高校课堂知识管理系统的研究与模型构建论文
【摘 要】本研究通过同类产品调研、相关理论分析，结合课堂观察和教师访谈，分析了高校教师对信息技术辅助工具的需求情况，并据此设计了高校课堂各知识管理系统。整个系统模型分为备课模块、授课模块、邮件管理模块、评价反馈模块和网络平台模块，名模块之间可以进行数据传递。教师可以用此系统完成备课、记录课堂教学信息、与学生交互、统计学生成绩、在网站上发布信息等工作。
【关键词】 高校课堂；知识管理；系统模型
一、高校课堂知识管理系统的研究
（一）研究背景与研究内容
国内高校已基本普及了计算机和网络，网上的教育资源也越来越丰富，信息技术已经成为高校教师经常使用的教学辅助手段，但是在使用的质量和深度上都没有达到预期效果。
高校教师在信息技术教学应用中存在的常见问题有：
1. 很多影响教师对学生进行评价、诊断和制定教学决策的课堂教学信息没有被记录下来。
2. 缺乏管理知识的集成化软件环境，不能在备课、授课以及课后的教学环节中连续使用。教师在使用不同的软件工具时，常常由于不熟悉操作环境而降低效率、浪费时间。
3. 缺乏能够提供各种有效的分组和点名策略的工具软件。教师人工分组和点名往往费时费力，影响了教学效率。
4. 使用网络平台发布学习资源的操作比较繁琐，没有统一的规范，不能一次性分类发布资源。
5. 教师进行分数统计时，一般需要使用 Excel等电子表格或数据库软件，这就要求教师花精力去了解专业的数据操作语言和统计分析方法。
本研究的主要内容就是针对以上问题，构建一套高校课堂知识管理系统的模型，帮助高校教师利用信息技术工具进行教学。研究的着眼点是把知识管理的理论用到课堂教学上，结合教学设计和教育评价等理论，探索高校教师在课堂上如何高效地管理及利用知识和课堂信息，提高教学效率，帮助教师全面地评价学生，最终达到促进学生学习的目的。同时本系统还注重提供人性化的系统框架和工具来帮助教师形成良好的教学习惯，提高教师的教学技能。
（二）知识管理系统同类产品调研
本研究对其他领域的知识管理应用软件进行了调研，它们的作用和功能各不相同，但都有本领域的专业特点。
1. 电子政务中的知识管理主要是管理其内部和外部、结构化和非结构化的知识，并对公众和政府办公人员采用不同的知识分类逻辑。
2. 企业领域的知识管理产品主要根据企业自身的特点和内部结构采用了不同的知识管理策略。
3. 教育领域的知识管理产品主要包括图书馆管理系统、网络资源库等教育资源库，以及电子教室、教师管理系统等教学知识管理软件。
4. 个人知识管理软件和网站提供了帮助个人搜集、存储、管理、发布知识和知识源的功能。
电子政务面对的是政府内部工作人员和广大的公众，企业领域的知识管理面对的是企业内部人员和众多的客户，而本研究的内容是构建教师在教学过程中使用的知识管理系统，因此，本系统在帮助教师备课、授课、评价的时候进行的知识管理更类似于个人知识管理；而当教师与学生进行知识交流、知识共享时，就需要参考电子政务和企业中的知识门户，建立教师和学生专门用于发布和交流与课堂教学相关内容的知识管理网站。
（三）相关理论对知识管理系统模型构建的指导
本研究在知识管理、绩效技术、教育评价、教学设计理论的指导下，对高校课堂知识管理系统模型进行需求分析。
1. 知识管理对本系统模型的理论指导
知识管理理论中把知识分为显性知识和隐性知识。教学中的显性知识主要是教材上的学习内容、教案、课堂记录、学生作业、学习成绩等信息，这些是教师备课和讲授的主要内容，也是学习的主要对象，可以用知识仓库、文件管理技术等信息技术手段来处理。而教学中要记录的隐性知识主要是指师生在交互过程中产生的各种知识，也就是学生形成自己的理解后的隐性知识，和从教学活动信息中挖掘出来的知识，如学生的学习心得、从不同的思维角度形成的看法、师生的交流经验、教学技巧、学习技巧等等。通过课堂记录中的描述，可以记录课堂教学过程中与教学相关的重要信息。
知识管理的主要内容就是实现知识共享和知识创新。高校课堂知识管理系统可以获取、整理、存储教师提问、学生回答、小组讨论、成果展示的信息，并且把这些信息放在网络平台上让师生共享。有的信息还可以进行数据挖掘，供教师评价学生、总结教学经验和学习过程中产生的新知识。师生都可以在学习过程中积累自己的个性化知识库，到课程结束的时候都能在知识库中增加大量有价值的知识，并且在网络平台上实现知识共享，在交流中促进学习、进行知识创新。系统提供记录和引导课堂讨论的概念图工具可帮助师生在交流过程中产生思想的火花，进行知识创新。
知识管理的实施过程需要建立有效的激励机制。相对应的，教师对学生也应该采取各种激励措施。
2. 绩效技术对本系统模型的理论指导
高校课堂知识管理系统可以帮助教师调动各种积极因素，提高学生的学习绩效，例如对学生的学习效果给予积极的反馈，增加学生的学习动力等。同时，系统可以在教学过程中为教师提供帮助，提高教师的工作效率，例如提供高效合理的系统帮助文件，帮助教师熟悉系统的功能模块和操作步骤，通过操作过程中的合理提示来帮助教师快速决策。
3. 教育评价理论对本系统模型的理论指导
高校课堂知识管理系统的功能之一就是对学生进行评价反馈，帮助教师对学生进行合理有效的诊断，给予公平真实的评价。利用档案袋评价方法，系统可以记录学生在课堂上回答问题、主动发言、演示成果的情况，以及在课堂知识管理网站上参与小组协作的情况，还可以收集、存储教师和同学反馈的评价意见。同时系统既提供分数和等级的评价方式，也提供描述性的评价结果。
4. 教学设计理论对本系统模型的理论指导
教学设计中的学习者分析是确定学生的认知发展特征、起点水平、认知风格、学习动机等情况，学习需要分析是弄清楚“现状”与“应该达到的标准”之间的差距，再分析资源与约束条件，认定急需解决的问题。教师在使用高校课堂知识管理系统进行课堂记录时，可以参考学习者分析和学习需求分析的维度，方便地记录下学生的知识掌握情况。
教学设计总结和发展了多种教学模式，每一种教学模式都是由不同序列和不同形式的教学活动构成。系统模型可以为课堂讨论、同学发言、小组演示等不同的教学活动提供支持，教师可以根据学科特点，选择相应的引导策略和课堂记录的维度与方式。
（四）高校教师教学中有效知识管理策略的挖掘
本研究使用了观察法和访谈法，以发掘高校教师课堂教学中常用的有效知识管理策略。
在选择观察对象时，笔者查阅了北京师范大学2001~2002学年第二学期本科生对教师教学质量评价的结果，从中选择了其中综合评分比较高的几位教师。所涉及的课程兼顾文科和理科、研究生课程和本科生课程、专业课程和全校选修课程。观察的目的就是找出这些优秀高校教师在使用多媒体教室的各种软件辅助教学时易出现的各种状况，同时观察学生有哪些信息是需要被记录下来的。
本研究的访谈对象是北京师范大学教育技术学院和教育学院的四位教师，主要了解访谈对象在授课过程中需要哪些信息技术的支持，目前使用的技术手段有哪些弊端，在教学过程中会针对课程的内容使用哪些教学技巧和策略。
通过课堂观察和访谈，本研究总结了高校教师的课堂教学技巧，发现其中有一些是非常有效的知识管理策略，起到了帮助教师评价、促进学生学习的作用。这些教学策略包括：1.建立学生档案袋，收集学生的相关学习信息，为教学评价提供了丰富的依据；2.记录师生在教学过程中出现的各种教学情况，形成教学日志，帮助教学评价、反馈和决策；3.为学生提供针对具体问题、具体情景的学习帮助；4.帮助学生在协作学习中共同进步；5.使用激励策略来鼓励知识共享，激发学生的主观能动性和创新能力；6.使用不同的讨论交流模式，鼓励学生发表看法。
教师会使用一些常用的信息技术工具，如思维导图工具、网络教学平台、博客等，来进行知识管理，实际也发挥了很好的教学作用。
二、高校课堂知识管理系统的模型构建
通过对系统用户、同类产品和相关理论的研究，得出高校教师对课堂知识管理系统的基本需求情况，从而构建了本系统的模型。
（一）系统模型的总体框架
高校教师在传授知识的过程中，一般是经过备课、授课、评价反馈、课下交流等环节。针对各个环节，本系统模型设计了不同的模块为教师提供支持。
图1是高校课堂知识管理系统模型的总体框架图。教师登录系统之后，可以进入五个子模块，分别是备课模块、授课模块、邮件管理模块、评价反馈模块和网络平台模块。每个子模块都与后台数据库中的数据表相对应。其中的评价反馈模块可以从备课模块、授课模块和邮件管理模块中调入评价信息，作为评价反馈的基本数据。网络平台模块可以与其他的四个模块进行数据传递，完成数据的导入和导出，这样就可以把教师使用的课堂知识管理系统中的数据，与相对应的课堂知识管理网站中的数据进行交互，为课堂知识管理系统的扩展做好一个接口和铺垫。
（二） 五个子模块的功能设计
1. 备课模块
教师在备课时常用的工具是微软的文字处理、幻灯片等Office套件。在备课模块提供了直接调用这些工具的功能，可以简化教师的操作。教师的备课资料是一个小的文件库，备课模块提供了管理备课资料的文件管理器。备课资料库可以让用户分课程、年级、班级、小组存放备课资料，在备课资料库中可选择显示文件的标题、作者、日期等属性。提供这些属性作为检索项，用户可以快速查询资料。
2. 授课模块
教师在课堂授课过程中，有很多教学环节涉及到学生管理。在授课模块中亦提供了相应的管理功能，教师可以节约相应操作的时间，提高上课效率。
授课模块包括六个方面的功能：
(1)学生信息管理功能：教师可以导入学生名单，按年级、班级管理学生的学号、姓名、性别、年龄、在班级中担任的职务、住址、电话等信息。
(2)点名功能：教师可以记录每次点名的时间、课程、年级、班级，统计答到率、缺课率。
(3)提问功能：可以用击鼓传花的方式选择小组或个人提问，能够设置不同的条件控制循环显示的范围，教师可以对学生的回答进行评分。
(4)分组功能：可以按照不同的分组策略对学生名单进行分组，包括角色分组、手动分组、随机分组、条件分组等；若选择项目分组，则可记录每个小组的项目名称、任务要求、时限、难度等项目属性。
(5)课堂观察记录表功能：教师可以记录学生的学习动机、学习风格、认知结构特点、起点水平等属性；可以记录学习内容的情况，包括学习难点、学习障碍、学习内容安排的不合理之处等；也可以记录学习活动的情况，包括学生汇报、小组讨论、全班学生听讲等。
(6)调用辅助工具的功能：教师可以直接调用思维导图软件、录音软件、计时软件等辅助工具，提高课堂教学的效率。
3. 邮件管理模块
高校师生面对面交流的时间比较有限，提交和批改的作业、个人和小组答疑、课外知识辅导，以及发布班级通知、任务分配等都需要借助电子邮件。教师要处理全班学生的邮件，工作量很大，而且重复性的工作很多。
本系统模型的邮件管理模块提供了收发和管理学生邮件的功能，能够简化很多重复劳动。教师可以建立学生邮箱列表，定制回复模板；可以管理查询学生的邮件，收集作业和提问，按照年级、班级、小组、任务建立子邮箱文件夹；可以保留经典的问题、回答和作业，把这些邮件和回复收藏到备课资料库中。
4. 评价反馈模块
教师对学生进行评价反馈，需要先获得学生信息。在授课和邮件管理模块中有存储了学生的学习资料、课堂表现记录、作业等信息的档案袋。
评价反馈模块的功能主要是根据学生档案袋的资料，帮助教师按照不同的方法统计学生自评与互评、小组自评与互评，以及教师评价的分数，得出小组或个人的总成绩。教师还可以得到学生成绩的总体统计信息，了解全班的学习状况。
5. 网络平台模块
网络平台模块的功能是把备课模块、授课模块、邮件管理模块以及评价反馈模块的教学相关信息发布到课堂知识管理网站上，同时可以下载学生在网站上交流、讨论的信息，还能够保存并分类管理常用教学网站的网址，对浏览器进行安全权限设置。
（三）系统模型的可扩展性
1. 系统模型与课堂知识管理网站的数据传递
课堂知识管理网站是高校课堂知识管理系统的网上发布平台，该平台具有与课堂知识管理系统进行信息互传的接口，两者相互配合可以帮助教师管理教学中的各种信息和知识。
教师和学生可以在网站上记录自己的学习心得、从不同的思维角度形成的看法、交流的经验、教学技巧、学习技巧，还可以在讨论区进行小组或个人之间的交流。班级、小组、个人都有自己的档案袋。学生可以在网络教学平台上发布自己的作品，进行学习交流，浏览课堂知识库中的内容，查阅自己的档案袋，也可以通过网站下载自己的成绩、档案、教师对自己的评价、班级通知等。教师可以发布高校课堂知识管理系统的资料到网站上，也可以从网站下载学生的交流信息、提问信息、小组协作信息等。网站可以记录小组成员在合作过程中的分工、对小组的贡献、参与的时间总量、小组的学习进度、小组交流情况等历史事件。
2. 系统模型与其他信息系统的数据传递
高校课堂知识管理系统涉及到学生信息、学习资料等内容，如果能与相应的学校信息系统建立数据传递的接口，就可以直接导入这些内容。例如：从教务系统中获取学生名单、导出学生成绩等；从学工系统获取学生奖惩、党团关系等信息；从图书馆系统获取专业书籍、报刊、杂志的索引信息；从学校的资源库获取专业资料。
3. 对系统模型的结构化信息的数据挖掘
在高校课堂知识管理系统中收集存储的信息包括学生信息、小组信息、课堂活动信息、项目信息、作业信息、评价信息等。对这些信息进行数据挖掘，可以发现很多关联信息，建立各项信息之间的相关模型，找出数据发展的趋势，为教师提供教学决策支持。例如，分析得出学生的学习成绩分布曲线、成绩与学生年龄的相关曲线、两次成绩的比较曲线等，为教师提供教学参考意见。
三、本系统的特点与不足
本研究构建的高校课堂知识管理系统模型区别于以往同类系统的最大特点，就在于它为高校教师提供了教学过程中大部分环节的信息技术支持，突出了帮助教师进行“知识管理”的功能，同时该模型具有了很好的系统扩展性，便于模型以后的功能扩建。但是，本研究虽然尽量考虑了影响模型构建的各方面因素，但是仍然不够全面，对高校教师使用信息技术进行课堂知识管理的需求分析难免会有所遗漏，需要再进一步地收集并分析用户的数据，以逐步完善该系统模型的构建。
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