教育信息化環(huán)境下的個性化知識構(gòu)建研究

摘要：為適應(yīng)教育信息化的快速發(fā)展和校園軟硬件信息化環(huán)境的建設(shè)成果，從學(xué)習(xí)者的知識建構(gòu)出發(fā)，探索信息技術(shù)在促進遷移性知識的形成和培養(yǎng)創(chuàng)新能力上與傳統(tǒng)課堂相比所具有的優(yōu)勢和特點。討論知識整合和元認知視角下的信息技術(shù)促進人才培養(yǎng)質(zhì)量問題，提出以個性化教學(xué)為主體的信息技術(shù)應(yīng)用策略。在信息化教學(xué)環(huán)境中，通過揭示概念要點間的語義關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)習(xí)者利用自身的認知體系來解釋和演繹新信息，從而完成個體的知識建構(gòu)。

關(guān)鍵詞：教育信息化；個性化教學(xué)；元認知；知識建構(gòu)；可視化

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）24-0172-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

0 引言

近年來，教育信息化在我國取得了長足的發(fā)展?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展綱要》指出，教育信息化應(yīng)當(dāng)作為促進國家的教育現(xiàn)代化的推動力量，帶動中國教育的改革、創(chuàng)新和發(fā)展。在政策推動下，教育信息化的軟硬件建設(shè)已初具規(guī)模，學(xué)校的信息化教學(xué)環(huán)境已經(jīng)基本形成[1]。針對這樣的現(xiàn)狀，學(xué)者們提出了教育信息化發(fā)展新階段的目標(biāo)是通過信息化環(huán)境促進外在學(xué)習(xí)手段的改變，引起學(xué)習(xí)組織形式和學(xué)習(xí)主客體關(guān)系的變化，最終導(dǎo)致教學(xué)和學(xué)習(xí)模式質(zhì)的變革[2]。從學(xué)習(xí)者的角度來看，這種變革應(yīng)促進學(xué)習(xí)者在信息化教學(xué)環(huán)境中開展深層次的學(xué)習(xí)，最終具備以信息處理能力、合作能力和新知識的學(xué)習(xí)能力為主體的知識創(chuàng)新能力[3]。本文試圖從學(xué)習(xí)者知識建構(gòu)的視角出發(fā)，探討信息技術(shù)手段在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面較傳統(tǒng)課堂教學(xué)具備的優(yōu)勢和特點，從而總結(jié)出在信息化教學(xué)環(huán)境中改變教學(xué)模式的策略和方法。

1 遷移性知識的形成

從知識建構(gòu)的角度來看，信息化環(huán)境對學(xué)習(xí)者創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可以通過為學(xué)習(xí)者帶來“有意義”的知識建構(gòu)來實現(xiàn)[4]。這樣的知識建構(gòu)要求學(xué)習(xí)者不僅要能記憶所學(xué)的知識，更要能夠靈活地運用這些知識去解決新問題。同時，學(xué)習(xí)者在后續(xù)的學(xué)習(xí)中能利用這些知識要點來構(gòu)建新的科學(xué)理解和認知。這樣的知識建構(gòu)也被稱為遷移性知識，它具有靈活的知識架構(gòu)和知識組織方式，該架構(gòu)下對概念要點的認知可以被用來組織和詮釋新的信息。同時，遷移性知識的形成還要求學(xué)習(xí)者具備在不同學(xué)習(xí)主題下開展意義建構(gòu)的認知技能。在學(xué)習(xí)過程中，這種認知技能的養(yǎng)成要求學(xué)習(xí)者能夠主導(dǎo)其學(xué)習(xí)活動和進程。例如，學(xué)習(xí)者可以自主地選擇學(xué)習(xí)時間、完成學(xué)習(xí)任務(wù)的方式等。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式不同，這是一種個性化的教學(xué)模式。這種需求的本質(zhì)來源于學(xué)習(xí)者對自身知識狀態(tài)的準(zhǔn)確認識，并使用有效的學(xué)習(xí)手段和策略來獲取自己需要的信息。這些信息正是針對學(xué)習(xí)者個體的知識缺陷，是其建立完善科學(xué)認知所必需的。

教育信息化對學(xué)習(xí)者遷移性知識形成的幫助應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在個性化教學(xué)模式的促進和支持上，使學(xué)習(xí)者深入到學(xué)習(xí)活動中，并且有能力選擇更有效率的學(xué)習(xí)方式來開展學(xué)習(xí)。教育信息化環(huán)境下的個性化教學(xué)模式可以從以下兩個方面發(fā)揮其優(yōu)勢。首先，信息技術(shù)的支持可以使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動以核心概念為中心來展開，從而促進學(xué)習(xí)活動中包含更多的知識整合行為。這些行為能幫助學(xué)習(xí)者明確學(xué)習(xí)過程中相關(guān)信息的語義關(guān)聯(lián)，形成當(dāng)前所學(xué)主題下的深度科學(xué)認知和靈活知識架構(gòu)。其次，在信息化教學(xué)環(huán)境中，技術(shù)可以支持學(xué)習(xí)者準(zhǔn)確地把握自己的知識狀態(tài)，從而明智地選擇有效的學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2 知識整合

遷移性知識的形成不僅要求學(xué)習(xí)者把學(xué)習(xí)活動聚焦在當(dāng)前學(xué)習(xí)主題下的核心概念上，還要求他們找到這些核心概念與自己已有知識的關(guān)聯(lián)，以便形成完整的知識體系和基于這些知識的推理演繹能力，這樣的過程被稱為知識整合。知識整合是學(xué)習(xí)者通過對新收集信息采取聯(lián)想、推理、演繹等手段，運用自身的知識體系，找到這些信息之間內(nèi)在的語義關(guān)聯(lián)，形成完整的知識結(jié)構(gòu)的過程。該過程中的推理演繹手段不同于一般閱讀過程中自發(fā)的演繹思維，而是學(xué)習(xí)者能有意識地從不同來源中獲取核心信息，建立關(guān)聯(lián)和意義建構(gòu)[5]。對學(xué)習(xí)者而言，這是一種更加策略性的認知過程，要求學(xué)習(xí)者不僅能理解相關(guān)信息的字面含義，更要能夠發(fā)現(xiàn)信息要素間深層次的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。由此可見，知識整合是學(xué)習(xí)者形成遷移性知識的關(guān)鍵步驟和決定性因素。

由于學(xué)習(xí)者知識水平和認知能力的局限，學(xué)習(xí)者常常很難意識到不同信息間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，更無法有效地把相關(guān)信息整合到一起形成有機的知識整體。特別是在現(xiàn)有教育體系下，學(xué)習(xí)者所用到的教學(xué)資源是多種多樣的，包括統(tǒng)編教材、校本課程資源、教輔材料等。這些資源來自不同的作者，有不同的教學(xué)目標(biāo)和理念，知識的表達形式各異，教學(xué)風(fēng)格也不盡相同。這些資源的多樣化和異質(zhì)化對學(xué)習(xí)者發(fā)掘不同信息來源間的知識關(guān)聯(lián)，完成知識整合過程提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。因此，教育研究人員需要尋求有效的方法和手段來幫助學(xué)習(xí)者完成對異質(zhì)化信息來源的知識整合，以保證他們能充分地利用現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建完整的科學(xué)認知。

信息技術(shù)在此的優(yōu)勢是它可以通過對教學(xué)資源的數(shù)字化和智能預(yù)處理，以信息化的方式向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)教學(xué)資源，并向他們揭示資源間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。在信息化學(xué)習(xí)環(huán)境中所存儲的教學(xué)資源都用元數(shù)據(jù)的方式對資源的格式、教學(xué)形式、知識要點和教學(xué)目標(biāo)等都作了詳盡的描述。這些元數(shù)據(jù)為信息化教學(xué)環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)資源以及向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)資源間的關(guān)聯(lián)提供了技術(shù)支持和保障。信息技術(shù)對知識整合的支持可以通過建立教學(xué)資源中知識點和學(xué)習(xí)者自身知識體系間的聯(lián)系來實現(xiàn)。例如，信息化環(huán)境可以依據(jù)學(xué)習(xí)者個體的認知狀態(tài)和知識缺陷向?qū)W習(xí)者推送相關(guān)的教學(xué)資源。這種推送方式不是簡單地把整個教學(xué)資源發(fā)送給學(xué)習(xí)者，而是用學(xué)習(xí)者知識體系中的概念要點來標(biāo)記和組織教學(xué)資源的內(nèi)容。這種推送方式是從學(xué)習(xí)者個體認知狀態(tài)出發(fā)向其揭示不同資源間的內(nèi)在知識關(guān)聯(lián)，是以學(xué)習(xí)者當(dāng)前的認知水平和學(xué)習(xí)主題為基礎(chǔ)的個性化教學(xué)服務(wù)。它試圖找到學(xué)習(xí)者自身知識體系、當(dāng)前學(xué)習(xí)主題的相關(guān)概念以及教學(xué)資源中包含的知識概念三者間的最大化交集。它通過使用教學(xué)資源所呈現(xiàn)的核心信息把學(xué)習(xí)者已經(jīng)掌握的知識和學(xué)習(xí)者需要掌握的知識間的概念化缺口聯(lián)系起來。學(xué)習(xí)者在獲取這些異質(zhì)化信息時，能夠把它們與學(xué)習(xí)主題內(nèi)的概念要點聯(lián)系起來，從而成功地把這些信息整合到自身的知識體系中。

元認知是指在學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者能有意識地將自身的知識狀態(tài)與理想化的認知目標(biāo)做比較來評估自己的學(xué)習(xí)進展。學(xué)習(xí)者的元認知活動，是在評估自己在這個學(xué)習(xí)主題下知識理解的準(zhǔn)確性和完整性。元認知的結(jié)果能夠為學(xué)習(xí)者選擇適合自己認知需求的學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)內(nèi)容提供有幫助的線索，從而促進遷移性知識的形成。然而實踐證明，普通學(xué)習(xí)者的元認知能力是相當(dāng)有限的，在學(xué)習(xí)過程中往往不能有意識地對自身知識狀態(tài)進行評估。為提升元認知能力，需要學(xué)習(xí)環(huán)境對學(xué)習(xí)結(jié)果進行提示，促使學(xué)習(xí)者對自己學(xué)習(xí)行為成果進行解釋和論述。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下，這些方法的實施有一定困難。主要原因在于傳統(tǒng)教學(xué)模式對學(xué)習(xí)者認知狀態(tài)獲取存在滯后性。反觀信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，它的天然優(yōu)勢在于其能在學(xué)習(xí)進程中實時獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)而不必等到學(xué)習(xí)完成后。信息化學(xué)習(xí)環(huán)境對元認知的支持方法是在學(xué)習(xí)開展過程中對學(xué)習(xí)者輸出的階段性學(xué)習(xí)成果進行實時地獲取和分析，在此基礎(chǔ)上給出個性化的引導(dǎo)和反饋[6]。學(xué)習(xí)者是在學(xué)習(xí)過程中被提醒需要對某個知識點的學(xué)習(xí)進行重新審視和檢查，能讓學(xué)習(xí)者更準(zhǔn)確地審視自己的認知狀態(tài)，決定下一步的學(xué)習(xí)方向。

3 個性化教學(xué)策略

前面從知識整合的角度分析了信息技術(shù)支持下的個性化教學(xué)模式在促進遷移性知識的形成和創(chuàng)新能力培養(yǎng)上的優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，本文提出運用信息技術(shù)變革教學(xué)模式，實現(xiàn)個性化人才培養(yǎng)的策略，為今后的教育信息化建設(shè)和信息化教學(xué)工具開發(fā)等相關(guān)工作提供參考。

3.1 延伸策略

在學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者常常發(fā)現(xiàn)來自不同教學(xué)資源和學(xué)習(xí)情境下收集到的信息間存在矛盾和不一致，這些信息要點和自己已有的科學(xué)理解存在沖突。在這種情況下，學(xué)習(xí)者往往只能用死記硬背的方式把這些知識要點記下來，很難利用它們來構(gòu)建和整合形成新的知識架構(gòu)，也無法利用它們來解決新問題。這種由于學(xué)習(xí)過程中發(fā)生的信息沖突而導(dǎo)致的死記硬背的學(xué)習(xí)方式對于深層次學(xué)習(xí)和遷移性知識的形成是非常不利的。這種沖突和不一致的主要原因有兩個方面：一是學(xué)習(xí)者對在新情境下所收集的信息存在理解上的錯誤和偏差。二是學(xué)習(xí)者不能正確地運用已有的知識體系來幫助理解新的概念信息。針對這兩種情形，本文提出信息化教學(xué)環(huán)境下的延伸策略，通過把學(xué)習(xí)者收集到的新信息和學(xué)習(xí)者已有的知識體系中的概念建立知識關(guān)聯(lián)的方式來為學(xué)習(xí)者的信息搜索和知識建構(gòu)過程提供支架幫助。其目標(biāo)是把學(xué)習(xí)過程中的新信息變?yōu)閷W(xué)習(xí)者已有知識體系的延伸和擴展。該策略指出信息化學(xué)習(xí)環(huán)境利用現(xiàn)有的人工智能技術(shù)，從學(xué)習(xí)材料中提取相關(guān)的核心概念和知識要點。通過對學(xué)習(xí)材料中知識要點和個體學(xué)習(xí)者的知識體系的zfmLH7I2UPwZ8+LQp4J9BA==對比，以認知喚起的方式提示學(xué)習(xí)者這些知識要點和自身已有知識體系的內(nèi)在聯(lián)系。通過這種個性化的知識關(guān)聯(lián)方式，把學(xué)習(xí)過程中新收集到的信息和學(xué)習(xí)者自身知識體系間的內(nèi)在語義關(guān)系明確化，幫助學(xué)習(xí)者正確地利用自身的知識架構(gòu)來解釋和演繹新信息，最終消除新舊知識間的矛盾沖突，順利完成知識建構(gòu)。

3.2 可視化策略

把知識概念用圖形化的方式呈現(xiàn)出來是認知發(fā)展過程中很重要的策略和方法。特別是在學(xué)習(xí)者的科學(xué)知識體系的形成過程中，圖形化的表達可以向?qū)W習(xí)者揭示哪些概念是構(gòu)建當(dāng)前的知識體系所必需的，概念間的關(guān)系是什么，從而幫助學(xué)習(xí)者確定需要進一步深入學(xué)習(xí)的知識概念以及采取的學(xué)習(xí)策略和方法[7]。這種關(guān)系的把握也正是學(xué)習(xí)者構(gòu)建情境模型和形成遷移性知識的關(guān)鍵[8]。因此，可視化策略提出信息化學(xué)習(xí)環(huán)境通過圖形化的方式向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)信息化教學(xué)資源，以形象直觀的方式揭示概念要點間的知識關(guān)聯(lián)。另外，信息化環(huán)境通過對學(xué)習(xí)者個體知識體系的可視化，可以幫助學(xué)習(xí)者了解自身知識體系和學(xué)習(xí)過程的關(guān)聯(lián)，以及可能存在的錯誤概念和認知偏離，實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者的個性化教學(xué)支持。

3.3 背景策略

背景策略指出，信息化學(xué)習(xí)環(huán)境可以使用與傳統(tǒng)課堂不同的知識組織和呈現(xiàn)方式，向?qū)W習(xí)者揭示各個學(xué)習(xí)材料間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種信息化知識呈現(xiàn)方式可以幫助學(xué)習(xí)者準(zhǔn)確把握學(xué)習(xí)材料提供的信息和學(xué)習(xí)主題背景間的聯(lián)系。在傳統(tǒng)課堂中，教學(xué)資源是按照一定的知識單元結(jié)構(gòu)來組織的。這個知識單元可以是課程的一個章節(jié)，也可以是課程標(biāo)準(zhǔn)中的一個技能要點。當(dāng)學(xué)習(xí)者選取對應(yīng)的知識單元時，該單元內(nèi)的教學(xué)資源按順序向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)。這種組織方式體現(xiàn)的是教學(xué)資源包含于該知識單元，卻沒有表達出教學(xué)資源之間的內(nèi)在知識關(guān)聯(lián)，以及資源和當(dāng)前學(xué)習(xí)主題下各知識點間的語義關(guān)聯(lián)。背景策略提出在信息化環(huán)境中使用教學(xué)資源的自組織呈現(xiàn)方式。這種呈現(xiàn)方式不再以知識單元為中心來組織資源，而是把每個教學(xué)資源作為平等的中心節(jié)點來對待，節(jié)點與節(jié)點間通過資源在學(xué)習(xí)主題下的語義關(guān)聯(lián)自動組織和生成鏈接結(jié)構(gòu)。通過標(biāo)簽的形式向?qū)W習(xí)者表明各個資源間存在的語義關(guān)聯(lián)以及資源和學(xué)習(xí)主題間的關(guān)系。這種自組織結(jié)構(gòu)可以隨著學(xué)習(xí)過程的進行和學(xué)習(xí)主題的轉(zhuǎn)移而動態(tài)地形成和演變。由于這種自組織結(jié)構(gòu)是隨學(xué)習(xí)者個體學(xué)習(xí)進度的深入和學(xué)習(xí)興趣的變化而發(fā)生改變的，背景策略也為實現(xiàn)個性化的教學(xué)模式提供了支持。

4 結(jié)論

針對教育信息化建設(shè)過程中存在的信息技術(shù)應(yīng)用不足問題，本文從學(xué)習(xí)者的遷移性知識形成出發(fā)，就信息技術(shù)在學(xué)習(xí)者知識整合能力養(yǎng)成方面與傳統(tǒng)課堂的教學(xué)模式進行了對比分析。在此基礎(chǔ)上總結(jié)出了以個性化知識建構(gòu)為主體的信息技術(shù)應(yīng)用策略。這些策略方法真正貫徹實施到教學(xué)中還需要信息化教學(xué)產(chǎn)品研發(fā)人員和一線教師共同展開進一步的探索和實踐，以實現(xiàn)信息化對教育帶來的實質(zhì)性變革和提升。

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【通聯(lián)編輯：王 力】