智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下基于知識建模圖的在線教育資源眾籌及其應(yīng)用研究

何文濤

[摘? ?要] 目前，少有人關(guān)注智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的教育資源整合，而高質(zhì)量的教育資源是開展智慧學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，以客觀的知識建模圖為媒介，讓精英教師貢獻(xiàn)學(xué)科知識建模圖和特定知識組塊的活動任務(wù)，并由大眾教師使用或貢獻(xiàn)新的活動任務(wù)，以此方式眾籌到的活動任務(wù)最終都會聚合到知識建模圖上，形成豐富的、多樣化的學(xué)科資源庫，彌補了以往在線學(xué)習(xí)資源難以跨平臺聚合的不足。利用問題解決的知識點推理路徑進(jìn)行學(xué)習(xí)診斷，以推理路徑上的標(biāo)注知識點為關(guān)鍵詞進(jìn)行資源檢索，可準(zhǔn)確定位學(xué)生所需要的學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的個性化、針對性推薦?；谥R建模圖眾籌學(xué)科教育資源，利用問題解決的知識點推理路徑診斷學(xué)習(xí)、推薦資源，彌補了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)資源整合研究方面的缺失，具有這樣教育資源的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境可廣泛應(yīng)用于校本課程開發(fā)、智能化備課、差異化精準(zhǔn)教學(xué)、針對性個性化輔導(dǎo)等方面，對推動教育教學(xué)方式的變革具有巨大的促進(jìn)作用。

[關(guān)鍵詞] 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境; 知識建模圖; 知識組件; 教育資源眾籌; 精準(zhǔn)教學(xué)

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

一、引? ?言

20世紀(jì)90年代以來，信息技術(shù)迅速發(fā)展，計算機、多媒體課件、投影、教學(xué)系統(tǒng)等信息技術(shù)開始應(yīng)用于教學(xué)，學(xué)習(xí)環(huán)境開始步入數(shù)字化時代。但是，知識傳遞仍是數(shù)字化環(huán)境下教學(xué)的主要職能，如數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境僅簡單地把教學(xué)內(nèi)容數(shù)字化，課堂教學(xué)由“人灌”變成“電灌”，并不能改變學(xué)習(xí)者被動接受學(xué)習(xí)的處境，也無法為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)提供更高級的學(xué)習(xí)支持，更難以滿足學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)的需要[1]。學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)需要更高級的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)資源的支撐。

隨著“智慧地球”概念的提出，智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧電網(wǎng)、智慧教育、智慧交通等新概念也不斷催生，尤其是智慧城市建設(shè)備受關(guān)注。智慧城市建設(shè)的推進(jìn)使智慧教育逐漸進(jìn)入人們的視野。祝智庭認(rèn)為，“智慧教育是教育信息化的新境界;智慧教育的真諦是通過利用智能化技術(shù)構(gòu)建智能化環(huán)境，智慧教育的發(fā)展需要智慧學(xué)習(xí)環(huán)境為技術(shù)支撐”[2]。黃榮懷認(rèn)為，“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境的高端形態(tài)”[3]。新一代信息技術(shù)的發(fā)展，特別是感知技術(shù)、人工智能和通信技術(shù)的發(fā)展，為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境理念與實踐的更新提供了可能，當(dāng)今教育已經(jīng)跨入智慧學(xué)習(xí)時代。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是指裝備技術(shù)豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境，它能整合多種技術(shù)和設(shè)備，有效感知外部環(huán)境，支持學(xué)習(xí)者的線上線下學(xué)習(xí)活動，獲得真實的學(xué)習(xí)體驗[4]。目前，關(guān)于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究主要集中在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的結(jié)構(gòu)組成、功能開發(fā)、應(yīng)用案例、教學(xué)效果、用戶體驗、性能評估、教學(xué)策略及未來教室環(huán)境設(shè)計、適應(yīng)性學(xué)習(xí)策略與算法、學(xué)生用戶模型、新技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)、研究綜述等方面的探究[4]，少有人關(guān)注智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)資源整合研究。而數(shù)字化教育資源是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的重要組成要素之一，是開展智慧學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。要發(fā)揮智慧學(xué)習(xí)環(huán)境在教與學(xué)中的智慧性，研究智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的教育資源整合便很有必要。

二、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下在線教育資源的整合方向

在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，教育教學(xué)資源只有具有可進(jìn)化性、生成性、自適應(yīng)性與開放性的特征，才能滿足學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中根據(jù)需要選擇合適的學(xué)習(xí)資源的要求。這就要求在線學(xué)習(xí)資源一方面允許使用者重新創(chuàng)建或編輯，依靠群體智慧動態(tài)生成資源，另一方面能夠和運行系統(tǒng)交換信息，以獲取學(xué)習(xí)中的過程性信息，分享與分析學(xué)習(xí)者的生成性信息[5]。只有滿足這兩個要求，才能確保在線教育資源的深層次共享、進(jìn)化并向正確的方向生長。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的智慧性發(fā)揮離不開有效的學(xué)習(xí)資源的支持。目前，我們雖然建有大量的精品課程、微課程或習(xí)題庫等資源，理論研究也十分豐富，但數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的研究多來自高校，研究者結(jié)構(gòu)較為單一，不能從多角度、多層次探究數(shù)字化教育資源問題，且各自為營，教育資源建設(shè)缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的評價標(biāo)準(zhǔn)，致使大量在線教育資源比較分散孤立，不能進(jìn)行大范圍、高效率的交換與共享，而且多重視理論研究，較少進(jìn)行數(shù)字化教育資源的應(yīng)用實踐，數(shù)字化教育資源利用率讓人擔(dān)憂[6]。加之，目前的在線學(xué)習(xí)平臺中數(shù)字資源通常使用“資源—索引—元數(shù)據(jù)”的結(jié)構(gòu)模式來組織學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)者使用關(guān)鍵字進(jìn)行檢索時得到的是大量資源的堆積，而不是依據(jù)學(xué)習(xí)者現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)或認(rèn)知水平為其推薦最切合的學(xué)習(xí)資源[7]，學(xué)習(xí)者易陷入“信息海洋”[8]之中，增加認(rèn)知負(fù)擔(dān)。因此，現(xiàn)有的數(shù)字化教育資源及其組織形式難以滿足智慧學(xué)習(xí)的需要。

學(xué)習(xí)資源模塊化具有可重用、可組裝、易維護(hù)的好處，利于資源的聚合、定制和進(jìn)化，是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下在線教育資源整合的方向。國內(nèi)教育軟件產(chǎn)品模塊化始于“積件”[9]。但積件因缺少標(biāo)準(zhǔn)的元數(shù)據(jù)和包裝格式的定義，不能與教學(xué)系統(tǒng)交換信息，記錄學(xué)習(xí)過程[10]。學(xué)習(xí)對象具有可重用性，在國內(nèi)外影響甚大，人們定義了完備的內(nèi)容聚合規(guī)范，如SCORM標(biāo)準(zhǔn)中的CAM、IMS-LD、學(xué)習(xí)元等。但人們只考慮知識產(chǎn)品構(gòu)成的模塊化，未把知識產(chǎn)品自身看作模塊，僅利用標(biāo)簽檢索，再通過人工分析、選擇和改編以實現(xiàn)聚合，體現(xiàn)不出來學(xué)習(xí)對象的可聚合性[11]。模塊化實踐并沒有達(dá)到可聚合的水平，無法做到學(xué)習(xí)資源的跨平臺聚合。模塊化的學(xué)習(xí)資源缺乏聚合能力，就難以做到資源的可定制、可進(jìn)化，更難以基于內(nèi)容聚合完成一門完整的在線課程?！耙婚T在線課程的外部媒體表現(xiàn)形式是它的表層結(jié)構(gòu)，而它所傳遞的知識網(wǎng)絡(luò)才是它的深層結(jié)構(gòu)，各模塊依據(jù)它們的知識屬性按照課程知識結(jié)構(gòu)的內(nèi)在要求聚合成在線課程。模塊的知識屬性必須用客觀的知識圖表征，但不能用語義圖，因為語義圖不但含混，而且難以制定規(guī)范以便在各個模塊之間共享。語義圖作為模塊的知識屬性不可能在實用層次上實現(xiàn)互聯(lián)聚合，即使在平臺內(nèi)部也難以做到”。[11]知識建模圖是按特定操作規(guī)范繪制的知識結(jié)構(gòu)圖，能客觀地表達(dá)知識點之間的隸屬關(guān)系，可用來表征模塊的知識屬性。

為解決智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下有效教育資源的缺失、難聚合等問題，本文嘗試?yán)弥R建模圖對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行整合，以期將在線教育資源整合為一種具有可進(jìn)化性、生成性、自適應(yīng)性與開放性的資源形式，滿足智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下不同學(xué)習(xí)形式的需要。

三、何為知識建模圖

知識建模是指按照特定規(guī)范，將不同類型的知識點用不同的圖形來表示并畫出它們之間關(guān)系的過程，知識建模的結(jié)果是一張知識點網(wǎng)絡(luò)圖，該圖稱為知識建模圖。“知識建模圖中，包括8種知識類型：（1）符號名稱，用橢圓? ? ?表示;（2）概念，用圓? ? 表示;（3）原理及格式，用矩形? ? ?表示;（4）過程方法，用圓角矩形? ? ? 表示;（5）事實范例，用? ? ? 表示;（6）認(rèn)知策略，用圓柱? ? ?表示;（7）格式，用梯形? ? ?表示;（8）信念價值觀，用菱形? ? ? 表示。知識點之間分為10類關(guān)系：（1）包含;（2）構(gòu)成組成;（3）是一種;（4）具有屬性;（5）具有特征;（6）定義;（7）并列;（8）是前提;（9）是工具;（10）支持。” [12]使用這些關(guān)系連線，將知識點連接起來，就可形成知識建模圖（如圖1所示）。

知識建模圖是一種基于學(xué)科知識之間的內(nèi)在語義聯(lián)系并按照特定規(guī)范繪制而成的知識隸屬關(guān)系圖[13]。學(xué)科知識點和知識點之間的隸屬關(guān)系的相對客觀性，確保了按照特定規(guī)范規(guī)劃繪制出來的知識建模圖是一個客觀圖。研究表明，由于特定規(guī)范的約束，不同主體針對同一內(nèi)容所繪制的知識建模圖有著令人滿意的一致性[14]。也就是說，知識建模圖具有很強的客觀性，并不會因繪制主體的不同而千差萬別。在線教育資源整合時，構(gòu)建者只要遵循知識建模規(guī)范為在線資源設(shè)定知識建模圖，在線資源之間就可以根據(jù)知識建模圖的知識點交點建立互聯(lián)，實現(xiàn)聚合。知識建模圖作為一種成熟的教學(xué)內(nèi)容分析技術(shù)，目前可用來清晰地表達(dá)練習(xí)習(xí)題、課本教材、教學(xué)方案、教學(xué)視頻等知識素材中知識點之間的隸屬關(guān)系，對分析各類在線教育資源蘊含的知識點也具有很強的適用性。知識建模圖可作為在線教育資源整合的客觀抓手和主要依據(jù)。

四、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下基于知識建模圖的

在線教育資源眾籌

知識建模圖是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下在線教育資源整合的重要工具，可有效解決在線學(xué)習(xí)平臺中學(xué)習(xí)資源之間難以聚合的問題。但僅有學(xué)習(xí)資源的知識建模圖還難以滿足智慧學(xué)習(xí)的需要，智慧學(xué)習(xí)的有效開展還需要基于知識建模圖的在線教育資源的支持。基于此，本文利用知識建模圖進(jìn)行了一些整合在線教育資源方面的嘗試，以期更好地滿足智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下各類學(xué)習(xí)的需要。

（一）基于知識建模圖的在線教育資源模型

在線教育資源背后蘊含的是特定知識點，其所包含的知識點個數(shù)可多可少，知識點之間的關(guān)系復(fù)雜度也可簡可繁，但知識點及其知識點之間的關(guān)系必須清晰明確。知識建模圖是表征知識點之間隸屬關(guān)系的客觀圖，可清晰地表達(dá)在線教育資源所包含的知識點及知識點之間的關(guān)系。單個學(xué)習(xí)資源包含的知識點通常不是孤立存在，而是以知識建模圖中的一個知識組塊的形式出現(xiàn)，學(xué)習(xí)資源一般都包含特定的知識組塊。知識組塊是學(xué)習(xí)資源的一個客觀屬性。在線教育資源的分類聚合需以知識組塊之間的內(nèi)在聯(lián)系為客觀依據(jù)，而在線教育資源檢索也應(yīng)以其所蘊含的知識組塊或知識組塊中的知識點為關(guān)鍵詞。這樣，聚合或檢索到的在線學(xué)習(xí)資源便具有很強的針對性，而不再是單純的大量資源堆積。這為我們整合在線教育資源提供了新的思路，即以知識建模圖中的知識點或知識組塊為中心，為其開發(fā)不同認(rèn)知水平和難度層次的學(xué)習(xí)活動或事實范例庫，詳細(xì)思路如圖2所示。

認(rèn)知技能領(lǐng)域的學(xué)習(xí)目標(biāo)分類將知識點的學(xué)習(xí)分為記憶、理解和運用三個認(rèn)知層次，其中知識點的記憶和理解層次學(xué)習(xí)屬于知識點的意義建構(gòu)，而知識點的運用層次學(xué)習(xí)屬于知識點的能力生成[15]?！爸R點記憶”多采用背誦方式學(xué)習(xí)，一般是在“知識點理解”的教學(xué)活動中完成知識點的記憶目標(biāo)，教學(xué)設(shè)計時不再單獨設(shè)計知識點記憶類的學(xué)習(xí)活動。學(xué)習(xí)活動中的活動任務(wù)對學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成至關(guān)重要。一個學(xué)習(xí)活動可以由一個或多個活動任務(wù)組成，活動任務(wù)直接與學(xué)習(xí)目標(biāo)關(guān)聯(lián)，完成了特定活動任務(wù)就能達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。因此，在整合在線教育資源時，我們應(yīng)多設(shè)計圍繞特定知識組塊的活動任務(wù)。在圖2中，我們將知識點的意義建構(gòu)類活動任務(wù)分為A、B、C、D、E、F六類：A類活動任務(wù)是指回憶聯(lián)想與當(dāng)前知識點有關(guān)的知識點（先決知識點）;B類活動任務(wù)是指鑒別知識點的特征或構(gòu)成要素，以及知識點與其特征要素之間的橫向縱向聯(lián)系（理解知識點的內(nèi)涵）; C類活動任務(wù)是指尋找知識點與其他知識點之間的異同點（知識系統(tǒng)化）; D類活動任務(wù)是指對概念進(jìn)行分類（知識系統(tǒng)化）; E類活動任務(wù)是指知識點的理論證明或者用事實范例歸納引出知識點（與應(yīng)用情境聯(lián)系）; F類活動任務(wù)是指觀察知識點的運用示范（與應(yīng)用情境聯(lián)系）。而學(xué)生能力是學(xué)生在運用特定知識點做具體事情（事實范例）的過程中生成的。能力生成類任務(wù)分為分析實例、創(chuàng)建實例、補充修改拓展實例和問題解決四類。這里的實例或問題是指事實范例類型的知識點，事實范例可以是一個蘊含特定知識點的產(chǎn)品方案、自然現(xiàn)象、社會現(xiàn)象、心理過程、問題推理過程，也可以是一個特定問題、教學(xué)案例、例子、練習(xí)習(xí)題等。在資源整合時，每類能力生成的活動任務(wù)都需要根據(jù)解決事實范例的推理路徑的長度和包含知識點的多少來確定不同的難度層次（難度L1、難度L2……難度Ln），并為每類能力生成任務(wù)的每個難度層次開發(fā)多個不同類型的事實范例（事實范例1、事實范例2……事實范例n）。

意義建構(gòu)類和能力生成類活動任務(wù)在智慧學(xué)習(xí)平臺呈現(xiàn)時可以具體化為教學(xué)設(shè)計方案、微課、PPT課件、習(xí)題、講解動畫或講解文本等資源形式，如把圍繞不同知識組塊的意義建構(gòu)類任務(wù)和能力生成類任務(wù)的這些學(xué)習(xí)資源都整合到知識建模圖中去，便可得到一節(jié)課或一個學(xué)科的在線教育資源庫。而知識點的客觀性可確保不同平臺之間圍繞特定知識點的學(xué)習(xí)資源能夠聚合，并在使用過程中生成新的學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的進(jìn)化，最后形成的包含豐富學(xué)習(xí)資源的知識建模圖也是一種學(xué)科資源工具。但仍會面臨如何根據(jù)知識點或知識點組塊開發(fā)學(xué)習(xí)資源的難題。

（二）基于知識建模圖的在線教育資源眾籌

在線教育資源的開發(fā)工作長期以來多由高校學(xué)院派專家團(tuán)隊擔(dān)任，而在線教育資源（尤其是基礎(chǔ)教育階段）的受眾，多是一線教師或在校學(xué)生，學(xué)院派開發(fā)的教學(xué)資源，一線教師用起來不順手，學(xué)生學(xué)起來也不切合實際情況。學(xué)院派的學(xué)術(shù)傾斜考慮和實踐派的教學(xué)實用導(dǎo)向在在線教育資源的開發(fā)與其實際需求之間存在錯位。其中緣由是高校專家為在規(guī)定期限內(nèi)完成研究任務(wù)，缺乏對一線教與學(xué)實際情況調(diào)研的長效跟蹤機制，不能實時掌握一線的實際需求，在線教育資源難以隨著需求的變化而持續(xù)更新。在線教育資源誰享用、誰開發(fā)，或許能有效解決這一問題。在線教育資源的主要使用者是教師和學(xué)習(xí)者，而在教學(xué)過程中學(xué)生需要或應(yīng)該使用什么樣的學(xué)習(xí)資源，教師最有發(fā)言權(quán)。因此，教師應(yīng)是在線教育資源開發(fā)的核心群體。但最初的資源開發(fā)并不是全體教師都參與，而是先由經(jīng)過“以學(xué)習(xí)活動為中心的教學(xué)設(shè)計實訓(xùn)”的精英教師分子（如一線出身的教研員、特級教師、高級教師等）完成學(xué)科知識建模圖的繪制和特定知識點組塊活動任務(wù)的設(shè)計，然后由大眾教師使用。大眾教師在使用過程中可以不斷修改、完善這些活動任務(wù)，也可進(jìn)一步擴充某知識組塊活動任務(wù)的數(shù)量或類型，但大眾教師修改、完成或擴充后的活動任務(wù)需通過精英教師的審核后方可納入學(xué)科資源庫中。這種由精英教師負(fù)責(zé)繪制學(xué)科知識建模圖、開發(fā)圍繞學(xué)科知識組塊的原始活動任務(wù)，大眾教師全民參與使用與貢獻(xiàn)圍繞特定知識組塊的活動任務(wù)并由精英教師審核的在線資源開發(fā)模式，本文稱為在線教育資源的眾籌。

但在線教育資源眾籌并非易事。如采用行政手段硬推，精英教師或大眾教師并不會從學(xué)科教學(xué)的實際需要考慮并認(rèn)真對待，勢必會把這項事業(yè)當(dāng)作行政任務(wù)來應(yīng)付了事，這樣眾籌到的教育資源比較粗糙，可利用率極低。如發(fā)起教育公益行動，自愿參與的教師開發(fā)資源時能夠精益求精，但教師群體并非都有這樣的教育情懷，大眾教師參與的熱情不夠高漲，眾籌到的資源有限。而采用“利益驅(qū)動+政府支持”可有望解決以上問題。制定相應(yīng)的法規(guī)，即凡是參與繪制學(xué)科知識建模圖、開發(fā)活動任務(wù)并通過嚴(yán)格審核的教師，都會得到除工資外的額外經(jīng)濟(jì)收益，同時，將教師貢獻(xiàn)資源的數(shù)量多少與質(zhì)量優(yōu)劣直接納入教師績效考核和職稱評定。這樣，在嚴(yán)格審核機制的保證下、實際利益的驅(qū)動下和績效職稱的壓力下，教師的參與熱情和其貢獻(xiàn)的活動任務(wù)的質(zhì)量可得到保證。另外，教育資源眾籌僅靠人工難以完成，還需要借助智慧學(xué)習(xí)平臺中相關(guān)智能化功能的輔助，如智慧學(xué)習(xí)平臺的知識建模圖繪制、任務(wù)設(shè)計等功能模塊。

一線教師眾籌的在線教育資源貼合一線需要，師生用起來比較順手，利于在線教育資源用到實處并得到充分利用，發(fā)揮智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的真正作用，提高教與學(xué)效率。

（三）基于知識建模圖的在線教育資源整合

教師群體基于學(xué)科知識建模圖全民參與眾籌教育資源，雖能形成滿足各類教學(xué)方式的教學(xué)資源庫或?qū)W習(xí)資源庫，但未曾貢獻(xiàn)某知識組塊學(xué)習(xí)資源的其他人并不清楚該資源如何使用，而且這些資源也無法形成具有完整體系的學(xué)科門類課程。因此，基于知識建模眾籌到的教育資源還需要進(jìn)一步整合。知識組件是針對課程目標(biāo)而組織起來的知識組塊、學(xué)習(xí)方式、評價方式以及所需資源工具的綜合體[16]，是在知識建模的基礎(chǔ)上的資源再設(shè)計，可作為組成門類課程的基本單元和整合在線資源的工具。知識組件設(shè)計分三步[17]：

1. 劃分知識組塊

完成知識建模后，還需劃分知識組塊。知識是為能力服務(wù)的，知識組塊的劃分依據(jù)是“課程目標(biāo)能力體系”（如圖3所示）。一個知識組塊的內(nèi)容對應(yīng)一個能力目標(biāo)，將為同一個能力目標(biāo)服務(wù)的知識點劃分在一個知識組塊中，當(dāng)遇到不同能力目標(biāo)需要同一個知識點時，即知識點需要同時出現(xiàn)在不同知識組塊中時，為減少知識組塊之間的連線，可以選擇復(fù)制該知識點到不同的知識組塊中，同一個知識點之間用“等價于”關(guān)系相鏈接。從能力體系的分解中可以看到，在最底層的是葉子能力，最頂層的是總能力（根能力），其他中間層的為中間能力。相應(yīng)的葉子能力對應(yīng)葉子知識組件，中間能力對應(yīng)中間知識組件。

2. 設(shè)計知識組件

根據(jù)教育技術(shù)學(xué)視野中的課程開發(fā)理論，在完成了知識組塊的劃分之后，要針對知識組塊的內(nèi)容特征、學(xué)習(xí)者關(guān)鍵特征等設(shè)計相應(yīng)的學(xué)習(xí)方式、評價方式以及資源工具，從而組成完整的葉子知識組件，葉子知識組件設(shè)計見表1。

學(xué)習(xí)方式是指做什么類型的事務(wù)以及怎么去做，包括事務(wù)類型和完成事務(wù)的社會性特征兩個維度。事務(wù)類型又分為描述和解釋、理解和反思、欣賞和創(chuàng)造、探索發(fā)現(xiàn)和問題解決四種;社會性特征分為個人完成和群體合作。評價方式是指對學(xué)習(xí)活動中學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成果的評價方式，而不是具體的評價指標(biāo)。資源包括知識含義的權(quán)威解釋材料、擴展閱讀材料、學(xué)習(xí)指南以及各種例題、測驗題、信息資源索引等。

3. 鏈接知識組件

課程目標(biāo)的能力體系中一個總能力分解成幾個子能力，每個子能力對應(yīng)一個知識組塊，并被設(shè)計成相應(yīng)的葉子知識組件。中間知識組件就是針對第二層的總能力目標(biāo)設(shè)計的，中間知識組件的設(shè)計見表2?？偰芰δ繕?biāo)通常是子能力目標(biāo)的綜合和提升，學(xué)習(xí)方式的設(shè)計除了與葉子知識組件的學(xué)習(xí)方式一樣要根據(jù)知識點內(nèi)容特征來選擇外，通常還會選擇小組合作和問題解決的學(xué)習(xí)方式。設(shè)計的意圖是讓學(xué)習(xí)者通過問題解決來達(dá)到綜合應(yīng)用之前葉子知識組件中學(xué)習(xí)到的知識的水平，問題的設(shè)計需要具有綜合性，能涵蓋所有知識組塊的重要知識點，這樣的問題通常比較復(fù)雜，所以需要小組合作來完成。而評價方式主要是對問題解決方案的評價。在資源和工具的設(shè)計中，通?？梢栽黾右恍└由钊氲膶W(xué)習(xí)材料以及綜合案例，這些案例要與學(xué)習(xí)者需要解決的問題相似。

知識建模圖是學(xué)習(xí)資源的底層數(shù)據(jù)，具有客觀性，知識組件是在線學(xué)習(xí)資源的再設(shè)計，具有多樣性，同一個知識組塊可以有不同的知識組件，知識組件通過知識建模圖中的知識組塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這些知識組件便可自動鏈接成一個豐富的知識組件庫，以供需要時選擇。知識組件具有可重用性，一旦形成學(xué)科的知識組件庫，便可利用這些知識組件組合成一門系統(tǒng)化課程資源。此外，不同學(xué)校組織可根據(jù)校情進(jìn)行知識組件的選擇、排列，也可在使用的過程中根據(jù)自己的教學(xué)需要改進(jìn)或重新設(shè)計組件，以形成具有特色的校本課程。需要指出的是，知識組件開發(fā)需要借助專門的課程開發(fā)技術(shù)，一線教師不具備這個能力或還需要進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)，知識組件的開發(fā)需要專門的課程開發(fā)團(tuán)隊來完成，但知識組件的開發(fā)仍然依賴一線教師眾籌到的學(xué)科教育資源。

（四）以知識建模圖為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)診斷與資源推薦

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境關(guān)注如何利用可靠和有用的信息為學(xué)習(xí)者提供自適應(yīng)和個性化學(xué)習(xí)的智能化服務(wù)[20]。這里的信息包括教學(xué)過程數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)資源兩部分，分析信息和發(fā)揮信息（學(xué)習(xí)資源）對教學(xué)的智慧化服務(wù)離不開智能化診斷資源推薦模型的支撐。無論是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的課堂教學(xué)，還是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，知識點的理解或能力的生成都離不開具體問題的解決。而任何問題的解決都有其特定的解決路徑并涉及一些相關(guān)的知識點。

FC知識圖（樣例如圖4所示）表達(dá)的是問題解決的知識推理路徑，可用來還原問題解決的詳細(xì)過程。FC知識圖包括問題情境結(jié)點、操作子結(jié)點、概念結(jié)點三部分：問題情境用“平行四邊形”表示;操作子結(jié)點是情境變化的依據(jù)，包括PF、PS、CS、FM類知識點，統(tǒng)一用“矩形”表示，也可用知識建模規(guī)范來表示;概念用“圓形”表示[21]。問題（事實范例）是依據(jù)知識建模圖中的某個知識組塊進(jìn)行的設(shè)計，問題解決涉及的知識點和問題本身都是知識建模圖的一部分。因此，知識建模圖和FC知識圖是建立智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)診斷與資源推薦模型的理想工具。以知識建模圖為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基于FC知識圖的學(xué)習(xí)診斷與資源推薦的思路如下。

設(shè)計問題時可將解決問題的所有可能的知識推理路徑全部畫出來，并在知識推理路徑的每步路徑上標(biāo)注其所需要的知識點。問題解決時，如學(xué)生在第n步出錯，便以標(biāo)注知識點為關(guān)鍵詞遍歷知識建模圖，找到與這個知識點有關(guān)的活動任務(wù)或知識組件進(jìn)行推送。推送算法為：如學(xué)生解決a問題卡在第n步上，則在知識建模圖上遍歷第n步上的知識點，然后推送學(xué)生和該知識點直接關(guān)聯(lián)的、且與a問題難度相同或相近的其他問題，如果學(xué)生會做，則讓學(xué)生回到a問題的第n步繼續(xù)往下做;如學(xué)生難以完成與a問題第n步知識點同類同難度層次的其他問題，則向?qū)W生推送與第n步知識點有關(guān)的意義建構(gòu)類的活動任務(wù)，幫助學(xué)生理解掌握該知識點，然后再推送和知識點有關(guān)的、且與a問題第n步難度層次相同的其他問題，如果學(xué)生會做，則讓學(xué)生回到a問題的第n步繼續(xù)往下做;如學(xué)生能解決a問題，則給學(xué)生推送與a問題類似的強化練習(xí)及學(xué)生卡殼知識點有關(guān)的練習(xí)。通過FC知識圖和知識建模圖進(jìn)行的學(xué)習(xí)診斷，可直接定位到學(xué)生的薄弱知識點，針對學(xué)生的薄弱知識點推送學(xué)習(xí)資源，具有很強的精準(zhǔn)性，對學(xué)生掌握舊知、鞏固新知、強化能力具有很大的幫助。

五、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下基于知識建模圖的

在線教育資源應(yīng)用

發(fā)動教師群體，群策群力，在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中智能化技術(shù)的輔助下，基于知識建模圖可眾籌到豐富多樣的符合一線教學(xué)實際需要的教育教學(xué)資源，這些教育教學(xué)資源具有廣泛的應(yīng)用前景，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

（一）共建共享學(xué)科資源，開發(fā)校本特色課程

校本課程開發(fā)是依據(jù)學(xué)校性質(zhì)、特點、條件以及可利用資源，由學(xué)校教師自主自愿或與其他團(tuán)體合作開展的，旨在滿足本校學(xué)生學(xué)習(xí)需求的各類形式的課程開發(fā)活動[22]。教師是校本課程開發(fā)的主體[23]，在整個課程開發(fā)活動中處于核心地位，是課程開發(fā)成敗的關(guān)鍵人物[24]。但教師在開發(fā)校本課程時往往手頭缺少可利用的、價值性高的教學(xué)資源，而且也不具備將教學(xué)資源整合為結(jié)構(gòu)完整的課程體系的高階能力。高質(zhì)量教學(xué)資源的貧乏和課程開發(fā)技術(shù)的缺失是教師開發(fā)校本課程的兩大難題。而教師群體在智能技術(shù)支持下，基于知識建模圖眾籌到的教學(xué)資源，內(nèi)容和形式都很豐富，能夠滿足一線的基本教學(xué)需要。一線教師不僅是資源的貢獻(xiàn)者，還是資源的享用者，借助智慧學(xué)習(xí)平臺可直接獲取這些資源，能有效克服教師在開發(fā)校本特色課程時資源不足的問題。另外，將眾籌到的這些教學(xué)資源整合而成的知識組件，已具有課程的基本屬性，是組成學(xué)科課程的基本單位。因此，教師開發(fā)校本課程時可以不用深諳課程開發(fā)技術(shù)，只需按照學(xué)生學(xué)習(xí)的需要將智慧學(xué)習(xí)平臺中的知識組件進(jìn)行組合，便可得到結(jié)構(gòu)完整的符合校情的校本特色課程。

（二）豐富教學(xué)活動案例，半自動智能化備課

以往教師備課多是先翻閱教材，分析一節(jié)課涉及哪些知識點，然后在教學(xué)參考材料中抄一些知識點強化的例題，但例題與特定知識點是否具有很強的對應(yīng)關(guān)系，教師事先并不知道，這樣抄來的教案，無法判斷其能否達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，隨著基于知識建模圖的學(xué)科資源庫的建立，可徹底改變這一境況。成熟的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境一般都有教師在線備課的功能。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下基于知識建模圖的學(xué)科教學(xué)資源庫中，每個學(xué)科知識點或特定知識組塊都有已設(shè)計好的大量不同難度層次的意義建構(gòu)類與能力生成類的活動任務(wù)、知識組件、事實范例等。在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，教師備課時只要清楚要講哪些目標(biāo)知識點，便可借助學(xué)科知識建模找到這些目標(biāo)知識點及涉及哪些其他知識點，進(jìn)而找與這些知識點直接相關(guān)的不同難度、不同類型的活動任務(wù)，然后教師只需根據(jù)教學(xué)需求勾選特定的活動任務(wù)，便可智能化生成教學(xué)設(shè)計方案。教案中的活動任務(wù)和知識點具有很強的關(guān)聯(lián)性，能夠保證教學(xué)目標(biāo)的順利達(dá)成。在此過程中，如教師發(fā)現(xiàn)學(xué)科資源庫中的活動任務(wù)無法滿足教學(xué)需要，也可對原有的活動任務(wù)進(jìn)行改造或重新設(shè)計，我們鼓勵教師在使用學(xué)科資源的過程中多發(fā)揮教師的創(chuàng)造性，貢獻(xiàn)智慧。教師的備課過程雖然有智能化技術(shù)的支持，但并不是一個全自動化過程，而是一個技術(shù)輔助下的體現(xiàn)教師創(chuàng)造性的半自動化過程。因為教師的創(chuàng)造性在教學(xué)設(shè)計中至關(guān)重要。

（三）增加活動可選擇性，差異化精準(zhǔn)性教學(xué)

適應(yīng)學(xué)習(xí)者的個體差異、因材施教一直是現(xiàn)代教育的一種教育理想。要適應(yīng)學(xué)生的個體差異需要明確學(xué)生個體差異結(jié)構(gòu)中包含什么要素，并清楚哪些要素可適應(yīng)，哪些要素可順其自然，哪些要素必須干預(yù)。但僅知道這些還不夠，因為我們不知道適應(yīng)個體差異應(yīng)該采用哪種方式。這個問題長期以來被人忽視，因而我們經(jīng)常以一種想當(dāng)然的方式去思考和處理學(xué)生的個體差異的適應(yīng)問題。這種想當(dāng)然的方式是：教師在教學(xué)過程中根據(jù)自己對學(xué)生的個體差異的了解，進(jìn)行一對多的帶有差異性的交互。如果由于各種限制不能進(jìn)行一對多的帶有差異性的交互，那么教師自然會按照下面的方式進(jìn)行處理，以表明自己試圖適應(yīng)學(xué)生的個體差異：以某種方式獲取個體差異的平均水平，按照平均水平進(jìn)行教學(xué)。但平均水平并不能說明學(xué)生的個體差異消失了，當(dāng)學(xué)生兩極分化時，平均水平不能代表任何一個層次上的學(xué)習(xí)者。另外，按平均水平施教，其實是剝奪了學(xué)生積極適應(yīng)外部環(huán)境的權(quán)利，而消極地等待被適應(yīng)。我們可以采用另外一種處理方式，即增加教學(xué)手段環(huán)境的多元性，讓學(xué)生自己選擇適合自己的外部環(huán)境。智慧學(xué)習(xí)平臺中學(xué)科資源庫的建立增加了學(xué)習(xí)活動的可選擇性，教師在教學(xué)過程中可根據(jù)課堂實況，隨時調(diào)整教學(xué)活動的難度和類型，同時，學(xué)生也可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況選擇適應(yīng)自己的學(xué)習(xí)資源，以此方式解決學(xué)生的差異性問題，實現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)。

（四）把脈學(xué)生問題癥結(jié)，針對性地進(jìn)行個性化輔導(dǎo)

以往，教師輔導(dǎo)學(xué)生時，需要和學(xué)生進(jìn)行大量的交流才能確定教師所猜的學(xué)生疑惑點是否正確，輔導(dǎo)的效率較低，有時還會出現(xiàn)教師猜錯的情況，輔導(dǎo)的針對性比較差。這種困境的突破需要借助信息技術(shù)的支持。在此方面，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下以知識建模圖為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)診斷與資源推薦模型能提供有效的解決方案。學(xué)生在智慧學(xué)習(xí)平臺上解決問題時，智慧學(xué)習(xí)診斷功能便會基于問題的知識點推理路徑，對學(xué)生解決問題的每步情況進(jìn)行診斷，問題診斷能直接定位學(xué)生的薄弱知識點，然后以學(xué)生卡殼的知識點為關(guān)鍵詞遍歷知識建模圖，并推薦與該知識點相關(guān)的學(xué)習(xí)活動。學(xué)生對問題解決的路徑和錯誤點不同，推薦給學(xué)生的資源也會不同，以此方式實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的個性化推薦，學(xué)生作業(yè)的私人定制。另外，診斷結(jié)果也可實時呈現(xiàn)給教師，教師便可根據(jù)學(xué)生的問題診斷情況清楚地知道學(xué)生的薄弱點，迅速定位學(xué)生的問題癥結(jié)，并為其提供個性化、針對性指導(dǎo)。

六、結(jié)? ?語

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，以知識建模圖為客觀工具整合學(xué)習(xí)資源，讓精英教師和使用者圍繞知識點進(jìn)行資源眾籌，然后將眾籌到的學(xué)習(xí)資源聚合到知識建模圖上，最終形成多樣化的學(xué)科資源庫，可有效克服以往在線學(xué)習(xí)資源難以跨平臺聚合的不足。依據(jù)問題解決的知識推理路徑進(jìn)行學(xué)習(xí)診斷，并以每條路徑上的標(biāo)注知識點為關(guān)鍵詞對學(xué)生所需要的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行檢索，學(xué)習(xí)診斷的正確性、知識點標(biāo)注的精準(zhǔn)性，確保了資源推薦的個性化。利用知識建模建立學(xué)習(xí)資源庫，利用問題解決的推理路徑進(jìn)行學(xué)習(xí)診斷和資源推薦，可解決智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)資源整合研究缺失的理論問題，具有這樣學(xué)習(xí)資源的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境可廣泛應(yīng)用于學(xué)科資源的共享共建、智能化備課、精準(zhǔn)化教學(xué)、個性化指導(dǎo)和個性化資源推薦等方面，對完善智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的功能設(shè)計與建設(shè)、推動教育教學(xué)方式的變革也具有巨大的促進(jìn)作用。需要指出的是，本文只探索了在線教育資源眾籌的整合方式，在線教育資源的眾籌還依賴于課程開發(fā)與教學(xué)設(shè)計理論的進(jìn)步、技術(shù)機制的支持、法律法規(guī)的護(hù)航及市場運營與人員培訓(xùn)的推動，而這些方面還有待進(jìn)一步探究。因此，要真正實現(xiàn)在線教育資源的眾籌還任重而道遠(yuǎn)，但這是教育資源整合的新方向、大趨勢，值得我們繼續(xù)深入研究。

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