高考背景下歷史知識圖譜的構(gòu)建與實踐研究

廖丹萍

[摘要]教學和考試是高中教學中相互促進的兩個方面，教學效果的評估需借助考試結(jié)果的反饋。為了準確反映教學效果，試題內(nèi)容的設(shè)置非常重要。利用計算機科學和人工智能的新工具——知識圖譜，可以有效地進行試題內(nèi)容的設(shè)置，從而更有效地進行教學效果的評估。

[關(guān)鍵詞]高中歷史;知識圖譜;教學研究;試題研究

[中圖分類號]G633.51 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）12-0024-03

歷史高考是高中歷史教師的重要研究課題，包括高考試題研究和高考應(yīng)試研究兩個方面。計算機科學的發(fā)展為教學研究提供了新的大數(shù)據(jù)工具。自2015年始，相關(guān)研究團隊利用大數(shù)據(jù)工具對歷史高考進行了研究，取得了一系列進展。

一、知識圖譜的教學應(yīng)用研究現(xiàn)狀

試題是教學效果量化檢測的主要工具，歷史科目的試題研究是高中歷史教師的重要課題，計算機數(shù)據(jù)分析技術(shù)和人工智能的發(fā)展為試題研究提供了新的工具。知識圖譜是表示實體/概念關(guān)系的語義網(wǎng)絡(luò)，是海量數(shù)據(jù)的組織化形式，既可以表示真實世界的各種復雜關(guān)系，也可以進行推理等智能應(yīng)用。知識圖譜在我國教育領(lǐng)域的應(yīng)用不多。文獻對通用知識圖譜遷移應(yīng)用于教育領(lǐng)域所面臨的知識粒度模糊、領(lǐng)域適應(yīng)性不強兩大問題，構(gòu)建了教育知識圖譜概念模型，并提出智能化的構(gòu)建方法。文獻從學科知識圖譜助力智慧教育體系框架的構(gòu)建、智慧教育生態(tài)系統(tǒng)的重構(gòu)等角度，探討學科知識圖譜與智慧教育的適切性，并從三個方面討論學科知識圖譜在智慧教育中的構(gòu)建路徑。文獻運用SATI軟件和CiteSpace軟件，采用定量研究為主、定性研究為輔的方法，對以“課堂教學組織”為主題的相關(guān)內(nèi)容進行知識圖譜的分析。

自2015年始，相關(guān)研究團隊利用大數(shù)據(jù)工具對歷史試題進行研究：在梳理高中歷史知識點的基礎(chǔ)上，構(gòu)建高中歷史的知識圖譜;在此基礎(chǔ)上設(shè)置和研究月考試題，生成原創(chuàng)試題;根據(jù)月考情況進行學情分析，在此基礎(chǔ)上改進月考試題，使對學生的知識掌握情況更有針對性。

二、高中歷史教學面臨的一些問題

1.歷史知識體系的構(gòu)建問題。歷史科目的特點是頭緒多、知識點瑣碎。粗略統(tǒng)計新老教材后發(fā)現(xiàn)，重要的知識點達460多個。如何幫助學生構(gòu)建完整的主干知識體系，輔助學校清晰評估現(xiàn)有的歷史教學，讓學生在更完善的知識結(jié)構(gòu)中學習和應(yīng)考，是高中歷史教師需要解決的問題。

2.歷史學習規(guī)律的發(fā)現(xiàn)問題。歷史學習有其自身的規(guī)律。如何通過學生日?？荚嚱Y(jié)果及其他學習方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，對學生的學習行為進行準確評估，洞察學生掌握知識的邏輯順序，分析其與教學預期的差異，進而優(yōu)化教學順序，找出歷史的學習規(guī)律，也是高中歷史教師要解決的問題。

3.現(xiàn)有授課方式的效果評估問題。2018年歷史新考綱提出考查學生以下能力：獲取和解讀信息的能力、調(diào)動和運用知識的能力、描述和闡釋事物的能力、論證和探討問題的能力。要落實這四個方面的能力，需要了解學生的學情、教師的教情、現(xiàn)有授課體系的效果等。如何借助先進的數(shù)據(jù)分析工具對日?？荚嚱Y(jié)果進行分析，滿足新考綱的能力要求，也是高中歷史教師需要解決的問題。

三、構(gòu)建歷史科目的知識圖譜

1.構(gòu)建歷史科目知識圖譜的基本方法。構(gòu)建歷史科目的知識圖譜是本研究的核心內(nèi)容，合理構(gòu)建知識圖譜，把握基本知識點及知識的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)，有助于學生在考試中站穩(wěn)腳跟，應(yīng)對各種試題的挑戰(zhàn)。

構(gòu)建歷史科目知識圖譜的基本方法：通過對大量試題的分析，篩選出400余個知識點作為知識圖譜的實體，再考量試題與知識點之間的關(guān)聯(lián)，將其視為一個動態(tài)建立關(guān)聯(lián)的過程。人類從經(jīng)驗中學習的過程，就是神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元連接的重建過程，知識圖譜的建立方法基本類似。如果不同知識點在同一試題中出現(xiàn)，則可以考慮在這些知識點之間建立起連接，并且根據(jù)其在試題中同時出現(xiàn)的頻繁程度，給予不同的連接權(quán)值。當試題的數(shù)量足夠多，使得總體內(nèi)容可以覆蓋所有知識點后，可以認為知識圖譜的建立初步完成。

2.歷史科目知識圖譜的三個維度。為了構(gòu)建相互聯(lián)系的知識點結(jié)構(gòu)，需要借助知識圖譜工具。以人教版必修1、2、3，三本書為藍本，分中國古代史、世界古代史、中國近代史、世界近代史、中國現(xiàn)代史、世界現(xiàn)代史6個部分，以數(shù)字化的形式建立歷史知識結(jié)構(gòu)圖。給每個部分的歷史知識點進行編碼，然后納入知識結(jié)構(gòu)圖，從三個維度構(gòu)建歷史知識圖譜的模型，通過知識圖譜把試題涉及的知識點囊括其中展開研究。下面的圖1、圖2、圖3給出了構(gòu)建知識圖譜的三個維度的情況：

第一維度，按歷史階段劃分知識點。具體劃分時又分為兩個層次，第一層次根據(jù)三本必修課本劃分：必修1（政治史1）、必修2（經(jīng)濟史2）、必修3（思想史3）;第二層次以通史來劃分：中國古代史01，世界古代史02，世界近代史03，中國近代史04，世界現(xiàn)代史05，中國現(xiàn)代史06。（注：1和01這些數(shù)字是計算機可讀的語言）。在第二層次中，6個部分之下再分為若干個小板塊，構(gòu)成單個知識點。通過這樣的劃分，把單個知識點納入知識圖譜，構(gòu)成了歷史知識圖譜的第一維度。

第二維度，建立在第一維度的基礎(chǔ)上，包含了更廣的知識點，比如鴉片戰(zhàn)爭、洋務(wù)運動就是由很多單個知識點組成的大知識點;而第一維度只是單個知識點，比如推恩令、《南京條約》。正因為知識點有大小的區(qū)分，因此有了第二維度——把相關(guān)聯(lián)的小知識點納人大知識點的范疇。

第三維度，建立在第一、第二維度的基礎(chǔ)上，要從知識面的角度考慮。因為對歷史知識的考查，不僅僅局限在某一知識點，還要考查某一知識面，比如古代中國的概況、19世紀末中國的經(jīng)濟等。第三維度就是從這一角度來進行構(gòu)建的。

通過知識圖譜構(gòu)建起歷史知識網(wǎng)絡(luò)體系，把每一個考點落到知識網(wǎng)絡(luò)體系中，可方便教師在這一體系的基礎(chǔ)上展開各方面的研究。

四、用知識圖譜研究月考試題

學生的學情分析是研究的重要方向，通過數(shù)據(jù)分析，準確把握學生的學習狀態(tài)和知識結(jié)構(gòu)，可為教師指導學生、命制試題提供方向。同時利用數(shù)據(jù)分析工具，將評估與指導連接在一起，可以提高教與學的效率。下面以某校月考分析為例，從三個方面展示用知識圖譜對學情的有效評估與指導。