以問題解決為導(dǎo)向的微課知識(shí)地圖構(gòu)建研究_1

1、    以問題解決為導(dǎo)向的微課知識(shí)地圖構(gòu)建研究    摘要：近年來(lái)，利用知識(shí)地圖對(duì)微課進(jìn)行組織的研究逐漸增多，但大多停留在構(gòu)建不同學(xué)科知識(shí)地圖組織微課這種橫向?qū)用娴难芯可稀１狙芯刻岢鲆詥栴}解決為導(dǎo)向構(gòu)建知識(shí)地圖組織微課的路徑，以認(rèn)知負(fù)荷理論和格拉澤問題解決支持三階段論為理論基礎(chǔ)，首先選擇了流程型知識(shí)地圖，然后提出以問題解決為導(dǎo)向的知識(shí)地圖的要素、構(gòu)建原則、構(gòu)建模式和構(gòu)建流程，以及支持微課學(xué)習(xí)的知識(shí)地圖功能與策略：組織策略、關(guān)聯(lián)策略、引導(dǎo)策略、定位策略、提示策略和呈現(xiàn)策略。以問題解決為導(dǎo)向的微課知識(shí)地圖構(gòu)建研究從問題解決的角度縱向拓展了研究的新路徑，使學(xué)習(xí)

2、者在問題解決過程中學(xué)習(xí)微課，也通過微課學(xué)習(xí)如何解決問題。關(guān)鍵詞：微課，知識(shí)地圖，問題解決，問題導(dǎo)向，認(rèn)知負(fù)荷理論，學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建模式，構(gòu)建流程一、引言信息技術(shù)的發(fā)展徹底改變了信息獲取和傳播的方式，極為便利的信息獲取和傳播方式使信息呈爆炸式增長(zhǎng)。海量的信息雖然為學(xué)習(xí)者提供了便利的學(xué)習(xí)資源，但其碎片化呈現(xiàn)卻使得信息組織和信息管理變得困難，我們稱這一時(shí)代為“碎片化時(shí)代”（姜宛彤，等，2016）。碎片化時(shí)代的時(shí)間、空間、知識(shí)和注意力呈碎片化形式呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式也隨之改變。丹尼爾·金在研究個(gè)體學(xué)習(xí)和組織學(xué)習(xí)之間的轉(zhuǎn)移機(jī)制時(shí)提出，當(dāng)個(gè)人心智模式和共享心智模式之間出現(xiàn)斷裂時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生碎片化學(xué)

3、習(xí)（kim，1998）。碎片化時(shí)代的信息和知識(shí)具有零散性和碎片性的特點(diǎn)，所以碎片化學(xué)習(xí)中信息和知識(shí)的組織就變得尤為重要。如何將碎片化的知識(shí)以某種利于學(xué)習(xí)者知識(shí)建構(gòu)的方式進(jìn)行組織就成為值得探討的問題。國(guó)外以可汗學(xué)院和mooc為代表的微視頻教學(xué)平臺(tái)隨著碎片化時(shí)代的大浪潮而興起，我國(guó)的微課程也隨之迅速發(fā)展。因此，教學(xué)微視頻如何組織能夠有效促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識(shí)建構(gòu)也是本研究的重點(diǎn)。二、問題的提出（一）知識(shí)地圖在微課組織中的利用目前，國(guó)內(nèi)外的微視頻教學(xué)平臺(tái)多利用知識(shí)地圖對(duì)微視頻進(jìn)行組織，比較有代表性的如可汗學(xué)院。在課程組織方面可汗學(xué)院就如同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源超市，擁有數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理、金融、計(jì)算機(jī)科學(xué)、天文學(xué)、

4、法律等5，500多個(gè)視頻，但是可汗學(xué)院的部分知識(shí)地圖依然存在知識(shí)點(diǎn)數(shù)量龐大、知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)系復(fù)雜等缺點(diǎn)，無(wú)疑會(huì)增加學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。除了可汗學(xué)院以外，日本的share wis也是一個(gè)基于知識(shí)地圖的微視頻教學(xué)網(wǎng)站（姜宛彤，等，2016），但是share wis的知識(shí)地圖無(wú)連接線，而是通過右下角的加減號(hào)放大縮小知識(shí)點(diǎn)以控制知識(shí)呈現(xiàn)的界面，只能從知識(shí)層級(jí)關(guān)系對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行處理，為學(xué)習(xí)者提供局部的知識(shí)關(guān)聯(lián)，而無(wú)法提供完整知識(shí)體系。我國(guó)的學(xué)生網(wǎng)也具有知識(shí)地圖功能，但是與可汗學(xué)院和share wis不同的是，學(xué)生網(wǎng)的知識(shí)地圖只用于課后問題的組織，未對(duì)微視頻進(jìn)行組織，無(wú)法在學(xué)習(xí)者利用微視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)呈現(xiàn)知識(shí)間的

5、關(guān)聯(lián)，也無(wú)法幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)。除此之外，我國(guó)比較有代表性的幾大微課程網(wǎng)站如微課網(wǎng)和微課之家等均未引入知識(shí)地圖功能。自2011年胡鐵生基于區(qū)域優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)提出“微課”一詞，微課程就作為一種新型教學(xué)嘗試進(jìn)入我國(guó)教育教學(xué)領(lǐng)域，得到各部門的大力支持和推廣。微課程在發(fā)展中不斷完善，但也暴露出諸多問題。從微課程實(shí)踐及應(yīng)用調(diào)查來(lái)看，存在微課零散、缺乏有效組織的問題（王偉，2014；詹春青，等，2014；陳婧燕，等，2015），針對(duì)此問題也有學(xué)者提出利用思維導(dǎo)圖（謝永朋，等，2015；陳如麗，等，2015；崔春陽(yáng)，等，2016）、知識(shí)地圖等方式組織微課（任遠(yuǎn)紅，2016；胥果，2016）。但思維導(dǎo)圖更適

6、合頭腦風(fēng)暴等發(fā)散思維的組織，而微課是既有事物，需要的是基于某種關(guān)聯(lián)的有效組織。而且思維導(dǎo)圖只有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，但知識(shí)點(diǎn)之間可能存在多種關(guān)聯(lián)，所以思維導(dǎo)圖并不十分適合知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)的呈現(xiàn)。而近年來(lái)利用知識(shí)地圖對(duì)微課進(jìn)行組織的研究，大多是構(gòu)建不同學(xué)科的知識(shí)地圖，而且存在諸多問題。其中較為突出的就是注重概念性知識(shí)，多是利用知識(shí)地圖呈現(xiàn)知識(shí)之間的從屬關(guān)系，對(duì)程序性知識(shí)缺少關(guān)注。程序性知識(shí)是關(guān)于“怎么辦”的知識(shí)，是問題解決過程中不可缺少的。（二）知識(shí)地圖在微課組織中的新探索以問題解決為導(dǎo)向問題解決是人類學(xué)習(xí)中最重要的獲取和建構(gòu)知識(shí)的手段，21世紀(jì)也以培養(yǎng)具有問題解決能力和創(chuàng)新能力的人才為目標(biāo)。目前，世界上

7、很多國(guó)家頒布的綱領(lǐng)性文件都體現(xiàn)出培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的重要性。如日本文部省頒布的“學(xué)習(xí)指導(dǎo)要領(lǐng)”中規(guī)定，中小學(xué)各學(xué)科課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容都要重視培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力（陳靜靜，2008）；美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)也指出，具備良好科學(xué)素養(yǎng)的人必須具有較高的問題意識(shí)和問題解決能力（國(guó)家研究理事會(huì)，1999，p. 28）；韓國(guó)和我國(guó)基礎(chǔ)教育課程改革也均指出要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究精神和問題解決能力的培養(yǎng)。可見學(xué)校的教育教學(xué)工作也應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力為目標(biāo)。微課程作為一種新型學(xué)習(xí)方式，近兩年在基礎(chǔ)教育中非?；馃?，所以利用知識(shí)地圖對(duì)微課進(jìn)行組織的研究不能僅僅停留在組織不同學(xué)科的微課這種橫向?qū)用?，有必?/p>

8、換一個(gè)角度縱向拓展新路徑?；谝陨峡紤]，我們提出以問題解決為導(dǎo)向構(gòu)建知識(shí)地圖組織微課的思路。三、以問題解決為導(dǎo)向的微課知識(shí)地圖構(gòu)建的理論基礎(chǔ)（一）認(rèn)知負(fù)荷理論以問題解決為導(dǎo)向的微課知識(shí)地圖組織研究以認(rèn)知負(fù)荷理論為基礎(chǔ)，認(rèn)知負(fù)荷理論又以資源有限理論和圖式理論為基礎(chǔ)。1.資源有限理論資源有限理論認(rèn)為，人類的認(rèn)知資源是有限的，如果加工信息所需的認(rèn)知資源超過個(gè)體的認(rèn)知資源，就會(huì)對(duì)個(gè)體造成認(rèn)知負(fù)荷。從資源有限理論來(lái)看，在微課程的學(xué)習(xí)中需要對(duì)微課資源進(jìn)行組織，有效的微課資源組織能夠降低學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。2.圖式理論圖式理論認(rèn)為，知識(shí)是以圖式形式存儲(chǔ)在長(zhǎng)時(shí)記憶中的，個(gè)體在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，已存儲(chǔ)的圖式可以根據(jù)具

9、體情境進(jìn)行處理，降低個(gè)體的認(rèn)知負(fù)荷。認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為，教學(xué)的主要功能是在長(zhǎng)時(shí)記憶中存儲(chǔ)信息，而利用圖式對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)建可以降低短時(shí)記憶的負(fù)荷，知識(shí)可以以圖式的形式儲(chǔ)存于長(zhǎng)時(shí)記憶中。所以認(rèn)知負(fù)荷理論強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)內(nèi)容不宜一次性呈現(xiàn)過多和過于復(fù)雜，否則將增加學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，影響學(xué)習(xí)效果。從圖式理論來(lái)看，利用圖式對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行組織也可以降低學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，所以利用知識(shí)地圖對(duì)微課資源進(jìn)行組織，使微課資源以圖式的方式呈現(xiàn)，可以加深學(xué)習(xí)者的印象，減輕學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，改善學(xué)習(xí)效果。（二）格拉澤解決問題支持三階段論格拉澤對(duì)于新手解決問題支持的研究中曾提出三階段論，這三個(gè)階段分別是外界支持期、過渡期和自我

10、調(diào)整期。其中第一個(gè)階段就指出，若是教師或父母為學(xué)習(xí)者構(gòu)建學(xué)習(xí)支架，給予學(xué)習(xí)者來(lái)自外界的支持，將會(huì)促進(jìn)新手解決問題的能力。羅伯森也指出，在一個(gè)不熟悉的領(lǐng)域中，是不容易從問題中歸納出一個(gè)原理圖示的，因此用從源問題那里模仿來(lái)的行動(dòng)，將有助于解決問題（轉(zhuǎn)引自金慧，2010，pp. 20-22）。所以學(xué)習(xí)者進(jìn)入問題情境中試圖解決問題之前，最好給學(xué)習(xí)者一個(gè)可供模仿的問題解決模式，學(xué)習(xí)者通過學(xué)習(xí)進(jìn)行模仿，再將所學(xué)的問題解決過程應(yīng)用于新的問題情境中完成學(xué)習(xí)遷移。利用知識(shí)地圖對(duì)微課進(jìn)行組織，不僅可以減輕學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，還可以在學(xué)習(xí)者進(jìn)入學(xué)習(xí)情境時(shí)給予一個(gè)及時(shí)的學(xué)習(xí)支持，即以知識(shí)地圖呈現(xiàn)問題解決步驟給學(xué)習(xí)者提供

11、一個(gè)可供模仿的問題解決模式，促進(jìn)學(xué)習(xí)遷移。四、流程型知識(shí)地圖的選擇（一）以問題解決為導(dǎo)向的知識(shí)地圖選擇依據(jù)隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，知識(shí)地圖衍生出各種不同的形態(tài)，其呈現(xiàn)方式和功能以及應(yīng)用領(lǐng)域也不盡相同。以問題解決為導(dǎo)向構(gòu)建知識(shí)地圖至少要滿足以下要求：1.呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)揭示關(guān)系可以說(shuō)是知識(shí)地圖最基本的功能，又可分為揭示知識(shí)之間的關(guān)系和揭示人員之間的關(guān)系。本研究將重點(diǎn)放在揭示知識(shí)之間的關(guān)系上。因此，以問題解決為導(dǎo)向構(gòu)建知識(shí)地圖，首先應(yīng)能將知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，幫助學(xué)習(xí)者理解知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)。2.呈現(xiàn)問題解決流程吳才喚（2012）曾經(jīng)指出，知識(shí)地圖是解決問題的需求者在創(chuàng)新

12、實(shí)踐中尋找到解決特定問題的方法或答案的一種知識(shí)管理工具。知識(shí)地圖的本質(zhì)在于使得知識(shí)需求者找到解決某項(xiàng)特定問題的方法或答案，因此，它的建構(gòu)應(yīng)該以問題為導(dǎo)向，而不是以知識(shí)為導(dǎo)向。問題解決是一個(gè)有順序的多階段過程，因此，以問題解決為導(dǎo)向構(gòu)建知識(shí)地圖，要能夠呈現(xiàn)問題解決的過程，為學(xué)習(xí)者提供問題解決步驟的學(xué)習(xí)支持。3.支持知識(shí)點(diǎn)定位梁定彭認(rèn)為，知識(shí)地圖是一個(gè)與知識(shí)搜索有關(guān)的概念（轉(zhuǎn)引自陳強(qiáng)，等，2006）。mu和wang（2009）也認(rèn)為知識(shí)地圖是資源獲取、組織和檢索的工具。問題解決過程中需要應(yīng)用不同類型的知識(shí)，能夠快速地對(duì)所需知識(shí)進(jìn)行定位就顯得尤為重要。因此，以問題為導(dǎo)向構(gòu)建知識(shí)地圖，要能夠支持知識(shí)點(diǎn)

13、定位，學(xué)習(xí)者能夠根據(jù)需要搜索知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也能搜索到與其相關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)。（二）流程型知識(shí)地圖的優(yōu)勢(shì)logan和caldwell按照知識(shí)的構(gòu)成將知識(shí)地圖分為概念型知識(shí)地圖、流程型知識(shí)地圖和能力型知識(shí)地圖（如表1）（轉(zhuǎn)引自蘇新寧，2014，pp. 156-166）。首先，流程型知識(shí)地圖可以呈現(xiàn)事物進(jìn)行順序過程中的布置和安排。問題解決也是一個(gè)有序的過程，解決問題過程中所需的資源也需要一定的布置和安排。因此，流程型知識(shí)地圖可以呈現(xiàn)問題解決的過程，以及問題解決過程中所需知識(shí)和資源的布置和安排。其次，在流程型知識(shí)地圖中，知識(shí)地圖揭示關(guān)系的功能還可以按照問題解決的過程提供問題解決所需知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，為問題解決

14、提供支持。同時(shí)，流程型知識(shí)地圖的知識(shí)點(diǎn)定位功能也可以對(duì)問題解決所需知識(shí)進(jìn)行搜索和定位，并呈現(xiàn)其關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)。最后，logan和caldwell也指出，流程型知識(shí)地圖由概念型知識(shí)和流程型知識(shí)組成，而問題解決過程中所需的知識(shí)也具有一定的層次性，程序性知識(shí)要建立在概念型知識(shí)的基礎(chǔ)上，才能更好地解決問題，因此，在問題解決所需知識(shí)的提供方面也要按照一定順序，從低級(jí)知識(shí)到高級(jí)知識(shí)。綜上所述，對(duì)于問題解決來(lái)說(shuō)，最適合的當(dāng)屬流程型知識(shí)地圖，下文中的知識(shí)地圖均表示流程型知識(shí)地圖。五、以問題解決為導(dǎo)向的知識(shí)地圖的要素要素是構(gòu)成一個(gè)客觀事物最基礎(chǔ)的單位。知識(shí)地圖的組織也是由各種不同的要素構(gòu)成的。本研究認(rèn)為，知識(shí)地圖的

15、要素主要可以分為基本要素和支持要素。（一）基本要素知識(shí)地圖的基本要素是指在知識(shí)地圖組織中最基本的構(gòu)成，也是整個(gè)系統(tǒng)中最小的單位。基本要素具有普遍性，是所有知識(shí)地圖都具備的要素，主要包括知識(shí)節(jié)點(diǎn)、知識(shí)關(guān)聯(lián)和知識(shí)鏈接。1.知識(shí)節(jié)點(diǎn)知識(shí)節(jié)點(diǎn)是知識(shí)地圖組織中提煉出的知識(shí)對(duì)象，也是知識(shí)地圖的核心要素。一個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)可以分解成多個(gè)相關(guān)聯(lián)的子知識(shí)節(jié)點(diǎn)；一組相關(guān)聯(lián)的知識(shí)節(jié)點(diǎn)也可以代表知識(shí)點(diǎn)的集合；多個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)根據(jù)其知識(shí)關(guān)聯(lián)共同構(gòu)成一個(gè)完整的知識(shí)地圖。2.知識(shí)關(guān)聯(lián)在知識(shí)地圖中知識(shí)節(jié)點(diǎn)所代表的知識(shí)之間的關(guān)系就是知識(shí)關(guān)聯(lián)。知識(shí)關(guān)聯(lián)將獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)根據(jù)一定的內(nèi)在關(guān)系串聯(lián)在一起，形成一個(gè)關(guān)系清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。學(xué)習(xí)者可以通過知

16、識(shí)關(guān)聯(lián)了解知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系。知識(shí)關(guān)聯(lián)也可以用于表示流程和演化的過程。3.知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接可以指向鏈接對(duì)象的具體位置，在鏈接源和鏈接目標(biāo)之間建立聯(lián)系。知識(shí)地圖本身是不呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的，只呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，通過知識(shí)鏈接可以找到以知識(shí)節(jié)點(diǎn)所代表的知識(shí)點(diǎn)的具體內(nèi)容。（二）支持要素知識(shí)地圖的支持要素是指在知識(shí)地圖中除了基本要素之外的“填充要素”。缺少支持要素的知識(shí)地圖只能呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，而無(wú)法用于學(xué)習(xí)。支持要素將知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容“填充”到知識(shí)地圖的知識(shí)節(jié)點(diǎn)中，支持學(xué)習(xí)者利用知識(shí)地圖進(jìn)行學(xué)習(xí)。這里的支持要素主要包括微課學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)引導(dǎo)。1.微課學(xué)習(xí)資源以問題解決為導(dǎo)向構(gòu)建的知識(shí)地圖中知識(shí)節(jié)點(diǎn)直

17、接鏈接微課學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)者點(diǎn)擊知識(shí)節(jié)點(diǎn)就可以進(jìn)入相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源所在的文件夾。2.微課學(xué)習(xí)引導(dǎo)由于知識(shí)地圖主要是由一個(gè)個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，無(wú)法直觀呈現(xiàn)相關(guān)知識(shí)描述，在學(xué)習(xí)者利用知識(shí)地圖進(jìn)行微課學(xué)習(xí)時(shí)，可能會(huì)造成困擾。因此，有必要在知識(shí)地圖中建立微課學(xué)習(xí)引導(dǎo)。微課學(xué)習(xí)引導(dǎo)可以包括知識(shí)點(diǎn)描述和知識(shí)意義等信息。六、以問題解決為導(dǎo)向的知識(shí)地圖構(gòu)建原則（一）以問題解決為導(dǎo)向以問題解決為導(dǎo)向的知識(shí)地圖最大的特點(diǎn)就是知識(shí)地圖是以問題解決過程為依據(jù)進(jìn)行構(gòu)建的。因此，在構(gòu)建知識(shí)地圖之前首先要明確問題，然后根據(jù)問題解決步驟組織構(gòu)建地圖，知識(shí)地圖中的知識(shí)節(jié)點(diǎn)都是解決問題過程中所需掌握的知識(shí)點(diǎn)。（二）結(jié)構(gòu)性與關(guān)聯(lián)性關(guān)聯(lián)主

18、義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)就是在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行關(guān)系和節(jié)點(diǎn)的重構(gòu)和建立（王佑鎂，等，2006）。奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)也強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)是符號(hào)所代表的新知識(shí)與學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的適當(dāng)觀念建立起非人為的實(shí)質(zhì)性聯(lián)系（謝永朋，等，2015）。可見知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)在學(xué)習(xí)中尤為重要。因此，構(gòu)建知識(shí)地圖要注意其知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)和結(jié)構(gòu)。（三）導(dǎo)航性與定位性知識(shí)地圖作為一種知識(shí)導(dǎo)航定位工具，其導(dǎo)航功能可以為學(xué)習(xí)者提供問題解決的步驟支架。同時(shí)，定位功能也可以對(duì)問題解決所需知識(shí)進(jìn)行搜索和定位。因此，知識(shí)地圖構(gòu)建要注意其導(dǎo)航性和定位性。（四）要素性與簡(jiǎn)潔性美國(guó)心理學(xué)家miller對(duì)短時(shí)記憶的研究表明，人類的短時(shí)記憶廣度為7±2組塊。認(rèn)知負(fù)荷理論也強(qiáng)