在党的二十大报告中,关于“加快建设教育强国”的部署得到突出强调,习近平总书记特别提及“加快建设教育强国、科技强国、人才强国”的重要性,为我国在2035年建设成为教育强国指明了新的发展方向。本文旨在简介知识图谱的基本概念,同时探讨了知识图谱技术在推动高等教育数字化转型中的应用[1-3]。
1 知识图谱技术概述
2 知识图谱在高等教育教学数字化转型中的作用
3 知识图谱赋能高等教育教学数字化转型案例
本部分探讨知识图谱技术在教育数字化转型中的具体应用,总结了以下三个案例。
3.1 教育部重点领域教学资源建设实践
教育部近期启动了人工智能等前沿交叉学科的数字教学资源建设项目。该项目统一架构并建立了教育知识图谱服务平台和教学资源共享服务平台,前者用于构建和持续完善重点学科领域的知识框架,后者负责推动高质量教学资源的协同创建和开放共享应用。这两大平台的联合建设和使用,极大地提升了教学资源的集成配置效率和教学水平,成效显著。
在平台建设中具体应用了知识单元和知识点的概念。例如,对于知识工程相关课程,其包含多个知识单元,对应不同的章节。章节下细分二级单元,二级单元关联具体知识点,知识点作为基本学习单位,通常定义为10~15分钟的视频片段。这种划分有利于帮助教师和学生更好地组织与吸收知识。在平台上,用户可以插入知识单元与知识点,定义其逻辑关系,如先后顺序、并列关系等。此外,知识实体之间还关联对立、同义、影响等丰富的语义联系。
3.2 天津大学专业课程群知识图谱构建平台
天津大学在构建专业课程群知识图谱时自主研发了相应的教育支撑平台。该平台广泛采用图数据库、信息抽取等技术手段,科学组织并展示了不同课程体系之间的知识结构和内在关联,明确反映了课程内容与知识框架之间的精准对应关系。在此基础上,平台实现了新形态数字教材的构建和教学资源的组织,为课程配置的精细化提供智能决策支持。
3.3 “知识森林”智能导学技术研发
西安交通大学和国防科技大学联合承担了科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目,项目团队负责研发“知识森林”智能导学技术。该技术通过构建学科知识图谱,理解和组织教学资源中的结构化知识,用于对学生在线学习过程进行主动建议和个性化学习路径规划,构建虚拟导师和助教,理解用户学习需求,提高教学效率。作为项目的一部分,团队还构建了i-Learning在线教学平台,为软件工程等学科建立知识图谱。平台支持教师基于知识图谱构建和组织在线课程,选用合适的教学资源,同时为个别学生自动生成适合的学习路径。此外,学生还可以与虚拟导师和助教进行交互式问答,加强对知识点的理解[7]。
这些知识图谱及其在教育教学数字化转型中的若干应用案例,展示了其具有极大的潜力,预示着未来知识图谱在赋能高等教育教学数字化转型的广阔应用前景。
参考文献
[1] 彭泽平.加快建设教育强国的实践要点[J].人民论坛,2023(22): 58-60.
[2] 怀进鹏.加快建设教育强国(认真学习宣传贯彻党的二十大精神)[N].人民日报,2022-12-21(9).
[3] 李永智.中国智慧教育蓝皮书(2022)[M].北京:中国教育科学研究院,2023.
[4] 王鑫,赵翔,王昊奋.知识图谱[J].中国计算机学会通讯,2022,18(7): 92-93.
[5] 赵翔,田锋,唐九阳.大数据知识工程赋能教学评管[J].中国计算机学会通讯,2023,19(7): 23-29.
[6] 郭文革,黄荣怀,王宏宇,等.教育数字化战略行动枢纽工程:基于知识图谱的新型教材建设[J].中国远程教育,2022(4):1-10.
[7] 郑庆华,刘均,魏笔凡,等.知识森林:理论、方法与实践[M].北京:科学出版社,2021.
赵翔 国防科技大学大数据与决策实验室 |