基于智能教育的高校在線課程知識圖譜構(gòu)建研究

1、 基于智能教育的高校在線課程知識圖譜構(gòu)建研究 Summary：隨著我國在線課程的快速發(fā)展和國家對智能教育發(fā)展任務的提出，如何推進人工智能與高等教育之間的深度融合，加速高等教育從數(shù)字化、網(wǎng)絡化向智能化躍升，提升在線課程建設質(zhì)量，促進高等教育創(chuàng)新發(fā)展，已經(jīng)成為高等教育領域的全局性、長期性、戰(zhàn)略性問題。作為人工智能與高等教育之間深度融合的重要載體，在線課程知識圖譜是智能教育發(fā)展的核心影響因素。該文分析了智能教育的基本內(nèi)涵、智能教育與知識圖譜的緊密關系，總結(jié)了高校在線課程資源建設問題，闡述了高校在線課程知識圖譜構(gòu)建的必要性和緊迫性。最后，在分析在線課程知識圖譜基本特征基礎上，提出了高校在線課程知識圖譜

2、構(gòu)建路徑，以期為在線課程建設與智能教育發(fā)展提供有益的參考和借鑒。Key：智能教育;知識圖譜;在線課程;高等教育：G434 ：A：1006-9860（2021）0123-08“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)推動高等教育領域的智能化發(fā)展，為教育現(xiàn)代化提供動力與支撐，為高等教育創(chuàng)新發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)”。自2017年，新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃中國教育現(xiàn)代化2035等文件相繼出臺，支持智能教育發(fā)展，推進人工智能與教育深度融合，促動學習環(huán)境、教學方式、教育管理與評價等方面變革。知識圖譜是人工智能的基石，提供了一種結(jié)構(gòu)化的

3、語義知識網(wǎng)絡，能夠有效地支撐知識的表示、存儲、搜索、抽取、挖掘、融合、推薦、問答、解釋與決策等智能服務2-4。構(gòu)建教育知識圖譜，推進知識圖譜與教育領域的高效融合，夯實智能教育發(fā)展的基礎設施，支撐開放、個性、精準的教育服務，是人工智能與教育深度融合的前提和基礎。作為教育知識圖譜的基本單元，在線課程知識圖譜是教育知識圖譜建設質(zhì)量的根本保障，是智能教育發(fā)展的核心影響因素。在疫情之下，“停課不停學”工作實施反映出智能教育的需求和混合式課程的要求，凸顯了在線課程資源建設的重要性與緊迫性，呈現(xiàn)出在線課程資源科學快速、高質(zhì)高效建設的倒逼態(tài)勢。在此態(tài)勢下，面對智能教育發(fā)展任務，以學生發(fā)展為中心，在線課程資源建

4、設質(zhì)量提升成為高等教育亟待解決的重要而又急迫問題。本文依據(jù)智能教育的基本內(nèi)涵，探索知識圖譜與在線課程之間的融合，奠定基于網(wǎng)狀語義結(jié)構(gòu)的專業(yè)知識建構(gòu)基礎，充分發(fā)揮知識圖譜的優(yōu)勢，提升在線課程資源建設質(zhì)，強化高校在線課程在智能教育發(fā)展中的支撐保障作用。一、智能教育概述（一）智能教育基本內(nèi)涵為了推動人工智能與教育深度融合、為教育變革提供新方式，我國持續(xù)出臺政策文件，提出智能教育發(fā)展的重點任務、戰(zhàn)略任務以及應用示范任務。2017年，國務院發(fā)布新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃（以下簡稱規(guī)劃）。規(guī)劃從教育體系、智能校園、學習教育平臺、教育分析系統(tǒng)、教育環(huán)境與服務等方面，提出了智能教育發(fā)展的重點任務5。2018年，教

5、育部發(fā)布高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃（以下簡稱計劃），并在“基本態(tài)勢”部分提出了以智能技術(shù)為支撐的人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新、教學方法改革、教育治理能力提升，構(gòu)建智能化、網(wǎng)絡化、個性化、終身化的教育體系;進一步地，計劃從智能校園、學校治理、學習平臺等方面提出了智能教育發(fā)展的重點任務，并從智能教育的發(fā)展策略與標準規(guī)范、人工智能技術(shù)與教育相關主題的融合路徑和方法以及智能化教育云平臺等方面，明確了推動智能教育應用示范的任務。2019年，國務院發(fā)布中國教育現(xiàn)代化2035，從智能校園、人才培養(yǎng)模式、教育服務業(yè)態(tài)、教育治理方式等方面提出了智能教育的戰(zhàn)略任務”。目前，智能教育的內(nèi)涵得到了一定的探討，但尚未形成統(tǒng)一的認

6、識8-9?？v觀智能教育發(fā)展的相關表述，智能教育屬于“人工智能+教育”范疇，是以學生發(fā)展為中心，以人工智能與教育的深度融合和創(chuàng)新發(fā)展為支撐，以在線知識資源為根基，具有現(xiàn)實空間和網(wǎng)絡空間相協(xié)調(diào)、相融合的特征，具備開放、個性、精準的教育服務體系，滿足靈活、多樣、開放、精準、終身的個性化教育需求的教育新業(yè)態(tài)。智能教育主要涉及教育教學和學校治理兩方面。在教育教學方面，利用人工智能與人才培養(yǎng)模式、教育管理、教育評價、教育科研、教學模式、教學內(nèi)容、教學方法的融合路徑和方法，形成智能化、網(wǎng)絡化、個性化、終身化的新型教育體系。在學校治理方面，通過人工智能技術(shù)的全流程滲透融合，推進組織結(jié)構(gòu)和管理體制的變革，優(yōu)化運

7、行機制和服務模式，形成智能性、開放式、一體化的教育服務環(huán)境，實現(xiàn)精準化分析、科學化決策和精細化管理，提升學校治理能力。（二）智能教育與知識圖譜知識圖譜是人工智能技術(shù)突破性進展的重要組成部分。作為“人工智能+教育”驅(qū)動下的教育新業(yè)態(tài)，智能教育必然與知識圖譜存在著緊密聯(lián)系。2012年，知識圖譜的概念由Google提出。近年來，知識圖譜成為人工智能領域的研究熱點2-14。根據(jù)知識范疇的差異，知識圖譜分為行業(yè)知識圖譜和通用知識圖譜。前者面向特定的領域，如：教育知識圖譜、醫(yī)療知識圖譜、金融知識圖譜等。后者具有大眾性，不面向特定的領域，屬于百科型知識圖譜，如：YAGO、Frebase、知心等。兩類知識圖譜

8、存在著相輔相成關系。例如，前者可以為后者提供特定領域的知識，擴充后者的知識儲量，提升知識質(zhì)量。后者可以為前者提供其他相關領域的知識，完善前者的知識覆蓋面，提升知識服務能力。作為一種行業(yè)知識圖譜，教育知識圖譜是智能教育發(fā)展的基石5。借助教育知識圖譜，重構(gòu)知識之間的鏈接關系，形成學科專業(yè)的網(wǎng)狀知識體系結(jié)構(gòu)，能夠有效支持靈活、精準“教”與個性、終身“學”。目前，一些研究者開展了教育知識圖譜的相關研究。李振等人剖析了不同視角下教育知識圖譜的內(nèi)涵，提出了教育知識圖譜的分類和構(gòu)建技術(shù)，并從教育大數(shù)據(jù)智能處理、教育資源聚合、教學實施等方面闡述了教育知識圖譜的應用前景。侯霞等人以知識圖譜為基點，以協(xié)作式開放在

9、線教程（CollaborativeOpenOnlineCourse，COoC）為對象，提出了在線教學資源建設模式。吳鵬飛等人針對學習資源的語義化組織問題，提出了一種學習資源語義關聯(lián)關系模型，探尋了教育知識圖譜的構(gòu)建途徑8。在課程知識圖譜的構(gòu)建方面，張萌提出了關聯(lián)課程數(shù)據(jù)的概念以及課程知識圖譜的模式層組織方法與數(shù)據(jù)層的處理方式19，蘇翔提出了特定課程的知識圖譜構(gòu)建流程以及語義檢索實現(xiàn)過程20?？v觀現(xiàn)有的研究與實踐情況，在線課程知識圖譜的構(gòu)建存在著一定的不足。一方面，目前，開放共享模式、多學科多元化視角下知識建構(gòu)水平不高。例如，知識建構(gòu)忽略了學習者的基本信息（如：專業(yè)、年級、地域、民族等）以及課程

10、之間的知識交融貫通。另一方面，知識圖譜不僅包含顯性知識，而且更應涵蓋隱性知識，以便充分發(fā)揮對智能教育的支撐作用。例如，課程知識圖譜不僅涉及課程所含的顯性知識，而且更要涵蓋學生學習過程所產(chǎn)生的隱性知識（如：學生個體/群體的知識點掌握程度與學習效果特征、學習路徑規(guī)律、學習群體動力作用等）。另外，知識圖譜的構(gòu)建是一種動態(tài)、螺旋式上升的過程。隨著新知識的加人或其他知識圖譜的并人，現(xiàn)有的課程知識圖譜得到迭代式擴充與完善?，F(xiàn)有的一次性、靜態(tài)式知識圖譜構(gòu)建制約著在線課程的建設質(zhì)量與實施成效。因此，依據(jù)知識圖譜的構(gòu)建技術(shù)框架2”，結(jié)合智能教育的基本內(nèi)涵，提升在線課程知識圖譜的構(gòu)建質(zhì)量，為智能教育發(fā)展提供堅實支

11、撐與可靠保障，對于加快智能教育發(fā)展具有十分重要的意義。二、高校在線課程資源建設的問題（一）疫情背景下在線課程實施情況在新型冠狀病毒感染肺炎疫情（以下簡稱為疫情）背景下，我國高等教育經(jīng)歷了一場前所未有、超大規(guī)模的在線教學實踐。教育部吳巖司長認為：“我們要把眼光放長遠，讓思想變深刻，抓住機遇、主動求變。充分運用疫情期間我們掀起的改變了教、改變了學、改變了管、改變了形態(tài)的學習革命，來推動高等教育人才培養(yǎng)的質(zhì)量革命22;并指出：“我們再也不可能、也不應該退回到疫情發(fā)生之前的教與學狀態(tài)，融合了互聯(lián)網(wǎng)+智能+技術(shù)的在線教學已經(jīng)成為中國高等教育和世界高等教育的重要發(fā)展方向”23。上述講話是在疫情期間大規(guī)模在

12、線教學實踐之際，為高等教育提出了“學習革命來推動質(zhì)量革命”的重要命題，為高等教育指明了以“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”技術(shù)融合為驅(qū)動力向教育新業(yè)態(tài)快速轉(zhuǎn)變的發(fā)展方向。在未來高等教育發(fā)展過程中，作為在線教學的核心元素，高校在線課程將不再是常態(tài)課程的補充，而是成為以在線知識資源為根基的常態(tài)課程，助力“從傳授知識為主向培養(yǎng)能力為主”的課程變革，適應上述的重要命題與發(fā)展方向。面對疫情影響，為確?！巴Ｕn不停教、停課不停學”順利實施，我國教育工作者采用了多種的課程實施途徑。這里以我校2019-2020學年春季學期為例。在2020年3月2日-7月12日（共計19周）期間，學校面向139個教學班，采用在線教學模式，開

13、課454門、約22.66萬門次，參與教師678名、約1.88萬人次，參與學生9918名、約188.46萬人次。從“在線課程資源是否已經(jīng)具備”的視角下，在線課程實施包括下述三種途徑。在沒有適用的在線開放課程資源支持情況下，通過課程資源的自建，輔助直播課程實施;在依托在線開放課程平臺情況下，直接使用現(xiàn)有的在線課程資源，完成在線課程的實施;采用基于直播課程與在線開放課程相融合的混合式課程形態(tài)，將現(xiàn)有的在線課程資源融入在線直播課程的實施過程。調(diào)研結(jié)果顯示：81.21%的學生喜歡混合式課程形態(tài)，79.27%的學生認為教師及時適當分享和推送課程資源，能夠有效地促進學習效果的提升。通過教學質(zhì)量信息的反饋與總

14、結(jié)，上述情況的主要原因在于：混合式課程形態(tài)沒有“脫離”本校授課教師;在豐富、適用的課程資源支持下，通過課程教學設計與課前、課中、課后等互動環(huán)節(jié)，教師能夠有效地組織學習過程，指導資源使用，幫助知識梳理，剖析重難點知識。另外，調(diào)研結(jié)果顯示：知識資源的獲取便捷性不強，在線課程資源的適用度不高，學習過程的協(xié)作、指導與幫助不足，有效學習的時間不足，自主學習的意識和能力不強，學校的實際學習環(huán)境脫離，是在線課程學習效率的主要影響因素，也是直播課程居多、混合式課程受歡迎的主要原因。上述的在線課程實踐情況與調(diào)研結(jié)果反映出學生對智能教育的需求以及混合式課程的要求。未來的在線課程建設應樹立“以學生發(fā)展為中心理念，遵

15、照智能教育的內(nèi)涵，以在線知識資源為根基，搭建現(xiàn)實空間和網(wǎng)絡空間相協(xié)調(diào)、相融合的學習環(huán)境，提高資源的適用度及其獲取的便捷度，保障混合式課程實施，助力教師由支配者、灌輸者向指導者、幫助者、組織者和促進者的身份轉(zhuǎn)變，提升學生學習過程的主動性和創(chuàng)造性，促進深度學習，保障學習質(zhì)量和效率，滿足靈活、多樣、開放、精準、終身的個性化教育需求。（二）知識圖譜視角下在線課程資源建設問題隨著教育信息化建設的推進力度不斷加大，我國優(yōu)質(zhì)在線課程資源得以迅速豐富，并被納入中國大學MOOC、學堂在線等在線教育平臺，形成了多學科、開放式、在線性、大規(guī)模的課程資源建設業(yè)績。但是，疫情背景下的在線課程實施凸顯了在線課程資源的匱乏

16、乃至人工智能技術(shù)與課程融合深度的嚴重不足。在線課程資源建設脫節(jié)于開放、個性、精準的教育服務體系，與靈活、多樣、開放、精準、終身的個性化教育需求之間依然存在著亟待逾越的鴻溝。課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量24。以本次疫情期間的大規(guī)模在線課程實踐作為“加速劑、助推劑”，結(jié)合智能教育的基本內(nèi)涵，樹立適應智能教育發(fā)展的在線課程資源建設緊迫感，探尋在線課程知識圖譜構(gòu)建途徑與方法，提升在線課程的質(zhì)量水平及其應用效益，夯實智能教育發(fā)展的基礎設施，保障人才培養(yǎng)質(zhì)量，已成為當前我國高等教育領域的重要任務。鑒于知識圖譜是未來智能教育發(fā)展的基石，這里以知識圖譜的組成與技術(shù)架構(gòu)為主要視角，現(xiàn)有

17、的在線課程資源建設存在著三方面突出問題。（1）資源建設行為存在功利性。在“自上而下”建設模式、“為評而建”建設心態(tài)和“單門獨建”建設形式的驅(qū)動下，現(xiàn)有的在線課程資源多立足于評選要求，常以課程榮譽為目標，從自身課程的狹隘視角下，完成資源建設任務25。該問題是產(chǎn)生在線課程資源“多而少用、有而缺趣”現(xiàn)象的重要根源。在該問題影響下，在線課程存在著課程設計與服務質(zhì)量不高現(xiàn)象。該現(xiàn)象主要表現(xiàn)在：封閉的教學目標、一刀切的教學設計、單調(diào)的教學模式、滯后的支持服務等方面。例如，教學目標、教學設計和教學模式局限于資源建設者所屬的院校、日常教學所面對的專業(yè)學生群體以及自身或團隊所積累的教學經(jīng)驗等。在不同的學科專業(yè)以

18、及專業(yè)人才培養(yǎng)目標的約束條件下，同一門在線課程在教學的學時、目標、內(nèi)容、方法以及課程的先修、后續(xù)等方面必然存在差異，學生個體乃至群體也呈現(xiàn)明顯差異?，F(xiàn)有的在線課程資源建設所涉及的教學目標、設計、模式、方法等方面尚未兼容上述差異。支持服務常局限于作業(yè)、練習、測驗、考試、討論、答疑等方面，資源更新的及時性與教學互動的實時性不足，智能性教與學的支持服務水平與能力有限。（2）知識體系結(jié)構(gòu)科學性不足。在上一個問題的影響下，該問題主要表現(xiàn)在：知識范疇狹隘，知識之間網(wǎng)狀關系建構(gòu)不足，導致知識“匱乏”“孤島”現(xiàn)象。在知識范疇界定方面，現(xiàn)有的在線課程建設所依據(jù)的知識范疇局限于課程自身所含的顯性知識以及相關的顯性

19、知識（如：拓展知識），缺少教師“教”過程、學生“學”過程所產(chǎn)生的隱性知識，導致在線課程的知識儲量嚴重不足。在智能教育背景下，隱性知識的發(fā)現(xiàn)、表示、存儲、融合、維護、再利用是在線課程知識體系的重要組成部分，是“以學生發(fā)展為中心”理念下在線課程資源建設的重要任務。滿足于課程顯性知識體系構(gòu)建已經(jīng)落后于時代，無法滿足智能教育需求。在知識關系構(gòu)建方面，知識體系僅呈現(xiàn)知識點之間的線性或樹狀關系，導致知識獲取的“斷頭路”現(xiàn)象，嚴重影響知識的同化與順應。此類問題導致現(xiàn)有的在線課程資源難以滿足靈活、多樣、開放、精準、終身的個性化教育需求。（3）知識圖譜構(gòu)建的動態(tài)性不足。根據(jù)知識圖譜的構(gòu)建技術(shù)框架，該問題主要表現(xiàn)

20、在：知識圖譜更新不足，導致知識“閉關自守”現(xiàn)象。該表現(xiàn)主要涉及：知識的抽取源單一，外部知識的融入缺失。在知識抽取源方面，現(xiàn)有的在線課程知識圖譜多以人工手動為主、計算機自動為助，從大綱、教材、教案、課件等文本數(shù)據(jù)中（或教務數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中）抽取候選知識單元與語義關系，忽視了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如：音頻、視頻、圖形、圖像）所含的知識要素。這種非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的知識抽取將有助于知識點與課程資源建立緊密關系，支持精準、個性的學習服務以及學習過程的隱性特征發(fā)現(xiàn)。另外，知識抽取過程過于關注細節(jié)的實體和概念，忽略了實體和概念內(nèi)部的層次性、交叉互聯(lián)性的邏輯關系。在外部知識融入方面，現(xiàn)有的課程知識圖譜局限于上述知識抽

21、取源過程所產(chǎn)生的實體、概念、屬性和關系，忽視了基于第三方知識庫的知識融合，導致多學科、多元化知識儲量不足。在知識自我更新方面，現(xiàn)有的知識圖譜缺少知識再利用意識，知識拓展能力不強。三、高校在線課程知識圖譜構(gòu)建路徑（一）在線課程知識圖譜的基本特征一方面，經(jīng)過春季學期的大規(guī)模在線教學實踐，高校應以在線課程知識圖譜為重要基礎設施，加大在線課程建設質(zhì)量提升力度，快速推進現(xiàn)實空間和網(wǎng)絡空間相協(xié)調(diào)、相融合的課程建設模式，確保線上線下相融合的混合式課程建設質(zhì)量。另一方面，靈活、多樣、開放、精準、終身的個性化教育需求以及開放、個性、精準的教育服務體系是智能教育發(fā)展的核心要素?；谏鲜銮闆r，在線課程知識圖譜應具備

22、基于聯(lián)通主義的互聯(lián)互通、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的啟發(fā)式迭代更新的基本特征。（1）基于聯(lián)通主義的互聯(lián)互通。借助聯(lián)通主義的學習，利用知識、資源、連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過協(xié)作和共享，建構(gòu)學生自身的互聯(lián)互通知識網(wǎng)，有益于促進知識連接和知識創(chuàng)新的過程26-28。面向智能教育，在聯(lián)通主義學習理論視域下，在線課程知識圖譜需要提供課程內(nèi)部、課程-師生、課程-課程、課程-資源、課程-學科專業(yè)、課程-院校、師生內(nèi)部、學生-學生、教師-教師等“互聯(lián)互通”語義知識網(wǎng)。（2）基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的啟發(fā)式迭代更新。知識圖譜構(gòu)建不是一朝一夕、一勞永逸的建設任務。借助啟發(fā)式更新模式，在部分知識圖譜的完成基礎上，將應用反饋與外部知識融入貫穿到知識圖

23、譜的生命周期中，發(fā)現(xiàn)新的教育教學需求、新的知識與現(xiàn)有知識圖譜的不足，針對模式層和數(shù)據(jù)層，持續(xù)完善現(xiàn)有知識，不斷添加新知識，使得知識的質(zhì)量和儲量處于螺旋式上升狀態(tài)，形成教、學所需所求的高質(zhì)量、豐富適用的在線知識資源。上述基本特征隱含著知識圖譜的其他特征，如：共享性、共建性、快速性、多維性等。這些特征是知識圖譜互聯(lián)互通、啟發(fā)式迭代更新的基礎。（二）高校在線課程知識圖譜的構(gòu)建路徑1.采用自頂向下和自底向上相結(jié)合的構(gòu)建方式首先，初步構(gòu)建模式層和數(shù)據(jù)層，形成初始的課程知識圖譜。從課程資料中，抽取歸納概念以及概念之間的相互關系，表達出“概念-關系-概念”，建立本體知識集，構(gòu)建課程知識圖譜的模式層。以中國醫(yī)

24、學史課程為例，采用人工模式，利用教學大綱、教材、教案、課件、微課等課程資料，將知識單元視為概念，抽取知識單元及其知識單元之間層級關系。由于知識單元屬于同一類概念，因此知識單元之間的層級關系屬于父類（即上一層知識單元）和子類（即下一層知識單元）的上下位關系。在一定程度上，教材的章名、節(jié)名及其正文的標題能夠體現(xiàn)出課程的知識單元。例如，在圖1中，“中醫(yī)學術(shù)體系的建立”和“諸漢墓出土醫(yī)書”主要源自于章名和節(jié)名，且后者屬于前者的子類（即subclass）關系;進一步地，在模式層中，利用“rdfs：subClassOf”標注的箭頭連線（即邊），呈現(xiàn)知識單元之間的上下位關系。為保證模式層的合理性和規(guī)范性，知

25、識單元的抽取不能完全依賴于教材目錄，即教材的章節(jié)名稱有時無法呈現(xiàn)出獨立、規(guī)范的知識單元。例如，針對我校中國醫(yī)學史課程所用教材29，第二章第一節(jié)所含的“一、基本內(nèi)容簡介”和“二、出土醫(yī)書分析”難以作為有效的知識單元。相應地，以教學大綱的目的要求和教學內(nèi)容或者教材正文的標題等為源，歸納識別獨立的知識模塊名稱，抽取“馬王堆漢墓醫(yī)書”“武威漢墓醫(yī)書”“江陵張家山漢墓醫(yī)書”，作為“諸漢墓出土醫(yī)書”的下一層知識單元。之后，利用課程資料所含的具體知識，抽取實體、實體之間關系以及“屬性-值”關系，并在模式層的約束下，表達出“實體-關系-實體”或“實體-屬性-屬性值”，構(gòu)建課程知識圖譜的數(shù)據(jù)層。在此基礎上，通過

26、概念與實體的鏈接，融合模式層與數(shù)據(jù)層，構(gòu)建課程知識圖譜。以中國醫(yī)學史課程為例，針對“馬王堆漢墓醫(yī)書”知識單元，采用人工模式，從教材、教案、教學大綱等資料中，抽取“五十二病方”“導引圖”等實例，作為數(shù)據(jù)層的實體，并利用“rdf：type標注的箭頭連線，建立知識單元與實例之間鏈接;進一步地，抽取“五十二病方”的出土時間、書體等屬性及其1973年、帛書等屬性值（如圖1所示），并利用屬性所標注的邊鏈接實體與屬性值，呈現(xiàn)概念與實體之間的語義關系，表達出“實體-屬性-屬性值”。在此基礎上，為擴展知識圖譜所含的知識要素覆蓋面以及擴充知識圖譜的利用空間，將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如：授課視頻、案例圖片、實驗動畫、章節(jié)課

27、件、測驗文本、問題音頻等）納人課程知識圖譜構(gòu)建的知識源，抽取知識要素，建立資源對象與知識要素（如知識點、重難度等）之間的關聯(lián)。例如，利用中國醫(yī)學史的“諸漢墓出土醫(yī)書”微課視頻，獲取“五十二病方”知識點出現(xiàn)的起始時間（如：9分10秒），并將起始時間和網(wǎng)址作為“諸漢墓出土醫(yī)書”的屬性，納人數(shù)據(jù)層。上述關聯(lián)有助于增強知識資源的獲取便捷性。亦或利用網(wǎng)絡資源，進一步獲取帛書的基本知識點（如：別名、簡介、書法等），并與現(xiàn)有數(shù)據(jù)層的“帛書”實體建立鏈接，擴展知識覆蓋面。另外，不同知識單元之間可能存在實例共享現(xiàn)象，即同一知識點可能出現(xiàn)在不同的知識單元中，支持特定知識點的不同深度、不同視角等闡述和講授。例如，采

28、用人機結(jié)合模式，從中國醫(yī)學史的電子版教材、教學大綱、課件等資料中，查找“五十二病方”知識點的出現(xiàn)位置，發(fā)現(xiàn)在“醫(yī)學各科的充分發(fā)展”的“臨證各科的發(fā)展與特點”中，該知識點作為“疾病”視角，用于闡述外科肛腸病的痔瘡治法，以及在“緒論”的“中醫(yī)學的歷史成就”中，上述治法以五十二病方所載原文及其解析形式，用于呈現(xiàn)戰(zhàn)國時期的中醫(yī)學成就。因此，通過設置“五十二病方”與“痔瘡”實體之間的“疾病”關系，呈現(xiàn)“五十二病方-疾病-痔瘡”知識關聯(lián)性;進一步地，利用“rdf：type”標注的邊，建立痔瘡與戰(zhàn)國、肛腸病知識單元鏈接。最終，針對實例的共享現(xiàn)象，構(gòu)建了不同實例乃至不同知識單元之間網(wǎng)狀知識結(jié)構(gòu)，形成知識之間的

29、交融貫通。上述的交融貫通有助于理清中醫(yī)學形成發(fā)展的歷史過程、規(guī)律、成就以及中醫(yī)學特殊性的原因、本質(zhì)，把握各種因素對中醫(yī)學發(fā)展過程的影響滲透作用。通過上述的課程知識圖譜構(gòu)建，形成課程的結(jié)構(gòu)化語義知識網(wǎng)，保證了知識獲取的便捷性，有助于保障學生的有效學習時間以及教師在學習過程中的協(xié)作、指導與幫助，提高在線課程學習效率以及混合式課程建設質(zhì)量。之后，利用第三方知識庫的知識融人，完善和拓展現(xiàn)有知識圖譜。例如，從第三方的相關課程（如先修課、后續(xù)課）知識庫中，獲取課程知識（如：先修、后續(xù)知識點），通過概念和實體的匹配以及知識的驗證和評估，將過濾的知識融人目標課程知識圖譜的模式層和數(shù)據(jù)層。例如，中國醫(yī)學史課程的

30、學習有利于學習中醫(yī)學其他各門專業(yè)課的相關內(nèi)容，為方劑學中藥學傷寒論以及臨床各科的學習奠定基礎。相應地，利用中醫(yī)外科學課程的“痔”知識單元與“外治法”屬性，抽取“痔瘡”的現(xiàn)代中醫(yī)臨床治療知識，納人中國醫(yī)學史課程知識圖譜，拓展知識覆蓋面，實現(xiàn)多課程之間知識開放共享，有益于構(gòu)建古今相融的中醫(yī)臨床知識體系，有助于提升在線課程與“醫(yī)教協(xié)同深化醫(yī)學人才培養(yǎng)”新要求的適應度。上述過程借助微課視頻等知識集成媒體或不同知識圖譜之間的實體鏈接等途徑，在滿足知識面擴展需求的同時，降低現(xiàn)有知識圖譜的龐雜度，控制知識圖譜的知識范疇。例如，獲取中醫(yī)外科學微課視頻的“痔”知識點出現(xiàn)的起始時間，并納人中國醫(yī)學史課程知識圖譜。

31、上述過程需要進行共指解析和實體消歧。例如，在中醫(yī)外科學的實例中，“痔”實體需要借助共指解析，將其等同于中國醫(yī)學史課程知識圖譜的“痔瘡”實體，以便準確地關聯(lián)到目標知識圖譜的實體對象，保證知識融合的科學性。上述的知識圖譜構(gòu)建有益于避免在線課程的“課本位”建設模式，形成多門在線課程之間的相互支撐、互為共享建設模式，構(gòu)建“以知識圖譜為根、一門課程為樹、多門課程為林、學科專業(yè)為森”的在線課程新業(yè)態(tài)，有助于增強學生的自主學習和深度學習意識和能力，提高在線課程學習效率。2.建立多圖譜相融的體系學校教育應積極促進學生自身的經(jīng)驗同來自于不同渠道的各種信息交叉和融合，培養(yǎng)學生的知識創(chuàng)造力。在線課程知識圖譜構(gòu)建過程

32、需要樹立“知識開放式共享、跨學科協(xié)同式創(chuàng)新”意識，構(gòu)建全局性、局部性、個體性三個層面的知識圖譜1。全局性知識圖譜涉及人才培養(yǎng)方面的知識，包含專業(yè)人才培養(yǎng)方案所承載的實體（概念）和關系，并融入學科、專業(yè)、院校、教師、行業(yè)等知識要素及其關系。個體性知識圖譜涉及學生方面的知識，包含學生個人以及學生群體特征所承載的實體（概念）和關系。作為核心層面的知識圖譜，局部性知識圖譜涉及課程方面的知識，包含具體在線課程所承載的實體（概念）和關系。上述三類知識圖譜是既相對獨立又密切聯(lián)系的。上述關系有助于利用全局性知識圖譜和個體性知識圖譜等第三方知識庫，構(gòu)建和完善在線課程知識圖譜，實現(xiàn)“互聯(lián)互通”知識網(wǎng)，為三類知識圖

33、譜之間互通有無的共享性、多方協(xié)同合作構(gòu)建的共建性、知識圖譜有機重組的快速性和在線課程學習空間融合的多維性提供堅實的保障。另外，上述關系有助于降低在線課程知識圖譜的復雜度，提升在線課程知識圖譜構(gòu)建的專注度。最終，借助多圖譜相融的體系，提升在線課程的開放、個性、精準的教育服務水平，滿足靈活、多樣、開放、精準、終身的個性化教育需求，提高智能化、網(wǎng)絡化、個性化、終身化教育體系的融入能力。借助人才培養(yǎng)知識圖譜和學生知識圖譜，通過上述的共享性、共建性、快速性和多維性，解決在線課程與專業(yè)人才培養(yǎng)適應性、與學生全面發(fā)展、個性發(fā)展適應性的問題，充分發(fā)揮在線課程知識圖譜對于知識深度掌握的促進以及學習溝通協(xié)作、知識

34、主動建構(gòu)與有效遷移的能力培養(yǎng)支撐作用。針對特定的教育階段，借助該體系，追蹤學習軌跡，獲取知識模塊學習情況和知識體系建構(gòu)情況，實施后續(xù)的個性化、終身化教育。通過全局性、個體性知識圖譜與局部性知識圖譜的融合，將學校的專業(yè)、學生實際信息納人課程知識圖譜中，提升在線課程與學校實際（如：授課的教師及其對象）之間融合度，避免在線課程與學校的實際學習環(huán)境脫離，搭建現(xiàn)實空間和網(wǎng)絡空間相協(xié)調(diào)、相融合的學習環(huán)境，促進混合式課程建設，推動教師由支配者、灌輸者向指導者、幫助者、組織者和促進者的身份轉(zhuǎn)變，提升學生學習過程的主動性和創(chuàng)造性。另外，借助多圖譜相融的體系，利用數(shù)據(jù)處理技術(shù)，發(fā)現(xiàn)教師“教”過程、學生“學”過程所

35、產(chǎn)生的隱性新知識（如：新的概念、實體和關系以及新的屬性、屬性值等），經(jīng)過質(zhì)量評估，形成可信度高的隱性知識，將隱性知識加入模式層和數(shù)據(jù)層，進行知識圖譜的知識推理應用，拓展現(xiàn)有的知識圖譜。例如，利用關聯(lián)規(guī)則分析和聚類分析技術(shù)，處理課程知識圖譜的應用數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)學生的個體/群體特征，制定學習路徑，推送知識點與學習資源，促進“因材施教”。上述過程擴大了“因材施教”范疇，即：將“材”所涉及的學生個體，擴展至具有共性或差異的學生群體，強化“因材施教”的實施效果。這種學生群體具有同一專業(yè)背景或類似學習特征與能力等特征的若干學生。關于隱性新知識的發(fā)現(xiàn)，這里以“學習共同體”相關實體和關系的發(fā)現(xiàn)為例?？拙S梁等人利用

36、約束聚類方法，根據(jù)學習風格，進行異質(zhì)化分組，智能構(gòu)建學習共同體，發(fā)揮不同風格學習者在知識建構(gòu)中的積極作用32。進一步地，將學習共同體的發(fā)現(xiàn)結(jié)果作為隱性知識，納人在線課程知識圖譜，建立學習者與學習共同體之間的鏈接。隨著知識圖譜的知識質(zhì)量不斷提升和儲量不斷提高，進一步優(yōu)化學習共同體知識，提高互動交流學習、協(xié)同建構(gòu)知識的效率，促進協(xié)作式學習環(huán)境建設。四、結(jié)語目前，智能教育成為教育高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。作為人工智能技術(shù)的主要組成部分，知識圖譜是智能教育的基礎設施。經(jīng)歷本次疫情期間的大規(guī)模在線課程實踐，在線課程的常態(tài)化建設將成為高校課程建設的焦點，倒逼著在線課程資源的科學快速、高質(zhì)高效建設。通過高校在線課

37、程知識圖譜的構(gòu)建，形成基于語義網(wǎng)絡的知識體系結(jié)構(gòu)，夯實智能教育發(fā)展的基礎設施，支撐開放、個性、精準的教育服務，為智能教育發(fā)展提供堅實支撐與可靠保障。Reference：1陳琳，陳耀華.智慧時代中國教育現(xiàn)代化特征論J.中國電化教育，2020，（1）：30-37.221劉嶠，李楊等.知識圖譜構(gòu)建技術(shù)綜述J.計算機研究與發(fā)展，2016，53（3）：582-600.313何亮.大規(guī)模知識圖譜服務的系統(tǒng)與應用研究D.合肥：中國科學技術(shù)大學，2018.414漆桂林，高桓等.知識圖譜研究進展J.：情報工程，2017.3（1）：4-25.5國務院.國務院印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃EB/OLhttp：/zhen

38、gce/content/2017-07/20/content_5211996.htm，2017-07-20.6教育部.教育部關于印發(fā)高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃的通知EB/OL.http：/srcsite/A16/s7062/201804/t20180410332722.html.2018-04-03.7國務院.中共中央、國務院印發(fā)中國教育現(xiàn)代化2035EB/OL.http：/zhengce/2019-02/23/content_5367987.htm，2019-02-238鐘紹春.人工智能如何推動教育革命中國電化教育2020.（3）：17-24.9莫宏偉，徐立芳等智能教育教學模式研究叩教育現(xiàn)代化，2018.5（3）：124-125+139.10黃恒琪，于娟等.知識圖譜研究綜述J.計算機系統(tǒng)應用，2019.28（6）：1-12.11SINGHALA.Introducingtheknowledgegraph：thingsnotstringsEB/OL.htt