知识分类历史教学论文

2022-04-20

【摘要】单元知识结构整体教学设计模式是以“生本思想”(其核心是学生自我认识)为前提,教师发展(其核心是学习与思考)为条件,以“单元知识结构”为基点,以单元知识结构的确立、学生学习心理过程的建构、教学目标重难点的把握、单元学习检测的编制、学习活动的设计等五大环节及其关系为架构,旨在追求学生学科思维的发展和学科能力的提升的一种单元教学设计模式。下面小编整理了一些《知识分类历史教学论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

知识分类历史教学论文 篇1:

基于知识分类理论的历史主题教学设计

摘 要:按安德森分类理论,高中历史学科大多是“陈述性知识”,并且是有组织的整体知识,根据这一特点,为提高教学效率,帮助学生构建整体知识框架,形成完整知识网络,理清历史发展的前因后果,把握历史发展的规律,在教学设计上要进行教材整合,按主题进行教学。

关键词:知识分类;历史主题;教学设计

普通高中历史课程,以历史唯物主义思想为指导,呈现人类社会从低级到高级发展过程中所创造的灿烂文明,通过学习帮助学生掌握历史发展脉络,提高阅读及提取有效历史信息的能力;通过分析、比较、归纳等认知活动,培养学生学科素养,建立正确的史学观,做到论从史出,史论结合;通过了解国情与世貌,激扬爱国情怀、弘扬民族精神、提升社会责任感,为维护人类的和平与进步作出应有贡献。

一、开展主题教学设计的依据

普通高中历史(以人教版为例)分为必修与选修两大部分,其中必修包括:历史(Ⅰ)政治史、历史(Ⅱ)经济史、历史(Ⅲ)思想文化史,共计24个专题,所涉内容贯通古今、关联中外。至于选修部分侧包括:《历史上重大改革回眸》、《近代社会的民主思想与实践》、《20世纪的战争与和平》、《中外历史人物评说》、《探索历史的奥秘》、《世界文化遗产荟萃》等六个模块,学生自主选修进一步激发学习历史的兴趣,拓展历史视野,满足学生个性化发展的需要。

中学历史课程按安德森知识分类理论大多属于“陈述性知识”,其大体可以分为两类:一是事实性知识,如人物、事件,它有明确的起止时间、地点、经过等,比如,一次会议,一场改革等;二是有组织的整體知识,如历史现象,如历史概念,它由相互关联的事实构成知识体系,强调其组织性和整体性,是历史上较广泛地域、较长时间内发生的,带有普遍性、共同性的社会现象,比如,新文化运动,罗斯福新政,世界市场,工业革命之类。高中历史教学课时紧,内容多,因此,根据高中历史教材大多是有组织的整体知识这一特点,为提高教学效率,帮助学生构建整体框架,形成完整的知识网络,理清历史发展的前因后果,把握历史发展的规律,在教学设计上进行教材整合,按专题进行教学设计。人教版高中历史教材本身以专题史形式进行编写,为教材整合提供了基础,特别是把选修教材有机溶合到必修中,使历史事件更完整更丰满,既节省时间又更为符合学生的认知习惯。同时,教材整合,每个教学内容的教学时间也会因应作出调整,教学时间从而得到优化与节省,确保了学生自主学习、小组合作讨论、师生探究问题及强化训练的时间和效果。

二、主题教学设计举例

[案例1]:人教版高中历史必修一第一单元《中国古代的政治制度》

这个单元主要反映了中国古代政治制度的发展演变过程,探讨政治制度与经济、文化的密切关系及其在中国历史发展中的作用及影响,从中汲取必要的历史经验教训。本单元分为先秦和封建社会两个时段,其中第1课是先秦的政治制度,包括分封制和宗法制;第2-4课是君主专制中央集权制度的演变过程。根据主题整合的原则,本单元编写两个教学文本:一是《中国古代政治制度——先秦政治制度》,用1节课完成;二是《中国古代政治制度——君主专制中央集权制度》,用2-3节课完成。

[案例2]:人教版高中历史必修二第二单元《资本主义世界市场的形成与发展》

本单元以世界市场为核心,从文明史观、全球史观、社会史观等展示世界从分散走向统一并通过科技的发展进步进一步加强区域之间的联系,伴随资本主义的发展世界市场逐步走向成熟并向纵深发展,形成一幅纷繁复杂又精彩多姿的世界画卷,故本单元可以编写1个教学文本,有5课时完成。

[案例3]:人教版高中历史必修三第一单元《中国传统文化主流思想的演变》

本单元是有组织整体知识,主题鲜明:中国传统文化主流思想的演变,全单元共4课,以儒家思想的产生与发展为主要脉络,陈述了春秋战国、秦汉、唐宋、明清四个时期中国思想界的风云变幻,从思想文化层面折射社会的政治与经济状况,重要人物和主要观点繁多,因此更需要从宏观上进行整合,以便于学生抓住主干,厘清史实,因此,本单元围绕儒家思想进行整体教学设计,编写1个导学稿,共用5课时。

[案例4]:人教版必修二第六单元《世界资本主义经济政策的调整》

本单元包括《空前严重的资本主义经济危机》、《罗斯福新政》、《战后资本主义的新变化》3课,内容紧紧围绕“罗斯福新政与资本主义运行机制的调节”这一中心展开,其中第1课作为单元的开篇,主要讲述1929-1933年资本主义世界经济危机爆发的原因、特点和影响,是导致资本主义国家纷纷做出政策调整的原因,这课书的内容也正为下一课《罗斯福新政》提供了重要的历史背景材料。第2课着重阐述罗斯福新政的内容、特点和影响,是本单元的中心内容,也是第1课书经济危机所导致的“结果”。第3课是有关战后资本主义的发展及当代资本主义发展的新变化,涉及罗斯福新政对战后美国及世界资本主义经济发展的影响。由此可见,三课书的内容前后关联,互为因果,是有组织的整体知识,根据“言语信息”学习的条件和“广义知识学与教的一般过程模型”,对《世界资本主义经济政策的调整》进行教学设计时可以进行教材有机整合,设计成一个教学文本,并根据学生原有知识基础,创设学习条件,激活学生原有知识,引导学生实现对知识的有效学习,达成学习目标要求。

三、后记

根据知识分类理论进行教材整合,开展主题教学设计,使学生建构整体知识概念,把原来碎片化的记忆进行有机整合。大部学生根据目标指向基本能自主解决相关的目标要求,但少部分学生由于学习态度、基础知识和基本能力不足等原因没有及时完成自主学习内容,影响了整体课堂进度和课堂效益。因此,要加强学习小组的学习指导,强化互助意识,课前的自主学习阶段要及时指导和督导“后进生”,确保基本完成力所能及的内容,课堂上根据不同类型知识习得的条件创设符合学生认识规律的学习过程和情景,帮助学生在能力范围内生成新的知识网络,从而增强学习的自信,调动学习的兴趣,提高学习的效率,最终实现教学质量的大面积提升。

本论文是广州市林少媚名教师工作室成果

参考文献

[1][美]L.W.安德森等编著《学习,教学和评估的分类学》布卢姆教育目标分类学修订版(简缩本)皮连生主译华东师范大学出版社2008

[2]林少媚《基于“知识分类理论”的历史课堂教学设计》,发表于《中学历史教学》2018年第7期

作者:林少媚

知识分类历史教学论文 篇2:

单元知识结构整体教学设计模式的理论建构

【摘 要】单元知识结构整体教学设计模式是以“生本思想”(其核心是学生自我认识)为前提,教师发展(其核心是学习与思考)为条件,以“单元知识结构”为基点,以单元知识结构的确立、学生学习心理过程的建构、教学目标重难点的把握、单元学习检测的编制、学习活动的设计等五大环节及其关系为架构,旨在追求学生学科思维的发展和学科能力的提升的一种单元教学设计模式。

【关键词】学生主体;单元知识结构;整体教学设计模式

【作者简介】1.徐文彬,南京师范大学(南京,210097)课程与教学研究所教授,博士研究生导师;2.李永婷,南京师范大学(南京,210097)课程与教学研究所博士研究生;3.安丹诺,南京师范大学(南京,210097)课程与教学研究所硕士研究生。

单元教学起源于欧美,是“新教育运动”的产物。其基本思想是打破学科界限,重组单元知识内容进行“整体化教学”。我国单元教学的萌芽可追溯到20世纪初期。林纤、吴曾祺等人编写的“国文”用书中就曾蕴含单元编排的思想。20世纪80年代以后,随着西方教育思想的涌入,国内教育界关于单元教学的理论和实践研究逐渐增多,形成了“四步骤多课型单元教学”“六课型单元教学”“大单元教学”等有代表性的教学设计模式。

如何在单元教学的历史发展积累基础上,既系统汲取当代发展成果,又更为适应当下教育教学实践情况,应当是我们建构单元教学设计模式的出发点与追求。本文所提出的“单元知识结构整体教学”设计模式便是这一追求的具体体现。我们先由该模式的理论基础谈起。

一、理论基础:厚实认识论

厚实认识论是从默会知识论出发的认识论思想。我们知道,知识元是知识结构中最小的独立单元,知识既可以是概念、规则、公理、方法等知识,也可以是事实或者实例化的知识。从知识的二元分类来看,知识可被分为明述知识和默会知识,其中,明述知识是一种编码化的知识,也就是通常所说的“形式化”的知识,是以符号(包括文字、数字、声音等)形式表示的知识。默会知识是通常所说的“只可意会而不可言传的知识”,是原则上不能充分用语言加以表达的知识,这种知识高度个人化,具有难以形式化的特点。明述知识同默会知识之间存在着复杂的动态关系,某种程度上可以说,所有的明述知识都是由默会得来的,明述知识经过符号加工变成公共知识,到了个人层面,又回到了默会维度。传统认识论以命题性知识为主要论述对象,往往指向了表层的明述知识,并未关注到可能会对人的思维和能力起到极大助力的默会知识层面。

而厚实认识论则不同。厚实认识论从知识论层面上规定了知识的如下“三义”:(1)知识的内容义,也就是传统认识论意义上的公共的“无人”的类属的明述知识;(2)知识的状态义,相对于具体的认识者而言,是指其具体的认识状态,譬如,信念、动机、情感、情绪、意志等;(3)知识的能力义,相对于具体的认识者而言,是指其在具体的认识状态下运用知识的内容义去认识问题、解决问题的能力。如果我们能从厚实认识论的角度出发理解知识,那么一定程度上,就可以重新认识或重视传统认识论中容易被忽略掉的部分,这些部分可能是关于知识与能力背后的方法和价值,也可能是潜藏在意识深处并未被加工的知识和能力,这些知识和能力可能会影响着一个人的认知倾向和思维方式,也在很大程度上影响着个人关键能力的养成和价值观念的形成。

单元知识结构整体教学设计模式的出发点,就在于不仅关注到传统命题性知識的维度,还关注到对个人的知识和能力发展起到重要影响的默会知识维度,回归知识生成的本源性问题,从知识“三义”的角度探讨相对“完整的”知识的学习。

从教学知识的角度来看,独立的知识元不能成为学习的内容,也不能满足完成整个教学系统的动态运行。教材的编写往往由每个领域的学科专家和教育专家主笔,在编写时会考虑到学科知识的特性以及学生的认知和心理发展,将被选择的知识元以一定的关系排列组合在一起,组成相对丰富、前后衔接并且富有完整意义的教学知识,这些经过排列组合、有一定逻辑顺序的知识具有一定的结构特性和学科特性,因而教学内容内在地会具有结构性和层级性的特征。知识之间的关系主要包括继承、前驱、后继、平行、关联等等,而现行的教材往往以单元(或模块、主题)为阶段性教学单位,每个单元会有特定的知识内容或主题,单元与单元之间的知识存在前承、后继等关系,再由若干单元组成一定周期的学习内容,也就是针对不同年龄阶段学生的教材。课与单元(或模块、主题)之间的知识簇具有流动性特征,单元(或模块、主题)与课本之间也存在着知识簇的流动,随着教学工作的逐步开展,课与课之间推进知识、单元与单元推进知识,共同形成知识流动的过程。在这个过程中,新、旧知识相互作用,逐渐形成更大的知识簇。教师在组织单元知识的过程中,也不单单指向学科知识,而是会与相关学科、领域的知识以及各种经验性知识产生各种联系,而学生接受到的知识(即具体认识者所接受的个体知识)亦然。

因此,在厚实认识论思想指导下,单元知识结构整体教学设计模式从知识的内容义、状态义和能力义三个维度来综合考量教学内容的安排,强调知识“三义”的内在结构与关联,目的是使学生获得更为系统和连贯的知识与学习经验。在此关键语义下,整合了当前单元教学设计模式的一般过程,以单元知识结构为基点,借鉴心理学关于学习过程的理论,搭建起“单元知识结构整体教学”的设计框架。

二、概念界定:单元知识结构

任何“单元”都是相对的,是处于整个“单元丛”中的一丛,而如果没有“单元丛”,该“单元”则无所遁形。因此,单元可以是教材中编制好的某一单元、某一章节、某一主题、某一模块、某一领域、某一学期或学年某学科教材整体、某一学期或学年所有学科教材整体甚至整个学校课程。因为碎片化(没有结构)的知识(实乃信息)不是知识,所以,仅就(结构化的)知识传授而言,单元教学就必须建立在“单元知识结构”基础之上。

单元知识结构是指,上述“单元”的内在学科知识、基本原理、思想方法及其关联,以及与相关“单元”学科知识等之间的联系(可谓该单元的学科知识结构,即单元的内在知识结构),以及该单元的“学科知识结构”与其他学科或领域、学生当下的社会实践与生活经验之间的联系(可谓单元的外在知识结构)。由此可见,单元学科知识结构更为强调学科知识之间的内在联系,而单元知识结构则在此基础上更为凸显单元学科知识与其他学科或领域甚至社会实践与儿童生活的外在关联(因为如果没有这种所谓的“外在关联”,能力培养将无所激发和释放)。

就形成单元及其知识结构而言,有三种方式可供选择:遵循、调试和引进。遵循方式是指,基本按照所选教材的内容编排来进行单元知识结构的建构;调试方式则是指,依据教材但又不仅仅局限于教材的内容编制结构,而是对教材内容进行重新理解、重新单元化来建构单元知识结构;而引进方式则是指,在“课程整体”与“整体教学”的视野下,将教学内容按照学校或教师的规划进行增添删减、优化组合,实现教材与教材、学科与学科之间的互相借鉴和联系,从而建构“单元知识结构”。

三、模式设计:单元知识结构整体教学

基于“单元知识结构”的整体教学设计模式不仅以“学生学习主体的确立”为前提,而且以“教师专业发展的可持续”为条件,旨在既追求学生(学科)思维的发展和学科能力的提升,又期待教师能够融合其自身的学习、教研和教学为一体。其设计模式具體为,明确单元知识结构,把握学生学习心理过程,确定教学目标、重难点,编制单元学习检测,设计学生学习活动或教师教学活动。

第一,明确单元知识结构。首先就要“高观点”、整体、全面地熟悉课程标准及相关教师用书、学生用书和“配套练习”等课程资源;其次是要对所使用版本教材烂熟于心,并尽可能多地了解其他版本教材甚至境外教材,以为比较、选择、改编、重组乃至重构单元学科知识结构和单元知识结构寻找依据;再次是要细致入微地系统分析学科领域知识的内在联系(应打破“学段”界限,这也是解决各种衔接问题的必由之路);最后,在上述分析基础上,具体入微地就所教单元的学科知识结构进行建构(内在联系),并分析教材所载“学科问题”(背景)蕴含的其他学科或领域知识甚至学生的社会实践和生活实际,以建构单元知识结构(蕴含“内在联系”的外在联系)。

此外,关于单元学科知识结构和单元知识结构的呈现方式,最好能够用图表(譬如,思维导图、概念图等)的方式来表达,以便于我们能够一览众山小,宏观把控、灵活运用、入微入深、恰当适合。

第二,把握学生学习心理过程。一是要学习发生认识论(尤其是皮亚杰的发生认识论)的研究成果及其新进展、发展心理学(尤其是皮亚杰的儿童认知发展阶段理论)的研究成果及其新进展、建构主义学习理论及其新进展、学科学习或教学心理学;二是要充分尊重、理解、把握和运用我们一线教师自己在实际教学工作中所认识、感悟到的“学生学习本单元知识结构”的一般心理过程与具体个别差异。

尽管前者一般、可靠、科学,但是后者可能更为具体、有效、有针对性。我们通常都更为强调前者的意义与价值,但现实中教师所实际运用的则是后者。因此,如果我们在建构“学生学习的心理过程”时,能够将这两方面有机地结合起来,可能会形成意想不到的实际效果。

第三,确定教学目标、重难点。教师的指导之所以重要是因为,教师应该可以站在较为全面、系统的立场上来确定单元的教学目标,以及把握学生学习的重点与难点。很显然,这是建立在明确单元知识结构和把握学习心理过程基础之上的教育思考与判断,也是教师日常教育教学经验的集中体现,更是教师对学生经常出现的“疑难杂症”进行反思之后的教学决策与行动。

第四,编制单元检测。人们一般都认为单元检测的编制与实施应该在单元教学之后来完成或落实。其实,在明确单元知识结构、把握学生学习心理和确定教学目标、重难点之后,我们就应该大致把握了学习活动或教学活动设计的具体依据了,本该就此来具体设计学习活动或教学活动。但是,教学活动的成效不能仅仅依靠一般性的教学目标、特定的教学重难点来评估,即使依据其来评估教学活动的成效也无法具体落实,因为缺乏评估的效度与信度。因此,本着“预则立,不预则废”的古训,以及教学的人为性、为人性和预设性等特点,接下来的工作应该是单元检测的编制,为评估教学活动或学习活动的成效提供既有信度又有效度的依据。

第五,设计教学活动或学习活动。具体的步骤为:(1)应深入分析单元学科知识的内在联系性,即单元学科知识结构;(2)应充分考虑单元学科知识与相关学科知识或领域以及学生当下的社会实践和生活经验的“外在关联”,即“单元知识结构”;(3)应该细致分析学生在建构单元知识结构时心理操作的逐层递进性;(4)应给予单元检测以必要的关注,可考虑是否在学习活动或教学活动设计时兼顾单元检测所涉及的“题型”或“材料”类型等,以避免“教评脱离”甚至分离现象的发生,努力做到“教评一致”、教有所依、学有所评;(5)综合考量,合理分配教学单位和划分课时(这里的“教学单位”是由单元知识结构的内在层级和学生学习心理过程所确定的,其所对应的课时可能不足一个,也可能多于一个),设计由诸多“教学单位和相应课时”的教案所组成的整体教学方案。

任何创新都不是“无中生有”,而是在现有累积基础上的改进或完善。“单元知识结构整体教学设计模式”的理论建构亦然。它综合了当代有关认识论、认知理论、神经科学、教育理论、学习理论、教学理论、测量理论、评价理论等众多理论成果,以及一线教师丰富的教育教学实践经验。看似轻松,实则不易,需要我们矢志不移地尝试、坚持方可见实效。

【参考文献】

[1]李永婷,徐文彬.当代教学设计研究的回顾与反思——基于“Web of science”检索数据的分析[J].外国教育研究,2017(10).

[2]徐文彬.基于“三重联系”的数学课堂教学[J].江苏教育:中学教学,2015(07).

[3]郁振华.人类知识的默会维度[M].北京:北京大学出版社,2012.

[4]杨鸿.教师教学知识的统整研究[D].重庆:西南大学,2010.

作者:徐文彬 李永婷 安丹诺

知识分类历史教学论文 篇3:

基于知识树的知识表示模型设计

摘要:知识库是智能化教学系统的核心,是实现个性化知识推荐的关键。为了提高个性化知识推荐教学系统的诊断和决策能力,设计了一个基于知识树的知识表示模型,支持有效地知识逻辑推理,实现教学内容的动态呈现与教学过程的智能导航,在此基础上提出了知识树过滤推荐算法,通过该智能导航算法仿真学生学习过程,实验结果表明,知识表示模型的设计能够更好地为学生提供个性化的学习参考需要,当知识点在没有任何学生学习的情况下也能够被过滤出来推荐给学生,验证了基于知识树的知识表示模型的有效性。

关键词:知识树;知识表示模型;知识树过滤推荐算法

我国的网络教学平台最大的问题是按事先设计的教学策略将简单堆积的教学资源强行灌输给学生,是填鸭式教学的网络表现形式,这样不但满足不了不同学习基础的学生的学习需求,还容易导致学生在网络教学平台中出现厌学情绪,学习过程单调乏味从而学习效率低下。近年来兴起的智能化教学系统[1],能够通过捕捉用户需求信息,按学员的个性需求在网络教学平台上实现个性化的知识推荐[2]。

通过对现有各种智能化教学系统进行分析,不难发现要实现系统的智能化关键要解决两个难题:一是网络课程的知识表示模型设计二是获取用户兴趣的用户模型设计,典型的智能化教学系统模型如图1所示。

用户模型:描述用户的个性特征,包括用户基本信息、学习风格、学生兴趣、认知水平(背景知识、知识熟练程度、认知能力);学习行为记录了用户的学习历史过程(如访问哪些资源、学习时间、访问次数等),系统可根据用户的学习历史过程更新用户模型。

课程知识库:智能化教学系统的核心,是实现个性化知识推荐的关键。知识表示模型决定了知识库的架构。知识表示模型能够有效地控制教学过程,与科学的教学策略相结合,能够满足个性化知识推荐的需求,实现因材施教的教育思想。知识表示是学科知识与教学策略的整合,它的实质是知识的符号化,主要是为了便于计算机对知识进行存储和处理。目前,使用较多的知识表示技术有一阶谓词逻辑表示法、语义网表示法、产生式表示法、框架表示法等。课程知识库[3]包含与知识点对应的教学素材、试题、辅助学习资料等,它包含知识点属性和知识点链接两个部分,是知识表示的基础,反映了知识库的层次结构和知识点之间的相互关系。

知识点过滤推荐算法:在用户模型、课程知识库基础之上,根据不同类型的学习风格及个性差异,选择相应的教学内容和教学策略,适应性地向用户推荐最佳学习活动序列和学习资源。

呈现模型:该模型的主要工作是将个性化推荐结果返还给用户,个性化推荐结果可以以各种方式返还给用户,如信函、电子邮件、网络电子公告栏等。

1 知识表示模型设计

网络课程的知识结构可以看做是一棵倒立的知识树,课程相当于根,每一章和每一节构成树的茎,知识点是树的叶。课程的章节之间存在着一定联系,课程的知识点也存在着内在联系,通过前驱、后继关系描述这种联系,并通过关联度反映知识点之间关联的紧密程度。每一个课件或者每一个专题讲解资料都对应一个或者若干个知识点。基于此种思路,该文设计的知识表示模型如图3所示,它也是下文进行个性化知识推荐的基础和依据。

1.1知识与知识点

知识点:是指不能再分的完整、独立的基本知识单位,如数学中的基本概念、定义等。

单元知识:由内容相关度较高的知识点整合而成,如教材中的每一节知识,就是由若干相关的知识点整合而成。

章知识:由若干相关的单元知识整合而成,是比较完整的教学知识的表达。

课程知识:由若干篇章知识整合而成,其特点是知识体系相对系统、完整、独立,通过课程的学习,学员能够深入掌握某种专门的技能,或为进一步学习打下良好的基础,如高等数学课程、网络设计课程等。

为了方便用户学习,知识点划分的基本作法是教科书的一章可以化为一个大的知识点,其中一节的内容又可细划为较小的知识点,一节中的定义、定理等还可以划分为更小的知识点。从这种知识组织的角度来讲,将知识点分为基本知识点和整合知识点两种基本类型。其中基本知识点为领域知识中最基本的知识单元,对教学而言基本知识点在内容上具有不可划分性。而整合知识点由两个或两个以上的知识点组成,组成整合知识点的知识点可以是基本知识点,也可以是若干整合知识点的整合[3]。

知识点是教学组织的知识单位,就计算机专业的《操作系统》课程而言,见下图,知识点可以是一个概念、一个实例、某个操作,某个实现模式等,也可以是几个知识点的整合或一个知识点的分解。

1.2 知识表示模型的设计[4]

该文的知识表示模型特点是通过层次关系描述知识点之间的相互关系结构,为此定义了两种关系:前驱关系和后继关系。

①前驱关系:例如,知识点“进程”与“线程”之间的关系。知识点“线程”的学习依赖于知识点“进程”的学习,则知识点“进程”是知识点“线程”的前驱。前驱关系具有传递性,如果A是B的前驱,B是C的前驱,则A是C的前驱。

②后继关系:例如,“线程”与“处理器调度”之间的关系。学习完知识点“线程”后学习的知识点为“处理器调度”,则“线程”与“处理器调度”构成后继关系。“处理器调度”是“线程”的后继。后继关系与前驱关系是互逆的。后继关系也具有传递性。

课程的知识表示模型可通过知识之间的层次关系图描述。下图是《操作系统》课程的教学知识层次关系图,图中由若干结点与知识点组成,每一个结点表示一个知识点,结点之间的连线表示它们之间具有关联关系,连线上的值代表关联程度。关联程度是反映知识点之间相互关系的基本参数,整个课程的知识结构由这种层次关系图描述,不过,如何科学的确定知识点之间的关联程度,直接影响对课程知识体系的表述与构建,显然不可以随心所欲地主观确定。我们的作法是:由若干有丰富教学经验的老师先提出各自的预案,对知识点间的关联度先给出参考值,然后通过求取平均值来确定。

知识点之间的关系可能有一个前驱知识点多个后继知识点,例如:对于知识点“进程”,它有一个前驱知识点“进程管理”和多个后继知识点“进程的基本特征”、“进程状态及转换”、“进程描述”和“进程控制”。此外,知识点还会有如下几种情况:一个前驱知识点一个后继知识点;多个前驱知识点一个后继知识点;一个前驱知识点多个后继知识点;以及没有前驱知识点或者没有后继知识点等情况。

图3的分析思路相应的表格设计如下:

知识点描述表(编号,名称,描述,所属章节),编号为此表的主键。

知识点关系表(编号,前驱知识点编号,知识点间的关联度),编号和前驱知识点编号共同作为此表的主键,知识点编号是相对于知识点表的外键。对应的表关系如下:

表1中知识点“进程”有一个前驱知识点“进程管理”和多个后继知识点“进程的基本特征”、“进程状态及转换”、“进程描述”和“进程控制”,它们的关联度分别为0.8, 0.7, 0.7, 0.60

2 个性化知识推荐[5]

在完成了基于网络课程的知识表示设计的基础上,实施课程知识点的个性化推荐。侧重通过知识点之间的关联关系(如表1所示)来进行知识点的推荐,考察用户过去的学习行为也即浏览访问的知识点,从而可以获取用户感兴趣的学习内容,并向用户推荐同类的教学资源。知识树过滤推荐算法的具体步骤如下:

1) 通过对课程的基本知识点的测试,获得用户的基础水平,根据专家经验,向用户推荐符合其基础水平的章节知识点进行学习。具体思路如下:

若用户是新生,则用户基础水平的知识点范围涉及本课程的基本知识点内容,根据专家经验向学生推荐章节进行学习,如:

If 认知水平值<=0. 3 then 学习第四章知识点

Else if认知水平值>=0. 7 then 学习第六章知识点

Else学习第五章知识点

若用户是老生,测试其基础水平,分析其对此章节的学习掌握程度,以决定推荐下一章节的学习或前一章节的学习,如:

If 认知水平值>0. 5 then 学习下一章节知识点

Else 学习上一章节知识点

2) 获得用户可能感兴趣的知识点集合。通过上步测试,确定向学员推荐当前适合的知识点, 并得到这些知识点的后继知识点;根据知识点关联度属性,去掉关联度小于0. 5的相邻知识点。表1表示了知识点间的关联度,知识点“进程”有一个前驱知识点“进程管理”和多个后继知识点“进程的基本特征”、“进程状态及转换”、“进程描述”和“进程控制”,它们的关联度分别为0.8, 0.7, 0.7, 0.60,表明这些知识点的关联度都超过0.5,即它们与知识点“进程”关系密切,是用户必须学习掌握的内容。如果当前访问的知识点是“进程”,则用户感兴趣的知识点集合包含这些后继知识点。

3) 然后选择当前知识点相关度最高的前若干项(Top-N)作为推荐结果给当前用户。

3 实验评估设计[6]

为验证知识树过滤推荐算法的准确性和有效性,按以下方法进行实验评估设计:由多名专家通过讨论提出操作系统课程到底包含哪些基础知识点,我们的设计方案中应有30 个基础知识点,并组织专家提供两套操作系统试题,每套30个选择题,每个选择题都是对一个基础知识的考核,并且考核的难度相,只是考核的角度有所不同。

第一步,抽取15名用户对第一套试题进行自测,该套试题共涉及到30个知识点。测试后,根据知识点掌握熟练情况及知识点间的关联程度按知识树过滤推荐算法获取推荐集合。

第二步,组织用户按照推荐结果进行复习,用户复习完全部推荐内容后,组织用户对第二套试题进行自测,并对自测成绩和第一次自测成绩进行对比。通过统计,15名学员推荐前的平均学习成绩为38,通过知识树过滤推荐算法进行学习后的平均学习成绩则达到84,算法的有效性值得肯定。

4 结论

该文研究网络教学平台下如何实施因材施教,为学员提供个性化知识推荐问题,通过知识库、教学方法、教学手段、学员认知水平等方面的协同整合,实现目标知识的发现、定位及访问,是对传统的填鸭式教学的变革,使网络教学平台智能化。为此基于网络课程进行了知识表示模型的设计,在此基础上提出了一种知识点过滤推荐算法,能够避免“冷启动”造成的对新学员无法进行知识点推荐的问题,也能够针对个体特征引导学生学习,从而改善用户学习效率低、学习过程盲目混乱的状况,能够激发学生求知的欲望,引导学生主动探求知识,让学生与教学平台“互动”起来。但该文的研究局限于网络课程,而不是网络教学平台的个性化知识推荐研究,需要今后进一步扩展和完善。

参考文献:

[1] 杨德华.个性化远程教学模型的研究与实现[J].现代远距离教育,2008(2).

[2] 李高敏.基于协同过滤的教学资源个性化推荐技术的研究及应用[D].北京交通大学,2 010.

[3] 曹伟.自适应网络教学系统中知识表示模型的设计[J],计算机仿真,2010(3).

[4] 胡晓楠.基于知识点的学习内容个性化推荐研究[D].重庆大学计算机学院,2010.

[5] Jonathan L. Herlocker, Joseph A. Konstan, Loren G. Terveen, Johh T. Riedl, Evaluatingcollaborative iltering recommender systems.ACM Transaction on Information Systems, 2004,22(1),20-21.

[6] 程昌品.基于信息增益比的决策树用于毕业生就业预测[J] .计算机仿真,2009(5).

作者:程昌品 陈强

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