动态思维导图引导的知识资源共建共享模型

*基金项目：教 育 部 人 文 社 会 科 学 研 究 规 划 基 金 “ 基 于 知 识 图 谱 的 开 放 学 习 资 源 自 主 聚 合 研 究 ” （14YJA880103）； 教 育 部 人 文 社 会 科 学 研 究 规 划 基 金 “ 大 数 据 支 持 下 的 个 性 化 自 适 应 学 习 及 教 育 测 量 研 究 ” （15YJA880027）； “中央高校基本科研业务费专项资金”。
作者简介：韩营，中学二级教师，辽宁省实验中学东戴河分校（辽宁葫芦岛 125208）；赵蔚，博士，教 授，博士生导师；姜强（通讯作者），博士，副教授，硕士生导师，东北师范大学计算机科学与信息技术学院 （吉林长春 130117）；孟凡媛，中学二级教师，辽宁省实验中学东戴河分校（辽宁葫芦岛 125208）。
从现有研究成果看，目前国内外共享可视化系 统在设计空间环境时大多采用分布式协同可视化； 在发展思维共享方法上，大多采用共享情景认知方 式；在平台使用上，主要包括移动端、PC 端；在 系统为学习者提供的支持上，主要包括社会支持、 任务支持、认知支持；在应用策略上主要包括共享 可视化、共享协调、共享多元展示、共享映射展示 和共享边界对象；在实现技术上，主要包括 JAVA、 XML、 AJAX、 HTML、 Django、 MySQL、 GEO-Tool 等；在应用领域上，主要包括协作问题 解决环境、虚拟现实环境、多玩家在线游戏和多技术高速发展，使得学习环 境也变得高度社会化、个性化和开放化。《教育信 息化“十三五”规划》强调通过创新“网络学习空 间 人 人 通 ”， 实 现 教 育 资 源 的 共 建 共 享 （ 教 育 部 ， 2016）。然而，数字化环境下学习资源在为学习者 提供多元学习机会的同时，学习资源的千篇一律、 分布异构及其关系薄弱也造成学习者在开放学习环 境下的学习迷航与认知超载，无法快速准确地定位 需要的资源，更不能高效地利用资源（姜强等， 2015）。 知 识 可 视 化 为 教 育 研 究 提 供 了 新 的 视 角 ， 脑科学理论强调从图片中学习和记忆，而不是通过 书面和口头语言，双重编码理论强调视觉形式和语 言形式结合的重要性，因此知识可视化工具对促进 学习者的思考，尤其是认知发展方面具有极其重要 的价值。知识可视化技术和方法能够为资源的组织 方式和存储形式给予新的启示。思维导图是可视化
关键词：知识资源；动态思维导图；共建共享；认知发展
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-5195（2017）01-0105-08 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2017.01.013
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可见，借助可视化技术的支持，国内外研究者 在资源建设研究方面取得了巨大的进展，但仍然存 在着一些亟待解决的问题。学习支持系统中强调教 师主导的资源管理与重组，而学习者共建实现的知 识聚合还没有得到系统开发与利用。同时，目前将 知识可视化应用到资源建设中大多采用概念图与知 识地图两种可视化视觉表征形式。概念图的最大优 点是知识体系及层次结构的表达清晰明确，但是也 存在一些缺陷，比如不能满足非学术群体，不适合 学习任务情境，不能实现快速记笔记等。知识地图 虽然在本质上就是一种知识索引工具，但它对知识 节点的要求很高，强调学科知识本体的构建，这种 对结构化专家知识提供导航的方法，不适合以学习 者为中心的资源建设。
应 动态思维导图引导的知识资源共建共享模型【技术 用】
动态思维导图引导的知识资源共建共享模型*
□韩营 赵蔚 姜强 孟凡媛
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摘要：当今，海量数字化学习资源的分布异构及其关系的薄弱容易造成学习者认知超载与学习迷航，资源利用效 率低。从用户参与的角度，以 Wisemapping 为开发工具，通过构建以“动态思维导图共建共享”、“资源向动态思维 导图的映射机制”以及“资源共建”三大模块组成知识资源共建共享模型，实现了以动态思维导图作为索引的资源共 建与资源共享。通过实验调查发现，该模型是一种有效的资源组织方式，可以很好地解决学习资源建关联薄弱、分布 异构的问题，最终减轻学习者认知负载，促进学习者认知发展。
现代远程教育研究 2017年1期／总145期
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应 【技术 用】动态思维导图引导的知识资源共建共享模型
景化的方式处理任务，有效地提高了知识密集型工 作 的 效 率 ， 促 进 了 知 识 的 迁 移 （Godehardt， 2009）。 在美国，Coffey 等学者开发了帮助教师与学习者进 行主题联结和学习资源管理的学习环境管理工具 （Learning Environment Organizer，简称 LEO），该工 具可以为教师和学生提供信息和知识管理的可视化 工具，以概念地图为接口促进资源的设计与传播， 对于提升学习者与教师对知识结构的深入理解具有 很大帮助（Coffey et al.，2003）。在英国，纽卡斯尔大 学创建了帮助教师与学习者理解当前知识及与其他 相 关 知 识 间 关 系 的 动 态 学 习 地 图 工 具 （Dynamic Learning Maps，简称 DLM），该工具以课程的知识 体系为脉络，以知识地图方式聚合课程资源，直观 的呈现方式可以让教师和学习者更好地掌握课程资 源间复杂、抽象的关系（李士平等，2013）。
现代远程教育研究 2017年1期／总145期
创建图谱
编辑图谱
检索图谱
共享图谱
动态思维导图共建共享 资源向动态思维导图节点的映射机制
资源共建
创建资源 编辑资源 检索资源
评价资源
推荐资源
图 1 动态思维导图引导的知识资源共建共享模型
（1）动态思维导图共建共享模块 创建图谱进行知识表示。学习者创建图谱，将 自身的知识结构以知识节点与知识关联的形式表示 出来，促进人们对知识的理解，以此作为资源建设 的导航，是知识转化为新知识前提。 编辑图谱进行知识重组。学习者将创建好的图 谱分享给其他学习者，共同完成知识节点和知识关 联在结构上的调整，以形成一个比较完善的图谱， 是知识转化为新知识的必要活动。 检索图谱进行知识定位。当创建的图谱和其他 学习者分享的图谱越来越多，那么找到我们需要的 图谱就会很困难，加入图谱的检索功能，可以很方 便地帮助我们定位我们需要的图谱。 共享图谱进行知识共享。共享图谱在模型中发 挥着重要作用，已有知识变成新的知识必须经过图 谱的共享，它既是图谱共建的前提，也是知识资源 共建和共享的桥梁。图谱共享有两种形式：一是内 部共享，即学习者将自己创建好的图谱分享给系统 内的其他成员，以实现图谱的共建。内部共享有共 享后只可查看不能编辑和共享后可编辑两种限定形 式。二是外部共享，即将图谱以链接的形式公开到 社会化软件中，比如微博、微信、QQ 等，以实现 图谱更大范围的共享。 资源共享从技术角度来讲是一种分布式知识资 源管理机制。要解决资源的利用率和资源库的可持 续发展问题，关键在于共享，即让每一个学习者为 提供优秀的知识资源付出努力。只有推动知识共享 才能使更多人掌握知识、升华智慧，进而实现创 新，因此要使知识转化为最佳的生产力，必须通过 便捷的途径实现知识共享。本文的资源共享采用
在国内，北京师范大学余胜泉教授提出适合泛 在 学 习 的 资 源 建 设 方 式 ——“ 学 习 元 ”。 “ 学 习 元”采用语义网和本体技术组织学习资源，用户可 以通过添加或者扩展本体模型中知识的属性和关系 来形成一个与主题相关的、高度内聚的知识网络， 最终形成一个相互关联且具有丰富逻辑层次的整体 （余胜泉等，2009）。 “学习元”在一定程度上解决 了教育资源的分布异构的问题。华中师范大学黄 涛等学者对数字化学习中教学资源的知识化组织 和可视化导航与检索问题进行了研究，构建了知 识地图与资源导航模型，并设计与实现了基于知 识地图的资源导航与检索系统，克服了资源检索 在当前信息爆炸时代面临的混乱现状（黄涛等， 2015）。 香 港 大 学 王 敏 红 等 人 研 发 的 “JAVA E-Teacher” 平 台 ， 实 现 了 从 课 程 中 提 取 知 识 节 点，以可视化的方式作为资源建设的索引，以期达 到整合学习资源的目的。同时，他还通过在可视化 学习环境中将知识建构与问题解决做有效连接，改 善了问题解决经验容易遗忘和不能有效迁移的问题 （Wang et al.，2011）。针对移动学习环境中学习资源 过于零散、学习者很难建立系统的知识结构等问 题，北京邮电大学李亚男等学者，借助可视化技术 实现了“轻课堂”移动学习环境的设计与开发，该 系统的应用充分体现了知识可视化对知识建构的积 极意义（李亚男等，2013）。
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应 动态思维导图引导的知识资源共建共享模型【技术 用】
是基于学习者共建，依靠学习者的理解能力与思维 模式实现资源聚合，并对资源进行选择与评价，拓 展了资源聚合与分享的研究框架。
三、基于动态思维导图的知识资源共建共享 模型建构
1.解读动态思维导图 动态思维导图是指可以实现对知识的无限扩展 与动态网络视觉呈现，能够清晰地显现思维或知识 间的多类别和多关联网状关系。它突破了以前只能 对知识进行静态展示的限制，可以提高学习者的思 维活跃性和促进发散思维能力，以及促进学习效率 和创造性地解决学习过程中的问题。总之，动态思 维导图的特征可以总结为如下几点： 在功能上，动态思维导图更能体现培养学习者 的创新思维和想象力，更加适合基于问题解决的学 习环境。在充分体现学习者中心的基础上创建一个 基于问题解决的环境，以动态思维导图的拓展和资 源的建设为任务，实现资源的共享和利用。 在手段上，动态思维导图对知识节点的表征更 加灵活多样。在学习者的认知上能做到视觉直观、 简单易用，降低学习者的认知负荷，减小学习者对 学习的抗拒。 在目的上，动态思维导图本身就是学习者思维 的外化表现，按照学习者的认知思维来实现知识的 表征和存储，人与人之间的知识传递其实就是思维 火花的碰撞，学习者及其帮助者在学习过程中互相 沟通，共享学习资源，相互影响、相互促进，最终 实现任务完成与问题解决。 2.动态思维导图引导的知识资源共建共享模型 建构 鉴于动态思维导图的特征及其应用价值，适合 构建以学习者为中心的知识资源共建共享系统，其 模型如图 1 所示。该模型适用于高校学生学习共同 体协作学习过程，学习者应具有较强的独立学习能 力与团队合作能力，同时具有便利的网络条件。由 图 1 可见，该模型主要包括动态思维导图共建共享 模块、资源向动态思维导图节点的映射机制模块、 资源共建模块三部分，彼此相互联系、相互依赖， 共同支持资源的共建共享过程。