基于教学知识点的模型框架与结构分析

时间:2018-01-13 论文范文 我要投稿

  【论文关键词】知识点;系统化方法;模型;知识点结构

  【论文摘要】采用系统化和面向对象的工程化分析方法,针对教学过程,提出教学知识点的模型框架、知识点的层次结构与图结构表示,以及知识点的独立性问题。这对于教师对知识点的理解与把握,更好地组织与设计教学内容,有着较为重要的意义。

    一、知识点的定义

    知识点这个概念引起理论界的重视是在70年代以后,以人工智能科学、认知心理学和思维科学为理论基础,构建智能教学模式,建立知识库,涉及到知识点的划分问题。他们或者是按书本的章节将知识从大到小进行划分,构建网状超文本知识库,或者是完全按照知识之间逻辑关系将网状知识库分层的方法构建知识库。由此,知识点被定义为“描述教学领域知识的完整的教学单元称为知识点”。知识点可以看作是阐述某一方面、某一教学单位,同时包含相关练习及相应多媒体演示课件、相关知识链的一个完整的教学单元。如一门课程中的某一章、某一节,甚至某一节中的字、词、概念、定理、定律、公式、规律、观点等都可作为一个知识点。

    知识点包括单位知识点和复合知识点:在结构上具有不能再分割的框架结构的知识点称为单位知识点,而由相关的一组知识点组成的知识点称为复合知识点。在不同的知识层面上,单位知识点和复合知识点可以相互转化。

    教学是传授知识的过程,学生一般是以知识点为单位来学习新知识,这是由知识点的构成特点和人的认知特点共同决定的。这也决定了教师在教学活动中按逐个知识点进行教学的过程。因此,将知识划分为各个独立的知识单元,特别是将复杂的知识划分为最小的最基本的知识单元,找到某一知识项目的起始知识点,是十分必要的。它是教师教和学生学的出发点。心理学家苛勒认为,学习心理学的一项重要任务是发现认知的自然单位,但是他始终没有说明这种自然单位是什么。按笔者理解,这种自然单位即是知识单元或知识点。

    实际上,教学内容的知识点是构成整个知识概念的基本理解和记忆单元,或者说,它是知识的基本构件或模块。当教师将教学内容涉及的知识与概念分配到每个知识点时,实际上是分解了整个的教学内容,这种划分的思想有助于在宏观或微观上把握概念和教学重点。当学习者将知识单元关联起来时,就能形成概念的整体结构,并且有益于理解和复习。

    长期以来,人们一直在设计课堂的教学模式,但忽视了教学内容的基本单元—知识点的设计,导致难以设计出符合学习规律的整堂课的教学模式。然而,当我们将目光转向针对知识点设计时,就可以发现符合学习规律的教学模式:即当一堂课的教学内容包含着若干个不同类型的知识点时,教师就可以针对不同类型的知识点使用不同类型的知识点教学模式,逐个知识点地教学。

    本文运用系统工程的建模方法,以教育理论为依据,探讨知识点模型框架、知识点的层次结构与图结构、以及知识点的独立性等问题。为各学科知识提供规范的、可操作的知识点表示与组织结构。

    二、教学知识点的模型框架

    教学是以某种系统的方式设计的,现代主流的系统分析与设计技术,主张采用模型驱动方法。模型是现实系统的一个抽象,也是对现实世界的简化。所谓建模就是“把问题从问题领域转移到解决领域”的过程。

    不同的模型模拟本体不同的属性,它可能是研究和描写本体内部结构的.即结构模式;可能是描写功能表现的,即功能模式;可能是描述行为的,即行为模式;可能是模拟本体稳定的常规属性的,即静态模式;可能是模拟本体的动态发展的,即动态模式。基于上述原则,模型化是一个复杂的过程,其本质是抽象概括,舍弃具体的非本质的特征,保留本质的共性的特征,模型化的结果是构拟出研究对象的结构化框架,这种认知方法体现了面向对象(Object Orentied)的基本思想。

    在教学过程中,有许多不同的理论模型都是对教学活动模式而设计的,但在这个领域很少讨论知识点模型及规范。例如,知识点如何表示?它的基本框架是什么?应包括哪些主要元素?知识点之间的关系是什么?我们确实很少去注意和讨论这些问题。

    按照我们对教学的理解,采用面向对象的分析建模方法,知识点可表示成一个封装的对象模型框架,它由属性和操作(行为)所构成,属性反应了知识点的静态特征,操作反应了知识点的动态特征。
  知识点的模型符合面向对象的特征,通过对对象的操作,日J一以完成对对象属性的访问及修改。以知识点为基本单元构件,可以构建知识点构件库,每次在设计教学过程时,以及重用或新增知识点时,都应该按照此种方式(或某种方式)来访问知识点库,形成自己的教学方案。

    三、知识点的层次结构及表示

    知识的形式虽然多种多样,内涵及属性也千差万别,但教学中的知识点仍然具有共性。借助面向对象程序设计思想中的基类、子类的概念和继承的思想,可将课程内容知识体系理解为现行教材的知识组织结构,即层次结构(或树结构),该模型反映了知识点的共性。在这个层次结构中(如图3所示),每一个子层次是其巨一个层次的内容的拓展,当教学内容沿着层次从上向下开展设计时,关注的区域越变越窄,分解的基本单元也越来越细。

基于教学知识点的模型框架与结构分析相关推荐