知识地图在中医药微课程中的应用
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[摘要]作为碎片化知识的一种管理工具，知识地图在微课程中的应用案例尚不多见。以广东省青年教师信息化新课堂药用物理学微课程建设为例，系统阐述了知识地图在微课程应用的背景、实践和成效，采用五步设计法，即界定知识范围和使用对象、知识分解、知识分类、知识关联、知识呈现来构建知识地图，从而实现基于知识地图的自我导向学习过程，最后提出了三点建设体会。
[关键词]知识地图;制作工具;微课程;结构模型
[中图分类号]G434
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3437（2020）04-0081-04
知识地图最初由英国情报学家布鲁克斯（B.C.Brooks）于1988年提出，此后知识地图的概念得到不断发展。目前大多数的观点认为，知识地图是以知识和概念为节点，根据其层级和结构关系进行关联，用于知识组织、管理、导航、搜索和揭示相互关系的一种知识管理工具。知识地图具有结构性、关联性和导航性等特征，目前已成为组织碎片化知识的一个重要手段。
微课程是由多个微课经过前后衔接、相互贯通而形成的一个完整课程。微课应用的主要问题是割裂知识点之间的关联，使学习者难以完成系统化知识的构建。将知识地图应用到微课程建设和学习中，正好可以弥补微课的这个短板，突显微课的优势。本文以广东省青年教师信息化新课堂项目——药用物理学微课程为例，阐述知识地图在微课程中的应用背景、实践详情和应用成效，以期为微课程的建设者和研究者提供参考。
一、知识地图在中医药微课程应用的背景
中医药微课程建设是广东省青年教師信息化新课堂项目的重要内容，旨在为中医药类专业基础课程教学改革提供实践案例。选择药用物理学课程作为试点的原因在于，该课程是中医药类专业的一门基础课程，具有开课面广、内容多、授课形式单一、学习难度大等特点，具有教学改革的紧迫性和可行性。
为推进现代教育技术在课程改革中的应用，我们先后建设了药用物理学网络课程，实现课程教学内容的电子化，初步解决了学生学习资源不足、教师批改作业不便等问题，网络课程成为辅助学生学习的重要工具。但网络课程同时也面临学生学习主动性不够、学习过程较为枯燥等问题。为解决这些问题，我们建设了药用物理学微课，采用案例导入、知识分解、课堂巩固等步骤，结合多媒体动画技术，精心设计了教学视频内容，提供了配套课件、习题和提问等学习资料或工具，较好地解决了学习资源吸引力不够和学生学习主动性等问题，微课成为学生碎片化学习的有效手段。但同时其也面临知识点之间关联管理较弱、碎片化知识难以呈现系统知识等问题。
作为一种知识管理工具，知识地图能呈现知识点之间的结构和关联，正好弥补微课程割裂知识点之间关联的弊端，与微课程具有互融互补的关系。为此，我们提出在知识地图导引下建设药用物理学微课程的思路。
二、知识地图在中医药微课程应用的实践
（一）知识地图的设计
关于知识地图的设计，许多学者在研究中提出过三步、四步和五步设计法。药用物理学微课程采用文献[1]提出的五步设计法，构建知识地图的流程如图1所示。
第一步，界定知识范围和使用对象。药用物理学课程的教学目标是让学生系统掌握中医药仪器设备的物理现象和原理，为职业生涯发展奠定物理学基础。该课程知识内容重点在于普及物理基础知识、分析药用物理现状、掌握药用物理仪器原理，采用课堂讲授与课后实验相结合的教学方法。由于中医药专业的学生理工科基础偏弱，学生通常采用背诵物理定义和公式的方法进行学习，难以真正了解物理现象背后蕴含的物理原理，学习热情不高。因此，知识地图对学生知识的学习起到基础知识指引、物理现象归类、仪器原理查找等作用，这是知识地图设计的定位。
第二步，知识分解。药用物理学课程总共分为12个章节，对每个章节继续进行分解，共分为8大工作任务共计128个知识点或技能点，形成了有层次和关联的药用物理学知识体系。知识分解的目的在于建立知识体系，为后续微课设计和制作提供依据。
第三步，知识分类。药用物理学课程包含的物理原理非常丰富，我们按照物理现象所处的媒介进行分类，分为动力、流体、气体、电场、磁场、声学、光学、微观粒子8个一级大类，将课程所有知识点都归纳到这几个大类中。在一级大类中，还可以设置二级类型和三级类别。如“光学”一级大类，又可以设置“药用光学仪器”二级类型，继续设置“旋光仪的使用”三级类别等。知识分类的目的在于合并同类知识点，构建同类型的知识集合。
第四步，知识关联。在构建药用物理学微课程知识地图时，要对第二步和第三步梳理出来的知识点或技能点进行逻辑关联。用层级表示知识点问的隶属关系，用箭头表示知识点的后续关系，以此建立知识点或技能点问的知识图谱。
第五步，知识呈现。完成以上步骤后，我们采用Inspiration工具制作出树形结构的知识地图，构建情况见下文所述。
（二）知识地图的制作
知识地图的制作工具很多，药用物理学微课程的知识地图采用美国Inspiration公司开发的Inspiration工具进行绘制。Inspiration工具的特点是界面直观、操作简单、容易上手，主要输出图片格式。在绘制过程中，我们用不同形状表示不同的微课类型。绘制的知识地图如图2所示。
（三）基于知识地图的学习过程
作为广东省青年教师信息化新课堂项目，药用物理学微课程的价值在于，利于学生在知识地图的导航下进行自主学习，而不至于产生认知迷航问题。药用物理学微课程参考文献[1]提出的基于知识地图的微课程自我导向学习过程，把学习过程分为自我规划、自我学习、自我评价和自我调整四个步骤，如图3所示。
药用物理学微课程建设完成后，学生可以在微课程网站上浏览知识地图和内容描述，找到自己的学习盲点和兴趣点，进而明确自己的学习目标，确定学习的重点和难度，提高学习的针对性，这个步骤称为自我规划。 学生确定学习路径后，就可以点击相应内容，或观看微视频，或观看微课件，或学习微资源，进行知识学习，药用物理学微课程网站记录学习过程，这个步骤称为自主学习。自主学习可以发生在课前，帮助学生进行预习;自主学习也可以发生在课后，帮助学生进行复习，巩固所学知识;自主学习还可以发生在从业以后，帮助学习继续提升和拓展知识。
学生在学习过程中，还可以根据微课提供的试题进行测试，药用物理学微课程网站自动批改给出测试报告，进而明确学生的薄弱点，以此作为后续学习的重点。当然，学生在学习过程中，还能在微视频下面提问，其他学生或教师都可以进行回答，这个步骤称为自我评价。
学生通过自我评价后，评价结果就是后续学习的人口。学生可以在知识点图的指引下强化对药用物理学薄弱知识点的学习，或者调整后续学习规划，这个步骤称为自我调整。自我调整的目的在于重修弱点知识，加深对知识的理解和掌握。
（四）应用成效
引入知识地图后，药用物理学微课程的使用效果较為明显，具体表现在以下几方面。一是课程使用量化指标明显提升。对比原网络课程，微课程网站的访问总量、留言数量、问题回复数量、重难点知识的学习时长等指标呈数倍增长，药用物理学微课程网站成为学生课前预习、课后复习的重要阵地。二是学生学习积极性明显改观。相比传统课堂，使用知识地图的药用物理学微课程成为课堂讲授的重要补充，学生的学习积极性更高、参与课堂问答的氛围更浓、完成课后作业的质量更好。学生找到了学习的兴奋点，在“挑战杯”技能竞赛中取得多项奖励。三是教师教研教改的兴趣明显加强。相比传统信息化课堂，引入知识地图后的药用物理学微课程成为教学的好帮手，教师通过监测课程使用数据，不断完善微课内容、改进设计思路，不断提供高质量的教学资源，进入到教学相长的良性循环中。
三、知识地图在中医药微课程应用的启示
（一）知识地图能解决碎片化学习迷航的弊端，利于建构知识体系
随着信息技术飞速发展，当今社会已然迈入微时代。碎片化学习成为这个时代的重要特征。然而，以微视频为代表的碎片化学习资源割裂了知识点间的关联，容易让学习者在碎片化的学习资源中迷航。知识地图能揭示知识点之间的关联和隶属关系，让学习者把握知识脉络，重构知识体系，进而完成知识体系的构建，这正是知识地图的突出优势。
（二）知识地图能让学习者自主学习和自我调整，利于实现知识提取
引入知识地图后，学习者可以在知识地图的导引下进行自主学习，找到兴趣点和重难点，这提升了学习的针对性。在学习过程中，依据自我学习监测报告，学习者还可以自行调整学习规划，快速找到薄弱知识点对应的学习资源，强化对薄弱知识的学习，实现知识提取，这种自我调节和反馈对中医药专业学习尤其重要。
（三）知识地图的设计对微课程建设起到基础性和关键性作用
合理设计知识地图是发挥知识地图作用的前提和基础。因此，首先要选用合适的知识地图的设计流程，合理规划好知识地图。在设计过程中，要先对课程教学目标、学习对象、课程内容进行系统梳理，绘制课程知识图谱，再进行知识分解和分类，用不同图形表示知识的先后关系和隶属关系等。其次，要选用合适的知识地图设计工具，构建层次化的知识地图，对知识点进行合理描述，这有利于学生把握知识体系。最后，要把知识地图放到微课程网站的合适位置，这有利于学生浏览和导航。通常做法是，在各个章节开始和网站知识概览栏目设置知识地图，这样效果可能更佳。
[责任编辑：陈明]
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