基于知識(shí)樹的多媒體課件

黃萬艮

摘 要：為了充分發(fā)揮多媒體的作用，提高教學(xué)質(zhì)量,本文提出了基于知識(shí)樹的課件。知識(shí)樹課件使用樹描述知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，使用引入原因、多視點(diǎn)和外部特征等對知識(shí)進(jìn)行演繹和描述，它既可以作為教學(xué)課件，也可以作為學(xué)習(xí)課件解決課件制作和教學(xué)中的一些棘手的問題，如內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系表示問題和學(xué)生創(chuàng)造性能力培養(yǎng)問題。

關(guān)鍵詞：知識(shí)點(diǎn)；知識(shí)樹；多媒體課件

中圖分類號：G431文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1673-8454（2009）14-0056-03

隨著應(yīng)用多媒體課件教學(xué)的普及，課件的質(zhì)量對教學(xué)效果的影響越來越大，如何開發(fā)高質(zhì)量的課件也就越來越受到教育界的關(guān)注。[3] 一般來說，課件不僅要支持教材，還要充分發(fā)揮多媒體的作用，并考慮教學(xué)本身的特點(diǎn)以及與傳統(tǒng)教學(xué)手段的不同。為此，本文提出了基于知識(shí)樹的課件。知識(shí)樹課件使用樹描述知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，使用引入原因、多視點(diǎn)和外部特征等對知識(shí)進(jìn)行演繹和描述，強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系、顯示知識(shí)與隱含知識(shí)的對接；[6] 知識(shí)樹課件既可以作為教學(xué)課件，也可以作為學(xué)習(xí)課件，還可以解決課件制作中一些棘手的問題，如內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系表示問題和學(xué)生創(chuàng)造性能力培養(yǎng)問題。

本文第一部分對與多媒體課件相關(guān)的問題進(jìn)行了探討，第二部分介紹了知識(shí)樹課件，第三部分分析了知識(shí)樹課件的特點(diǎn)，第四部分進(jìn)行了總結(jié)。

一、與多媒體課件相關(guān)的問題

一方面，課件要支持教材；另一方面，課件不能照搬教材。在教材中，有一些表述，如“根據(jù)第八章的例2”，對于讀者來說是不方便的;在多媒體課件中可以創(chuàng)建一個(gè)超鏈接來方便讀者。用動(dòng)畫來演示時(shí)間序列事件，用不同的顏色、字體來描述不同的內(nèi)容，靈活的界面布局使表述的問題一目了然，這些都是教材和傳統(tǒng)板書無法做到的。

教學(xué)包含多項(xiàng)活動(dòng)：教師寫，學(xué)生看、思考；教師講解，學(xué)生聽、理解；師生討論。寫和看、講和聽在速度方面差別很大，其中寫和講，比看和聽慢很多。使用傳統(tǒng)教學(xué)方法，學(xué)生看的內(nèi)容十分有限。然而，視覺沖擊不僅是知識(shí)的主要來源，而且有助于記憶，豐富多彩的視覺材料還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。[4] 多媒體課件淡化了速度慢的板書，增加了豐富的直觀圖形和動(dòng)畫，這不僅為學(xué)生提供豐富多彩的視覺材料成為可能，還加快了教學(xué)的速度，因此，豐富的案例、及時(shí)的總結(jié)、練習(xí)和實(shí)踐以及知識(shí)之間的邏輯性就顯得格外重要（有些學(xué)生可能是因?yàn)闆]有掌握知識(shí)之間的邏輯關(guān)系，在一門課程結(jié)束后很快就忘記了課程的內(nèi)容，這嚴(yán)重影響了后繼課程的學(xué)習(xí)）。課件內(nèi)容應(yīng)該與學(xué)生已經(jīng)掌握的隱含知識(shí)實(shí)行對接，而不同的學(xué)生其隱含知識(shí)不同，一些學(xué)生需要更詳細(xì)的資料以弄清已學(xué)的知識(shí)，而另一些學(xué)生則需要進(jìn)一步的資料以探索新的知識(shí)。加上學(xué)生需要學(xué)習(xí)的知識(shí)越來越多，而一門課程的課堂教學(xué)時(shí)間又十分有限。所以，課件應(yīng)該是教學(xué)課件，盡可能在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)傳授更多的知識(shí)，并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性能力；課件也應(yīng)該是學(xué)習(xí)課件，方便學(xué)生快速地獲得所需要的資源。

二、基于知識(shí)樹的課件

1.知識(shí)樹

描述教學(xué)領(lǐng)域知識(shí)的完整的教學(xué)單元稱為知識(shí)點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)包括元知識(shí)點(diǎn)和復(fù)合知識(shí)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上不可分割的知識(shí)點(diǎn)稱為元知識(shí)點(diǎn)，由一組知識(shí)點(diǎn)聚合而成的知識(shí)點(diǎn)稱為復(fù)合知識(shí)點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)關(guān)系是指知識(shí)點(diǎn)之間存在的各種關(guān)聯(lián)，它包括組成關(guān)系：一個(gè)（父）知識(shí)點(diǎn)可以由若干（子）知識(shí)點(diǎn)聚合而成；前驅(qū)關(guān)系：若學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)A，必須先掌握知識(shí)點(diǎn)B，則B稱為A的前驅(qū)；相關(guān)關(guān)系：在內(nèi)容或邏輯上存在相關(guān)性的知識(shí)點(diǎn)互為相關(guān)的關(guān)系。 知識(shí)樹是知識(shí)點(diǎn)及其關(guān)系的集合，即KTREE={知識(shí)點(diǎn)集合，知識(shí)點(diǎn)關(guān)系集合}。其中知識(shí)點(diǎn)關(guān)系集是指知識(shí)點(diǎn)之間的父子關(guān)系集合。[1] 知識(shí)點(diǎn)之間的其他關(guān)系隱含在知識(shí)樹中。

知識(shí)樹可以看作知識(shí)圖的簡化形式，它有利于建立知識(shí)體系中的關(guān)聯(lián)和推理機(jī)制，利于知識(shí)的組織、管理和可視化，能夠滿足大多數(shù)學(xué)科知識(shí)表示的需求。[2] 在教學(xué)的過程中，需要經(jīng)常對教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行取舍。需要強(qiáng)調(diào)的是，經(jīng)過取舍后的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該仍然能夠構(gòu)成一棵知識(shí)樹。無論是對知識(shí)的掌握，還是對知識(shí)的應(yīng)用，與離散的知識(shí)集合或線性的知識(shí)鏈相比，知識(shí)樹都有明顯的優(yōu)勢。

2.基于知識(shí)樹的課件

基于知識(shí)樹的課件的主要思想是用一棵知識(shí)樹來組織知識(shí)點(diǎn)課件。圖1是一個(gè)知識(shí)點(diǎn)課件模板。其中，引入原因包括：對已學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)問題，探討解決問題的方法，指出學(xué)習(xí)本知識(shí)點(diǎn)的必要性。知識(shí)點(diǎn)是上課時(shí)需要講解的內(nèi)容，通過視點(diǎn)和外部特征來進(jìn)行講解。視點(diǎn)可以簡單地理解為對知識(shí)的解釋以及不同解釋之間的關(guān)系。知識(shí)之間的相關(guān)關(guān)系通過視點(diǎn)顯示地表述出來。外部特征可以簡單地理解為對知識(shí)的描述。例如，解決一個(gè)問題可以有多種方法，即多視點(diǎn)；每一種解決方法的過程可以用自然語言，或者數(shù)學(xué)語言，或者計(jì)算機(jī)語言，或者圖形語言來描述，即多外部特征。

視點(diǎn)是用元知識(shí)點(diǎn)或復(fù)合知識(shí)點(diǎn)來描述的。為了言之有據(jù)和方便學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，應(yīng)該給出各個(gè)視點(diǎn)的參考文獻(xiàn)。不同的視點(diǎn)和外部特征，可以滿足不同層次的學(xué)生的需求；豐富的例題，可以加深對知識(shí)的理解；及時(shí)的總結(jié)不僅是使用多媒體課件教學(xué)的需要，還可以明確知識(shí)的結(jié)構(gòu)，達(dá)到融會(huì)貫通的目的。使用多媒體后，應(yīng)把更多的時(shí)間用于練習(xí)和實(shí)踐，達(dá)到積累經(jīng)驗(yàn)并及時(shí)把知識(shí)轉(zhuǎn)換成能力的目的。注意，把圖1中的知識(shí)點(diǎn)放在一門課程的知識(shí)樹上，就形成了這門課程的基于知識(shí)樹的課件，簡稱為知識(shí)樹課件。

3.課件在屏幕上的表示

知識(shí)樹課件應(yīng)該在屏幕上清晰地表示領(lǐng)域知識(shí)樹，并以領(lǐng)域知識(shí)樹作為導(dǎo)航圖。如果一個(gè)知識(shí)點(diǎn)由很多子知識(shí)點(diǎn)組成，需要將這些子知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類，因?yàn)楦鶕?jù)相關(guān)心理學(xué)原理，人同時(shí)處理的對象最好不要超過九個(gè)。

例如，如果一門課程有很多章，則可以將其分為預(yù)備知識(shí)、基本原理和應(yīng)用三類。對于即將要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，必須使用暖色顯示給出，表示將在課堂上講解；對于超出課程范圍的知識(shí)點(diǎn)，例如非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)就會(huì)涉及到超出課程范圍的知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)該使用冷色給出相關(guān)鏈接。視點(diǎn)在屏幕上顯示地給出，如果視點(diǎn)很多，也需要分類，并使用暖色突出重點(diǎn)。使用超鏈接指向子知識(shí)點(diǎn)，既保持了屏幕顯示的簡潔，又保證了內(nèi)容的完整性。

4.知識(shí)樹課件的使用方法

知識(shí)樹課件的使用方法實(shí)際上就是樹的遍歷方法，一般有兩種：先根遍歷，即先學(xué)習(xí)父知識(shí)點(diǎn)，然后再學(xué)習(xí)子知識(shí)點(diǎn)；后根遍歷，即先學(xué)習(xí)子知識(shí)點(diǎn)，然后再學(xué)習(xí)父知識(shí)點(diǎn)。在子知識(shí)點(diǎn)比較多的時(shí)候，使用先根遍歷比較困難。建議在整體上使用先根遍歷，在局部有選擇地使用后根遍歷。

知識(shí)樹課件的使用要特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生的預(yù)習(xí)。通常，一門課程的序言是對整個(gè)課程各章的關(guān)系進(jìn)行描述，而此時(shí)各章的內(nèi)容還未學(xué)，如果沒有預(yù)習(xí)，要學(xué)好這部分內(nèi)容是相當(dāng)困難的。很多的知識(shí)相互關(guān)聯(lián)，很難給出嚴(yán)格的前趨后繼關(guān)系，而且使用多媒體后教學(xué)速度加快，因此要求學(xué)生必須搞好預(yù)習(xí)。

三、知識(shí)樹課件的特點(diǎn)

1.統(tǒng)一了學(xué)習(xí)型課件和教學(xué)型課件

在知識(shí)樹課件中，使用暖色調(diào)鏈接起來的知識(shí)點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容，使用冷色調(diào)鏈接起來的知識(shí)點(diǎn)是供學(xué)生自學(xué)的。

2.增強(qiáng)了知識(shí)表示的邏輯性

知識(shí)樹課件從三個(gè)方面增強(qiáng)知識(shí)表示的邏輯性。知識(shí)樹本身顯示地給出了知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)系，任何一個(gè)知識(shí)點(diǎn)在知識(shí)樹中都有明確的位置；新知識(shí)點(diǎn)的引入原因部分，分析了該知識(shí)點(diǎn)前驅(qū)的特點(diǎn)與不足，顯示地把前驅(qū)知識(shí)點(diǎn)與該知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來；總結(jié)部分總結(jié)了該知識(shí)點(diǎn)特點(diǎn)，并指出了進(jìn)一步需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，這樣又把當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)與其后繼知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來了。

3.在教學(xué)中使用知識(shí)樹課件有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性能力

在知識(shí)樹課件中，由于顯示給出了即將講述的內(nèi)容，能使學(xué)生的思維超前；冷色調(diào)表示的知識(shí)點(diǎn)之間的鏈接，可以滿足不同知識(shí)層次的需求，可以促進(jìn)學(xué)生全面、完整地掌握知識(shí)；用一棵知識(shí)樹把課程的內(nèi)容置入到學(xué)生的記憶中，有利于知識(shí)的掌握和應(yīng)用，從而減輕了學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣；由于引入了多視點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察的能力和解決問題的能力；由于課件要求有“引入原因”，這有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力。興趣、完整地掌握知識(shí)以及各種能力是進(jìn)行創(chuàng)造必不可少的。[5]

4.為相互依賴的知識(shí)的表示提供一種途徑

有些知識(shí)是相互依賴的（例如操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理和進(jìn)程），在決定教學(xué)次序時(shí)就會(huì)產(chǎn)生困難。在知識(shí)樹課件中，如果先講述內(nèi)存，對涉及的進(jìn)程知識(shí)點(diǎn)使用暖色調(diào)創(chuàng)建一個(gè)超鏈接表示進(jìn)程將要講述，避免了學(xué)生不安和急躁。

5.知識(shí)樹課件具有廣泛的適應(yīng)性和內(nèi)容表示的一致性

顯示說明每一門學(xué)科所包含的課程以及各門課程之間關(guān)系是必要的。這既可以防止課程設(shè)置的隨意性，又可以使學(xué)生明確每一門課程在學(xué)科中的地位，防止關(guān)鍵課程被輕視。然后，每一門課程的各章節(jié)之間關(guān)系被顯示說明。所以，知識(shí)樹課件可以有效地、一致地把整個(gè)學(xué)科的知識(shí)組織為一棵知識(shí)樹。

6.使用知識(shí)樹對知識(shí)進(jìn)行度量

縱向可以判斷是否掌握了相關(guān)知識(shí)的細(xì)節(jié)；橫向可以判斷是否了解相關(guān)知識(shí)的最新進(jìn)展；從縱橫兩個(gè)方向上可以判斷是否了解相關(guān)知識(shí)的全部。

四、總結(jié)

一個(gè)學(xué)科或一門課程所包含的知識(shí)點(diǎn)是有關(guān)聯(lián)的，這種關(guān)聯(lián)隱含在知識(shí)點(diǎn)所包含的知識(shí)之中。知識(shí)樹把這種關(guān)聯(lián)顯示地表示出來了，知識(shí)樹課件進(jìn)一步描述了這種關(guān)聯(lián)。使用知識(shí)樹課件教學(xué)可以使學(xué)生在記憶中種植一棵知識(shí)樹；使用冷暖色調(diào)表示知識(shí)點(diǎn)之間的連接，可以有效地把教學(xué)課件和學(xué)習(xí)課件結(jié)合起來；基于知識(shí)點(diǎn)的課件模型有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性能力。我們將在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步完善知識(shí)樹課件。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂皖麗，陳寧江，鐘誠.教學(xué)知識(shí)樹算法的研究與應(yīng)用[J] .計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2002，4.

[2]于海濤，高一波等. 基于知識(shí)樹的領(lǐng)域知識(shí)組