以知识体系树为主轴的网络教学平台的构建

倪俊杰

【摘 要】随着互联网技术的快速发展，以及慕课、微课、翻转课堂的大规模涌现，在线教育开始蓬勃发展。因此，一种适合当今教学应用的网络教学平台是大多数教育工作者的迫切需求。本文总结了传统网络教学平台的特点，对比多个应用平台，结合当今在线教育学习的需求，从课程、教学资源、习题、学情分析等角度介绍了如何建立以知识体系树为主轴的网络教学平台。

【关键词】知识体系;课程;网络;教学平台

【中图分类号】G434  【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2015）03-0073-04

网络教学平台较早地用于高等院校以及相关远程教育机构，如Moodle平台（中文名“魔灯”）、BB平台（Black Board，最早由美国康奈尔大学计算机系的教师研发）、Edmodo平台、天空教室等。这些平台在我们的教育教学中发挥了巨大的作用。随着互联网技术的快速发展，以及慕课、微课、翻转课堂的大规模涌现，越来越多中小学学生也加入到了在线学习的行列。同样地，资本市场也瞄准了在线教育的大蛋糕，各种形式的学习产品如潮水般涌来。如梯子网、微课网、学堂在线、朗朗课堂等。

相比高校学生而言，以95后为主的中小学生已经有较强的互联网应用经验。他们思维迥异，追求个性化的体验。但是他们也容易被外在事物干扰，注意力不够持久。因此，传统的网络教学平台已经无法满足基础教育阶段学生的需求。FLN（翻转学习网络）于2014年3月12日提出了翻转学习的四大支柱，其中排在前两位的是灵活的教学环境和学习文化。可见，网络教学平台的文化构建比授课教师、课程内容更加重要。

作为一线教师，笔者参与了梯子网和朗朗课堂平台的设计。梯子网是由世纪佳缘创始人龚海燕创办的，专为中小学提供优质资源，2013年一经推出就名噪一时。只可惜由于运营方面的问题，梯子网目前处于停滞状态。朗朗课堂是浙江电信·公众信息产业有限公司创办的网络学习平台，集在线直播、网络课程、教学资源库等功能于一身。笔者将以这两个平台为蓝本，介绍如何从知识体系的角度，构建更加适合当今在线学习需求的网络教学平台。

知识体系树的概念

知识管理被认为是当今社会人类必备的一项技能，而知识体系树（或称为知识地图）为知识管理提供了一种界面机制，它可以基于树的浏览方式进行网络信息检索与利用。近年来，知识管理越来越被人们重视，一些思维导图制作的软件也被频繁应用。从国内几项微课资源评比的赛事要求来看，2013年以前只需要提交微课视频、课件、习题等资源，而2013年后的赛事则在原来的基础上要求参赛者提供思维导图（课程知识结构图）和学习任务单。这是从“以教师授课为主”向“以学生自学为主”的重大转变。只可惜这些知识结构图仅是以静态图像的方式展现，不是动态的，没有成为联系各门课程资源的纽带。

灵活的知识体系树（知识地图）应该成为网络教学平台的核心框架，盘活平台上的所有资源，供教师和学生方便、快速地浏览和互动。

以知识体系树为主轴的网络教学平台

传统的网络教学平台大致分为三种类型：点播式教学平台、交互式教学平台、社会化教学平台。其中点播式教学平台是教学资源的集合中心，主要是实现了教学资源的快速呈现，学生可以实现随时随地点击教学资源（教案、课件、视频等）。一般最早期的网络教学平台都是点播式。交互式教学平台主要为提高师生之间的互动，利用师生问答、网上会议、BBS、聊天等功能实现教学互动体验。社会化教学平台主要强调社会资源的高效聚合，利用智能搜索、RSS聚合、Wiki等方式建立个性化的学习网络。这三种网络教学平台各有侧重点，突破了教室授课的限制，为实现远程、多元、自由开放的教学发挥了重要的作用。但由于认识角度的不同，传统的网络教学平台也凸显了少许弊端。从课程的角度来看，课程资源的分布相对零散，呈碎片化、分离化状态;从教师的角度来看，教师一般按照预先设计好的教学安排上传相关资源。这种看似完整的课程内容其实是片面的，学生只能通过“点击课程，跟着教师”的方式获取知识。从学生的角度来看，由于学生处于不同的网络终端，不能实时、直观地了解到所有知识点的学习情况;从学情分析角度来看，随堂作业和相关测试缺乏系统的、可视化的成果呈现，教师和学生都不能准确掌握学生的学习效果。

综上所述，本人提出以知识体系树为主轴的网络教学平台结构方案。教师在上传资源之前，先归纳课程的知识点，再上传教学平台，通过网络技术形成一棵可视化的知识体系树。同时，教学平台上的课件、教案、视频、习题、测试等都围绕本课程的知识体系树构建。图1是以本人承建的一门浙江省微课程的课程内容为来源所创建的知识体系树。其中苹果代表课程安排，梨子代表教学资源，橙子代表习题作业，这种呈现方式更加直观。

图1《常用算法思想及其程序实现》课程知识体系树

网络教学平台的定位在于营造网络教学的整体环境，以知识体系树为主轴的网络教学平台能够为千千万万门网络课程建造一片生机盎然的大森林。对于一门课程来说，就是一棵独立生长的大树，其课程内容、课件、习题等资源就是这棵大树的枝丫绿叶。一个网络教学平台是一种社区化资源的整合体，不仅是课程内容，教学资源、习题作业、学情分析等内容都可以围绕知识体系树进行有组织的构建。

1.  课程知识体系树

一门课程的教学内容一般是经过严密论证的，课时与课时之间是相互传承、相互衔接的关系。课程安排的知识体系树是以课时为单位，以教学计划安排为基础，呈递进化的方式连接起来的。课程知识体系树是其他知识体系树构建的依据。在朗朗课堂平台中，是由学校的教研（备课）组长负责建立课程的知识体系树。知识体系树一旦确定，以后每次上传新的课时内容都会链接到对应的知识体系树上，相关教学资源也会随着课时上传。等全部课时上传完毕，就会形成一棵丰富饱满的课程知识体系树。

课程知识体系树能以量化直观的方式反馈学生的学习情况，以颜色状态表示学生的学习情况。红色为初始状态，绿色为完成状态。学生的学习进度作为由红变绿的依据。以一个班级40位学生为例，默认情况一节课时的颜色初始值为红色RGB（255，0，0）。假设有10位学生完成了本节课的内容要求，即学情进度为25%。那么课时的状态颜色则由红转绿RGB（255*（1-0.25），255*0.25，0），即颜色值为RGB（191，64，0）。等学生把全部课时都完成了，就可以看到一片生机盎然的绿色。如图2所示，是一个课时的学生习进度从0%到100%的演变过程。

0%学习进度         30%学习进度

60%学习进度         100%学习进度

2.  教学资源的知识体系树

教学资源一般指教案、课件、微课、说明文档、辅助文件等内容，是课程内容的具体呈现，也是学习者学习的主要载体。早期的网络教学平台中的教学资源一般都简单地存放于网络仓库中，学习者只能通过搜索的方式查询，效率相对偏低。教学资源应该是与课时紧密联系的，其使用情况能够直接体现课程的受用程度。教学资源的知识体系树是根据课程知识体系树建立的，一课时可以有多个教学资源，每一个教学资源都可以供学生直接在线浏览。梯子网的教学资源就是根据学科的知识体系树进行构建的。学习者可以方便地根据知识体系进行查询。而在朗朗课堂平台中，还为每一个教学资源设计了更为专业的数据统计。如图3所示，朗朗课堂平台记录了每一个资源的学生学习情况百分比，支持一键表扬、一键督学、下载开关等功能。

图3 朗朗课堂中的课程教学资源

3.  习题作业知识体系树

不管是传统课堂还是网络课堂，教师都会布置配套作业来对学生的学习情况进行测试。很多网络教学平台也都具备布置作业、在线测试的功能。但不管线下的作业还是网络的作业，都是教师预先设计的习题集合，对学生是人人均等、不能改变的。当学生完成了网络教学平台上布置的作业后，还想继续针对本节课进行专项练习就无法实现了。这时，学生只能到题库中搜索相关习题来训练，这种个性化、定制化的学习需求对传统的平台来说是无法实现的，而建立习题作业的知识体系树后就可以有效解决上述问题。习题作业的知识体系树以知识点为单位，在编辑题目的时候，除了要设置题型、题目内容、答案等基本属性外，还有知识点目录、难易程度、使用次数、答题效率等属性。每一道题目都属于习题知识体系树的某一个节点，题目的数量越来越多，达到一定数量就可以实现题库的大数据应用了。

在建立好课程知识体系树之后，教师可以根据知识点从习题库中预先挑选10道不同难度的题目作为随堂练习。若学生全部答对10道题，则说明已经基本掌握该知识点。当学生只答对6题及以下题目时，则说明学生未能通过该课时的测试。系统会根据知识点体系（图4），按照难易程度5：3：2（简单5，中等3，较难2）的比例，从习题库中再随机抽选新的10道题目供学生自主练习。如此往复，直到学生通过本课时的测试。平台会记录每一位学生的答题情况，集中反馈到学情样表中，供教师直观地查看学生的学习状态。教师（或助教）还可以根据反馈的情况进行在线个别辅导，不落下一位学生。

图4 朗朗课堂和梯子网中的题库知识树

4.  学情分析知识体系树

网络教学平台不仅对教师的素养、教学资源的质量要求比较高，还要求学生具备良好的毅力和积极性。授课的教师名气再大，课程做得再好，但是如果没有学生来学习，没有学生看课程内容、做课程作业，一切都是徒劳的。网络教学平台虽然突破了教师的束缚，可以实现随时随地学习，但同时学生也变得更加自由，失去了学校的管理、教师的督促，他们有可能会丧失学习的积极性。毕竟每一个网络教学的终端是一台冰冷的电脑，没有教室内活跃而富有朝气的课堂氛围，学生往往会对网络课堂浅尝辄止。

为此，笔者提出建立以学情分析为内容的知识体系树。学情分析知识体系树采用积分的形式，从活跃度、自觉性、成就感三个维度进行统计衡量（图5）。学情分析知识体系树既面向教师也服务于学生，而且是反向联通的。教师可以查看自己班级每一位学生的学习状况，也可以查看其他老师班级的进度。学生不仅可以看到自身的学习效果，也可以查看同学的学习进度。这种“相对透明”的方式是为了在网络学习中营造相互促进、相互学习的浓厚学习氛围，建立一种比传统课堂的教学管理和教学评价更加灵活、更加细致的机制。在学期中段、期末的时候，教师可以对表现较好的学生予以表扬，晒出他们的学情分析知识体系树。对表现较差的学生予以督促或个别辅导，以期产生更好的表现。

图5 学情分析知识体系树的结构及效果图

知识体系树网络教学平台的应用前景

浙江电信智慧校园运营中心经理、高级工程师唐浩先生认为，“朗朗课堂区别于其他平台的最显著特征是强调自主学习环境下的师生互动，而知识体系树将成为教育大数据分析的基础之一。当学生看着自己的一棵棵小树苗慢慢成长，是非常有成就感的。”笔者也认为，知识体系树将成为新型网络教学平台的灵魂，一棵棵知识体系树盘活了平台上的各个节点，让冰冷的网络学习更加具有生命力。清华大学的于歆杰教授就把知识体系的运用发挥到了极致。于教授在学堂在线开设了一门《电路原理》的慕课。该课程共分为14讲，所有内容以概念、建模、求解和应用为依据被划分成了90个知识点。然后根据知识点的先后关系，编制成了一张课程知识体系网络图（知识体系树），这些知识点不是简单的串行关系，有些还是并行的，学习者可以根据需要查看到学习某一个知识点所需的学习路径，这就实现了定制化的按需学习。

在线教育的未来是基于算法设计、大数据、知识体系的。教育的本质是服务，而平台的本质是社交，网络教学平台不应成为知识的超市，而是能够为每一位学习者提供量身定做的学习路径，让学生的自主学习不仅成为一种能力，更是一种习惯。

（作者单位：浙江桐乡市凤鸣高级中学）