高校課堂知識管理系統的研究與模型構建論文
【摘 要】本研究通過(guò)同類(lèi)產(chǎn)品調研、相關(guān)理論分析，結合課堂觀(guān)察和教師訪(fǎng)談，分析了高校教師對信息技術(shù)輔助工具的需求情況，并據此設計了高校課堂各知識管理系統。整個(gè)系統模型分為備課模塊、授課模塊、郵件管理模塊、評價(jià)反饋模塊和網(wǎng)絡(luò )平臺模塊，名模塊之間可以進(jìn)行數據傳遞。教師可以用此系統完成備課、記錄課堂教學(xué)信息、與學(xué)生交互、統計學(xué)生成績(jì)、在網(wǎng)站上發(fā)布信息等工作。
【關(guān)鍵詞】 高校課堂；知識管理；系統模型
一、高校課堂知識管理系統的研究
�。ㄒ唬┭芯勘尘芭c研究?jì)热?/p>
國內高校已基本普及了計算機和網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)上的教育資源也越來(lái)越豐富，信息技術(shù)已經(jīng)成為高校教師經(jīng)常使用的教學(xué)輔助手段，但是在使用的質(zhì)量和深度上都沒(méi)有達到預期效果。
高校教師在信息技術(shù)教學(xué)應用中存在的常見(jiàn)問(wèn)題有：
1. 很多影響教師對學(xué)生進(jìn)行評價(jià)、診斷和制定教學(xué)決策的課堂教學(xué)信息沒(méi)有被記錄下來(lái)。
2. 缺乏管理知識的集成化軟件環(huán)境，不能在備課、授課以及課后的教學(xué)環(huán)節中連續使用。教師在使用不同的軟件工具時(shí)，常常由于不熟悉操作環(huán)境而降低效率、浪費時(shí)間。
3. 缺乏能夠提供各種有效的分組和點(diǎn)名策略的工具軟件。教師人工分組和點(diǎn)名往往費時(shí)費力，影響了教學(xué)效率。
4. 使用網(wǎng)絡(luò )平臺發(fā)布學(xué)習資源的操作比較繁瑣，沒(méi)有統一的規范，不能一次性分類(lèi)發(fā)布資源。
5. 教師進(jìn)行分數統計時(shí)，一般需要使用 Excel等電子表格或數據庫軟件，這就要求教師花精力去了解專(zhuān)業(yè)的數據操作語(yǔ)言和統計分析方法。
本研究的主要內容就是針對以上問(wèn)題，構建一套高校課堂知識管理系統的模型，幫助高校教師利用信息技術(shù)工具進(jìn)行教學(xué)。研究的著(zhù)眼點(diǎn)是把知識管理的理論用到課堂教學(xué)上，結合教學(xué)設計和教育評價(jià)等理論，探索高校教師在課堂上如何高效地管理及利用知識和課堂信息，提高教學(xué)效率，幫助教師全面地評價(jià)學(xué)生，最終達到促進(jìn)學(xué)生學(xué)習的目的。同時(shí)本系統還注重提供人性化的系統框架和工具來(lái)幫助教師形成良好的教學(xué)習慣，提高教師的教學(xué)技能。
�。ǘ┲R管理系統同類(lèi)產(chǎn)品調研
本研究對其他領(lǐng)域的知識管理應用軟件進(jìn)行了調研，它們的作用和功能各不相同，但都有本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)。
1. 電子政務(wù)中的知識管理主要是管理其內部和外部、結構化和非結構化的知識，并對公眾和政府辦公人員采用不同的知識分類(lèi)邏輯。
2. 企業(yè)領(lǐng)域的知識管理產(chǎn)品主要根據企業(yè)自身的特點(diǎn)和內部結構采用了不同的知識管理策略。
3. 教育領(lǐng)域的知識管理產(chǎn)品主要包括圖書(shū)館管理系統、網(wǎng)絡(luò )資源庫等教育資源庫，以及電子教室、教師管理系統等教學(xué)知識管理軟件。
4. 個(gè)人知識管理軟件和網(wǎng)站提供了幫助個(gè)人搜集、存儲、管理、發(fā)布知識和知識源的功能。
電子政務(wù)面對的是政府內部工作人員和廣大的公眾，企業(yè)領(lǐng)域的知識管理面對的是企業(yè)內部人員和眾多的客戶(hù)，而本研究的內容是構建教師在教學(xué)過(guò)程中使用的知識管理系統，因此，本系統在幫助教師備課、授課、評價(jià)的時(shí)候進(jìn)行的知識管理更類(lèi)似于個(gè)人知識管理；而當教師與學(xué)生進(jìn)行知識交流、知識共享時(shí)，就需要參考電子政務(wù)和企業(yè)中的知識門(mén)戶(hù)，建立教師和學(xué)生專(zhuān)門(mén)用于發(fā)布和交流與課堂教學(xué)相關(guān)內容的知識管理網(wǎng)站。
�。ㄈ┫嚓P(guān)理論對知識管理系統模型構建的指導
本研究在知識管理、績(jì)效技術(shù)、教育評價(jià)、教學(xué)設計理論的指導下，對高校課堂知識管理系統模型進(jìn)行需求分析。
1. 知識管理對本系統模型的理論指導
知識管理理論中把知識分為顯性知識和隱性知識。教學(xué)中的顯性知識主要是教材上的學(xué)習內容、教案、課堂記錄、學(xué)生作業(yè)、學(xué)習成績(jì)等信息，這些是教師備課和講授的主要內容，也是學(xué)習的主要對象，可以用知識倉庫、文件管理技術(shù)等信息技術(shù)手段來(lái)處理。而教學(xué)中要記錄的隱性知識主要是指師生在交互過(guò)程中產(chǎn)生的各種知識，也就是學(xué)生形成自己的理解后的隱性知識，和從教學(xué)活動(dòng)信息中挖掘出來(lái)的知識，如學(xué)生的學(xué)習心得、從不同的思維角度形成的看法、師生的交流經(jīng)驗、教學(xué)技巧、學(xué)習技巧等等。通過(guò)課堂記錄中的描述，可以記錄課堂教學(xué)過(guò)程中與教學(xué)相關(guān)的重要信息。
知識管理的主要內容就是實(shí)現知識共享和知識創(chuàng )新。高校課堂知識管理系統可以獲取、整理、存儲教師提問(wèn)、學(xué)生回答、小組討論、成果展示的信息，并且把這些信息放在網(wǎng)絡(luò )平臺上讓師生共享。有的信息還可以進(jìn)行數據挖掘，供教師評價(jià)學(xué)生、總結教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)習過(guò)程中產(chǎn)生的新知識。師生都可以在學(xué)習過(guò)程中積累自己的個(gè)性化知識庫，到課程結束的時(shí)候都能在知識庫中增加大量有價(jià)值的知識，并且在網(wǎng)絡(luò )平臺上實(shí)現知識共享，在交流中促進(jìn)學(xué)習、進(jìn)行知識創(chuàng )新。系統提供記錄和引導課堂討論的概念圖工具可幫助師生在交流過(guò)程中產(chǎn)生思想的火花，進(jìn)行知識創(chuàng )新。
知識管理的實(shí)施過(guò)程需要建立有效的激勵機制。相對應的，教師對學(xué)生也應該采取各種激勵措施。
2. 績(jì)效技術(shù)對本系統模型的理論指導
高校課堂知識管理系統可以幫助教師調動(dòng)各種積極因素，提高學(xué)生的學(xué)習績(jì)效，例如對學(xué)生的學(xué)習效果給予積極的反饋，增加學(xué)生的學(xué)習動(dòng)力等。同時(shí)，系統可以在教學(xué)過(guò)程中為教師提供幫助，提高教師的工作效率，例如提供高效合理的系統幫助文件，幫助教師熟悉系統的功能模塊和操作步驟，通過(guò)操作過(guò)程中的合理提示來(lái)幫助教師快速決策。
3. 教育評價(jià)理論對本系統模型的理論指導
高校課堂知識管理系統的功能之一就是對學(xué)生進(jìn)行評價(jià)反饋，幫助教師對學(xué)生進(jìn)行合理有效的診斷，給予公平真實(shí)的評價(jià)。利用檔案袋評價(jià)方法，系統可以記錄學(xué)生在課堂上回答問(wèn)題、主動(dòng)發(fā)言、演示成果的情況，以及在課堂知識管理網(wǎng)站上參與小組協(xié)作的情況，還可以收集、存儲教師和同學(xué)反饋的評價(jià)意見(jiàn)。同時(shí)系統既提供分數和等級的評價(jià)方式，也提供描述性的評價(jià)結果。
4. 教學(xué)設計理論對本系統模型的理論指導
教學(xué)設計中的學(xué)習者分析是確定學(xué)生的認知發(fā)展特征、起點(diǎn)水平、認知風(fēng)格、學(xué)習動(dòng)機等情況，學(xué)習需要分析是弄清楚“現狀”與“應該達到的標準”之間的差距，再分析資源與約束條件，認定急需解決的問(wèn)題。教師在使用高校課堂知識管理系統進(jìn)行課堂記錄時(shí)，可以參考學(xué)習者分析和學(xué)習需求分析的維度，方便地記錄下學(xué)生的知識掌握情況。
教學(xué)設計總結和發(fā)展了多種教學(xué)模式，每一種教學(xué)模式都是由不同序列和不同形式的教學(xué)活動(dòng)構成。系統模型可以為課堂討論、同學(xué)發(fā)言、小組演示等不同的教學(xué)活動(dòng)提供支持，教師可以根據學(xué)科特點(diǎn)，選擇相應的引導策略和課堂記錄的維度與方式。
�。ㄋ模└咝＝處熃虒W(xué)中有效知識管理策略的挖掘
本研究使用了觀(guān)察法和訪(fǎng)談法，以發(fā)掘高校教師課堂教學(xué)中常用的有效知識管理策略。
在選擇觀(guān)察對象時(shí)，筆者查閱了北京師范大學(xué)2001~2002學(xué)年第二學(xué)期本科生對教師教學(xué)質(zhì)量評價(jià)的結果，從中選擇了其中綜合評分比較高的幾位教師。所涉及的課程兼顧文科和理科、研究生課程和本科生課程、專(zhuān)業(yè)課程和全校選修課程。觀(guān)察的目的就是找出這些優(yōu)秀高校教師在使用多媒體教室的各種軟件輔助教學(xué)時(shí)易出現的各種狀況，同時(shí)觀(guān)察學(xué)生有哪些信息是需要被記錄下來(lái)的。
本研究的訪(fǎng)談對象是北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院和教育學(xué)院的四位教師，主要了解訪(fǎng)談對象在授課過(guò)程中需要哪些信息技術(shù)的支持，目前使用的技術(shù)手段有哪些弊端，在教學(xué)過(guò)程中會(huì )針對課程的內容使用哪些教學(xué)技巧和策略。
通過(guò)課堂觀(guān)察和訪(fǎng)談，本研究總結了高校教師的課堂教學(xué)技巧，發(fā)現其中有一些是非常有效的知識管理策略，起到了幫助教師評價(jià)、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習的作用。這些教學(xué)策略包括：1.建立學(xué)生檔案袋，收集學(xué)生的相關(guān)學(xué)習信息，為教學(xué)評價(jià)提供了豐富的依據；2.記錄師生在教學(xué)過(guò)程中出現的各種教學(xué)情況，形成教學(xué)日志，幫助教學(xué)評價(jià)、反饋和決策；3.為學(xué)生提供針對具體問(wèn)題、具體情景的學(xué)習幫助；4.幫助學(xué)生在協(xié)作學(xué)習中共同進(jìn)步；5.使用激勵策略來(lái)鼓勵知識共享，激發(fā)學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng )新能力；6.使用不同的討論交流模式，鼓勵學(xué)生發(fā)表看法。
教師會(huì )使用一些常用的信息技術(shù)工具，如思維導圖工具、網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺、博客等，來(lái)進(jìn)行知識管理，實(shí)際也發(fā)揮了很好的教學(xué)作用。
二、高校課堂知識管理系統的模型構建
通過(guò)對系統用戶(hù)、同類(lèi)產(chǎn)品和相關(guān)理論的研究，得出高校教師對課堂知識管理系統的基本需求情況，從而構建了本系統的模型。
�。ㄒ唬┫到y模型的總體框架
高校教師在傳授知識的過(guò)程中，一般是經(jīng)過(guò)備課、授課、評價(jià)反饋、課下交流等環(huán)節。針對各個(gè)環(huán)節，本系統模型設計了不同的模塊為教師提供支持。
圖1是高校課堂知識管理系統模型的總體框架圖。教師登錄系統之后，可以進(jìn)入五個(gè)子模塊，分別是備課模塊、授課模塊、郵件管理模塊、評價(jià)反饋模塊和網(wǎng)絡(luò )平臺模塊。每個(gè)子模塊都與后臺數據庫中的數據表相對應。其中的評價(jià)反饋模塊可以從備課模塊、授課模塊和郵件管理模塊中調入評價(jià)信息，作為評價(jià)反饋的基本數據。網(wǎng)絡(luò )平臺模塊可以與其他的四個(gè)模塊進(jìn)行數據傳遞，完成數據的導入和導出，這樣就可以把教師使用的課堂知識管理系統中的數據，與相對應的課堂知識管理網(wǎng)站中的數據進(jìn)行交互，為課堂知識管理系統的擴展做好一個(gè)接口和鋪墊。
�。ǘ� 五個(gè)子模塊的功能設計
1. 備課模塊
教師在備課時(shí)常用的工具是微軟的文字處理、幻燈片等Office套件。在備課模塊提供了直接調用這些工具的功能，可以簡(jiǎn)化教師的操作。教師的備課資料是一個(gè)小的文件庫，備課模塊提供了管理備課資料的文件管理器。備課資料庫可以讓用戶(hù)分課程、年級、班級、小組存放備課資料，在備課資料庫中可選擇顯示文件的標題、作者、日期等屬性。提供這些屬性作為檢索項，用戶(hù)可以快速查詢(xún)資料。
2. 授課模塊
教師在課堂授課過(guò)程中，有很多教學(xué)環(huán)節涉及到學(xué)生管理。在授課模塊中亦提供了相應的管理功能，教師可以節約相應操作的時(shí)間，提高上課效率。
授課模塊包括六個(gè)方面的功能：
(1)學(xué)生信息管理功能：教師可以導入學(xué)生名單，按年級、班級管理學(xué)生的學(xué)號、姓名、性別、年齡、在班級中擔任的職務(wù)、住址、電話(huà)等信息。
(2)點(diǎn)名功能：教師可以記錄每次點(diǎn)名的時(shí)間、課程、年級、班級，統計答到率、缺課率。
(3)提問(wèn)功能：可以用擊鼓傳花的方式選擇小組或個(gè)人提問(wèn)，能夠設置不同的條件控制循環(huán)顯示的范圍，教師可以對學(xué)生的回答進(jìn)行評分。
(4)分組功能：可以按照不同的分組策略對學(xué)生名單進(jìn)行分組，包括角色分組、手動(dòng)分組、隨機分組、條件分組等；若選擇項目分組，則可記錄每個(gè)小組的項目名稱(chēng)、任務(wù)要求、時(shí)限、難度等項目屬性。
(5)課堂觀(guān)察記錄表功能：教師可以記錄學(xué)生的學(xué)習動(dòng)機、學(xué)習風(fēng)格、認知結構特點(diǎn)、起點(diǎn)水平等屬性；可以記錄學(xué)習內容的情況，包括學(xué)習難點(diǎn)、學(xué)習障礙、學(xué)習內容安排的不合理之處等；也可以記錄學(xué)習活動(dòng)的情況，包括學(xué)生匯報、小組討論、全班學(xué)生聽(tīng)講等。
(6)調用輔助工具的功能：教師可以直接調用思維導圖軟件、錄音軟件、計時(shí)軟件等輔助工具，提高課堂教學(xué)的效率。
3. 郵件管理模塊
高校師生面對面交流的.時(shí)間比較有限，提交和批改的作業(yè)、個(gè)人和小組答疑、課外知識輔導，以及發(fā)布班級通知、任務(wù)分配等都需要借助電子郵件。教師要處理全班學(xué)生的郵件，工作量很大，而且重復性的工作很多。
本系統模型的郵件管理模塊提供了收發(fā)和管理學(xué)生郵件的功能，能夠簡(jiǎn)化很多重復勞動(dòng)。教師可以建立學(xué)生郵箱列表，定制回復模板；可以管理查詢(xún)學(xué)生的郵件，收集作業(yè)和提問(wèn)，按照年級、班級、小組、任務(wù)建立子郵箱文件夾；可以保留經(jīng)典的問(wèn)題、回答和作業(yè)，把這些郵件和回復收藏到備課資料庫中。
4. 評價(jià)反饋模塊
教師對學(xué)生進(jìn)行評價(jià)反饋，需要先獲得學(xué)生信息。在授課和郵件管理模塊中有存儲了學(xué)生的學(xué)習資料、課堂表現記錄、作業(yè)等信息的檔案袋。
評價(jià)反饋模塊的功能主要是根據學(xué)生檔案袋的資料，幫助教師按照不同的方法統計學(xué)生自評與互評、小組自評與互評，以及教師評價(jià)的分數，得出小組或個(gè)人的總成績(jì)。教師還可以得到學(xué)生成績(jì)的總體統計信息，了解全班的學(xué)習狀況。
5. 網(wǎng)絡(luò )平臺模塊
網(wǎng)絡(luò )平臺模塊的功能是把備課模塊、授課模塊、郵件管理模塊以及評價(jià)反饋模塊的教學(xué)相關(guān)信息發(fā)布到課堂知識管理網(wǎng)站上，同時(shí)可以下載學(xué)生在網(wǎng)站上交流、討論的信息，還能夠保存并分類(lèi)管理常用教學(xué)網(wǎng)站的網(wǎng)址，對瀏覽器進(jìn)行安全權限設置。
�。ㄈ┫到y模型的可擴展性
1. 系統模型與課堂知識管理網(wǎng)站的數據傳遞
課堂知識管理網(wǎng)站是高校課堂知識管理系統的網(wǎng)上發(fā)布平臺，該平臺具有與課堂知識管理系統進(jìn)行信息互傳的接口，兩者相互配合可以幫助教師管理教學(xué)中的各種信息和知識。
教師和學(xué)生可以在網(wǎng)站上記錄自己的學(xué)習心得、從不同的思維角度形成的看法、交流的經(jīng)驗、教學(xué)技巧、學(xué)習技巧，還可以在討論區進(jìn)行小組或個(gè)人之間的交流。班級、小組、個(gè)人都有自己的檔案袋。學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺上發(fā)布自己的作品，進(jìn)行學(xué)習交流，瀏覽課堂知識庫中的內容，查閱自己的檔案袋，也可以通過(guò)網(wǎng)站下載自己的成績(jì)、檔案、教師對自己的評價(jià)、班級通知等。教師可以發(fā)布高校課堂知識管理系統的資料到網(wǎng)站上，也可以從網(wǎng)站下載學(xué)生的交流信息、提問(wèn)信息、小組協(xié)作信息等。網(wǎng)站可以記錄小組成員在合作過(guò)程中的分工、對小組的貢獻、參與的時(shí)間總量、小組的學(xué)習進(jìn)度、小組交流情況等歷史事件。
2. 系統模型與其他信息系統的數據傳遞
高校課堂知識管理系統涉及到學(xué)生信息、學(xué)習資料等內容，如果能與相應的學(xué)校信息系統建立數據傳遞的接口，就可以直接導入這些內容。例如：從教務(wù)系統中獲取學(xué)生名單、導出學(xué)生成績(jì)等；從學(xué)工系統獲取學(xué)生獎懲、黨團關(guān)系等信息；從圖書(shū)館系統獲取專(zhuān)業(yè)書(shū)籍、報刊、雜志的索引信息；從學(xué)校的資源庫獲取專(zhuān)業(yè)資料。
3. 對系統模型的結構化信息的數據挖掘
在高校課堂知識管理系統中收集存儲的信息包括學(xué)生信息、小組信息、課堂活動(dòng)信息、項目信息、作業(yè)信息、評價(jià)信息等。對這些信息進(jìn)行數據挖掘，可以發(fā)現很多關(guān)聯(lián)信息，建立各項信息之間的相關(guān)模型，找出數據發(fā)展的趨勢，為教師提供教學(xué)決策支持。例如，分析得出學(xué)生的學(xué)習成績(jì)分布曲線(xiàn)、成績(jì)與學(xué)生年齡的相關(guān)曲線(xiàn)、兩次成績(jì)的比較曲線(xiàn)等，為教師提供教學(xué)參考意見(jiàn)。
三、本系統的特點(diǎn)與不足
本研究構建的高校課堂知識管理系統模型區別于以往同類(lèi)系統的最大特點(diǎn)，就在于它為高校教師提供了教學(xué)過(guò)程中大部分環(huán)節的信息技術(shù)支持，突出了幫助教師進(jìn)行“知識管理”的功能，同時(shí)該模型具有了很好的系統擴展性，便于模型以后的功能擴建。但是，本研究雖然盡量考慮了影響模型構建的各方面因素，但是仍然不夠全面，對高校教師使用信息技術(shù)進(jìn)行課堂知識管理的需求分析難免會(huì )有所遺漏，需要再進(jìn)一步地收集并分析用戶(hù)的數據，以逐步完善該系統模型的構建。
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