、修改和重组，在微型化处理的基础上，将知识点内容合理有序、优化地安排。

3.教与学活动的设计。在数字化学习活动中，主要有三种方式：知识的吸收、学习引导和学习的联系[8]。根据微课应用的方式，如课前预习、课堂辅助讲授、创设情景、课后复习、合作探究等，选择教与学活动的设计，从而使微课适用于传统教学、翻转课堂、混合教学模式。要注意的是，在微课设计中要重视交互性学习活动的设计，以便有效利用微课视频和知识地图促进学习者对知识的吸收，从而实现对学习过程的有效引导，将学习内容与实践技能紧密联系。

4.媒体的选择和呈现方式的设计。根据微课的教学目标、教学内容、主题、定位等来确定呈现知识点的教学媒体，目前微课通常是以微视频的方式出现，通常是在微视频中选择能充分体现教学内容的文本、图表、图像、声音、动画、视频等来表现课程教学内容，通过录屏、拍摄等方式将多种媒体合理呈现，以刺激学习者用多种感官来促进学习感知和记忆效果。

四、基于知识地图的微课程的构建

（一）课程的知识结构框架设计

《教育测量与评价》是高等学校教育类各专业的一门重要基础课，课程涉及的内容多而广，包括教育测评的基本原理和方法，教育测评的质量指标、编制方法，此外，在教育测量与评价的结果处理中还需要用到教育统计的知识和技能，因此，课程具有综合性、技术性、实践性和应用性等特点。在《教育测量与评价》微课程设计中需要对知识点进行合理分析，合理建立知识点之间的关联结构。

在知识地图的知识点分解和知识点之间的关系设计中，主要以“教育测量与评价”课程作为主干逐渐分解为“基本原理”、“质量分析”、“一般过程与方法”、“主题与实践”、“统计与分析”五个专题[9]，五个专题继续分解成章节单元、知识点，有的知识点还需要分解为更细的知识点。这种自上而下的组织方式符合学科知识整体框架的构建；当知识点间有复杂的关系时，根据知识点间的相关关系、并列关系、递进关系分别采用网状、线性的结构来组织知识点，如在“质量分析”专题中效度和信度的关系，信度是效度的必要不充分条件，效度高说明信度也高，信度低则效度也低，因此，在知识地图中信度与效度之间的关系用语义网络结构来表示。图1是根据《教育测量与评价》课程的组织结构，确定章节单元、小节单元和知识点之间的关系而构建的知识地图框架。

（二）基于学科知识地图的微课程的开发

在《教育测量与评价》微课程的开发中，采用从下而上的方法，即先进行微课视频开发，包括相关资源的素材搜集、加工处理，前期录制和后期的编辑处理；然后根据学科的知识结构，选用可视化工具构建微课程的学科知识地图。

1.微课视频和相关资源的开发。在微课程设计的基础上，进行课程相关素材搜集、加工处理，然后进行微课视频和相关资源的开发工作。在课件的制作中，微课程表现方式有授课视频、课件、动画等。制作时，目前主要采用2种方式制作：一是利用PowerPoint制作ppt课件，也可以利用新型多媒体幻灯片制作软件如Focusky等，并配上相关的音频解说。在课件制作中注意对抽象概念内容的讲解要形象生动，通过文本、图形图像、动画、视频等方式呈现，并适当运用图表进行概念辨析；二是通过录屏软件，如Camtasia Studio录屏软件，录制测评数据处理操作与主讲人旁白，最后保存成视频格式；此外，根据具体需要，还可以通过摄像机拍摄的方式来拍摄授课场景。

图1 《教育测量与评价》的知识地图框架

2.学科知识地图的实现。学科知识地图的实现有多种途径，可以利用关系数据库、XML、思维导图、概念图等工具。基于关系数据库的知识地图是利用数据库整合知识点，集成储存微课。XML能有效描述结构化、半结构化和非结构化的数据，为知识的描述、表达、储存、检索提供了便利，能有效地进行微课资源内容知识点的管理；思维导图以一种可视化的方式表征学习任务和类似结构的任务群，利用思维导图工具和概念图工具绘制的知识地图符合人的大脑思考的规律，同时，有些思维导图工具还提供了云端服务，可以将知识信息或想法同步或共享到云服务，并支持群体协同工作和知识库的共建共享。图2是根据“学科—专题—章节—知识点”构建的《教育测量与评价》微课程学科知识地图，采用树状的目录结构形式。

《教育测量与评价》微课程学科知识地图还根据知识点的属性，不仅从纵向进行知识的关联，还利用横向维度建立知识点间的语义网络组织结构图，如图3所示。可见，在《教育测量与评价》的知识地图设计上，主要采用复合结构方式，主要是通过树型结构组织知识内容之间的层级关系，利用语义网络结构表示知识点之间的关联关系。在“质量分析”专题的知识点模块可以通过树状的层级结构逐渐找到章节单元、知识点。在知识点知识地图的呈现上，根据子知识点之间的关系组织知识地图，对于复杂的概念再分解为下级概念。如在“信度”概念的呈现上，又可以分解为“信度的含义”、“估算方法”以及“影响因素”，“信度”又包括“再测信度”、“复本信度”、“分半信度”、“评分者信度”和“内部一致性信度”。

《教育测量与评价》微课程学科知识地图的开发，主要是以InfoRapid KnowledgeBase Builder作为开发工具，可视化呈现知识点间的关联结构，呈现问题解决的流程；在微课资源的组织上，如对于课程的视频、课件、教案等是通过网页链接的方式来实现，对于知识点内容的存储通过数据库技术实现。

五、总结

微课是碎片化时代的产物，微课为学习者提供了灵活自由、高度聚焦的学习体验，适合现代学习者的个性化学习，但同时也存在知识零散、缺乏结构性的有效组织等问题，难于形成完整的课程体系，而学习过程是通过对知识点及其关系建立知识网络的过程。本文根据目前微课程组织中存在的问题，将知识管理思想引入到微课程建设当中，在微课程平台利用知识地图进行知识导航，克服了微课应用中知识分散、零散的状态，从而有助于学习者在利用微课进行碎片化学习时，在加深对知识的理解、掌握关键知识点的同时，构建科学合理的知识体系，以充分发挥微课程的优势。但在如何根据个体特点，对学习情况进行跟踪记录掌握学习者学习状态和学习问题，构建学习者个性化的知识地图方面还有待进一步的深入研究。