基於教學知識點的模型框架與結構分析

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【論文關鍵詞】知識點;系統化方法;模型;知識點結構

基於教學知識點的模型框架與結構分析

【論文摘要】採用系統化和物件導向的工程化分析方法,針對教學過程,提出教學知識點的模型框架、知識點的層次結構與圖結構表示,以及知識點的獨立性問題。這對於教師對知識點的理解與把握,更好地組織與設計教學內容,有著較為重要的意義。

    一、知識點的定義

    知識點這個概念引起理論界的重視是在70年代以後,以人工智慧科學、認知學和思維科學為理論基礎,構建智慧教學模式,建立知識庫,涉及到知識點的劃分問題。他們或者是按書本的章節將知識從大到小進行劃分,構建網狀超文字知識庫,或者是完全按照知識之間關係將網狀知識庫分層的方法構建知識庫。由此,知識點被定義為“描述教學領域知識的完整的教學單元稱為知識點”。知識點可以看作是闡述某一方面、某一教學單位,同時包含相關練習及相應多媒體演示課件、相關知識鏈的一個完整的教學單元。如一門課程中的某一章、某一節,甚至某一節中的字、詞、概念、定理、定律、公式、規律、觀點等都可作為一個知識點。

    知識點包括單位知識點和複合知識點:在結構上具有不能再分割的框架結構的知識點稱為單位知識點,而由相關的一組知識點組成的知識點稱為複合知識點。在不同的知識層面上,單位知識點和複合知識點可以相互轉化。

    教學是傳授知識的過程,學生一般是以知識點為單位來學習新知識,這是由知識點的構成特點和人的認知特點共同決定的。這也決定了教師在教學活動中按逐個知識點進行教學的過程。因此,將知識劃分為各個獨立的知識單元,特別是將複雜的知識劃分為最小的最基本的知識單元,找到某一知識專案的起始知識點,是十分必要的。它是教師教和學生學的出發點。心家苛勒認為,學習心理學的一項重要任務是發現認知的自然單位,但是他始終沒有說明這種自然單位是什麼。按筆者理解,這種自然單位即是知識單元或知識點。

    實際上,教學內容的知識點是構成整個知識概念的基本理解和記憶單元,或者說,它是知識的基本構件或模組。當教師將教學內容涉及的知識與概念分配到每個知識點時,實際上是分解了整個的教學內容,這種劃分的思想有助於在巨集觀或微觀上把握概念和教學重點。當學習者將知識單元關聯起來時,就能形成概念的整體結構,並且有益於理解和複習。

    長期以來,人們一直在設計課堂的教學模式,但忽視了教學內容的基本單元—知識點的設計,導致難以設計出符合學習規律的整堂課的教學模式。然而,當我們將目光轉向針對知識點設計時,就可以發現符合學習規律的教學模式:即當一堂課的教學內容包含著若干個不同型別的知識點時,教師就可以針對不同型別的知識點使用不同型別的知識點教學模式,逐個知識點地教學。

    本文運用系統工程的建模方法,以理論為依據,探討知識點模型框架、知識點的層次結構與圖結構、以及知識點的獨立性等問題。為各學科知識提供規範的、可操作的知識點表示與組織結構。

    二、教學知識點的模型框架

    教學是以某種系統的方式設計的,現代主流的系統分析與設計技術,主張採用模型驅動方法。模型是現實系統的一個抽象,也是對現實世界的簡化。所謂建模就是“把問題從問題領域轉移到解決領域”的過程。

    不同的模型模擬本體不同的屬性,它可能是研究和描寫本體內部結構的.即結構模式;可能是描寫功能表現的,即功能模式;可能是描述行為的,即行為模式;可能是模擬本體穩定的常規屬性的,即靜態模式;可能是模擬本體的動態發展的,即動態模式。基於上述原則,模型化是一個複雜的過程,其本質是抽象概括,捨棄具體的非本質的特徵,保留本質的共性的特徵,模型化的.結果是構擬出研究物件的結構化框架,這種認知方法體現了物件導向(Object Orentied)的基本思想。

    在教學過程中,有許多不同的理論模型都是對教學活動模式而設計的,但在這個領域很少討論知識點模型及規範。例如,知識點如何表示?它的基本框架是什麼?應包括哪些主要元素?知識點之間的關係是什麼?我們確實很少去注意和討論這些問題。

    按照我們對教學的理解,採用物件導向的分析建模方法,知識點可表示成一個封裝的物件模型框架,它由屬性和操作(行為)所構成,屬性反應了知識點的靜態特徵,操作反應了知識點的動態特徵。知識點模型框架如圖1所示。

    按照這個結構,可把知識模型的結構與詳細描述表示成圖2。