知識圖譜在信息技術專業群課程資源建設中的應用研究

李敏 唐春玲

摘 要：知識碎片化使人思維變得狹隘，難以進行復雜的思考。我們迫切需要建立數字化知識庫，一個能夠整合課程知識點，并且在知識點與知識點之間建立連系，形成有機的知識庫。解決這個問題的方法就是采用知識圖譜。在課程建設過程中引入知識圖譜，不僅可以理順本專業的知識體系，理清不同課程、不同知識點的相互關系，更重要的是，在知識圖譜基礎上建設課程資源，可以為以后的專業課程群資源共享、搜索、推薦以及學生學習行為分析以及決策支持等提供研究基礎。

關鍵詞：碎片化;知識圖譜;知識點;課程群

中圖分類號：TP3-4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）21-0022-02

0 引言

“微課”已成為當今課程資源建設中的新熱點?！爸R”的組成通常分為兩部分：“事實”和“聯系”。“知識”中的事實就是點，聯系則是連接這些點的線，共同構成知識結構。“事實”這樣的的點是眾多的、分散的，它決定了知識的廣度;而“聯系”這樣的線是相互關聯、交錯的，它決定了知識的深度。而人的思維應該由廣度深度構成，因此如何思考則是由知識網絡決定。徜若一個人長期接受單點信息，即碎片信息，而忽略了點與點之間的聯系，其思維將會變得單一、狹隘，難以進行復雜思考。因此碎片化的學習，其具化內容的思維框架必須是體系化的。

“微課”是當今知識碎片化的典型代表。如果僅僅學習“微課”本身，而不了解“微課”與“微課”之間的關系，那我們的思維也終將走進死胡同，陷入單一、狹隘，不能建立立體、具化的課程體系。但是，如果我們采取這樣的方式：即按照一定的順序和原則，梳理羅列出課程或專題的核心知識點，并圍繞這些核心知識點制作“微課”，那么，“微課”與“微課”之間的聯系就建立起來了，從而實現了“知一而遍百”，使碎片化的“微課”不再孤立，形成關聯化和體系化[1]。

例如，大學開設的課程非常多，海量的課程包含了海量的知識點。采用人力來挖掘、開發“微課”中某個知識點所需要的資源，如視頻、音頻、課件等，不僅工作量大，而且還可能不夠客觀、全面。所以，我們需要一個數字化知識庫，能夠整合呈現出所有的課程知識點，并且建立知識點之間的連接，讓它成為有機的知識網絡[2]。

“互聯網+”時代，傳統行業和互聯網的聯系日趨緊密。特別是信息技術專業群的專業之間由于具有較大的相關性，專業課程之間具有較強的依賴性，導致不同專業、不同課程都會涉及到相同知識點。當前情況下，這些知識點建成的“微課”在課程內可以自成體系，但確并不能在不同課程實現資源共享，更談不上在不同專業之間實現資源共享[1]。

我們可以采用建立知識圖譜來解決這些問題。知識圖譜（Knowledge Graph）又稱為科學知識圖譜，是人工智能的分支之一。知識圖譜用可視化技術描述知識資源及其載體，挖掘、分析、構建、繪制和顯示知識及它們之間的相互聯系[3]，是顯示知識發展進程、結構關系的一系列圖形。它能展示學科的核心結構、發展歷史、前沿領域以及整體知識架構[4]。在課程建設過程中，引入知識圖譜，不僅可以理順本專業的知識體系，理清不同知識點的相互關系，更重要的是，在知識圖譜基礎上建設課程資源，可以為以后的課程資源共享、資源搜索以及學生學習行為分析、資源推薦以及決策支持的實現提供基礎。

知識圖譜自上世紀60年代從語義網絡發展起來以后，先后經歷了80年代的專家系統、90年代的貝葉斯網絡、2000年代的OWL及語義WEB，2010年以后的谷歌的知識圖譜等。目前，谷歌的知識圖譜廣泛應用于搜索、推薦等領域，已經包含了數億個條目?，F在，知識圖譜的應用場景還包括了金融、醫療等行業。在行業領域內其普遍用于大數據分析。但是，到目前為止，知識圖譜極少大規模用于學校、培訓機構等教育場景。

1 專業知識圖譜

“專業知識圖譜”的建設，本質上是對原有專業知識體系的解析和重構，使其更合理、更標準化、體系化?！皩I知識圖譜”建成后，可以為專業群課程資源共享、檢索、推薦、學習行為分析、數據挖掘等提供基礎，它必將成為未來教育信息化的重要手段之一。

2 專業知識圖譜的構建

知識圖譜的構建過程往往是采用一系列技術手段，從原始數據中提煉出知識要素，存入知識庫的數據層和模式層。它通常包含三個階段：信息抽取、知識融合以及知識加工[3]。這是一個迭代、更新的過程。

知識圖譜有自頂向下和自底向上兩種構建方法[5]。

（1）自頂向下是指從百科類網站、專業化網站等高質量數據源中，提取本體和模式信息，加入到知識庫中。

（2）自底向上是指從公開采集的數據中提取出資源的模式，選擇置信度較高的新模式，經過人工審核，加入到知識庫中。

專業課程的“知識點”與萬維網上的“知識點”是不同的。專業課程的“知識點”從屬于教材，是某類知識集合[6]。各章節的知識點之間，已形成基本的拓撲關系，可以章節為單位，采用“樹形”結構建立知識點之間的連接。

而專業課程群情況相對復雜，如“計算機網絡”在物聯網、云計算、人工智能專業的課程中均有涉及，但是之間缺少相互關系，所以我們應該將其鏈接，這樣學生在查找“計算機網絡”這個概念時，不僅能得到其在計算機網絡專業課程中的基本概念，還能得到其在物聯網、云計算、人工智能等其它專業課程中的基本概念以及被應用的場景和相關知識，進而形成知識體系。

圖1的所示的框架中可以看出，專業課程群知識圖譜可以分為三層結構，第一層為知識點樹形關系圖，第二層為課程知識圖譜，第三層為專業課程群知識圖譜。

3 結語

我們引入知識圖譜來建設專業群課程資源，可以極大地提升課程資源建設能力及后續應用效果，特別是通過這種前沿技術的應用探索，能夠找到一種新的課程資源建設方法，開辟一種新型的課程資源建設途徑。它將原有分散的“課程資源”系統化，網絡化，不僅便于學生碎片化學習，提升學習效率，也便于學生構建知識體系。對提升學我校優質校建設中的課程資源水平和應用效果起到一定推進作用。

參考文獻

[1] 房宏君，宿迎雪.知識圖譜在高校本科教學中的應用研究——以人力資源管理專業教學為例[J].人力資源管理，2014（5）：245-246.

[2] 葉愛敏，王佑鎂.基于知識圖譜的微課研究熱點與趨勢分析[J].現代教育技術，2015（11）：46-52.

[3] 劉嶠，李楊，楊段宏，等.知識圖譜構建技術綜述[J].計算機研究與發展，2016，53 （3）：582-600.

[4] 肖明，邱小花，黃界，等.知識圖譜工具比較研究[J].圖書館雜志，2013，32（3）：61-68.

[5] 趙新悅.我國遠程教育領域的知識圖譜構建[D].蘭州：蘭州大學，2017.

[6] 薛昕惟.趙小薇，等.專業課程群知識圖譜可視化平臺的設計與現實[J].實驗室研究與探索，2018（7）：109-112.