王鷹 王向麗

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2023.14.010

摘? 要? 以教育技術(shù)培訓(xùn)為例，設(shè)計(jì)了專業(yè)的知識圖譜，所有知識點(diǎn)與試題、學(xué)習(xí)資源相互關(guān)聯(lián)，學(xué)習(xí)系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化差異智能推薦學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)者在反復(fù)自測與學(xué)習(xí)后，可以快速地提升自己的教育技術(shù)專業(yè)素養(yǎng)，大大提高學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞? 教育技術(shù)；學(xué)習(xí)系統(tǒng)；知識圖譜；最近發(fā)展區(qū)

中圖分類號：G645? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）14-0010-04

Design of Learning System Based on Degree of

Achievement of Professional Goals： Taking Edu-

cational Technology Training in Colleges and

Universities as Example//Wang Ying， Wang Xiang-

li

0? 引言

在過去的20年中，學(xué)校每年定期對校內(nèi)新進(jìn)教師進(jìn)行教育技術(shù)培訓(xùn)，以提升教師的教育技術(shù)專業(yè)水平，培訓(xùn)形式已從過去的線下教學(xué)進(jìn)化到目前的混合式教學(xué)，但教學(xué)過程中遇到的一個(gè)問題卻始終沒有解決，這個(gè)問題就是教學(xué)對象的專業(yè)不同、學(xué)歷不同，對教學(xué)知識的需求差別非常大，同一個(gè)知識的教學(xué)，部分學(xué)習(xí)者覺得非常有用，而部分學(xué)習(xí)者覺得無用，致使學(xué)習(xí)者的整體學(xué)習(xí)效率不高，浪費(fèi)了學(xué)習(xí)者的時(shí)間。

為解決以上問題，下面將從教育技術(shù)專業(yè)目標(biāo)達(dá)成度入手，以知識圖譜為核心，構(gòu)建一個(gè)新的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，智能精準(zhǔn)地提供學(xué)習(xí)資源，以幫助學(xué)習(xí)者提高學(xué)習(xí)效率，提升專業(yè)技術(shù)水平。

1? 設(shè)計(jì)思路

教育技術(shù)培訓(xùn)旨在提高教師的信息化教學(xué)能力，其中包括教學(xué)資源、教學(xué)媒體和教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)用、管理和評價(jià)等知識[1]，培訓(xùn)的目標(biāo)在于使學(xué)校教師的教育技術(shù)專業(yè)水平達(dá)到一個(gè)合格的值。教育技術(shù)涉及的知識較多，不僅包括教育學(xué)、心理學(xué)、傳播學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等理論學(xué)科中的部分內(nèi)容，而且還包括印刷技術(shù)、視聽技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)學(xué)科中的內(nèi)容。高校教師絕大部分都來自非教育技術(shù)學(xué)專業(yè)，但教育技術(shù)涉及的知識或多或少都學(xué)習(xí)過。

基于以上背景，整個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路為：

首先對學(xué)習(xí)者的教育技術(shù)專業(yè)能力作一個(gè)評估；然后根據(jù)學(xué)習(xí)者的專業(yè)需求進(jìn)行準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)資源推送，學(xué)習(xí)者根據(jù)學(xué)習(xí)資源快速獲得知識，進(jìn)而快速提高學(xué)習(xí)效率。設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是：一個(gè)專業(yè)的教育技術(shù)知識圖譜及與之匹配的專業(yè)題庫和資源庫。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何準(zhǔn)確獲得學(xué)習(xí)者需要的知識以及如何準(zhǔn)確推薦給學(xué)習(xí)者適合的資源。

2? 教育技術(shù)知識圖譜設(shè)計(jì)

為在高等學(xué)校大力推廣現(xiàn)代教育技術(shù)，教育部高教司發(fā)布《關(guān)于開展高校教師教育技術(shù)培訓(xùn)工作的通知》（教高司〔2000〕79號文），委托全國高等學(xué)校教育技術(shù)協(xié)作委員會(huì)組織培訓(xùn)工作，也就是從那一年開始，學(xué)校把教育技術(shù)培訓(xùn)作為一項(xiàng)工作任務(wù)一直延續(xù)至今。

“知識是個(gè)體為適應(yīng)生活環(huán)境所擁有的一些訊息”[2]，為了獲得較為適合的教育技術(shù)培訓(xùn)知識，通過對《現(xiàn)代教育技術(shù)》《教育心理學(xué)》《多媒體技術(shù)及應(yīng)用》等教育技術(shù)相關(guān)教材內(nèi)容的梳理，以及對線上學(xué)術(shù)期刊教育技術(shù)內(nèi)容檢索，獲得了教育技術(shù)相關(guān)關(guān)鍵詞700余項(xiàng)，刪除一些過時(shí)的關(guān)鍵詞及高校不常用的技術(shù)，獲得了100余項(xiàng)知識點(diǎn)，利用思維導(dǎo)圖把所有知識點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，獲得教育技術(shù)培訓(xùn)的專業(yè)知識圖譜，如圖1所示。

整個(gè)知識圖譜以“教育技術(shù)培訓(xùn)”為根節(jié)點(diǎn)，即課程名，下分8個(gè)一級知識點(diǎn)，其中包括“現(xiàn)代教育技術(shù)概論”“現(xiàn)代教育技術(shù)理論基礎(chǔ)”“信息時(shí)代的教與學(xué)”等內(nèi)容。一級知識點(diǎn)下再細(xì)分二級知識點(diǎn)和三級知識點(diǎn)等。每個(gè)知識點(diǎn)只有一個(gè)上級知識點(diǎn)，但可以與其他各級知識點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)。不能作為知識點(diǎn)的關(guān)鍵詞定義為知識點(diǎn)標(biāo)簽，知識點(diǎn)標(biāo)簽可以貼在相關(guān)知識點(diǎn)上，比如“圖層”標(biāo)簽，可以分別賦予“圖像處理”“動(dòng)畫制作”“課件制作”等，因?yàn)橄嚓P(guān)知識點(diǎn)都會(huì)涉及圖層的概念。

3? 教育技術(shù)知識題庫設(shè)計(jì)

教育技術(shù)培訓(xùn)整個(gè)過程中需要不斷地對學(xué)習(xí)者進(jìn)行診斷性評價(jià)，以獲得學(xué)習(xí)者教育技術(shù)水平，章偉民在《教育技術(shù)學(xué)》一書中將診斷性評價(jià)定義為“為了使教學(xué)更適合于學(xué)習(xí)者的需要和背景，在一門課程和一個(gè)學(xué)習(xí)單元開始之前對學(xué)習(xí)者所具有的認(rèn)知、情感和技能方面的條件所進(jìn)行的評價(jià)”。這里主要是對學(xué)習(xí)者教育技術(shù)的水平評價(jià)，主要以客觀性試題為主，題目形式包括單項(xiàng)選擇題、是非題、多項(xiàng)選擇題、應(yīng)用操作題等。

教育技術(shù)知識題庫內(nèi)容要涵蓋教育技術(shù)理論和教育技術(shù)應(yīng)用。題庫的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于以下幾點(diǎn)：

1）每個(gè)知識點(diǎn)下必須有相應(yīng)的試題；

2）每個(gè)試題必須關(guān)聯(lián)具體的知識點(diǎn)，可以是一個(gè)知識點(diǎn)，也可以是多個(gè)知識點(diǎn)；

3）試題要設(shè)置難度系數(shù)，難度系數(shù)要根據(jù)正確率來動(dòng)態(tài)調(diào)整。

選擇題的樣例如圖2所示，試題難度和知識點(diǎn)是試題的必要項(xiàng)。

4? 教育技術(shù)知識資源庫設(shè)計(jì)

教育技術(shù)知識資源庫這里是指除題庫以外的學(xué)習(xí)資源，包括課件、視頻、動(dòng)畫等課程學(xué)習(xí)資料。資源庫的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于以下幾點(diǎn)：

1）每個(gè)知識點(diǎn)下必須有相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源；

2）每個(gè)學(xué)習(xí)資源必須關(guān)聯(lián)具體的知識點(diǎn)，可以是一個(gè)知識點(diǎn)，也可以是多個(gè)知識點(diǎn)；

3）學(xué)習(xí)資源的個(gè)性化設(shè)置。

前兩點(diǎn)與題庫的設(shè)計(jì)相類似，但第三點(diǎn)完全不同，學(xué)習(xí)資源的個(gè)性化設(shè)置的前提是有大量的教學(xué)資源。下面以教學(xué)短視頻為例，同一個(gè)知識點(diǎn)，假設(shè)我們收集了10個(gè)教學(xué)短視頻，那么如何給學(xué)習(xí)者推薦最適合他的那個(gè)，就需要進(jìn)行學(xué)習(xí)行為分析。為了獲得短視頻對教學(xué)影響的數(shù)據(jù)分析，必須對視頻的各類屬進(jìn)行精準(zhǔn)描述，對短視頻進(jìn)度多維分類，為短視頻打上各類標(biāo)簽，從而分類收集短視頻播放記錄數(shù)據(jù)。這里通過課程屬性、內(nèi)容屬性、畫面屬性、情感屬性、數(shù)字屬性對短視頻進(jìn)行多維分類，為后續(xù)的資源推薦提供數(shù)據(jù)支持。教學(xué)短視頻多維屬性擴(kuò)展如圖3所示。

5? 學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)即瀏覽器和服務(wù)器架構(gòu)模式，系統(tǒng)的硬件架構(gòu)為可擴(kuò)充式服務(wù)部署架構(gòu)，由Web資源服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、轉(zhuǎn)碼服務(wù)器、監(jiān)控服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡等硬件構(gòu)成。

整個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)軟件采用模塊式設(shè)計(jì)，模塊主要包括用戶管理、課程章節(jié)管理、知識點(diǎn)管理、課程資源管理、題庫管理、考試模塊等。除了傳統(tǒng)的按知識章節(jié)的學(xué)習(xí)與測驗(yàn)之外，這里重點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于知識圖譜的學(xué)習(xí)與測驗(yàn)，基于知識圖譜學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的界面如圖4所示。學(xué)習(xí)內(nèi)容版式一為測驗(yàn)版式，每道測試題都會(huì)根據(jù)試題關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)顯示相關(guān)的教學(xué)資源列表。內(nèi)容版式二為資源學(xué)習(xí)版式，每一個(gè)教學(xué)資源都會(huì)根據(jù)資源關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)顯示相關(guān)的教學(xué)試題列表。兩個(gè)內(nèi)容版式點(diǎn)擊相關(guān)鏈接就可以相互切換。

為了使學(xué)習(xí)者教育技術(shù)專業(yè)目標(biāo)達(dá)到一個(gè)合格的值，最終需要學(xué)習(xí)者對各個(gè)知識點(diǎn)都很好地掌握?；谥R圖譜學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是如何推薦下一個(gè)知識點(diǎn)以及相關(guān)資源，下一個(gè)知識點(diǎn)推薦即知識圖譜的遍歷，這里采用貪心算法，貪心算法是一種對某些求最優(yōu)解問題的更簡單、更迅速的設(shè)計(jì)技術(shù)[3]。算法首先通過學(xué)習(xí)者自測獲得試題的正確率，然后根據(jù)試題與知識點(diǎn)的相關(guān)性計(jì)算出學(xué)習(xí)者對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握程度，每個(gè)知識點(diǎn)動(dòng)態(tài)賦予0到5的權(quán)重，5為完全掌握，0為未掌握，計(jì)算每個(gè)知識點(diǎn)與關(guān)聯(lián)知識點(diǎn)的總權(quán)重，權(quán)重最高者且未完全掌握知識點(diǎn)為下一個(gè)知識學(xué)習(xí)點(diǎn)。

算法的理論依據(jù)為維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)理論”，該理論認(rèn)為學(xué)生的發(fā)展有兩種水平：一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平，指獨(dú)立活動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的解決問題的水平；另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平，也就是通過教學(xué)所獲得的潛力。兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)[4]。算法著眼于學(xué)習(xí)者的最近發(fā)展區(qū)，為學(xué)習(xí)者提供難度最低的內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的積極性，發(fā)揮其潛能，超越其最近發(fā)展區(qū)而達(dá)到下一發(fā)展階段的水平，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行下一個(gè)發(fā)展區(qū)的發(fā)展。學(xué)習(xí)資源的個(gè)性化推薦算法也很簡單，根據(jù)學(xué)習(xí)者觀看各個(gè)學(xué)習(xí)資源的時(shí)長進(jìn)行分類匯總，計(jì)算出學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)偏好，動(dòng)態(tài)推薦學(xué)習(xí)資源。

6? 結(jié)束語

通過努力，教育技術(shù)知識資源庫、知識圖譜、題庫已完成了構(gòu)建，學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)部署也正在進(jìn)行。系統(tǒng)部署過程中也遇到一些問題，比如知識點(diǎn)的粗度和廣度問題，知識點(diǎn)與試題的精準(zhǔn)關(guān)聯(lián)問題，學(xué)習(xí)資源與知識點(diǎn)是否貼切的問題，等等。教育技術(shù)涉及理論與實(shí)踐，目前系統(tǒng)還未涉及實(shí)踐操作的試題及評價(jià)，所以整個(gè)系統(tǒng)對專業(yè)達(dá)成度評價(jià)還不夠準(zhǔn)確，需在以后的運(yùn)行中不斷完善與改進(jìn)。

7? 參考文獻(xiàn)

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項(xiàng)目來源：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的教育資源推送安全機(jī)制研究”（項(xiàng)目編號：62177046）。

作者簡介：王鷹，高級實(shí)驗(yàn)師；王向麗，高級工程師。