基于知識地圖的“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課程碎片化資源建設(shè)

楊韶華

摘要：碎片化資源是適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)習(xí)特點(diǎn)的資源形式，但也給學(xué)習(xí)者帶來了一定的認(rèn)知障礙。如何將這些資源組織起來，為學(xué)習(xí)者提供科學(xué)的學(xué)習(xí)路徑是碎片化學(xué)習(xí)資源建設(shè)的關(guān)鍵問題。文章以“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課程為例，闡述了構(gòu)建碎片化資源時(shí)節(jié)點(diǎn)選取和關(guān)系描述等。賦予碎片化資源優(yōu)先級和學(xué)習(xí)進(jìn)度屬性，運(yùn)用知識地圖技術(shù)將知識、資源組織起來，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑。

關(guān)鍵字：知識地圖;計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù);碎片化資源;知識可視化

中圖分類號：G719? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1672-5727（2019）06-0064-05

信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了教育信息化的發(fā)展。人類知識獲取的方式和途徑正發(fā)生著變化，同時(shí)也產(chǎn)生了新的特點(diǎn)，如學(xué)習(xí)方式的移動(dòng)化、學(xué)習(xí)時(shí)間的碎片化、媒體形式的多樣化等。這些變化，雖然使得知識的獲取變得更加便捷，但也使學(xué)習(xí)者的注意力和知識獲取效率受到影響。在教育信息化的進(jìn)程中，一方面要建設(shè)適應(yīng)移動(dòng)學(xué)習(xí)方式的碎片化學(xué)習(xí)資源;另一方面，要將這些碎片化的知識可視化展示并形成知識體系，為學(xué)習(xí)者提供系統(tǒng)的學(xué)習(xí)資源和科學(xué)的學(xué)習(xí)路線。

一、問題的提出

20世紀(jì)90年代，著名的教育學(xué)家珍妮特·沃思在她的《學(xué)習(xí)的革命》一書中告訴讀者如何在最短的時(shí)間內(nèi)獲得最大的學(xué)習(xí)效果。隨著網(wǎng)絡(luò)和信息化技術(shù)的普及，越來越多的人選擇通過移動(dòng)終端隨時(shí)、隨地、隨需地獲取學(xué)習(xí)資源。這種學(xué)習(xí)方式被稱為“碎片化移動(dòng)學(xué)習(xí)”。它使得人們不僅可以在學(xué)校里、課堂上獲取知識，還可以在日常生活中的任何地點(diǎn)獲取知識，徹底顛覆了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式、形式、習(xí)慣和理念。

人類的學(xué)習(xí)是通過閱讀、語言、操作等一系列活動(dòng)達(dá)到認(rèn)知目的的過程。資源的碎片化在適應(yīng)移動(dòng)學(xué)習(xí)方式的同時(shí)，也帶來了認(rèn)知障礙。首先，海量的學(xué)習(xí)資源導(dǎo)致學(xué)習(xí)者在任何一條信息上停留的時(shí)間變短，想要獲得有效信息所花費(fèi)的篩選時(shí)間已經(jīng)超出了知識學(xué)習(xí)的時(shí)間。其次，人們習(xí)慣了課堂教學(xué)或者閱讀書籍等連續(xù)的、被動(dòng)的知識獲取方式，這種方式有利于大腦中知識體系的構(gòu)建。多樣、結(jié)構(gòu)松散的碎片化資源，會導(dǎo)致知識點(diǎn)之間的關(guān)系不明確，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程無路徑可尋。因此，需要將碎片化的資源按照知識的演進(jìn)路徑組織起來，與學(xué)習(xí)者原有的知識結(jié)構(gòu)對接，便于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程的進(jìn)行。如何有效組織碎片化資源并將其可視化展示，成為碎片化資源建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容。

本文利用知識地圖技術(shù)將“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課程的碎片化教學(xué)資源組織起來，不僅可以快速定位自己所需的知識點(diǎn)或技能點(diǎn)，還可以為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路線。

二、相關(guān)知識與研究背景

（一）碎片化學(xué)習(xí)

近年來，隨著碎片化學(xué)習(xí)成為移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代學(xué)習(xí)的普遍方式，越來越多的專家學(xué)者對碎片化學(xué)習(xí)的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因、表現(xiàn)形式等進(jìn)行了深入研究。美國斯坦福大學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室的研究表明，在碎片化學(xué)習(xí)的過程中學(xué)習(xí)者的注意力分散，同時(shí)也帶來更多的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在國內(nèi)，王覓指出碎片化學(xué)習(xí)具有學(xué)習(xí)內(nèi)容碎片化、學(xué)習(xí)活動(dòng)不連續(xù)、學(xué)習(xí)時(shí)間和空間不受限制、學(xué)習(xí)注意力和思維跳躍、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)清晰等特征[1]。王承博提出海量信息、微資源和新媒體形式的產(chǎn)生是產(chǎn)生碎片化學(xué)習(xí)的主要原因[2]。王竹立闡述了碎片化學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，并針對其優(yōu)缺點(diǎn)，提出了復(fù)原和重構(gòu)兩種方法[3]建立知識體系。

雖然碎片化學(xué)習(xí)方式改變了人類獲取知識的方式，但是，由于碎片化學(xué)習(xí)過程中所運(yùn)用的學(xué)習(xí)資源來源廣泛、學(xué)習(xí)者群體不穩(wěn)定、資源間的關(guān)系松散、知識間的關(guān)系缺乏權(quán)威性的指導(dǎo)等缺陷，也為學(xué)習(xí)者的深度學(xué)習(xí)和知識體系的構(gòu)建帶來了障礙。這些障礙會使得碎片化學(xué)習(xí)沒有達(dá)到預(yù)期的效果。因此，在建立碎片化學(xué)習(xí)資源的同時(shí)，要引入一些其他的技術(shù)協(xié)助碎片化資源的管理和知識體系的構(gòu)建。

（二）知識地圖

人類的認(rèn)知過程是“整體—部分—整體”的過程。碎片化的資源有效控制了知識的粒度，便于部分知識的獲取。知識地圖則可以幫助學(xué)習(xí)者完成整體知識體系的構(gòu)建。知識地圖可將零散的知識節(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系進(jìn)行重構(gòu)，并將其可視化，為用戶提供視覺上的知識體系結(jié)構(gòu)，便于確定學(xué)習(xí)路徑，完成認(rèn)知的全過程。

知識地圖概念首先由情報(bào)學(xué)家布魯克斯（B C Brooks）提出。他提出以知識單元為基本節(jié)點(diǎn)，通過繪制圖形來解釋知識結(jié)構(gòu)。目前，知識地圖在很多領(lǐng)域得到了研究和應(yīng)用，如情報(bào)學(xué)、企業(yè)項(xiàng)目管理、圖書推薦服務(wù)等，也在建筑、軟件、水利等行業(yè)的工程項(xiàng)目中得以應(yīng)用。例如，劉敦仁（Liu）和徐銀英（Chouyin Hsu）認(rèn)為，運(yùn)用知識地圖可以將分散的企業(yè)項(xiàng)目知識進(jìn)行管理，有助于增加企業(yè)的知識財(cái)產(chǎn)[4]。程于天（YT Cheng）等人認(rèn)為利用知識地圖可以強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管理知識獲取，并將知識資源可視化[5]。特瑟恩（Tserng）等人將知識地圖應(yīng)用于建筑行業(yè)的項(xiàng)目管理中，提出用五步法構(gòu)建知識地圖模型，實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)知識的重用和共享[6]。翟川（Zhai Chuan）和梁博文（Liang Brown）運(yùn)用項(xiàng)目知識本體的模型，搭建了水利工程項(xiàng)目的二維知識地圖，將水利工程運(yùn)用項(xiàng)目建設(shè)過程的知識模型進(jìn)行管理[7]。

三、“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”碎片化資源建設(shè)

（一）課程定位

“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”是高等職業(yè)教育計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課之一。就業(yè)市場的信息表明：計(jì)算機(jī)組裝與維修是計(jì)算機(jī)相關(guān)各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)，無論從事軟件開發(fā)還是從事硬件維護(hù)，該技術(shù)都占較重要的份量，尤其是就業(yè)前景較好的計(jì)算機(jī)維修師等，該課程所占的技術(shù)份量在70%以上。“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”是一門理論性、基礎(chǔ)性、應(yīng)用性相統(tǒng)一的課程，需要多方面的理論與技能素質(zhì)的支撐。通過調(diào)研，確定本課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本組成、掌握微型計(jì)算機(jī)硬件的組裝與維護(hù)的基本知識和技能，使學(xué)生具備根據(jù)微機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理，處理常見的一般性硬件和軟件故障的能力。

（二）碎片化資源建設(shè)路徑

課程資源建設(shè)的路徑如下，首先，進(jìn)行課程資源系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，以職業(yè)崗位分析為基礎(chǔ)，考慮在不同領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，體現(xiàn)典型工作任務(wù)的業(yè)務(wù)流程，從服務(wù)所有學(xué)習(xí)者的角度出發(fā)，規(guī)劃項(xiàng)目—任務(wù)—知識點(diǎn)和能力點(diǎn)—媒體素材的基本結(jié)構(gòu)。其次，考慮支撐泛在學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)的需求，堅(jiān)持“冗余”原則，以突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)為首要考慮因素，規(guī)劃課程的特色資源。最后，貫徹“與時(shí)俱進(jìn)”的原則，保證資源內(nèi)容的先進(jìn)性，擴(kuò)容資源總量，豐富資源類型，體現(xiàn)行業(yè)需求和職業(yè)特點(diǎn)，重點(diǎn)開發(fā)動(dòng)畫、微課、視頻、虛擬仿真、電子書等數(shù)字化資源，支持學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)。資源入庫實(shí)現(xiàn)單一資源、多格式存儲，支持PC、多種手機(jī)、平板電腦等各種學(xué)習(xí)終端設(shè)備，保證用戶可以隨時(shí)隨地、快速便捷地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

課程整體按邏輯關(guān)系歸類、劃分為內(nèi)容集合。集合含有單元，單元中設(shè)置知識點(diǎn)、技能點(diǎn)。課程知識點(diǎn)、技能點(diǎn)圍繞所在單元進(jìn)行設(shè)計(jì)。知識點(diǎn)和技能點(diǎn)根據(jù)專業(yè)的知識體系結(jié)構(gòu)或能力結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，要求每個(gè)知識點(diǎn)和技能點(diǎn)內(nèi)容完整、相對獨(dú)立。知識點(diǎn)和技能點(diǎn)要具有一定覆蓋范圍和兼容性。避免知識點(diǎn)、技能點(diǎn)粒度過小，其容量可能會接近單體資源容量，不便設(shè)置具體資源，也容易影響知識點(diǎn)、技能點(diǎn)的覆蓋面，也將影響資源的有效生命周期。資源媒體形式的設(shè)計(jì)要充分考慮適用對象，既有概念理論內(nèi)容，也有實(shí)際操作內(nèi)容，將涉及理論與實(shí)操的內(nèi)容分別設(shè)置知識點(diǎn)和技能點(diǎn)，便于靈活組建不同需求、不同層次的課程。

課程碎片化資源建設(shè)的基本思路是：碎片化資源、結(jié)構(gòu)化課程、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。按照資源分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，將資源分成“項(xiàng)目（模塊）—任務(wù)（學(xué)習(xí)單元）—知識點(diǎn)和能力點(diǎn)”的三級結(jié)構(gòu)。如圖1所示，碎片化素材資源是最基礎(chǔ)的資源，可隸屬于任何層級。模塊和學(xué)習(xí)單元均屬于積件層，知識點(diǎn)和能力點(diǎn)及所屬素材資源屬于基元層。

（三）碎片化資源建設(shè)情況

從硬件、軟件常見故障入手，把課程內(nèi)容分為微機(jī)硬件系統(tǒng)組裝與調(diào)試、CMOS設(shè)置、磁盤文件系統(tǒng)及硬盤分區(qū)、安裝微機(jī)軟件系統(tǒng)、主機(jī)故障處理、外設(shè)故障處理、軟件故障處理、系統(tǒng)優(yōu)化與數(shù)據(jù)維護(hù)等8個(gè)項(xiàng)目、23個(gè)任務(wù)，涵蓋了計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)的軟硬件知識和技能和平板電腦等新設(shè)備的維護(hù)知識。將23個(gè)任務(wù)進(jìn)一步分解出47個(gè)知識點(diǎn)和63個(gè)技能點(diǎn)，并根據(jù)每個(gè)知識點(diǎn)和技能點(diǎn)的情況設(shè)計(jì)碎片化資源。結(jié)合碎片化學(xué)習(xí)運(yùn)用移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行的特點(diǎn)，碎片化資源的媒體形式包括文本、音頻、視頻、圖形/圖像、交互式網(wǎng)頁、PPT演示文稿、動(dòng)畫、其他等九種。

為了滿足學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，將學(xué)習(xí)資源分為兩類：一類是提供全局的學(xué)習(xí)指導(dǎo)的課程整體資源，主要包括教學(xué)日歷、學(xué)習(xí)指南、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)大綱、課程設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)任務(wù)方案等;另一類是滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求的碎片化資源。碎片化資源的設(shè)計(jì)堅(jiān)持“冗余”原則，針對同一知識點(diǎn)或技能點(diǎn)，運(yùn)用多種內(nèi)容形式和媒體形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。內(nèi)容類型包括：教案、授課PPT、教學(xué)要求、重點(diǎn)難點(diǎn)、單元學(xué)習(xí)指南、單元實(shí)訓(xùn)、單元測驗(yàn)、單元作業(yè)、知識點(diǎn)介紹、技能點(diǎn)介紹、教學(xué)圖片、工程錄像、微課視頻、虛擬仿真等多種形式。

筆者以課程的項(xiàng)目3“磁盤文件系統(tǒng)及硬盤分區(qū)”為例介紹資源建設(shè)情況。本項(xiàng)目以微機(jī)磁盤文件系統(tǒng)及硬件分區(qū)為依托，學(xué)習(xí)掌握硬盤信息存儲格式的基礎(chǔ)知識及應(yīng)用場合，使學(xué)習(xí)者能夠根據(jù)用戶需求選擇適當(dāng)?shù)拇疟P信息存儲格式，并熟練運(yùn)用工具軟件修改硬盤存儲格式并保證數(shù)據(jù)安全。表1是項(xiàng)目3“磁盤文件系統(tǒng)及硬盤分區(qū)”的知識點(diǎn)技能點(diǎn)設(shè)計(jì)。

四、課程資源的知識地圖構(gòu)建

運(yùn)用知識地圖技術(shù)將“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課程的知識點(diǎn)進(jìn)行組織和管理，可以有效地幫助學(xué)習(xí)者獲得科學(xué)有效的學(xué)習(xí)路徑。課程知識地圖構(gòu)建的基本步驟：選擇知識地圖節(jié)點(diǎn)，明確節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，繪制頂層知識地圖，確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的碎片化資源及其優(yōu)先級。

（一） 知識節(jié)點(diǎn)的選取

知識節(jié)點(diǎn)是知識地圖模型中的基本單位和個(gè)體。每個(gè)個(gè)體都代表著一定的知識單元。在課程碎片化資源建設(shè)過程中，首先根據(jù)課程目標(biāo)選取知識節(jié)點(diǎn)?！坝?jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)且內(nèi)容更新較快的課程，課程緊跟市場動(dòng)向，通過調(diào)研不斷修正課程的教學(xué)目標(biāo)，選擇課程內(nèi)容，然后根據(jù)教學(xué)目標(biāo)分類法對內(nèi)容進(jìn)行合理的分解，提取出學(xué)習(xí)的關(guān)鍵點(diǎn)，從而形成知識點(diǎn)和技能點(diǎn)。在知識地圖橫向方向上，結(jié)合職業(yè)教育的要求，將節(jié)點(diǎn)分為4個(gè)維度，分別是項(xiàng)目、任務(wù)、知識與概念、技能與方法，并為每個(gè)知識點(diǎn)附加了重點(diǎn)、難點(diǎn)和考點(diǎn)屬性。其中，考點(diǎn)是指與課程相關(guān)的職業(yè)資格證書計(jì)算機(jī)維修工（中級）認(rèn)證的考點(diǎn)。項(xiàng)目3“磁盤文件系統(tǒng)及硬盤分區(qū)”的知識節(jié)點(diǎn)選取和設(shè)計(jì)情況如表2所示。

（二）知識節(jié)點(diǎn)的組織

知識節(jié)點(diǎn)是知識地圖的組成要素[8]，要將這些要素組合起來形成有價(jià)值的知識地圖，就需要明確知識節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系，也就是明確知識地圖中關(guān)聯(lián)關(guān)系的繪制原則。在構(gòu)建“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課程知識地圖的過程中，筆者將知識節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系分為四種：組織關(guān)系、依賴關(guān)系、兄弟關(guān)系和平行關(guān)系。組織關(guān)系表示知識點(diǎn)之間是部分與整體的關(guān)系;依賴關(guān)系表示前一知識點(diǎn)支撐后一知識點(diǎn);兄弟關(guān)系意味著兩個(gè)知識點(diǎn)具有相同的父節(jié)點(diǎn)，并存在依賴關(guān)系;平行關(guān)系則是兩知識點(diǎn)具有相同的父節(jié)點(diǎn)但沒有依賴關(guān)系[9]。

運(yùn)用MindManager工具先將知識節(jié)點(diǎn)描述出來，在描述節(jié)點(diǎn)時(shí)運(yùn)用MindManager的圖符功能將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、考點(diǎn)屬性表達(dá)出來，并根據(jù)知識節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系最終形成知識地圖。圖2為項(xiàng)目3“磁盤文件系統(tǒng)及硬盤分區(qū)”的頂層知識地圖。

（三）碎片化資源構(gòu)建鏈接知識地圖

頂層知識地圖只能表示知識點(diǎn)和技能點(diǎn)間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，每個(gè)知識點(diǎn)或技能點(diǎn)下還包含著大量的碎片化資源。因此，要在頂層知識地圖的基礎(chǔ)上設(shè)置鏈接，形成二級知識地圖，從而將碎片化資源組織起來。為了便于向用戶推薦個(gè)性化的資源，根據(jù)每個(gè)用戶的學(xué)習(xí)進(jìn)度和碎片化資源的難易程度及上下文關(guān)系，每個(gè)碎片化資源都設(shè)計(jì)了優(yōu)先級別（見下頁圖3）和學(xué)習(xí)進(jìn)度屬性，并在知識地圖上進(jìn)行了標(biāo)識。通過知識地圖，不但可以將知識結(jié)構(gòu)和碎片化資源組織并展示出來，還可以根據(jù)知識間的鏈接關(guān)系和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度提供個(gè)性化的推薦路線，為學(xué)習(xí)資源的個(gè)性化推薦奠定基礎(chǔ)。下頁圖4為項(xiàng)目3“磁盤文件系統(tǒng)及硬盤分區(qū)”的知識點(diǎn)“硬盤的信息存儲格式分類”的二級知識地圖。

碎片化學(xué)習(xí)方式需要大量碎片化資源的支持。這些碎片化的資源如果是雜亂的、毫無關(guān)系的，將不利于人們知識的獲取和內(nèi)化過程。本文闡述了建設(shè)“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課程碎片化資源建設(shè)的基本路徑，并運(yùn)用知識地圖技術(shù)將知識和資源組織和展示出來，呈現(xiàn)出課程的知識結(jié)構(gòu)體系。知識地圖可以幫助學(xué)習(xí)者快速全面地了解知識結(jié)構(gòu)，理清知識間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]王覓.面向碎片化學(xué)習(xí)時(shí)代微視頻課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)[D].上海：華東師范大學(xué)，2013.

[2]王承博，李小平，趙豐年，等.大數(shù)據(jù)時(shí)代碎片化學(xué)習(xí)研究[J].電化教育研究，2015（10）：26-30.

[3]王竹立.移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的碎片化學(xué)習(xí)及應(yīng)對之策——從零存整取到“互聯(lián)網(wǎng)+”課堂[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016，34（4）：9-16.

[4]Duen Ren Liu，Chouyin Hsu.Project‐based Knowledge Maps：Combining Project Mining and XML‐enabled Topic Maps[J].Internet Research，2004，14（3）：254-266.

[5]YuTien Cheng，HuanMing Chuang，ChanChao Wen.A Study on Applying Mind Mapping to Build a Knowledge Map of the Project Risk Management of Research and Development[C].Innovative Computing，Information and Control（ICICIC），2009 Fourth International Conference on. IEEE，2009：30-33.

[6]HP Tserng，et al.The Use of Knowledge Map Model in Construction Industry[J].Journal of Civil Engineering & Management，2010，16（3）：332-344.

[7]Zhai Bowen，Liang Chuan.Research Key Technique of Knowledge Management in Hydraulic Project Base on Process.International Conference on Business Management and Eletronic Information.IEEE[C].2011：697-701.

[8]伍國華，李克東.知識可視化教學(xué)應(yīng)用的元分析研究[J].電化教育研究，2011（12）：84-90.

[9]趙啟斯.基于知識地圖的微課資源管理系繞設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].金華：浙江師范大學(xué)，2016.

（責(zé)任編輯：張維佳）