一種基于知識樹構(gòu)建問題鏈的課程教學(xué)設(shè)計(jì)方法

1、    一種基于知識樹構(gòu)建問題鏈的課程教學(xué)設(shè)計(jì)方法    張睿+程愷+董軍濤+郝文寧（解放軍理工大學(xué) 指揮信息系統(tǒng)學(xué)院，江蘇 南京 200017）摘 要：針對問題鏈?zhǔn)浇虒W(xué)法在教學(xué)應(yīng)用中提出問題目標(biāo)性不強(qiáng)、問題間邏輯性不嚴(yán)密、問題覆蓋面不全等現(xiàn)象，提出一種先建立課程知識樹，再建立知識點(diǎn)問題，并將其串行化形成kt-pl問題鏈，以層次問題緊密銜接驅(qū)動課程的教學(xué)模式。文章具體闡述kt-pl問題鏈的概念及模型，介紹kt-pl問題鏈的構(gòu)造方法，并基于思維導(dǎo)圖構(gòu)建kt-pl問題鏈實(shí)例，最后總結(jié)kt-pl問題鏈實(shí)施教學(xué)應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞：問題鏈；問題教學(xué)法；課程設(shè)計(jì)；

2、知識樹0 引 言作為教育者，我們一直致力于教學(xué)方法與手段的創(chuàng)新，從過去的案例式1、探究式2、討論式3等教學(xué)法到當(dāng)前的mooc、spoc（小規(guī)模限制性在線課程）等網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)模式，旨在老師、學(xué)生、知識三者間建立某種微妙的平衡關(guān)系，以期實(shí)現(xiàn)學(xué)生對知識從一般理解到熟練掌握，再到靈活應(yīng)用，周而復(fù)始循環(huán)固化，在某一刻靈感促成創(chuàng)新。學(xué)生學(xué)習(xí)知識是一個(gè)直觀、深刻、升華的過程，在這個(gè)過程中，是讓學(xué)生主動索取知識還是被動接受知識，人們更傾向以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，因?yàn)閷W(xué)習(xí)的主觀能動性是實(shí)現(xiàn)這一過程的關(guān)鍵所在。任何功利性的物質(zhì)都無法實(shí)現(xiàn)調(diào)動學(xué)習(xí)主觀能動性的持久性，而作為人類對未知不確定探究的一種本能，問題是激發(fā)學(xué)習(xí)

3、主觀能動性的原始動力。因此如何利用問題優(yōu)化學(xué)生、知識、老師三者之間的關(guān)系，是提高教學(xué)效果的一種重要途徑。例如，問題式教學(xué)法4是以學(xué)生為主體、以專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各種問題為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，通過提出問題、分析問題、解決問題等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞問題尋求解決方案的一種學(xué)習(xí)方法，該方法可以培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和科學(xué)精神；通過將問題環(huán)環(huán)相扣引導(dǎo)思考的問題鏈?zhǔn)浇虒W(xué)法5，可以進(jìn)一步強(qiáng)化問題式教學(xué)法的教學(xué)效果。問題的設(shè)置是問題教學(xué)法的關(guān)鍵，提出問題的目標(biāo)性不強(qiáng)、問題間的邏輯性不嚴(yán)密，都會限制問題教學(xué)法的教學(xué)應(yīng)用效果。如何建立問題鏈也是問題鏈?zhǔn)浇虒W(xué)法研究熱點(diǎn)，筆者提出了一種基于知識樹構(gòu)建問題鏈的課程教學(xué)設(shè)計(jì)方法，嘗試先構(gòu)建課程知

4、識樹，然后基于知識樹構(gòu)建知識點(diǎn)問題，最后將知識點(diǎn)問題有機(jī)的組織起來，形成kt-pl（knowledge tree-problem link）問題鏈，使問題鏈中的問題既能覆蓋知識點(diǎn)，問題間又具有嚴(yán)密的邏輯性。1 kt-pl問題鏈的概念課程的知識體系一般以知識樹的方式組織，以樹狀結(jié)構(gòu)體現(xiàn)知識點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。這種結(jié)構(gòu)很好地體現(xiàn)知識點(diǎn)的前后、層次關(guān)系，但并沒有很強(qiáng)的因果關(guān)系，不便于理解與掌握。單個(gè)問題與知識點(diǎn)，體現(xiàn)了單個(gè)知識點(diǎn)的因果關(guān)系，但沒有體現(xiàn)知識點(diǎn)之間的必要因果關(guān)系，因此將所有知識點(diǎn)對應(yīng)的問題有機(jī)組織起來，將知識點(diǎn)的樹狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成問題的鏈表結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)知識點(diǎn)之間的必要因果關(guān)系，通過問題鏈表中問題的

5、自然銜接分析解決過程，實(shí)現(xiàn)對知識樹中知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)掌握過程。因此，kt-pl問題鏈就是老師基于課程的知識樹構(gòu)建具有自然銜接關(guān)系的問題隊(duì)列，使問題鏈具有全面性和銜接性，全面性體現(xiàn)了問題集覆蓋所有知識點(diǎn)，銜接性體現(xiàn)了問題間的自然過渡。2 kt-pl問題鏈的模型學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)一般經(jīng)歷理解、掌握、運(yùn)用三個(gè)階段，而為什么要學(xué)習(xí)這個(gè)知識、這個(gè)知識是什么、怎么用這個(gè)知識解決實(shí)際問題，正是對應(yīng)學(xué)生對知識的一般性了解、原理性的掌握、靈活性應(yīng)用的三個(gè)階段，體現(xiàn)了問題鏈所需要的自然銜接過程。因此，kt-pl問題鏈從“為什么”（why）開始、經(jīng)過“是什么”（what）、到“怎么用”（how）結(jié)束。kt-pl問題鏈的模

6、型由問題和問題間的關(guān)系構(gòu)成，通過關(guān)系將問題串接成問題鏈。根據(jù)問題在問題鏈中的必要性，將問題分為主體問題、知識點(diǎn)問題、引導(dǎo)性問題、發(fā)散性問題四類。其中，主體問題是問題鏈的軀干，它代表了問題鏈構(gòu)建的主旨思想，本文采用為什么（why）、是什么（what）、怎么用（how）三個(gè)主體問題；知識點(diǎn)問題是根據(jù)知識樹建立，依據(jù)與why、what、how三個(gè)主體問題耦合的緊密程度，將知識點(diǎn)問題分布三個(gè)主體問題中；引導(dǎo)性問題是問題間承上啟下的紐帶，完成問題間的自然過渡；當(dāng)知識點(diǎn)較難、較重要時(shí)，可以適當(dāng)設(shè)置發(fā)散性問題，強(qiáng)化對知識點(diǎn)的理解。根據(jù)前后問題銜接的緊密程度，將問題間的關(guān)系分為直接引導(dǎo)關(guān)系和間接引導(dǎo)關(guān)系兩種，

7、直接引導(dǎo)關(guān)系是指兩個(gè)問題間有很強(qiáng)的因果關(guān)系，間接引導(dǎo)關(guān)系是指兩個(gè)問題有前后順序關(guān)系。主體問題間是間接引導(dǎo)關(guān)系，知識點(diǎn)問題間具有直接引導(dǎo)關(guān)系或者間接引導(dǎo)關(guān)系，引導(dǎo)問題和知識點(diǎn)問題間適用直接引導(dǎo)關(guān)系，發(fā)散性問題間適用直接引導(dǎo)關(guān)系。3 kt-pl問題鏈的構(gòu)建kt-pl問題鏈的構(gòu)建是依據(jù)知識樹構(gòu)建知識點(diǎn)問題，將知識點(diǎn)問題分布到why、what、how三個(gè)主體問題中，通過加入引導(dǎo)性問題，將知識點(diǎn)間的間接引導(dǎo)關(guān)系轉(zhuǎn)換成直接引導(dǎo)關(guān)系的過程，如圖1所示。1）構(gòu)建知識點(diǎn)問題。依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)對知識的學(xué)習(xí)要求，選擇知識點(diǎn)，根據(jù)知識的層次和前后關(guān)系構(gòu)建知識樹，并設(shè)計(jì)知識點(diǎn)問題。一般知識樹中左側(cè)分支的知識點(diǎn)要先于右側(cè)的知

8、識點(diǎn)，可以采用先序遍歷知識樹的方式，依次建立知識點(diǎn)問題，確保不遺漏知識點(diǎn)。問題與知識點(diǎn)之間可以是一對一、一對多和多對一的關(guān)系，對于一個(gè)知識點(diǎn)既可以設(shè)置一個(gè)問題，也可以設(shè)置多個(gè)問題，一個(gè)問題也可以對應(yīng)多個(gè)知識點(diǎn)。2）建立間接引導(dǎo)關(guān)系。根據(jù)知識點(diǎn)間的前后關(guān)系以及與why、what、how三個(gè)主體問題耦合的緊密程度，將知識點(diǎn)問題分布鏈接到三個(gè)主體問題中，并畫出間接引導(dǎo)關(guān)系，如圖2所示。其中，虛線箭頭表示了問題間的間接引導(dǎo)關(guān)系，數(shù)字序列代表了間接引導(dǎo)關(guān)系建立的先后過程。3）建立直接引導(dǎo)關(guān)系。補(bǔ)充引導(dǎo)性問題和發(fā)散性問題，將知識點(diǎn)問題間的間接引導(dǎo)關(guān)系，用引導(dǎo)性問題及直接引導(dǎo)關(guān)系替代；若知識點(diǎn)問題間是直接引

9、導(dǎo)關(guān)系，則直接將間接引導(dǎo)關(guān)系替換為直接引導(dǎo)關(guān)系，如圖2所示。其中，實(shí)線箭頭代表了直接引導(dǎo)關(guān)系，數(shù)字序列代表了直接引導(dǎo)關(guān)系建立的先后過程。 4）完善問題鏈。問題鏈?zhǔn)怯扇握n老師構(gòu)建，是從授課者的角度設(shè)計(jì)問題、組織問題，并不一定一次就能夠設(shè)計(jì)出完全適合學(xué)生思維的問題集，因此在授課的過程中，可以不斷收集整理學(xué)生的問題，將其擴(kuò)充或替代為問題鏈中的問題。4 kt-pl問題鏈設(shè)計(jì)實(shí)例在作戰(zhàn)模擬課程中，我們以章為單位構(gòu)建了知識樹，采用思維導(dǎo)圖的方式用mindmanager工具構(gòu)建了問題鏈。本文以第一章為例構(gòu)建問題鏈（見圖3），其構(gòu)建過程如下。（1）構(gòu)建知識樹。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容和要求畫出知識點(diǎn)樹，如圖3中的

10、知識點(diǎn)樹所示。（2）構(gòu)建主體問題。在問題鏈中構(gòu)建主體問題“a為什么需要使用作戰(zhàn)模擬技術(shù)？”“b作戰(zhàn)模擬是什么？”“c如何使用作戰(zhàn)模擬技術(shù)研究戰(zhàn)爭問題？”（3）設(shè)計(jì)知識點(diǎn)問題。依據(jù)知識點(diǎn)樹設(shè)計(jì)知識點(diǎn)問題，將其分布到主體問題鏈中，并描述知識點(diǎn)與問題的一一對應(yīng)關(guān)系，如圖3中知識點(diǎn)與問題的對應(yīng)關(guān)系。將知識樹中“概念”“分類”對應(yīng)的知識點(diǎn)問題歸屬到“作戰(zhàn)模擬是什么？”主體問題鏈中；將知識樹中“應(yīng)用”對應(yīng)的知識點(diǎn)問題歸屬到“如何使用作戰(zhàn)模擬技術(shù)研究戰(zhàn)爭問題？”；從知識點(diǎn)的角度，“作戰(zhàn)模擬發(fā)展歷史”應(yīng)歸屬到“概念”知識點(diǎn)，也就是將其歸屬到概念對應(yīng)“作戰(zhàn)模擬是什么？”的問題鏈中，但根據(jù)實(shí)際內(nèi)容介紹古代、近代、

11、現(xiàn)代作戰(zhàn)模擬的應(yīng)用情況，將其歸屬到“如何使用作戰(zhàn)模擬技術(shù)研究戰(zhàn)爭問題”更容易理解與接受。（4）設(shè)計(jì)引導(dǎo)性問題和發(fā)散性問題。如圖3中“a為什么需要使用作戰(zhàn)模擬技術(shù)？”后面的問題都是引導(dǎo)性問題，從“a.1如何在未來的戰(zhàn)爭中獲得勝利？”問題討論出發(fā)，得出要對戰(zhàn)爭研究，獲得經(jīng)驗(yàn)的結(jié)論。由“a.2如何研究作戰(zhàn)和戰(zhàn)爭這類復(fù)雜問題？”引導(dǎo)學(xué)員回想曾參加過的數(shù)學(xué)建模比賽，得出用數(shù)學(xué)建模方法解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的結(jié)論。由“b.1什么是數(shù)學(xué)建模？”“b.2如何建立數(shù)學(xué)模型？”引導(dǎo)至第一個(gè)知識點(diǎn)問題“b.3模型是什么？”通過提出問題、解決問題、發(fā)現(xiàn)新問題，不斷推進(jìn)，直至所有知識點(diǎn)完全被問題串接。5 結(jié) 語知識樹構(gòu)建問題

12、鏈的課程設(shè)計(jì)方法屬于問題鏈?zhǔn)浇虒W(xué)法，其實(shí)施應(yīng)遵循“三環(huán)”“六步” 的問題教學(xué)法 ，但由于問題鏈中問題較多，在有限的課堂教學(xué)時(shí)間中，如何將提出問題、分析問題、解決問題有效地貫穿整個(gè)教學(xué)過程，可以從以下幾個(gè)方面著手。（1）注重問題的收集與分析?？梢越柚鷐ooc、spoc等網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)手段，在課前對學(xué)生的疑問進(jìn)行收集，分析存在的普遍性疑問，并與問題鏈中的問題相對應(yīng)，列入課堂要重點(diǎn)解決的問題。（2）精確控制問題的討論進(jìn)度。在課堂中，把握引導(dǎo)性問題和知識點(diǎn)問題的討論節(jié)奏，適當(dāng)運(yùn)用發(fā)散性問題鞏固重要知識點(diǎn)，防止簡單問題過度討論。（3）拓展問題研討的時(shí)間和空間。借助mooc、spoc等平臺，對于部分知識點(diǎn)問題和發(fā)散性問題進(jìn)行課后討論。利用思維導(dǎo)圖構(gòu)建kt-pl問題鏈實(shí)施教學(xué)，可以極大地提高教師對課程知識體系的全面掌握程度，促進(jìn)課程