职业教育微视频课程知识元的深度聚合与实践应用*

杜棋东

（广州铁路职业技术学院，广东 广州510430）

移动学习具有高便捷性、高可用性和微型化的特点，是非正式学习与终身学习的一种主要形式。微视频作为移动学习的重要载体，能够快速地为学生在丰富的知识资源中提取出精华部分，对知识的阐述直接且深刻。然而，由于缺乏良好的描述结构和组织模式，微视频分散无序、浅层整合、聚合度低，使学生淹没在巨大的“信息海洋”中，承受着“信息爆炸”和“知识匮乏”的双重尴尬[1]。为了提高学生获取知识的效率，减少查找琐碎知识的时间，引入知识元和微视频元对课程进行重构，构建完整的知识体系，从而形成有序、深层聚合的知识结构，实现知识增值。

一、知识元内涵分析

1.知识元的概念特征：四种显著特征

知识元的概念最早在20世纪70年代后期，由美国情报学家佛拉基米尔·斯拉麦卡（V.Slamecka）教授提出，他认为知识控制单元将深化到文献中的数据、公式、事实、结论等最小独立的知识元[2]。后来，知识元的概念在图书与情报领域、突发事件领域与教育领域不断得到发展和演绎。在国内，温有奎等提出链接理论，认为“知识元是组成知识结构的最小单元”[3]，文庭孝等认为“知识元是对知识进行独立、自由、有效地识别、处理及组合的基本知识单元”[4]，杨选辉等认为“知识元是用于组成教学知识点的知识单元”[5]，刘新等认为“知识元是能够完整描述并准确表达知识内涵与外延的相对独立的知识单元”[6]等。迄今为止，知识元尚未有统一的内涵界定，但对于知识元在教育领域的应用，凭借其完整性、独立性、结构性、链接性的显著特征得到普遍认可。

所谓完整性，是指一个知识元在逻辑上对某个知识点的描述是完整的，可以表达一个完整的定义、技巧、事实等；所谓独立性，是指知识元可以独立地对知识进行描述，独立地为人们所检索和利用；所谓结构性，是指不同类型的知识元可以有不同的结构，相互之间通过不同的组合与排列构成不同的知识单元；所谓链接性，是指在整个知识系统中，知识元与知识元之间存在关系，可以通过向导信息，对知识元进行链接。

2.知识元的设计组织流程：四步构建流程

知识元的设计组织需要遵循一定的规范，学者们在此基础上都有自己的见解。如关于“三层构建法”，杨选辉等认为是知识元的抽取、知识元标引、知识元链接[5]，姜永常等认为是知识元抽取、知识元分类与标引、知识元库和知识仓库构建[7]；关于“四层构建法”，陶善菊等认为是获取数据源、建立知识元库、构建学科资源库、设计应用平台[8]，高国伟等认为是获取泛在化数据、维持知识库模型的技术保障、知识元的管理和处理、促进用户的知识创新[9]。本文结合职业教育移动学习资源中知识元的应用特点，提出如图1所示的四步构建流程。

图1 知识元的设计组织流程

第一步，明确对象。在设计组织知识元前，通过理解课程的教学目标、能力要求、学习过程等要素，分析学生的年龄特点、认知特征和能力水平，明确知识元对学生移动学习所起的作用，以此作为设计知识元的前提条件。

第二步，知识元抽取与标引。根据课程的标准和计划确定知识树，再从知识树中分离出知识元，并根据描述信息的相关属性和导航信息对知识元进行划分；以知识元为基本的标引单位，构建标引规则，内部标引知识元名称、属性、描述等要素，外部标引知识元之间的关系，最后使用数据库技术，封装建立知识元库。

第三步，知识元链接。知识元的链接是对课程知识网络的颗粒化和进一步的理解，任何一个知识元都不是孤立的，相互间都存在一定的关联，知识元与知识元之间的链接直接构成整个知识网。如图2所示。

图2 知识元局部链接图

第四步，知识元表征。相关联的知识元组合形成资源节点，资源节点可通过原始性相关、扩展性相关以及发现性相关等属性，并以其中一种向导信息链接起来。如图3所示。

图3 资源节点与知识元表征结构图

二、基于知识元的微视频深度聚合模型设计及其原理分析

1.基于知识元的微视频深度聚合模型设计

随着移动信息技术的快速发展，泛在学习环境下移动课程中微视频的应用越来越受到关注。然而微视频在职业教育中广泛应用的同时，也存在着一定的问题，大多数的微视频资源处于浅层次的混合、整合阶段，较少深层次的融合、聚合。基于此，本文在职业教育微视频课程建设中，引入知识元概念，实现微视频资源的语义化聚合。基于知识元的微视频聚合模型如图4所示，其中，微视频元的颜色深浅与知识元的关联程度有关，颜色越深代表越紧密，图中微视频元简称为视频元。

图4 基于知识元的微视频聚合模型

2.基于知识元的微视频深度聚合模型原理分析

（1）微视频资源深度聚合的前提：明确学习对象

职业教育阶段学生的年龄段在15-22周岁之间，其中高职学生约为19-22周岁，中职学生约为15-18周岁。由于年龄的差异，专业的不同，他们的学习动机、认知特点有所不一，对学习过程中所提供的微视频喜爱程度和认知程度也不尽相同。中职学生往往会认为微视频讲解过于复杂，内容深奥，高职学生则认为微视频讲解的例子简单、离散，没有案例过程的完整视频。根据以上分析，在设计职业教育微视频课程知识元之前，需要确定学习对象，结合其认知特点和职业岗位性，把握其兴趣点，提高学习乐趣。

（2）微视频资源深度聚合的基础：划分知识元，聚合微视频元

资源聚合的基础首先对课程知识元进行划分，知识元的划分可根据不同的知识点要素、不同的主题，如常识类知识元、技能类知识元、概念类知识元、主题类知识元等。本文由知识元内涵，引申出“微视频元”概念，其概念表示与其对应知识元的相关微视频资源。这些微视频知识元的聚合可以形成某类微视频知识元集合，微视频知识元集合又可转换为高一层次的微视频知识元。

（3）微视频资源深度聚合的重点：形成资源节点

知识元聚合微视频元形成资源节点，形成新的知识元都有相关的微视频元，微视频元的颜色越深，表示与知识元的关联程度越紧密，本文将微视频资源的紧密程度分为三类，分别是原始性相关（教学基础）、扩展性相关（教学提高）、发现性相关（课外提高）。所谓原始性相关，表示该微视频资源与课程教学内容知识点相吻合，相关度极高，例如课程内容的技能点提到画笔工具的使用，所对应的原始性相关微视频就是讲解画笔工具的使用；所谓扩展性相关，表示该微视频资源与课程教学内容知识点有一定关联，能够加深学生对知识的理解，相关度中等；所谓发现性相关，表示该微视频资源与实际课程教学内容知识点不怎么符合，相关度较低，但是有利于拓展学生的思维空间，培养学生的创新能力，促进学生对知识的学习与应用。

（4）微视频资源深度聚合的目的：深度聚合成网

经过前期的划分知识元、聚合微视频元、形成资源节点，微视频资源聚合架构基本成形。需要进一步依据课程大纲、知识点、技能点、知识元及结构等要素，对所有微视频资源进行聚合，深度聚合过程中若干微视频知识元可根据实际情况进行修改、调换，最终形成微视频聚合网。

三、知识元在微视频课程的应用案例

1.《影视后期特效合成》微视频资源深度聚合

（1）课程分析

《影视后期特效合成》是高职领域的一门专业核心课程，也可以作为公共选修课程，旨在培养学生理解后期特效制作流程，理解后期领域的软件及操作使用能力，熟悉影视后期特效相关软件的基础知识，掌握影视剪辑、影视音视频制作、影视特效合成等技能，使学生具备“技能专、用途宽”的特点。课程教学内容包括六个情境项目，分别是“影视特效理论”、“影视色彩校正技术”、“影视常用特效”、“影视特效插件”、“影视抠像、跟踪”、“影视包装技术”。课程教学方式采取翻转课堂形式，强调学生自主学习，培养学生独立的思维能力和创新能力。

（2）知识元、微视频元及聚合结构的划分

《影视后期特效合成》从职业岗位性、技术特点以及认知特点出发，将课程重构为6大学习情境，每个学习情境可以作为一个“链接”，从横向角度来说，学习情境一到学习情境六由浅到深递进，从纵向角度来说，每个学习情境划分出不同的知识元。围绕知识元，根据不同的属性收集、整理、开发文本、图片、动画、音频、视频等资源，本文描述的主要是视频属性资源，所以形成的对应是视频元。例如学习情境三影视常用特效，划分分解出“云雾特效”、“文字特效”、“破碎特效”等知识元，“云雾特效”包含边角固定、理解外挂概念、飘动的白云效果以及晨雾缭绕效果等微视频元，微视频元与“云雾特效”的相关紧密程度不同，颜色深浅不一样。边角固定、理解外挂概念的圆圈底色最深，代表着“原始性相关”，即教学基础篇内容；飘动的白云效果的圆圈底色颜色较浅，代表着“扩展性相关”，即教学高级篇内容；晨雾缭绕效果的圆圈底色最浅，代表着“发现性相关”，即课外提高篇内容。每个知识元可以由两个或以上的微视频元聚合，根据老师的建设资源的进度可适当增、减、改，如图5所示。

图5 《影视后期特效合成》微视频资源聚合网局部图

（3）微视频元深度聚合成网

根据课程信息、语义信息等要素对《影视后期特效合成》微视频进行分类，最终构成微视频资源聚合网。本门课程是公共专业选修课，技能要求不高，对学生的要求是掌握原始性相关（教学基础篇）的微视频教学内容，例如“三维特效”知识元，学生只需要学习三维图层、摄像机图层以及空白图层即可，若有学生对该课程产生浓厚兴趣，可以进一步学习扩展性相关和发现性相关的微视频“旋转立方体”以及“三维光环”，当然在此之前，需要学习“摄像机系统”、“时间方向层”等微视频。图5展示了课程微视频资源聚合网局部内容。

2.《影视后期特效合成》微视频的教学实践应用

（1）课程制作开发

基于移动端的 《影视后期特效合成》课程采用了HTML5技术和Bootstrap框架，能够较好地兼容苹果、安卓等移动系统，于2017年初制作完成。该课程强调自主学习为主，为保证课程体系的完整性，设置了“视频教学”、“图文教学”、“理论基础”、“测试专区”、“课程实训”、“作品赏析”、“精品素材”、“教学参考”以及“在线交流”9大模块，如图6的①图所示。学生可以根据自己的需要进行不同模块的学习。

图6 《影视后期特效合成》微视频应用图

本文基于知识元仅对“视频教学”模块开展研究。目前“视频教学”共有6个学习情境，23个知识元，76个微视频。其中学习情境一有5个微视频，学习情境二有17个微视频，学习情境三有18个微视频，学习情境四有15个微视频，学习情境五有12个微视频，学习情境六有9个微视频。按照“边建边用”的原则，课程日后还会根据实际情况增加学习情境和微视频。

（2）知识元和微视频元深度聚合的功能实现

链接引导功能：进入视频教学模块，可以选择不同的学习情境进行学习，如图6的②图所示，选择学习情境一则会下拉 “1.1 After Effects基础知识”、“1.2 After Effects CS6的基本操作”两个知识元。图中“教学基础篇”、“教学高级篇”、“课外提高篇”对应的是原始性相关视频、扩展性相关视频、发现性相关视频。例如在1.1 After Effects基础知识下的教学基础篇，有2个微视频After Effects简介和初始化设置，也可以选择教学高级篇或课外提高篇的视频。

聚合引导功能：在观看微视频的过程中，特别是教学高级篇和课外提高篇的微视频，会有相关微视频由微视频元深度聚合成网推荐出来的。若当前学习的是教学高级篇，推荐的也是属于其他知识元的教学高级篇，同理若是课外提高篇，推荐的也是课外提高篇的微视频。例如图6的③图所示，学习“飘动的白云效果”微视频，推荐先学习色彩校对—曲线色彩平衡、文字特效—文字抖动等微视频；图6的④图所示，学习“制作电视片头”，推荐先学习制作简单视频动画、变色的汽车等微视频教程。

四、总结与展望

移动学习发展过程中，必定伴随视频资源爆发性增长，如何对学习资源从普通的浅层整合过渡到深度聚合，成为教育技术领域亟待解决的重要问题。本文引入知识元和微视频元，将课程知识体系的知识点和微视频深度聚合起来，从而解决分散无序、浅层整合、聚合度低的问题。本文提出了基于知识元的微视频深度聚合模型具有普适性，这对从事课程建设的教师具有一定的理论参考意义。后续将建立评价指标体系，通过调查问卷、实验对比等方式来验证模型可用度，进一步完善理论体系。

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