基于可视化知识地图的日语教学辅助系统的构建与应用

李哲前迫孝宪张海

（1．大阪大学大学院人间科学研究科，日本大阪565-0871；2．中南财经政法大学外国语学院，湖北武汉430073；3．东北师范大学传媒科学学院，吉林长春130012）

基于可视化知识地图的日语教学辅助系统的构建与应用

李哲1,2前迫孝宪1张海3

（1．大阪大学大学院人间科学研究科，日本大阪565-0871；2．中南财经政法大学外国语学院，湖北武汉430073；3．东北师范大学传媒科学学院，吉林长春130012）

文章以实现知识的关联和可视化显示为目的，构建基于可视化知识地图的日语教学辅助系统，并通过教学实践验证了系统的教学效果。首先，为了对比不同日语语法体系的异同，文章抽选句型和词汇构建日语知识数据库，再创建专家知识地图进行知识关联。其次，文章构建了日语教学辅助系统，导入数据并实现了知识地图的可视化。最后，文章利用系统开展教学实践，通过对学习成绩、知识地图、调查问卷等的分析，发现系统的使用有利于促进知识的关联和重构、加深理解和相互交流、提高学习积极性。

可视化；知识地图；日语；教学辅助系统

引言

外语教学中词汇和语法等知识点的讲解非常重要，传统的外语教学多采用基于教材的“词汇—语法—课文—练习”四步教学方式，各类教材之间的词汇和语法的关系容易混淆，尤其是在日语教学中倾向于以句型的方式去解说知识点，容易忽视词性、词形、含义等部分之间的关联，导致知识之间联结的断裂。再加上日语语法体系并不统一，使得各类教材的语法体系不同，增加了学习难度。本研究团队于2012年对日语语法思维进行了问卷调查，发现74%的被调查者的日语学习时间都在一年以上，但普遍偏重含义理解，而忽视词性和形态，且90%以上均将含义等同于母语翻译，对于句型并无统一的认定标准，同时也缺乏有效可靠的解释手段。由此可知，日语学习者在学习时容易忽视知识关联，对语法、词性等知识容易产生理解偏差或混乱。

近年来，为提高教学效果，日语教学中也开始采用信息化设备进行各类研究。比如，国内张晓燕等[1]的多媒体辅助日语教学研究、张西艳[2]的基于网络环境的日语教学模式探析，日本丰田等[3]的日语会话辅助系统、冈田等[4]的日语作文辅助系统，但并没有出现与语法和词汇相关的教学辅助系统，也没有涉及多重语法体系下的对比教学辅助手段。因此，在缺乏跨教材的对比参考资料的情况下，为了更好地展现日语知识间的相关性，本研究采用知识地图进行知识描述的可视化，抽选语法和词汇等知识点导入教学辅助系统，通过教学实践应用来探索翻转学习和协同学习并用的新教学模式。

一可视化知识地图的创建

1知识地图的基本概念

知识地图概念起源于地理上的地图，是将知识以地图的方式呈现出来，作为知识的目录和知识资源指向的工具，储存知识资源以及知识间的连接关系。如Vail[5]将知识地图定义为“可视化地显示获得的信息及其相互关系，以使不同背景的使用者在具体的层面上进行有效地交流和学习”。可见，知识地图有着强大的可视化功能，目前利用现代化信息技术制作的知识地图实质上就是知识总目录和各知识条目之间关系的综合体，借助知识地图可以管理、存储、显示知识，也能整理、挖掘、重构知识，在一定的学习共同体中可提高知识流通率和使用率，为知识的理解和创新提供了良好的基础。由于知识地图构建的目的是组织和导航各类知识资源，提供有效的知识获取方式，揭示和评价知识体系以及潜在关联，故与概念图、思维导图、认知地图等不同，它需要经历知识抽选、审核、分类、关联等诸多步骤，如图书管理系统、企业信息人员管理系统、通信信息系统、教育课程辅助系统等。

2数据的抽选

为构建知识地图，本文参考Willam[6]的六步构建法，即提取知识、汇编知识、声明出处、排序标签索引化、关联描述、解释和反复。提取知识先以DC元数据（Dublin Core Metadata）为参考，建立数据创建标准（如表1所示），用于规范化描述，便于汇编、检索、转换以及可视化显示。

表1 数据创建标准

日语语法体系主要分为“学校文法”和“教育文法”两类——前者主要面向日语母语学习者，用于现代日本学校教育中，以词性（日语为“品詞”）和词形变化（日语为“活用”）为主，具有统一的词性分类和词形变化标准，缺点是比较复杂，短时间内难以理解和记忆；而后者是面向非日语母语的学习者，以固定短语、句型等为主，比较容易理解，但没有统一的标准。国内各类教材和参考书籍均采用各自的语法体系，容易造成理解混乱；而国际权威日语能力考试JLPT（Japanese Language Proficiency Test）主要采用“教育文法”体系，最高等级为N1，最低为N5。为对应两套不同的语法体系，本研究通过JLPT考纲抽选句型，再将句型所涉及的词汇以“学校文法”为准进行分类整理，抽样去重后最终得到句型555项和词汇440个。

表1显示，数据创建标准中的“项目名称”为词汇或句型，“难易度”分为初、中、高三等，“类型”为句型和词汇，句型按五十音图顺序排列，词汇则按照“学校文法”词性分类。“内容”包括表记、词性、活用、接续、含义、例句等六个部分，主要用记述具体的解释内容。“关联”元素则用于记述知识点间的相关性，其扩展元素包括按照编辑顺序记录知识地图的“版本”、体现关联的领域或类别的“范围”、指示关联项目的“目标”、表示各类关联隶属关系的“层级”等。此外，还有如来源出处、日期、创建者、编辑者、浏览次数、评论等其它辅助元素。

3专家知识地图的创建

第一，加强网络学习技能训练。科技对成人学习是一把双刃剑，它在使成人的学习变得更加轻松、快速、有效的同时，也容易使其对新技术的学习与应用产生焦虑。因此，接受网络使用技能的指导与训练，是成人进行网络学习的必修课程。如获取、评估及使用不同类型资讯核心的能力，以及进行网络学习的实用操作技能等，都是成人网络学习者应具备的基本素养。

为配合系统设计和教学实践，需要以上述数据为基础再进一步进行知识关联，因此本研究邀请日语专业中国籍教授1名、中国籍讲师2名、日本籍讲师1名组成专家团队，审核和编辑数据，并根据知识之间的关联制作专家知识地图。根据表1中“关联”元素的要求，首先按照表记、词性、含义、句型等逐一建立各项目的关联。表记为该项目相关的书写形态，如同形异音、同音异形等；词性为相关联的其它词汇；含义为同义、类意、反义、词源等；句型则为组合构成的固定搭配。然后，采用“关系”元素来描述各项目之间的关系，如同音、类义、组合等。因知识面和理解程度不相同，会体现出不同的知识关联，所以为了简化数据结构，本研究综合专家团队成员的知识关联情况，对每个项目仅创建一个知识地图。

二日语教学辅助系统的构建

1系统功能及使用流程

为实现知识地图的可视化，便于教学实践，本研究采用B/S结构，运行环境采用开源的Apache+Mysql+PHP框架结构，系统采用PHP5.2和Flash CS5.5（Action Script3.0）相结合的形式开发，文字编码采用UTF-8，以避免日中字符产生乱码。日语教学辅助系统的功能包括用户及项目内容的管理、知识地图动态编辑和显示、评论、检索、排序等。系统的使用流程如图1所示，用户登录后通过主界面的知识地图可进行显示、缩放、排序、项目的新建和编辑项目等操作。在系统显示的主界面（如图2所示）中，利用置顶的检索栏可以随时输入文本内容进行检索。右侧为信息栏，可输入用户名和密码进行登录，登陆后可进行用户和内容管理。界面最下方为评价栏，可利用文本、图片、超链接等进行相互交流、提问。

图1 日语教学辅助系统的使用流程

图2 日语教学辅助系统显示的主界面（局部）

2知识地图和项目的构成

图2显示，系统的显示界面由知识地图、内容显示栏、信息栏和评论栏组成。知识地图正中显示红色方框的中心节点，以中心节点为准，上下左右依次为表记、句型、含义、词性等不同颜色的关联节点。关联节点方框左上角以数字表示关联的层级，如“01”为关联第一层，“02”为第二层，依次类推。整个地图可进行缩放和拖曳操作，所有节点亦可自由拖曳，关联节点层级超过两层时自动折叠为“？”号，点击则可展开。关联节点之间的连线上显示“关系”元素，用以表示两者关系。点击节点上方“＋”号即可增加节点，节点名称输入后可以创建新的项目或关联已有的项目，点击“×”号即可删除节点。编辑完毕后，点击保存则自动另存为新的版本。知识地图下方为内容显示栏，显示表记、词性等“内容”元素，编辑完毕后点击保存会自动以编辑的用户名及时间进行保存。右侧的信息栏用于显示用户名、版本号、编辑次数等，也可进行不同版本的项目和知识地图的对比。

三系统的实践应用与分析

1教学实践

为检测系统的教学效果，本研究以20名日语学习者为对象开展教学实践。所有学习者均为中国国籍，年龄在19～23岁之间，学习日语累计均超过700学时，经测试日语水平在JLPT的N3～N2之间。根据事前测试成绩将他们均分为实验组和参照组，以《みんなの日本語》（中級II）[7]为教材，于2016年1～4月间各进行10次授课（1次4学时），每次学习5～7个语法点。每次课后进行小测试，测试内容以JLPT真题为参考，针对表记、词性、活用、接续、含义等内容进行考察，每次20题，每题5分，并根据课程内容逐渐提高难度。

实验组和参照组均为同一名教师轮流授课，并配置1名辅导员。实验组采用多媒体教室进行授课，可随时登录系统，具体流程主要分为两步：第一步为课前翻转学习，学习者使用系统和教材自行预习，并制作知识地图；第二步为课堂教学，由教师根据专家知识地图进行讲解，对学习者课前制作的知识地图进行分析评价，然后组织互相讨论，课后再由学习者各自修改。与此相对，参照组则不使用系统，仅采用纸质教材进行授课，课程进度与实验组相同。

为掌握教学效果，本研究对学习成绩、项目内容和知识地图以及问卷调查分别进行统计分析，考察结果如下：

（1）学习成绩

对实验组和参照组的十次小测试的学习成绩进行单因素方差分析，所得结果如图3所示。图3显示，第1次测试为平均分组，第2次～第4次的成绩基本处于同一水平（无显著性差异），第5次以后实验组的成绩相比参照组显著提高（有显著性差异）。总体而言，实验组的成绩逐渐提升，由初始的59.5分变为最后的73分，提升幅度对比于不使用系统的参照组要明显。另外，根据考题类型的正确率统计，实验组在词性和词形变化方面比参照组高出约10%，由此可见，系统在这方面的学习理解有着一定的促进作用。

图3 学习成绩分析

（2）项目内容与知识地图

实践课程共计学习语法点58个，因此得到课前知识地图和课后知识地图各580份，图中节点统计如表2所示。课前知识地图各部分节点数均少于课后，并且课前错误率较高，主要为读音错误、词性错误、关联错误等。经过课程的学习和相互交流，课后修正的知识地图不仅节点数量增加近一倍，且错误率降低至1%以下。课前与课后的节点增幅最大的是词性，其次是含义，说明通过系统的辅助学习，有助于学习理解，尤其是在词性方面表现突出。

表2 知识地图节点统计

另外，从使用时间段来分析，除课堂内使用外，课外登录次数逐渐增多，后期利用评论栏交流频繁，七成左右留言均为课外。对评论栏中的2854次留言进行分类统计后发现，平均每个项目有25次留言，其中提问类471次、回答类1145次、其它1238次；提问和回答的比例为1:2.4，说明平均每次提问会获得2次以上的回答，且八成以上均来自于学习者。由此可见，系统的使用有助于提高学习积极性，辅助学习者的自主学习和协同学习，加强了相互交流。

（3）调查问卷

课程结束后对实验组进行问卷调查，内容主要包括系统功能、学习方法、使用印象等三部分。调查结果显示，实验组的所有10名学习者均对采用知识地图的学习方式表示满意或非常满意，其中有8名学习者对系统功能表示满意或非常满意。在使用印象方面，实验组的所有10名学习者对于是否有助于记忆、是否加深了理解、是否扩宽了知识面、是否解决了疑问等均做出了肯定回答，其中有9名学习者表示愿意继续使用，并建议加以推广。

另外，调查问卷中有关意见或建议的自由表述部分大致可分为优点和缺点两类——优点表述有图形显示便于理解、方便对比、有助于备考等，缺点表述有关联内容太多、缺乏声音、例句偏少等。由此可见，教学实践在整体上受到学习者的积极肯定，相对于传统的教学模式，使用本系统有助于提高学习积极性，加深理解和扩展知识面，促进知识的重构和互相交流。但系统操作有些复杂，显示方式还有待进一步改善。

四总结与展望

本研究为实现知识关联和显示的可视化，构建了基于可视化知识地图的日语教学辅助系统，抽选日语句型和词汇构建知识数据库，并基于该数据库创建专家知识地图进行知识关联，导入系统后实现了知识地图的可视化。随后在利用系统进行的教学实践中，本研究采用翻转学习和协同学习并用的教学模式进行考察，通过对学习成绩、知识地图、调查问卷等的分析，证明了系统的使用有利于促进知识的关联和重构，提高了学生的学习积极性、促进了相互之间的交流。

针对教学实践中发现的问题，今后有必要进一步改善系统功能，增加语音、动画等多媒体展示功能和在线测试功能。同时，为了完善这种可视化的外语教学模式，仍需继续研究和验证教学效果，对知识的显示方式和协同学习的有效性进行更深入的研究。

参考文献

[1]张晓燕,王运丽,侯铭铎.多媒体辅助日语教学的设计、应用及效果[J].太原理工大学学报(社会科学版),2005,(2):87-90.

[2]张西艳.多媒体网络环境下的基础日语教学模式探讨[J].文教资料,2013,(12):192-194.

[3]豊田真也,田中久治,渡辺健次,等.携帯端末を用いた対話型日本語学習支援システムの開発[J].電子情報通信学会技術研究報告,2013,(229):115-118.

[4]岡田仁之,島田諭,福原知宏,等.Wikipediaを利用した日本語作文支援システムの開発[J].じんもんこん2009論文集,2009,(16):225-230.

[5]Vail,Edmond F.Know ledge mapping:Getting started with know ledge management[J].Information Systems Management,1999,(4):16-23.

[6]William R,Thomas B,Boff K.Knowledge maps for knowledge mining:Application to technology management[J]. IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics,Part C(Applications and Reviews),1998,(3):53-55.

[7]スリーエーネットワーク.みんなの日本語[M].东京:スリーエーネットワーク,1998:1-86.

编辑：小西

Construction and Application of Japanese Language Teaching Assistant System based On Visualized Knowledge Map

LI Zhe1.2MAESAKO Takanori1ZHANG Hai3
(1.Graduate School of Human Sciences,Osaka University,Osaka,Japan 565-0871; 2.School of Foreign Languages,Zhongnan University of Economics and Law,Wuhan,Hubei,China 430073; 3.Media Science School,Northeast Normal University,Changchun,Jilin,China130012)

This paper constructed a Japanese language teaching assistant system based on visualized know ledge map to realize the association and visualization of know ledge.The effect of this system was also verified in practice.Firstly,in order to com pare the similarities and differences between Japanese grammar system,the study decimated patterns and words to build Japanese know ledge database and created expert knowledge map for know ledge relation.Secondly,the Japanese language teaching assistant system was constructed,and the visualization of knowledge map was achieved by importing data.Finally,the teaching practice was carried out in this system.Through analyzing students’learning achievement,know ledge map and questionnaire,itcanbeseen that the system was useful in promoting know ledge association and reconstruction,deepening mutual understanding and fridenship,as well as improving students’learning initiative.

visualization;knowledge map;Japanese;teaching assistant system

G 40-057

A【论文编号】1009—8097（2016）12—0099—07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2016.12.015

李哲，中南财经政法大学讲师，大阪大学博士后，研究方向为教育技术、语言学，邮箱为lizheritetu@163.com。

2016年12月7日