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知識(shí)時(shí)代的知識(shí)地圖: 日本知識(shí)可視化研究前沿

2014-09-27 17:29張海李哲前迫孝憲孫帙李章杰
中國(guó)信息技術(shù)教育 2014年15期
關(guān)鍵詞:檢索可視化導(dǎo)圖

張海+李哲+前迫孝憲+孫帙++李章杰++

知識(shí)地圖(Knowledge map)是以知識(shí)為對(duì)象采用地圖形態(tài)表現(xiàn)的一個(gè)術(shù)語,雖然目前知識(shí)地圖并沒有明確統(tǒng)一的定義,但總體來說都認(rèn)為知識(shí)地圖概念起源于地理上的地圖,將知識(shí)以地圖的方式呈現(xiàn)出來,是作為知識(shí)的目錄和知識(shí)資源指向的工具,可以儲(chǔ)存各種知識(shí)資源以及知識(shí)之間的連接關(guān)系。從廣義上講,只要是以知識(shí)為描述對(duì)象,以地圖形態(tài)的點(diǎn)線面、大小比例、顏色等元素進(jìn)行可視化顯示的都屬于知識(shí)地圖,因此概念地圖(Concept map)、思維導(dǎo)圖(mind map)、主題地圖(topic map)、認(rèn)識(shí)地圖(cognitive map)、知識(shí)圖譜(Knowledge Graph)等術(shù)語都與知識(shí)地圖非常接近;而狹義上知識(shí)地圖是需要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)知識(shí)進(jìn)行抽取、賦名、分類、描述等規(guī)范化步驟,對(duì)各知識(shí)節(jié)點(diǎn)之間的相關(guān)性、級(jí)別、分類等進(jìn)行定義和關(guān)聯(lián),并指明知識(shí)資源的所在,其構(gòu)建方法較為復(fù)雜,這就與其他類似的術(shù)語區(qū)分開來,概念地圖或思維導(dǎo)圖能以任意一個(gè)單詞或者內(nèi)容作為節(jié)點(diǎn),構(gòu)建起來相對(duì)容易簡(jiǎn)單。本文的目的并不在于具體分析這些術(shù)語之間的差異,因此本文僅涉及狹義上的知識(shí)地圖,主要對(duì)知識(shí)地圖在日本的研究和應(yīng)用進(jìn)行綜述。

● 日本知識(shí)地圖的研究現(xiàn)狀

為掌握知識(shí)地圖在日本的研究現(xiàn)狀,筆者依次在日本CiNii(Citation Information by NII)學(xué)術(shù)信息數(shù)據(jù)庫、JAIRO(Japanese Institutional Repositories Online)、KAKEN(科學(xué)研究費(fèi)助成事業(yè)數(shù)據(jù)庫)上以知識(shí)地圖為檢索詞對(duì)題名、關(guān)鍵詞、摘要等循環(huán)組合檢索。

通過檢索發(fā)現(xiàn)在CiNii中有64篇相關(guān)度較高的文獻(xiàn),而JAIRO上僅檢索到4篇(其中2篇與CiNii重復(fù)),在KAKEN上檢索到相關(guān)已立項(xiàng)的項(xiàng)目為11項(xiàng)。研究文獻(xiàn)具體如下頁表所示,文獻(xiàn)數(shù)目最多的是教育支援類,占總體的48.4%,其次是信息處理類,占32.8%,最后是經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)類,占18.8%,從比例上看可見知識(shí)地圖主要是應(yīng)用在教育支援方面,比較多見的是采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。例如,《基于知識(shí)提示學(xué)科關(guān)系的學(xué)習(xí)履歷系統(tǒng)》(池田,2009)將理工專業(yè)本科課程中出現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)以知識(shí)地圖方式進(jìn)行構(gòu)建,然后與對(duì)應(yīng)的履修科目和學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián),對(duì)學(xué)生和教師提供自我分析、知識(shí)分析等功能;《基于WEB的協(xié)同學(xué)習(xí)條件下采用手機(jī)終端的形成性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的開發(fā)與驗(yàn)證》(永井,2004)則是采用知識(shí)地圖構(gòu)建基于BBS的學(xué)習(xí)支援系統(tǒng),對(duì)中小學(xué)生數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)課程進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)的實(shí)踐研究,特點(diǎn)在于采用手機(jī)終端對(duì)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)。此外,還有數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、理科等學(xué)科的教學(xué)輔助實(shí)踐研究,部分文獻(xiàn)還涉及焊接加工等職業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)、電子教材開發(fā)、電子學(xué)習(xí)檔案等內(nèi)容。由此可見日本比較重視利用信息技術(shù)支援教育實(shí)踐內(nèi)容,側(cè)重于將知識(shí)地圖置于具體的學(xué)科中進(jìn)行研究。

在信息處理類文獻(xiàn)中,除涉及系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫外,還有涉及本體(ontology)研究、多媒體處理、信息檢索等方面,側(cè)重點(diǎn)在于知識(shí)的結(jié)構(gòu)化和可視化。例如,《日語本體詞典系統(tǒng)Ontolopedia的構(gòu)建與興趣抽取方法的應(yīng)用探析》(宮城,2009)采用Wiki百科作為語料庫開發(fā)日語本體詞典系統(tǒng),根據(jù)用戶在Twitter上的投稿信息進(jìn)行興趣傾向分析,以知識(shí)地圖進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)類的文獻(xiàn)相對(duì)偏少,主要涉及企業(yè)管理、經(jīng)營(yíng)模型、知識(shí)資產(chǎn)等方面,采用信息技術(shù)構(gòu)建知識(shí)地圖進(jìn)行分析、評(píng)估。例如,《提高企業(yè)實(shí)力的公司內(nèi)部信息流通和利用方法——構(gòu)建知識(shí)地圖達(dá)成經(jīng)營(yíng)課題的戰(zhàn)略領(lǐng)域》(田中,2005)就提出采用知識(shí)地圖提高企業(yè)在經(jīng)營(yíng)分析和信息溝通方面的能力。

從圖1的時(shí)間分布上可見,最早的知識(shí)地圖研究在1994年,之后逐年遞增,到2008年為頂點(diǎn),其后又開始減少。究其原因在于知識(shí)地圖構(gòu)建主要應(yīng)用于信息學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面,需要依據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?gòu)建步驟,對(duì)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的名稱、內(nèi)容等信息需要復(fù)雜規(guī)范化定義,研究應(yīng)用面相對(duì)概念地圖、思維導(dǎo)圖等較狹窄。而概念地圖、思維導(dǎo)圖等則主要應(yīng)用于教育學(xué)、心理學(xué)等方面,相對(duì)而言構(gòu)建簡(jiǎn)單,容易快速導(dǎo)入到具體的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)過程中,如概念地圖的文獻(xiàn)數(shù)僅CiNii上檢索就有318篇,而思維導(dǎo)圖則有150篇,兩者均呈逐年遞增狀態(tài)。

另外,在科研立項(xiàng)上,由日本文部科學(xué)省和日本學(xué)術(shù)振興會(huì)所立項(xiàng)的課題中涉及知識(shí)地圖的有11項(xiàng),其中教育支援為9項(xiàng),數(shù)據(jù)處理1項(xiàng),幾何學(xué)分析1項(xiàng)。教育支援方面主要有教育課程開發(fā)、教輔支援系統(tǒng)開發(fā)、教材開發(fā)、學(xué)習(xí)實(shí)踐分析等內(nèi)容,如利用數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)地圖開發(fā)知識(shí)連鎖體驗(yàn)教育課程,利用學(xué)習(xí)輔助系統(tǒng)提供知識(shí)關(guān)聯(lián)地圖和活動(dòng)場(chǎng)所提高協(xié)同活動(dòng)的效率促進(jìn)問題的解決,以知識(shí)地圖表現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的E-Learning,以知識(shí)地圖構(gòu)建系統(tǒng)促進(jìn)科學(xué)概念理解能力開發(fā)科學(xué)教育課程,基于學(xué)習(xí)活動(dòng)中的分散知識(shí)研究自我效力感發(fā)展情況,以學(xué)習(xí)履歷和知識(shí)地圖分析探究型學(xué)習(xí)過程等。由此可見,科研立項(xiàng)的側(cè)重點(diǎn)也是與上述文獻(xiàn)分析結(jié)果相同,即積極利用信息技術(shù)構(gòu)建知識(shí)地圖以促進(jìn)教育實(shí)踐。

● 日本知識(shí)地圖的商業(yè)化應(yīng)用

由于知識(shí)地圖最大的特點(diǎn)就是能夠以地圖形態(tài)可視化和結(jié)構(gòu)化地展示信息,因此除在教育實(shí)踐方面進(jìn)行探索外,日本還將知識(shí)地圖應(yīng)用于商業(yè)模型、企業(yè)信息管理、社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、公益活動(dòng)、宣傳展示中。商業(yè)應(yīng)用上有日本Knowledge Produce股份公司提出創(chuàng)建歷時(shí)性的知識(shí)地圖,以“KONISHI方法”在知識(shí)地圖上通過分析、綜合、關(guān)聯(lián)、類推、創(chuàng)意、決斷、模擬等步驟后認(rèn)識(shí)對(duì)象領(lǐng)域中存在的各類情況策劃劇本,強(qiáng)調(diào)以相關(guān)性構(gòu)建整體結(jié)構(gòu),記錄并保留各類信息源和相關(guān)信息到最后一步,信息要以客觀事實(shí)為中心,在信息的配置和關(guān)聯(lián)上再以主觀進(jìn)行分析(如下頁圖2)。

將知識(shí)地圖作為可視化的工具比較具有代表性的就是“ShareWis”,它是一個(gè)基于社交網(wǎng)絡(luò)的開放性教學(xué)資源系統(tǒng),利用地圖的可視化方式做用戶界面,輔以基于Facebook、Linkedin等的SNS功能,這樣不僅將知識(shí)關(guān)聯(lián)起來,也將學(xué)習(xí)者的交流關(guān)聯(lián)起來,并可以保留學(xué)習(xí)履歷和社交記錄(如圖3)。目前開發(fā)有Web網(wǎng)頁版和手機(jī)APP應(yīng)用版,用戶可以在免費(fèi)注冊(cè)后學(xué)習(xí)和發(fā)布課程,現(xiàn)有外語、數(shù)學(xué)、會(huì)計(jì)、計(jì)算機(jī)程序、設(shè)計(jì)等數(shù)十種課程,類似MOOC(Massive Open Online Courses,大規(guī)模開放在線課程)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)在于將知識(shí)內(nèi)容以課程形式予以展示,所有課程均以地圖方式構(gòu)成,同類課程構(gòu)成一個(gè)區(qū)間,放大后逐層顯示。具體操作就是需要在地圖上通過放大縮小選擇課程,以主節(jié)點(diǎn)為課程名稱,節(jié)點(diǎn)邊有課程簡(jiǎn)要文字介紹,點(diǎn)擊主節(jié)點(diǎn)可放大進(jìn)入該課程的所有單元一覽頁面。除在地圖上縮放選擇課程外也可以直接在搜索欄輸入關(guān)鍵詞檢索課程。每個(gè)課程下由簡(jiǎn)到難分為多個(gè)單元,每個(gè)單元的學(xué)習(xí)時(shí)間均控制在5~30分鐘左右,一個(gè)單元學(xué)習(xí)完后提供選擇、排序、判斷等以客觀題為主的自測(cè)練習(xí)題,學(xué)習(xí)過程中可以隨時(shí)和其他用戶進(jìn)行SNS互動(dòng),系統(tǒng)提供課程管理、學(xué)習(xí)歷史記錄、學(xué)習(xí)提醒等功能,學(xué)完的課程會(huì)以不同顏色顯示。

這套系統(tǒng)還支持用戶自己創(chuàng)建課程,支持圖片、文字、聲音、視頻、鏈接等多類元素,創(chuàng)建時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)引導(dǎo)用戶非常容易地建立一套完整的課程,包括課程單元設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容展示、練習(xí)題設(shè)置,等等。雖然目前大部分課程都為用戶個(gè)人或者公司團(tuán)體制作,帶有免費(fèi)宣傳做廣告的傾向,但是所有課程均是免費(fèi)開放的,實(shí)現(xiàn)了基于社交網(wǎng)絡(luò)的開放教學(xué)資源的社會(huì)化共享。

除上述應(yīng)用案例外,還有用于癌癥宣傳的公益性知識(shí)地圖,用于職業(yè)技術(shù)考試的技術(shù)知識(shí)地圖等,這些案例都突出了知識(shí)地圖在可視化和結(jié)構(gòu)化上的特點(diǎn),具有一定的參考價(jià)值。

● 后記

知識(shí)地圖由于定義比較模糊,容易讓人從字面上誤解為簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性排列,而忽略了知識(shí)結(jié)構(gòu)化表征的這個(gè)特點(diǎn),而知識(shí)地圖構(gòu)建最難的地方恰恰在于結(jié)構(gòu)化。因此,日本的知識(shí)地圖相關(guān)研究主要采用了狹義上的知識(shí)地圖,采用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ㄒ詳?shù)據(jù)庫和可視化手法構(gòu)建知識(shí)地圖,相關(guān)文獻(xiàn)比較少,而商業(yè)化應(yīng)用上則多采用廣義上的知識(shí)地圖,實(shí)際上則是類似概念地圖或思維導(dǎo)圖等的表現(xiàn)手法,很少見到能從狹義上對(duì)知識(shí)地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建,對(duì)知識(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化抽取和描述的案例。今后日本在知識(shí)地圖的研究和應(yīng)用趨勢(shì)還有待繼續(xù)深入探討,如知識(shí)地圖在大數(shù)據(jù)分析、本體研究、數(shù)據(jù)挖掘方面就具有非常重要的研究和實(shí)踐價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]CiNii http://ci.nii.ac.jp/.

[2]JAIRO http://jairo.nii.ac.jp/.

[3]KAKEN http://kaken.nii.ac.jp/.

[4]ShareWis http://share-wis.com/.

[5]ナレッジマネジメントhttp://home.att.ne.jp/sea/tkn/Issues/Issue-KM.htm.

[6]知の工房ネットワクhttp://k-produce.net/index.php.

基金項(xiàng)目:本論文為教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目青年基金項(xiàng)目“下一代信息技術(shù)支持的教育技術(shù)實(shí)踐監(jiān)控與評(píng)價(jià)”(課題號(hào)11YJC880159)的階段成果。

endprint

知識(shí)地圖(Knowledge map)是以知識(shí)為對(duì)象采用地圖形態(tài)表現(xiàn)的一個(gè)術(shù)語,雖然目前知識(shí)地圖并沒有明確統(tǒng)一的定義,但總體來說都認(rèn)為知識(shí)地圖概念起源于地理上的地圖,將知識(shí)以地圖的方式呈現(xiàn)出來,是作為知識(shí)的目錄和知識(shí)資源指向的工具,可以儲(chǔ)存各種知識(shí)資源以及知識(shí)之間的連接關(guān)系。從廣義上講,只要是以知識(shí)為描述對(duì)象,以地圖形態(tài)的點(diǎn)線面、大小比例、顏色等元素進(jìn)行可視化顯示的都屬于知識(shí)地圖,因此概念地圖(Concept map)、思維導(dǎo)圖(mind map)、主題地圖(topic map)、認(rèn)識(shí)地圖(cognitive map)、知識(shí)圖譜(Knowledge Graph)等術(shù)語都與知識(shí)地圖非常接近;而狹義上知識(shí)地圖是需要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)知識(shí)進(jìn)行抽取、賦名、分類、描述等規(guī)范化步驟,對(duì)各知識(shí)節(jié)點(diǎn)之間的相關(guān)性、級(jí)別、分類等進(jìn)行定義和關(guān)聯(lián),并指明知識(shí)資源的所在,其構(gòu)建方法較為復(fù)雜,這就與其他類似的術(shù)語區(qū)分開來,概念地圖或思維導(dǎo)圖能以任意一個(gè)單詞或者內(nèi)容作為節(jié)點(diǎn),構(gòu)建起來相對(duì)容易簡(jiǎn)單。本文的目的并不在于具體分析這些術(shù)語之間的差異,因此本文僅涉及狹義上的知識(shí)地圖,主要對(duì)知識(shí)地圖在日本的研究和應(yīng)用進(jìn)行綜述。

● 日本知識(shí)地圖的研究現(xiàn)狀

為掌握知識(shí)地圖在日本的研究現(xiàn)狀,筆者依次在日本CiNii(Citation Information by NII)學(xué)術(shù)信息數(shù)據(jù)庫、JAIRO(Japanese Institutional Repositories Online)、KAKEN(科學(xué)研究費(fèi)助成事業(yè)數(shù)據(jù)庫)上以知識(shí)地圖為檢索詞對(duì)題名、關(guān)鍵詞、摘要等循環(huán)組合檢索。

通過檢索發(fā)現(xiàn)在CiNii中有64篇相關(guān)度較高的文獻(xiàn),而JAIRO上僅檢索到4篇(其中2篇與CiNii重復(fù)),在KAKEN上檢索到相關(guān)已立項(xiàng)的項(xiàng)目為11項(xiàng)。研究文獻(xiàn)具體如下頁表所示,文獻(xiàn)數(shù)目最多的是教育支援類,占總體的48.4%,其次是信息處理類,占32.8%,最后是經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)類,占18.8%,從比例上看可見知識(shí)地圖主要是應(yīng)用在教育支援方面,比較多見的是采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。例如,《基于知識(shí)提示學(xué)科關(guān)系的學(xué)習(xí)履歷系統(tǒng)》(池田,2009)將理工專業(yè)本科課程中出現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)以知識(shí)地圖方式進(jìn)行構(gòu)建,然后與對(duì)應(yīng)的履修科目和學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián),對(duì)學(xué)生和教師提供自我分析、知識(shí)分析等功能;《基于WEB的協(xié)同學(xué)習(xí)條件下采用手機(jī)終端的形成性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的開發(fā)與驗(yàn)證》(永井,2004)則是采用知識(shí)地圖構(gòu)建基于BBS的學(xué)習(xí)支援系統(tǒng),對(duì)中小學(xué)生數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)課程進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)的實(shí)踐研究,特點(diǎn)在于采用手機(jī)終端對(duì)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)。此外,還有數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、理科等學(xué)科的教學(xué)輔助實(shí)踐研究,部分文獻(xiàn)還涉及焊接加工等職業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)、電子教材開發(fā)、電子學(xué)習(xí)檔案等內(nèi)容。由此可見日本比較重視利用信息技術(shù)支援教育實(shí)踐內(nèi)容,側(cè)重于將知識(shí)地圖置于具體的學(xué)科中進(jìn)行研究。

在信息處理類文獻(xiàn)中,除涉及系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫外,還有涉及本體(ontology)研究、多媒體處理、信息檢索等方面,側(cè)重點(diǎn)在于知識(shí)的結(jié)構(gòu)化和可視化。例如,《日語本體詞典系統(tǒng)Ontolopedia的構(gòu)建與興趣抽取方法的應(yīng)用探析》(宮城,2009)采用Wiki百科作為語料庫開發(fā)日語本體詞典系統(tǒng),根據(jù)用戶在Twitter上的投稿信息進(jìn)行興趣傾向分析,以知識(shí)地圖進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)類的文獻(xiàn)相對(duì)偏少,主要涉及企業(yè)管理、經(jīng)營(yíng)模型、知識(shí)資產(chǎn)等方面,采用信息技術(shù)構(gòu)建知識(shí)地圖進(jìn)行分析、評(píng)估。例如,《提高企業(yè)實(shí)力的公司內(nèi)部信息流通和利用方法——構(gòu)建知識(shí)地圖達(dá)成經(jīng)營(yíng)課題的戰(zhàn)略領(lǐng)域》(田中,2005)就提出采用知識(shí)地圖提高企業(yè)在經(jīng)營(yíng)分析和信息溝通方面的能力。

從圖1的時(shí)間分布上可見,最早的知識(shí)地圖研究在1994年,之后逐年遞增,到2008年為頂點(diǎn),其后又開始減少。究其原因在于知識(shí)地圖構(gòu)建主要應(yīng)用于信息學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面,需要依據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?gòu)建步驟,對(duì)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的名稱、內(nèi)容等信息需要復(fù)雜規(guī)范化定義,研究應(yīng)用面相對(duì)概念地圖、思維導(dǎo)圖等較狹窄。而概念地圖、思維導(dǎo)圖等則主要應(yīng)用于教育學(xué)、心理學(xué)等方面,相對(duì)而言構(gòu)建簡(jiǎn)單,容易快速導(dǎo)入到具體的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)過程中,如概念地圖的文獻(xiàn)數(shù)僅CiNii上檢索就有318篇,而思維導(dǎo)圖則有150篇,兩者均呈逐年遞增狀態(tài)。

另外,在科研立項(xiàng)上,由日本文部科學(xué)省和日本學(xué)術(shù)振興會(huì)所立項(xiàng)的課題中涉及知識(shí)地圖的有11項(xiàng),其中教育支援為9項(xiàng),數(shù)據(jù)處理1項(xiàng),幾何學(xué)分析1項(xiàng)。教育支援方面主要有教育課程開發(fā)、教輔支援系統(tǒng)開發(fā)、教材開發(fā)、學(xué)習(xí)實(shí)踐分析等內(nèi)容,如利用數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)地圖開發(fā)知識(shí)連鎖體驗(yàn)教育課程,利用學(xué)習(xí)輔助系統(tǒng)提供知識(shí)關(guān)聯(lián)地圖和活動(dòng)場(chǎng)所提高協(xié)同活動(dòng)的效率促進(jìn)問題的解決,以知識(shí)地圖表現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的E-Learning,以知識(shí)地圖構(gòu)建系統(tǒng)促進(jìn)科學(xué)概念理解能力開發(fā)科學(xué)教育課程,基于學(xué)習(xí)活動(dòng)中的分散知識(shí)研究自我效力感發(fā)展情況,以學(xué)習(xí)履歷和知識(shí)地圖分析探究型學(xué)習(xí)過程等。由此可見,科研立項(xiàng)的側(cè)重點(diǎn)也是與上述文獻(xiàn)分析結(jié)果相同,即積極利用信息技術(shù)構(gòu)建知識(shí)地圖以促進(jìn)教育實(shí)踐。

● 日本知識(shí)地圖的商業(yè)化應(yīng)用

由于知識(shí)地圖最大的特點(diǎn)就是能夠以地圖形態(tài)可視化和結(jié)構(gòu)化地展示信息,因此除在教育實(shí)踐方面進(jìn)行探索外,日本還將知識(shí)地圖應(yīng)用于商業(yè)模型、企業(yè)信息管理、社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、公益活動(dòng)、宣傳展示中。商業(yè)應(yīng)用上有日本Knowledge Produce股份公司提出創(chuàng)建歷時(shí)性的知識(shí)地圖,以“KONISHI方法”在知識(shí)地圖上通過分析、綜合、關(guān)聯(lián)、類推、創(chuàng)意、決斷、模擬等步驟后認(rèn)識(shí)對(duì)象領(lǐng)域中存在的各類情況策劃劇本,強(qiáng)調(diào)以相關(guān)性構(gòu)建整體結(jié)構(gòu),記錄并保留各類信息源和相關(guān)信息到最后一步,信息要以客觀事實(shí)為中心,在信息的配置和關(guān)聯(lián)上再以主觀進(jìn)行分析(如下頁圖2)。

將知識(shí)地圖作為可視化的工具比較具有代表性的就是“ShareWis”,它是一個(gè)基于社交網(wǎng)絡(luò)的開放性教學(xué)資源系統(tǒng),利用地圖的可視化方式做用戶界面,輔以基于Facebook、Linkedin等的SNS功能,這樣不僅將知識(shí)關(guān)聯(lián)起來,也將學(xué)習(xí)者的交流關(guān)聯(lián)起來,并可以保留學(xué)習(xí)履歷和社交記錄(如圖3)。目前開發(fā)有Web網(wǎng)頁版和手機(jī)APP應(yīng)用版,用戶可以在免費(fèi)注冊(cè)后學(xué)習(xí)和發(fā)布課程,現(xiàn)有外語、數(shù)學(xué)、會(huì)計(jì)、計(jì)算機(jī)程序、設(shè)計(jì)等數(shù)十種課程,類似MOOC(Massive Open Online Courses,大規(guī)模開放在線課程)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)在于將知識(shí)內(nèi)容以課程形式予以展示,所有課程均以地圖方式構(gòu)成,同類課程構(gòu)成一個(gè)區(qū)間,放大后逐層顯示。具體操作就是需要在地圖上通過放大縮小選擇課程,以主節(jié)點(diǎn)為課程名稱,節(jié)點(diǎn)邊有課程簡(jiǎn)要文字介紹,點(diǎn)擊主節(jié)點(diǎn)可放大進(jìn)入該課程的所有單元一覽頁面。除在地圖上縮放選擇課程外也可以直接在搜索欄輸入關(guān)鍵詞檢索課程。每個(gè)課程下由簡(jiǎn)到難分為多個(gè)單元,每個(gè)單元的學(xué)習(xí)時(shí)間均控制在5~30分鐘左右,一個(gè)單元學(xué)習(xí)完后提供選擇、排序、判斷等以客觀題為主的自測(cè)練習(xí)題,學(xué)習(xí)過程中可以隨時(shí)和其他用戶進(jìn)行SNS互動(dòng),系統(tǒng)提供課程管理、學(xué)習(xí)歷史記錄、學(xué)習(xí)提醒等功能,學(xué)完的課程會(huì)以不同顏色顯示。

這套系統(tǒng)還支持用戶自己創(chuàng)建課程,支持圖片、文字、聲音、視頻、鏈接等多類元素,創(chuàng)建時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)引導(dǎo)用戶非常容易地建立一套完整的課程,包括課程單元設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容展示、練習(xí)題設(shè)置,等等。雖然目前大部分課程都為用戶個(gè)人或者公司團(tuán)體制作,帶有免費(fèi)宣傳做廣告的傾向,但是所有課程均是免費(fèi)開放的,實(shí)現(xiàn)了基于社交網(wǎng)絡(luò)的開放教學(xué)資源的社會(huì)化共享。

除上述應(yīng)用案例外,還有用于癌癥宣傳的公益性知識(shí)地圖,用于職業(yè)技術(shù)考試的技術(shù)知識(shí)地圖等,這些案例都突出了知識(shí)地圖在可視化和結(jié)構(gòu)化上的特點(diǎn),具有一定的參考價(jià)值。

● 后記

知識(shí)地圖由于定義比較模糊,容易讓人從字面上誤解為簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性排列,而忽略了知識(shí)結(jié)構(gòu)化表征的這個(gè)特點(diǎn),而知識(shí)地圖構(gòu)建最難的地方恰恰在于結(jié)構(gòu)化。因此,日本的知識(shí)地圖相關(guān)研究主要采用了狹義上的知識(shí)地圖,采用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ㄒ詳?shù)據(jù)庫和可視化手法構(gòu)建知識(shí)地圖,相關(guān)文獻(xiàn)比較少,而商業(yè)化應(yīng)用上則多采用廣義上的知識(shí)地圖,實(shí)際上則是類似概念地圖或思維導(dǎo)圖等的表現(xiàn)手法,很少見到能從狹義上對(duì)知識(shí)地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建,對(duì)知識(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化抽取和描述的案例。今后日本在知識(shí)地圖的研究和應(yīng)用趨勢(shì)還有待繼續(xù)深入探討,如知識(shí)地圖在大數(shù)據(jù)分析、本體研究、數(shù)據(jù)挖掘方面就具有非常重要的研究和實(shí)踐價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]CiNii http://ci.nii.ac.jp/.

[2]JAIRO http://jairo.nii.ac.jp/.

[3]KAKEN http://kaken.nii.ac.jp/.

[4]ShareWis http://share-wis.com/.

[5]ナレッジマネジメントhttp://home.att.ne.jp/sea/tkn/Issues/Issue-KM.htm.

[6]知の工房ネットワクhttp://k-produce.net/index.php.

基金項(xiàng)目:本論文為教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目青年基金項(xiàng)目“下一代信息技術(shù)支持的教育技術(shù)實(shí)踐監(jiān)控與評(píng)價(jià)”(課題號(hào)11YJC880159)的階段成果。

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知識(shí)地圖(Knowledge map)是以知識(shí)為對(duì)象采用地圖形態(tài)表現(xiàn)的一個(gè)術(shù)語,雖然目前知識(shí)地圖并沒有明確統(tǒng)一的定義,但總體來說都認(rèn)為知識(shí)地圖概念起源于地理上的地圖,將知識(shí)以地圖的方式呈現(xiàn)出來,是作為知識(shí)的目錄和知識(shí)資源指向的工具,可以儲(chǔ)存各種知識(shí)資源以及知識(shí)之間的連接關(guān)系。從廣義上講,只要是以知識(shí)為描述對(duì)象,以地圖形態(tài)的點(diǎn)線面、大小比例、顏色等元素進(jìn)行可視化顯示的都屬于知識(shí)地圖,因此概念地圖(Concept map)、思維導(dǎo)圖(mind map)、主題地圖(topic map)、認(rèn)識(shí)地圖(cognitive map)、知識(shí)圖譜(Knowledge Graph)等術(shù)語都與知識(shí)地圖非常接近;而狹義上知識(shí)地圖是需要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)知識(shí)進(jìn)行抽取、賦名、分類、描述等規(guī)范化步驟,對(duì)各知識(shí)節(jié)點(diǎn)之間的相關(guān)性、級(jí)別、分類等進(jìn)行定義和關(guān)聯(lián),并指明知識(shí)資源的所在,其構(gòu)建方法較為復(fù)雜,這就與其他類似的術(shù)語區(qū)分開來,概念地圖或思維導(dǎo)圖能以任意一個(gè)單詞或者內(nèi)容作為節(jié)點(diǎn),構(gòu)建起來相對(duì)容易簡(jiǎn)單。本文的目的并不在于具體分析這些術(shù)語之間的差異,因此本文僅涉及狹義上的知識(shí)地圖,主要對(duì)知識(shí)地圖在日本的研究和應(yīng)用進(jìn)行綜述。

● 日本知識(shí)地圖的研究現(xiàn)狀

為掌握知識(shí)地圖在日本的研究現(xiàn)狀,筆者依次在日本CiNii(Citation Information by NII)學(xué)術(shù)信息數(shù)據(jù)庫、JAIRO(Japanese Institutional Repositories Online)、KAKEN(科學(xué)研究費(fèi)助成事業(yè)數(shù)據(jù)庫)上以知識(shí)地圖為檢索詞對(duì)題名、關(guān)鍵詞、摘要等循環(huán)組合檢索。

通過檢索發(fā)現(xiàn)在CiNii中有64篇相關(guān)度較高的文獻(xiàn),而JAIRO上僅檢索到4篇(其中2篇與CiNii重復(fù)),在KAKEN上檢索到相關(guān)已立項(xiàng)的項(xiàng)目為11項(xiàng)。研究文獻(xiàn)具體如下頁表所示,文獻(xiàn)數(shù)目最多的是教育支援類,占總體的48.4%,其次是信息處理類,占32.8%,最后是經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)類,占18.8%,從比例上看可見知識(shí)地圖主要是應(yīng)用在教育支援方面,比較多見的是采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。例如,《基于知識(shí)提示學(xué)科關(guān)系的學(xué)習(xí)履歷系統(tǒng)》(池田,2009)將理工專業(yè)本科課程中出現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)以知識(shí)地圖方式進(jìn)行構(gòu)建,然后與對(duì)應(yīng)的履修科目和學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián),對(duì)學(xué)生和教師提供自我分析、知識(shí)分析等功能;《基于WEB的協(xié)同學(xué)習(xí)條件下采用手機(jī)終端的形成性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的開發(fā)與驗(yàn)證》(永井,2004)則是采用知識(shí)地圖構(gòu)建基于BBS的學(xué)習(xí)支援系統(tǒng),對(duì)中小學(xué)生數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)課程進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)的實(shí)踐研究,特點(diǎn)在于采用手機(jī)終端對(duì)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)。此外,還有數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、理科等學(xué)科的教學(xué)輔助實(shí)踐研究,部分文獻(xiàn)還涉及焊接加工等職業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)、電子教材開發(fā)、電子學(xué)習(xí)檔案等內(nèi)容。由此可見日本比較重視利用信息技術(shù)支援教育實(shí)踐內(nèi)容,側(cè)重于將知識(shí)地圖置于具體的學(xué)科中進(jìn)行研究。

在信息處理類文獻(xiàn)中,除涉及系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫外,還有涉及本體(ontology)研究、多媒體處理、信息檢索等方面,側(cè)重點(diǎn)在于知識(shí)的結(jié)構(gòu)化和可視化。例如,《日語本體詞典系統(tǒng)Ontolopedia的構(gòu)建與興趣抽取方法的應(yīng)用探析》(宮城,2009)采用Wiki百科作為語料庫開發(fā)日語本體詞典系統(tǒng),根據(jù)用戶在Twitter上的投稿信息進(jìn)行興趣傾向分析,以知識(shí)地圖進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)類的文獻(xiàn)相對(duì)偏少,主要涉及企業(yè)管理、經(jīng)營(yíng)模型、知識(shí)資產(chǎn)等方面,采用信息技術(shù)構(gòu)建知識(shí)地圖進(jìn)行分析、評(píng)估。例如,《提高企業(yè)實(shí)力的公司內(nèi)部信息流通和利用方法——構(gòu)建知識(shí)地圖達(dá)成經(jīng)營(yíng)課題的戰(zhàn)略領(lǐng)域》(田中,2005)就提出采用知識(shí)地圖提高企業(yè)在經(jīng)營(yíng)分析和信息溝通方面的能力。

從圖1的時(shí)間分布上可見,最早的知識(shí)地圖研究在1994年,之后逐年遞增,到2008年為頂點(diǎn),其后又開始減少。究其原因在于知識(shí)地圖構(gòu)建主要應(yīng)用于信息學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面,需要依據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?gòu)建步驟,對(duì)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的名稱、內(nèi)容等信息需要復(fù)雜規(guī)范化定義,研究應(yīng)用面相對(duì)概念地圖、思維導(dǎo)圖等較狹窄。而概念地圖、思維導(dǎo)圖等則主要應(yīng)用于教育學(xué)、心理學(xué)等方面,相對(duì)而言構(gòu)建簡(jiǎn)單,容易快速導(dǎo)入到具體的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)過程中,如概念地圖的文獻(xiàn)數(shù)僅CiNii上檢索就有318篇,而思維導(dǎo)圖則有150篇,兩者均呈逐年遞增狀態(tài)。

另外,在科研立項(xiàng)上,由日本文部科學(xué)省和日本學(xué)術(shù)振興會(huì)所立項(xiàng)的課題中涉及知識(shí)地圖的有11項(xiàng),其中教育支援為9項(xiàng),數(shù)據(jù)處理1項(xiàng),幾何學(xué)分析1項(xiàng)。教育支援方面主要有教育課程開發(fā)、教輔支援系統(tǒng)開發(fā)、教材開發(fā)、學(xué)習(xí)實(shí)踐分析等內(nèi)容,如利用數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)地圖開發(fā)知識(shí)連鎖體驗(yàn)教育課程,利用學(xué)習(xí)輔助系統(tǒng)提供知識(shí)關(guān)聯(lián)地圖和活動(dòng)場(chǎng)所提高協(xié)同活動(dòng)的效率促進(jìn)問題的解決,以知識(shí)地圖表現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的E-Learning,以知識(shí)地圖構(gòu)建系統(tǒng)促進(jìn)科學(xué)概念理解能力開發(fā)科學(xué)教育課程,基于學(xué)習(xí)活動(dòng)中的分散知識(shí)研究自我效力感發(fā)展情況,以學(xué)習(xí)履歷和知識(shí)地圖分析探究型學(xué)習(xí)過程等。由此可見,科研立項(xiàng)的側(cè)重點(diǎn)也是與上述文獻(xiàn)分析結(jié)果相同,即積極利用信息技術(shù)構(gòu)建知識(shí)地圖以促進(jìn)教育實(shí)踐。

● 日本知識(shí)地圖的商業(yè)化應(yīng)用

由于知識(shí)地圖最大的特點(diǎn)就是能夠以地圖形態(tài)可視化和結(jié)構(gòu)化地展示信息,因此除在教育實(shí)踐方面進(jìn)行探索外,日本還將知識(shí)地圖應(yīng)用于商業(yè)模型、企業(yè)信息管理、社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、公益活動(dòng)、宣傳展示中。商業(yè)應(yīng)用上有日本Knowledge Produce股份公司提出創(chuàng)建歷時(shí)性的知識(shí)地圖,以“KONISHI方法”在知識(shí)地圖上通過分析、綜合、關(guān)聯(lián)、類推、創(chuàng)意、決斷、模擬等步驟后認(rèn)識(shí)對(duì)象領(lǐng)域中存在的各類情況策劃劇本,強(qiáng)調(diào)以相關(guān)性構(gòu)建整體結(jié)構(gòu),記錄并保留各類信息源和相關(guān)信息到最后一步,信息要以客觀事實(shí)為中心,在信息的配置和關(guān)聯(lián)上再以主觀進(jìn)行分析(如下頁圖2)。

將知識(shí)地圖作為可視化的工具比較具有代表性的就是“ShareWis”,它是一個(gè)基于社交網(wǎng)絡(luò)的開放性教學(xué)資源系統(tǒng),利用地圖的可視化方式做用戶界面,輔以基于Facebook、Linkedin等的SNS功能,這樣不僅將知識(shí)關(guān)聯(lián)起來,也將學(xué)習(xí)者的交流關(guān)聯(lián)起來,并可以保留學(xué)習(xí)履歷和社交記錄(如圖3)。目前開發(fā)有Web網(wǎng)頁版和手機(jī)APP應(yīng)用版,用戶可以在免費(fèi)注冊(cè)后學(xué)習(xí)和發(fā)布課程,現(xiàn)有外語、數(shù)學(xué)、會(huì)計(jì)、計(jì)算機(jī)程序、設(shè)計(jì)等數(shù)十種課程,類似MOOC(Massive Open Online Courses,大規(guī)模開放在線課程)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)在于將知識(shí)內(nèi)容以課程形式予以展示,所有課程均以地圖方式構(gòu)成,同類課程構(gòu)成一個(gè)區(qū)間,放大后逐層顯示。具體操作就是需要在地圖上通過放大縮小選擇課程,以主節(jié)點(diǎn)為課程名稱,節(jié)點(diǎn)邊有課程簡(jiǎn)要文字介紹,點(diǎn)擊主節(jié)點(diǎn)可放大進(jìn)入該課程的所有單元一覽頁面。除在地圖上縮放選擇課程外也可以直接在搜索欄輸入關(guān)鍵詞檢索課程。每個(gè)課程下由簡(jiǎn)到難分為多個(gè)單元,每個(gè)單元的學(xué)習(xí)時(shí)間均控制在5~30分鐘左右,一個(gè)單元學(xué)習(xí)完后提供選擇、排序、判斷等以客觀題為主的自測(cè)練習(xí)題,學(xué)習(xí)過程中可以隨時(shí)和其他用戶進(jìn)行SNS互動(dòng),系統(tǒng)提供課程管理、學(xué)習(xí)歷史記錄、學(xué)習(xí)提醒等功能,學(xué)完的課程會(huì)以不同顏色顯示。

這套系統(tǒng)還支持用戶自己創(chuàng)建課程,支持圖片、文字、聲音、視頻、鏈接等多類元素,創(chuàng)建時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)引導(dǎo)用戶非常容易地建立一套完整的課程,包括課程單元設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容展示、練習(xí)題設(shè)置,等等。雖然目前大部分課程都為用戶個(gè)人或者公司團(tuán)體制作,帶有免費(fèi)宣傳做廣告的傾向,但是所有課程均是免費(fèi)開放的,實(shí)現(xiàn)了基于社交網(wǎng)絡(luò)的開放教學(xué)資源的社會(huì)化共享。

除上述應(yīng)用案例外,還有用于癌癥宣傳的公益性知識(shí)地圖,用于職業(yè)技術(shù)考試的技術(shù)知識(shí)地圖等,這些案例都突出了知識(shí)地圖在可視化和結(jié)構(gòu)化上的特點(diǎn),具有一定的參考價(jià)值。

● 后記

知識(shí)地圖由于定義比較模糊,容易讓人從字面上誤解為簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性排列,而忽略了知識(shí)結(jié)構(gòu)化表征的這個(gè)特點(diǎn),而知識(shí)地圖構(gòu)建最難的地方恰恰在于結(jié)構(gòu)化。因此,日本的知識(shí)地圖相關(guān)研究主要采用了狹義上的知識(shí)地圖,采用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ㄒ詳?shù)據(jù)庫和可視化手法構(gòu)建知識(shí)地圖,相關(guān)文獻(xiàn)比較少,而商業(yè)化應(yīng)用上則多采用廣義上的知識(shí)地圖,實(shí)際上則是類似概念地圖或思維導(dǎo)圖等的表現(xiàn)手法,很少見到能從狹義上對(duì)知識(shí)地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建,對(duì)知識(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化抽取和描述的案例。今后日本在知識(shí)地圖的研究和應(yīng)用趨勢(shì)還有待繼續(xù)深入探討,如知識(shí)地圖在大數(shù)據(jù)分析、本體研究、數(shù)據(jù)挖掘方面就具有非常重要的研究和實(shí)踐價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]CiNii http://ci.nii.ac.jp/.

[2]JAIRO http://jairo.nii.ac.jp/.

[3]KAKEN http://kaken.nii.ac.jp/.

[4]ShareWis http://share-wis.com/.

[5]ナレッジマネジメントhttp://home.att.ne.jp/sea/tkn/Issues/Issue-KM.htm.

[6]知の工房ネットワクhttp://k-produce.net/index.php.

基金項(xiàng)目:本論文為教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目青年基金項(xiàng)目“下一代信息技術(shù)支持的教育技術(shù)實(shí)踐監(jiān)控與評(píng)價(jià)”(課題號(hào)11YJC880159)的階段成果。

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