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。

关键词：知识资源；动态思维导图；共建共享；认知发展

一、引言

互联网和信息通信技术高速发展，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。思维导图是可视化技术的一种，本文从用户参与角度构建动态思维导图引导的知识资源共建共享模型，并完成系统开发与验证。

二、研究现状

在国外，2002年，慕尼黑理工大学Fischer等学者基于问题情景验证了将可视化工具作为结构支持对协作知识建构的影响，发现可视化工具不但能够提高学习者的协作努力成就，而且能够更成功地整合学习者的前驱知识到协作解决方案中（Fischer et al.，2002）。2006年，圣加仑大学Sigmar-Olaf Tergan等学者针对目前教育与工作情境中出现的认知负载等问题，采用数字化概念图为桥梁技术整合知识与信息，验证了可视化技术在处理复杂问题与非良构问题上的重要作用（Tergan et al.，2006）。2009年，达姆施塔特工业大学Godehardt针对知识工作者“资源饥饿”问题，提出了情景性可视化支持自主学习模型。该模型利用可视化支持整合信息以情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）。

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“JAVAE-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）。

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用户支持的应用程序等领域。

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。

鉴于此，本文从用户参与共建共享的角度，依据建构主义学习理论所强调的学习是学习者在社会的参与中，通过学习共同体的合作互动去内化有关知识与技能、获得相关情感的过程，以及联通主义学习理论所强调的学习是一个连续的、知识网络形成的过程，在此基础上构建动态思维导图引导的知识资源共建共享模型，并完成系统开发与验证。该研究以学习者共建方式实现资源聚合，无论在动态思维导图的拓展上，还是在知识资源的共建上，都淡化了资源聚合的技术手段，强调资源聚合的方式，将学习者作为资源聚合的主体，充分发挥学习者的集体智慧。同时依据图式理论，强调在知识表征和贮存方式上围绕某一主题进行组织，加强学习者对知识意义的理解，动态思维导图与知识资源都是基于学习者共建，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。