有关知识地图的目的, 实现方法和实际效用的资料收集

原始需求 "可汗学院的知识地图可以解决什么问题, 具体是如何解决的, 为老师和学生带来了哪些好处"? 提交物要求 100 页以上的 可供填充演示 PPT 的资料. 请 @pimgeek

1 首先收集一大批与此主题相关的资料. 作为填充 PPT 的资料单元 2 再按照 [概述] [目的] [实现方法] [实际效用] 分出几个小 issue, 分门别类地归总这些资料单元.

[概述]

A Bold New Math Class - Salman Khan and Elizabeth Slavitt

March 2013 | Volume 70 | Number 6 Technology-Rich Learning Pages 28-31 http://podcast.rcstn.net/groups/stem/wiki/43036/attachments/2050d/A%20Bold%20New%20Math%20Class.pdf

Khan Academy offers just what students need—the opportunity to learn at their own pace.

On the edge of an urban high school campus, in a large room that looks more like an open-plan design studio than a traditional classroom, 200 students sit at desks or on beanbag chairs, studying math. Many work quietly on their own or with a few peers nearby, their laptops fired up in front of them. In a breakout room off to the side, a boisterous group of teenagers works together while others listen attentively as their teacher explains quadratic functions. Across the way, in a smaller room that resembles a typical high school classroom, a dozen students take assessments to demonstrate their comprehension of specific concepts.

It's a typical day in math class at Summit San Jose, a socioeconomically and ethnically diverse charter school where 9th and 10th graders study math together, largely freed from the artificial separations that divide students into grade levels. Students study concepts as basic as those typically taught to middle school students and as complex as those ordinarily studied in 11th or 12th grade. Students use online resources, including Khan Academy, to learn at their own pace. A team of seven educators designs and refines the curriculum, teaches tailored seminars, works individually with students, and checks students' progress through data and regular in-person meetings to facilitate a successful, multilevel, mixed-age math class. ...

Student Usage Demo

图片见 PDF 文件

Above left, three 6th grade boys from Eastside College Prep in East Palo Alto, California, use Khan Academy material for a self-paced curriculum. Above right, Sal Khan visits a 7th grade classroom using Khan Academy at Egan Middle School in the Los Altos, California, School District. Below, 8-year-old children in a Mongolian orphanage learn math on Khan Academy.

PHOTOS COURTESY OF KHAN ACADEMY

不只是针对可汗学院啊:)

了解了, 这个补充说明很重要. 我可以把范围再扩大一些.

而且，可以扩大到，充分利用手机、平板等移动工具，可提供“随时随地参考“的可能性。毕竟传统的电脑、笔记本电脑，不容易随时都带到各种实践场合使用。这或许本身，就可以提炼，作为一个场景吧。：）

经过扩大搜索, 发现可汗学院的 Knowledge Map 并不是我们即将推广的 Knowledge Camp 的典型实现, 有相关学习者的评论为证. 换句话说, 可汗学院的 Knowledge Map 的媒体噱头更大些.

但我并未对此感到失望: 因为我们要做的产品, 更贴近于维基百科上记载的 Cognitive Map(中文名为认知地图). 有一则更简短的中文解释,可以在几秒钟内了解其本意認知圖-Cognitive Map-2002年2月-環境科學大辭典

認知圖形成(cognitive mapping)是由一系列的心理轉化所組成的過程；個人藉此獲取、密碼化、儲藏、回憶及譯解與其日常生活空間環境中各現象的相關位置與屬性有關的資訊。而意象及認知圖則為此等資訊所轉換成的、具體化可供個人辨識、理解及參考用的精神圖像。環境知覺及認知均常具體化為意象或認知圖，進而影響到人的行為。

在一般非文字阅读型学习中, 尤其是职业实操技能的学习过程中, 如果能成功建立这种 "Cognitive Map, 或认知地图", 则能确保学生的学习效果.

循着 Cognitive Map 的方向搜索, 找到了一篇比较实用的中文文章,

“知识可视化”方法在初中英语教学中的应用研究 (北京市苹果园中学分校)

http://pzfx.sjsedu.cn/tabid/7409/InfoID/33319/frtid/7431/Default.aspx

人类从外部世界获取信息的主要方式是通过视觉，研究表明，在接受信息的渠道进行分析，83%通过视觉，由此可以发现视觉是接受信息的主要渠道。“知识可视化 (Knowledge Visualization)方法用视觉表征手段”，[9]用图解方式清晰的呈现知识，促进了吸收与传播。促使学习者在短时间内从总体上把握知识、持久记忆、灵活运用。知识可视化在教学活动中大有用武之地。它不仅有助于教学信息的呈现和传递，还有助于学生将教学信息重构为自己的知识;不仅可以实现显性知识的传递，还可以实现隐性知识的传递;不仅能够创建知识，还能够帮助学生进行认知与协作，在教学中利用知识可视化能帮助学生建立知识线索，发现知识之间的联系，使之顺利完成知识的重构。有利于提高学习效率和增强学生记忆能力，提高学生英语综合能力，增强学生的立体思维能力与创新能力，[11]增强学生的总体规划能力，提高学习兴趣和培养自学能力等。

沿着 Cognitive Map 方向进一步探索, 发现的有利证据

http://118.145.16.217/magsci/article/downPDF?id=6043735

最早的对于成功的专家解决问题的胜任特征的研究是在北京手表厂多工位联动机的诊断活动的现场实验中进行的。作者认为，为了探索诊断生产活动的专家经验，可以采用先建立物理模型（能够模拟生产过程设备常见的问题的模拟器），然后呈现相关的问题情境，通过专家与物理模型所呈现的问题情境交互作用的过程分析，并记录专家在解决问题过程中的口语报告的内容，然后，应用模糊评判法和汇编栅格法（Repertory Grid Methods）对于这些内容进行因果决策分析，就建立了反映专家解决问题的心理模型。这项研究成果被用于后来的心智技能模拟培训法，在手表生产线的技术工人培训中取得显著效果，研究中发现的认知地图（Cognitive Map）成为后来验证培训有效性的有效工具[5,6]。

后来，依据心智技能模拟培训法的基本原理和方法，本研究选择手表、制糖、造纸、制笔、眼镜制造、车工、汽车驾驶、石油、钻井等行业作为推广试点，各行业的推广实验结果表明：心智技能模拟培训法是一项在各行业有普遍适用价值的培训理论和方法，有助于提高员工素质，并取得了明显的经济效益和社会效益，并被亚太经济合作组织评选为“样板培训模式”[6,7]。 相关参考文献如下

[5] 时勘, 徐联仓等. 高级技工诊断生产活动的认知策略的汇编栅格法研究. 心理学报, 1992, 24(3): 288~296 [6] Shi K, Wang X C. A Research of Psycho-simulation Training on Modern Operators. In: Proceedings of the Second Afro-Asian Psychological Congress. Beijing: Peking University Press, 1993. 156~159 [7] 时勘. 心理模拟教学简介. 心理学动态，1991, 1: 87~91

近年来，我从国外引进了汇编栅格方法，这是用于对人的个性特点进行分析的一种新的方式，它反映了计算机科学技术和数学方法对心理学的渗透。它既不像问卷法那样直来直去，即提出问题让被试回答，又不像心理测验那样规定一套硬性标准以衡量所有的被试。汇编栅格法采用一些启发性问题，让被试自己引出一些元素，而后要求他选择，并说明自己选择的原因。然后，研究者通过专用的计算机软件包就可以绘制出“认知地图”，它能说明被试在解决某些认知任务时主要从哪些方面考虑，不同的问题与这些主要因素的关系。在国外，这种方法多用于人格研究和一些态度研究，如消费者心理的测量。时勘博士在员工培训研究中，成功地把这一方法用于人机系统中人的认知过程的分析和描述，并作为一种科学的评估手段为培训成效提供依据.

另一篇综述文章, 虽然对我们向客户展示 KC 产品这件事没有直接帮助, 但它明确指出了多种易混概念之间的可能的区别.

知识地图相关概念辨析及其研究进展唐钦能/高峰/王金平 2012-11-16 16:07:39 来源：《情报理论与实践》(京)2011年1期

http://old2013.cssn.cn/67/6702/201211/t20121116_86802.shtml

知识经济时代，知识已经成为组织中继物质资源及人力资源后的又一重要资产。组织如何对内部现有知识及外部知识进行有效管理并不断创新已成为组织知识管理的重要课题。知识管理就是组织对知识的获取、传递、共享、传播和创新的过程，其目的是在整个知识管理过程中将最恰当的知识在最恰当的时间传递给最恰当的人，以便其能够利用这些知识作出最恰当的决策[1]。组织知识管理的有效实施离不开信息技术的支持，而知识地图就是利用现代信息技术对组织知识进行管理的有效工具之一。

1 知识地图的由来和相关概念辨析

无论是从决策支持、信息导航等功能方面还是从资源共享、教育培训、信息检索等应用领域来看，知识地图的本质都是作为知识管理领域的一种工具与技术。知识地图的概念最早由情报学家布鲁克斯(B. C. Brooks)在其经典著作《情报学基础》中正式提出[2]。布鲁克斯提出的“知识地图”主要是指人类的客观知识，他认为人类的知识结构可以绘制成以各个知识单元概念为节点的学科认识地图。而目前对知识地图的定义多是从信息组织和知识管理的角度进行。Davenport和Prusak认为知识地图具有索引的功能，标示出组织中知识的位置，但是无法直接取得知识的内容。当组织成员需要某项专业知识时，可通过知识地图的指引，找到所需的知识[3]。Vail指出在组织内推行知识管理时，知识地图具有增加和扩大组织智力资产的功能，他将知识地图定义为：“可视化地显示可获得的信息及其相互关系，它促使不同背景的使用者在各个具体层面上进行知识的有效交流和学习。在这样的地图中包括的知识项目有文本、图表、模型和数字”[4]。其他文献中对知识地图的定义大体上与以上定义相似或重叠。而台湾地区的研究者们有时也将知识地图叫做知识分布图或知识映射图，相应的英文均为"Knowledge Map"。

在对知识地图的研究和实际构建过程中，笔者发现：知识地图与知识图谱、主题图和概念图之间存在一定的联系与区别，如不对它们进行辨析和界定将会给研究者带来一定的困惑及造成概念使用时的混乱，目前国内外文献尚未对该问题进行系统全面的分析。下面将基于文献研究的基础上就知识地图与它们之间的联系与区别进行阐述。

另一篇比较 贴近一线教学和培训工作实际 的系列文章:

http://cq.edulife.com.cn/school/cqdd/FullText-94201.html

移动阅读的认知负荷来源分析 (注: 我们平时团队内讨论中常说的认知压力, 很可能与这个概念相关 @ben7th)

和传统的纸质阅读相比，移动阅读的认知负荷主要来源于两个方面：所使用的电子阅读材质和移动设备的技术特性。

（一）电子阅读材质导致的认知负荷问题和纸质阅读材质相比，电子阅读材质会让电大远程学习者产生更高的认知负荷[9]，特别是当电大远程学习者以学习为目的，通过综合、比较或分类的方法从文本中获取和加工信息时。心理学研究指出，电大远程学习者在阅读过程中常常会对一些特定文本的空间位置创建心理表征，并通过这些空间位置在不同文本片段之间进行导航[10]，电大远程学习者在大脑中产生的这种空间位置布局被称为认知地图（Cognitive map）[11]。Li等的研究指出，电子阅读让电大远程学习者很难构建认知地图并进行有效的导航[12]。电大远程学习者使用纸质书籍阅读时，对特定文本的绝对位置（具体页码）更加敏感，也会在记忆中创建相对位置（如书本的前1/3处）线索，同时他们还可以通过折页、画线、写注释、做标记等方式人为地创建一些空间记忆线索，都有助于认知地图的构建。而在使用电子书籍阅读时，很难产生相对位置的概念，也很难发现或创造上下文线索和空间记忆线索，增加了构建认知地图的难度。另外，电子阅读环境下电大远程学习者需要更多的交互性操作完成导航，这些不利条件都增加了电大远程学习者的外部认知负荷。

（二）移动设备技术特性导致的认知负荷问题

移动设备的可视区域通常较小（智能手机3-5英寸，平板电脑5-10英寸），纸质阅读材质的一页（A4幅面）或电子阅读材质的一页（笔记本电脑12-15英寸，台式机20英寸以上）在移动设备上不得不被拆分为多页显示。由于信息被分离显示在不同的页面，原有的页面布局和信息结构（过程、对比、列举和分类）可能被破坏，信息材料的内部组成成分从显性的作用关系变为隐性，信息呈现方式的改变增加了电大远程学习者的外部认知负荷。为恢复这些信息结构，电大远程学习者在阅读过程中不得不通过工作记忆整合信息，并且进行额外的页面间导航操作，进一步增加了电大远程学习者的外部认知负荷。另外，页数的增多和移动设备交互方式的局限性（触控式交互难以提供鼠标滚轮或键盘上Home 和 End 键那样的导航功能）使得构建认知地图和导航操作变得更加困难。

上面讲的都是数字化学习的痛点，接下来会讲到解决的思路。(我所谓的可伸缩教程 gosol <目前由 @kaid 尝试做原型开发中>, 恰恰是既有 Overview 又有 Detail，而且力求保留上下文线索设计. 这点与下面的内容不谋而合)

信息可视化技术（Visualization technique）

信息可视化技术将信息转化为交互的、可视化的表示形式，增强人们对复杂信息的认知能力，应用领域十分广泛。电子阅读领域的信息可视化研究主要集中在文本导航和信息呈现，常用的可视化技术包括：Overview + Detail 界面技术和扭曲界面技术[22]。

Overview+Detail界面技术是一种有效的文本导航方式，能改善电大远程学习者的满意度和效率[23]。很多阅读软件中都采用Overview+Detail界面，这种技术为电大远程学习者提供一个全部文本信息的整体性视图（Overview），视图中文本页面以缩略图的形式显示出来（例如Microsoft Powerpoint中左侧的大纲/幻灯片导航），电大远程学习者可以点击缩略图快速进入相关页面（Detail）。扭曲界面技术能在有限的显示空间中展现更多的文本信息，为了适应有限的显示空间，文本中只有最重要的部分是可读的，其他部分则被缩小并且难以阅读[24]。扭曲界面技术为电大远程学习者提供了一个整体性视图，并让电大远程学习者把注意力集中在重要部分，同时又保留了上下文线索，当然电大远程学习者也可以通过交互将那些缩小的部分放大后阅读。重要部分的定义可以根据电大远程学习者的操作（例如：鼠标点击），也可以根据文章的结构属性。

再往深处走下去, 能发现一些国内的相关研究成果-认知地图在双语教学中的应用研究, 而且是与计算机编程教学直接相关的成果.

二、认知地图在双语教学中的应用设计说明

在课程准备阶段，考虑到要对学习者的现状进行分析，因此我们设计用云状的图形来表示学习者应该具有的先行知识，并用概括词对其进行标注，以表示学习者在进入到简单类型的学习中时，应该提前以经掌握到一些常见的简单类型以及它们的定义与使用方法，也可以激发学习者对以前内容的知识回顾与复习，从而加深学习者对这类型知识的理解。

在课程引导阶段，该认知地图采用了教材中的一种好的引导形式，不仅要解释什么是原子（简单）类型，而且也要解释什么类型不是原子类型（结构类型或枚举类型等复杂类型）。这种呈现方法一方面可以让学习者对简单数据类型能有更深的理解，另一方面对于为结构类型与枚举类型的学习也能作一个引导，使学习者在学习中始终能联想到三种类型的存在，为后续的学习打下了伏笔。这种相反概念的呈现方式在图中用红色框以示区别，使学习者能一眼就认出两种概念的关系。

在课程内容分类方面，通过对简单类型的介绍，我们可以看出从认知地图中有两个大枝流从该节点流出，表示本章内容将被分为这两大类内容。一类是对内建数据类型的更深的理解与说明，在内建数据类型中，又将其分为两小类，数据类型的说明和对不同数据类型之间进行操作的操作符的介绍。另一类则为用户可以自定义的数据类型“枚举类型“。根据人的从左至右、从上至下的浏览习惯，本文在绘制认知地图时将内建数据类型的方位绘在自定义类型的左面，是用来表示了在课程内容学习过程，建议学习者首先对内建数据类型进行学习，然后再去学自定义类型。

在课程教学中，考虑到程序语言的教学特点，本认知地图采用了目标任务驱动法来作为整个课程的教学方法。首先以一个完整的程序进行展示，使学习者首先能看到一个完整的目标程序的运行（即这节课学习完后，我们也能编写一个这样的程序），这种做法对于学习者来说，可以使学习者心中有一个明确的了学习目标，并且能激发学习者的学习兴趣。然后通过对程序的讲解把学习者带入到对本章内容的学习当中，使学习者在不知道不觉中完成对地图下方知识节点的学习。在该认知地图中，为了加深学习者对一些知识的理解，本文在认知地图中还采用了错误跟踪法来增加学习者探究的好奇心，使教师在教学中与学习者在一同找出问题所在的过程中学完地图下方的知识节点。这种错误点在地图中用红色箭头标示

考虑到教学中的重点难点，认知地图有两种表示方法，一种是将汇入流多的节点认为是难点，汇出流多的认为是重点。另一种则是通过认知地图的区域的方式来将其标示出来，如图5.1中的红色透心方框所示区域，将浮点型在内存中的存储方式标示为教学中的难点，而将各种操作符的优先级别、不同数据类型操作中遇到的类型转换以及自定义类型“枚举类型”作为教学中的重点，这种以地图的形式表示的重点难点使学习者一眼就可以看出在学习过程中，哪些地方需要呆的时间长些，哪些地方需要劳记并认真记录。

教学过程的完成效果通常是根据对学习者进行的评价来确定的。通过评价，学习者能够对自己的学习过程有一个了解，可以知道自己学习目标任务的完成情况，好的学习效果不仅可以增加学习者的成就感，而且也可以激发学习者对后续知识的学习的兴趣。本文中的认知地图是以目标任务的方法来驱动学习的发生的，因此在地图的的末站都会有向回流的箭头来返回到最初的目标程序节点。通过目标程序来测试学习者是否完成了教学中所涉及到的目标任务。本地图中首先通过让学习者在没有计算机的情况下判断project1的运行结果，并说明其该结果产生的原因，来测试学习者是否能真正的理解各个程序语句的语义。其次通过对红色箭头所标示出错的位置，使学习者能够找出程序运行出错的原因，并能调使以使程序正常运行出结果，来测试学习者的探究能力与自我问题的解决能力。另一种测试评价方法就是教材中案例说明，让学习者通过编写案例来加深学习者对语言程序35的理解与掌握程度，以至达到学以致用的效果。

认知地图的总结说明

无论是从语言学习上，还是在学科知识的获取方面，双语教学的特殊性决定了它需要某些工具与方法来减轻学习者的认知压力及提高认知效率。认知地图作为知识可视化工具的一种，一方面它将烦琐的知识结构与学习思路从复杂的语言环境中摘录出来，以简化的图式呈现给学习者，使学习者在学习学科知识时可以减少语言带来的一些约束，从而快速对学科知识建立一种概要框架。另一方面它将复杂的语言内容简化处理，让学习者，再将这些简化的节点还原成复杂的语言内容，在还原的过程中，学习者将脑中这些简化的节点作为知识固着点，然后向外进行扩展，更有利学习者对复杂内容语言的理解，从而既加深了知识的学习，也加快了对语言知识的理解。

今天时间不足了, 我只能再提供最后一篇文章. 这个似乎是讲隐形知识显性化的, 也是围绕 Cognitive Map 来说的. 我在这方面研究成果的阅读积累明显不足, 从今天开始要持续投入地去粗略阅读(skimming).

http://www.arcom.ac.uk/-docs/proceedings/ar2008-279-288_Boonyanan_et_al.pdf

The well regarded Nonaka and Takeuchi’s (1995) knowledge conversion model as shown in Figure 1 can be used to understand how knowledge is created, used and managed through the dynamic interaction of tacit and explicit knowledge using four distinct processes/stages.

Figure 1: Four Stages of Knowledge Conversion

At the Socialisation stage, all project team members are expected to share and contribute ideas, values or emotions (Nonakaand Takeuchi 1995: 8) to create tacit sympathized knowledge. Dialogue and discussion among the engaged parties at the Externalisation stage will create three types of explicit ‘hard’ conceptual knowledge: technical, procedural and organisational (Kasvi et al 2003). Moreover, relational process executed at this stage through three tangible managerial actions: recognition, participation and symbolism (O’ Reilly and Chatman in Hartmann 2006) also initiates the first significant types oftacit ‘soft’ knowledge: culture, values and norm at organisational level. The second types of soft knowledge are mental models that are composed of meaning, temporal identity and the sense of belonging to a new community (Wenger 1998) are usually developed at personal level through two consecutive steps: reflection and inquiries. New knowledge has to be appropriately captured and articulated as explicit systemic knowledge at the Combination stage. The application of systemic knowledge to complete the tasks as well as the retrospective reflection and sensemaking (Weick, 1995) ofthe newly acquired experiences will create tacit operational knowledge in each ofthe team members’ cognitive map at the Internalisation stage.

收敛并提炼，形成具体的场景吧

advancer-zz / mindpin-KnowledgeCampStory