知識圖譜賦能下工科俄語課程建設與應用探究

摘 要 在現代教育領域，課程建設和應用的創新成為眾多教育者和研究者關注的焦點。特別是在工科專業中，如何有效地融入外語教學，以提升學生的技術外語能力和跨文化交際能力，已經成為一個重要的課題。文章以工科俄語課程為例，探討如何在知識圖譜的賦能下，開發和應用新型俄語教育課程。

關鍵詞 知識圖譜；工科；俄語

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.18.043

Exploration of the Construction and Application of Engineering Russian

Curriculum under the Empowerment of Knowledge Graph

LYU Jingwei

（Xuzhou University of Technology， Xuzhou， Jiangsu 221018）

Abstract In the field of modern education， innovation in curriculum construction and application has become the focus of attention for many educators and researchers. Especially in engineering majors， how to effectively integrate foreign language teaching to enhance students' technical and cross-cultural communication abilities has become an important issue. This article will take the "Engineering" Russian course as an example to explore how to develop and apply new Russian education courses under the empowerment of knowledge graphs.

Keywords knowledge graph; engineering; Russian

2023年3月20日，在赴莫斯科對俄羅斯聯邦進行國事訪問之際，國家主席習近平在《俄羅斯報》和俄新社網站發表題為《踔厲前行，開啟中俄友好合作、共同發展新篇章》的署名文章，指出中俄雙方要密切人文交流，開展好夏令營、聯合辦學等活動，不斷增進兩國民眾特別是青少年的相互了解和友誼。重構人才知識體系，重塑人才培養質量觀，以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養多元化、創新型卓越工程人才是當前新工科教育的改革方向。新時代，隨著人工智能和大數據技術的發展，知識圖譜作為一種新的知識組織和管理工具，正在逐漸被應用到教育領域，教育數字化是我國開辟教育發展新渠道和塑造教育發展新優勢的重要突破口，能進一步推進數字教育，為個性化學習、終身學習、擴大優質教育資源覆蓋面和教育現代化提供有效支撐。

1 知識圖譜的定義與特性

1.1 知識圖譜的定義

知識圖譜曾與概念圖、知識地圖等存在一定的混用現象，它是一種結構化的知識表示方法，其基本構成是實體、關系和屬性。知識圖譜以圖的形式，將知識中的實體以節點的形式表示，實體之間的關系以邊的形式表示，實體的屬性則可以添加到相應的實體節點上。更具體地說，知識圖譜是一種由實體、關系和屬性構成的多關系圖，其中實體表示事物，關系表示事物之間的聯系，屬性表示事物的特性。知識圖譜也可以理解為用“實體－關系－實體”三元組形式對知識系統進行資源描述和存儲，其核心思想是以圖論的方式表達和存儲知識，使得知識的組織和檢索更加高效。

1.2 知識圖譜的特性

知識圖譜能進行知識獲取、更新，還可以進行關系推導，這些特性使得知識圖譜成為支持各行業具體應用的重要技術。

首先，知識圖譜是一種結構化的數據，以語義結構為基礎、使用統一的語義模型和標準，通過將知識以圖形結構的形式表示，以節點和邊的方式連接不同的知識實體，使得知識之間的關系更加明確和清晰，語義結構更加完整。完成對知識的獲取，如；知識圖譜補全、實體識別、實體對齊、關系抽取等是知識圖譜最重要的特性。

知識圖譜具備多種模態，可整合不同類型的數據，包括文本、聲音、圖像，知識呈現的形式更加全面、立體，更加多元化。

知識圖譜的可擴展性可隨著新的知識和數據的加入不斷演化和發展，這就使得知識推理成為可能，在已有知識的基礎上，能自動地進行推理和推斷，從而生成新的知識和結論，形成知識推理和關系推導，并能根據用戶的需求進行擴展和更新。

知識圖譜實現了知識的可視化，用戶能更加直觀地理解和探索知識，并完成同其他平臺的相互操作，可以和其他數據資源進行整合和交流，從而提高知識的共享和利用效率。

1.3 知識圖譜在教育領域的應用

知識圖譜可以檢測學生的學習水平、診斷學生學習情況、分析學生的薄弱知識點，為學生提供更具針對性的內容推薦，構建優質教學資源庫，能將多媒體課件、思政元素、題庫、視頻、教學實物、教學案例庫、教材、科研論文、MOOC、SPOC及創新大賽等與知識點相關聯，這在教育應用上體現為：

學習資源管理：對學習資源進行分類和管理，建立資源之間的關系，提高資源利用率。

課程設計和教學支持：對教學資源（思政元素、題庫、視頻等）進行分析和整合，為教師提供課程設計和教學支持，幫助教師廣泛涉獵同類課程資源，提供課程設計和教學支持的借鑒，使其更好地組織教學內容和活動。

學習評估和反饋：比對、分析學生學習數據，利用知識圖譜的推理能力，可以為學生提供學習反饋，也能幫助教師進行學習評估，學習情況和進展能夠直觀展現。

2 工科俄語課程需求與挑戰

2.1 工科俄語學習需求

隨著“一帶一路”倡議的部署安排，同共建國家和地區的交流和合作促使小語種需求明顯增加，外語類專業急需一批熟悉黨和國家方針政策、了解中國國情、具有全球視野的外語人才，也需要一批精通外語的高端科技人才。加大外語類專業建設，“專業+外語”人才的培養力度不斷加大，“專業+外語”復合型人才儲備不斷加大，這是中外合作辦學項目的機遇，同時也極具挑戰。

工科外語是在工科領域中應用的外語，其語言特性主要體現為工科專業性：即需要特定的專業課學習，從而支持學生在工科領域的學習、研究和未來工作。隨著中俄合作辦學的擴大化，“工科+俄語”復合型人才培養呈擴大化趨勢，如：徐州工程學院在“電氣工程及其自動化”專業、“機械電子工程”專業同俄羅斯開展合作辦學，并在2023年4月份獲批圣彼得堡聯合工程學院，新開設“環境工程專業”“機器人工程專業”“電子工程專業”，學生的主要專業是工科專業，俄語是對工科專業知識的“錦上添花”。

俄語即使是必學課程，也被動性地分成兩個部分——通用俄語和專業俄語，前者是要打好俄語語言基礎，而后者是為直接學習工科知識提供語言支持。學生的需求則不是孤立地進行“聽說讀寫譯”，而是要結合人文視野、工科發展歷程、專業背景知識，使俄語學習同工科產業需求、實踐應用、實踐創新相結合。

2.2 現行“工科”俄語課程的挑戰

“一帶一路”倡議涉及的外語除了英語、俄語、法語、德語、西班牙語、阿拉伯語之外，還有大量的非通用語種，除常態化對外貿易合作，海洋工程、油氣礦產、信息技術、新能源、新材料等各個產業合作也極具潛力，專業特殊性使得工科俄語課程面臨多重挑戰：學生方面的挑戰、教師方面的挑戰、教材方面的挑戰，以及地方經濟建設和行業就業需求的挑戰。

課程內容具有挑戰：工科俄語課程總體上仍然停留在側重教授基本的語法、詞匯上，但對工程師、建設者來講，他們需要更多與專業相關的詞匯和表達方式，因此，課程需要更多關注工程領域的技術術語和實際應用，這些專業知識不僅是對學生的挑戰，還要求授課教師具備良好的工科知識儲備和俄語授課能力，這也是對工科俄語師資和工科俄語教材的要求。

教學方法存在挑戰：聽力、跟讀、復述、小組討論、視頻教學是外語最常見的教學方法，有助于能激發學生對于外語的興趣。但工科專業，如：電子工程、機械工程、土木工程這些專業，知識的實用性強、實踐性強，學生的學習強度大；且工科專業使用的技術更新、迭代速度非常快，這就要求針對這些專業的教學方法必須走在時代的最前沿，不斷根據實際需要進行設計、開發和優化。

對學生實踐的挑戰：一方面，工程專業需要大量的實驗和實踐，以實際操作和實地經驗來驗證和深化理論知識，學生在這個過程中用俄語作為工作語言，去理解和應用復雜的理論和技術；另一方面，俄語也是一種需要大量實踐的語言，但很多工程專業課時設置龐大，俄語課程缺乏實際應用的機會，學生不能學以致用，很難提高基本的實際應用能力，從而直接影響工科實踐。

2.3 以知識圖譜為基礎的工科俄語課程教學

通過知識圖譜的構建，知識點可被搭建成多角度、多維度、橫向縱深發展的立體化知識平臺，形成知識輻射。俄語不再是孤立的外語教學，而是和專業緊密結合起來，專業知識將成為知識圖譜構建的“軀干”，而俄語將成為豐富“軀干”的“血肉”，通過知識圖譜這一“脈絡”的滋養，將俄語這些“血肉”灌注到“軀干”的每一處，從而實現工科和俄語聯動、工科和俄語促進，工科和俄語共榮。

“工科”俄語的著力點仍為專業基礎，而知識圖譜可以為學生提供更加準確的信息，并做出全面的總結，提供更有深度的相關信息。基于知識圖譜的推薦，可以根據學生的學習偏好及個人學習能力，實現因材施教，其學習資源可以形成錯題舉一反三，從而減少學生重復練習的時間，減輕其課業負擔，并根據知識點之間的關系和學生自身的學習偏好，為學生定制個性化學習方案，“由淺及深”“由表及里”進行精準學習和靶向學習。

知識圖譜可以收集俄語工科領域的相關知識、收集與工科領域相關的俄語文獻、專業課程、學術論文、技術手冊等，并進行整理和分類；構建知識庫，將收集到的知識進行整理和組織，建立一個結構化的知識庫，還可使用圖數據庫等技術來存儲和管理知識庫。通過自然語言處理和機器學習等技術，對俄語文本進行實體抽取和關系抽取，識別問題本中的實體和他們之間的關系，將工程知識庫中的實體進行連接，并連同俄語翻譯一起形成一個完整的知識結構（見圖1）。

3 知識圖譜賦能下的工科俄語課程建設

3.1 利用知識圖譜的課程組織與學習應用

智慧教育的核心之一是自適應學習，也就是基于學習者之間的差異性特征采用智能化手段為學習者創建自適應的教學環境。知識圖譜的核心功能就是可以為不同的學習者在不同的場景下選擇合適的學習對象構成不同的學習路徑，利用知識圖譜進行課程工科俄語內容的組織與管理。其有以下幾方面應用。

俄語基礎知識點關聯和解釋：知識圖譜可以將基礎俄語知識進行關聯，并充分利用當前已有的MOOC課程資源形成知識擴展，根據學生的學習需求和偏好，進行基礎知識推送。隨著數字化網絡教育的不斷發展，高校外語教學領域積累了大量的在線課程、慕課、教材、大綱、試題等資源，但是這些資源都是分散和非結構化的，學科知識圖譜可以將這些資源和教學大綱、課程教學關聯起來，建立起它們之間的語義網絡。

學習路徑規劃：基于知識圖譜中知識點之間的關系和學生的學習能力等維度，可以為學生提供合適的學習路徑規劃，因人而異制訂個人學習路徑：基礎學習路徑——主題學習路徑——專業學習路徑，模塊之間既獨立，又能進行聯動。

教學資源管理：通過構建工科俄語知識圖譜，一方面可以對工科教學資源進行分類、標注和管理，方便教師和學生查找和使用相關資源；另一方面，可以解決專業俄語教學資源缺乏，甚至是沒有專門的工科俄語教材的問題。

3.2 利用知識圖譜的工科俄語課程應用實例分析

我們以材料工程專業的材料力學課程為例，了解“材料的斷裂”這一知識，并生成專業俄語知識圖譜（圖2，p138）。

首先，材料的斷裂主要包括“斷裂韌性”和“高分子材料的斷裂”兩部分，我們主要選取“斷裂韌性”為知識點，梳理層次，歸納的知識點屬種如下：斷裂韌性，其中包括斷裂強度、斷裂類型，這些和斷裂韌性構成共生關系，而斷裂過程、裂紋擴展方式、斷裂機制、裂紋尖端的應力場強度因子、線彈性條件下的斷裂韌性、彈塑性斷裂力學簡介和斷裂韌性構成種屬關系。

梳理、確立了知識體系后，我們為每一處匹配上俄語翻譯，如：斷裂類型（ ）、斷裂韌性（ ）、斷裂機制（ ）等，并搭建知識點俄語語法間的關系，對出現的俄語語法進行導向性學習，如： 這是俄語中第二格的用法，通過資源鏈接回到俄語第二格用法上，并自動總結、歸納高頻俄語術語、重要詞匯，生成詞匯表，如： （斷裂）、 （韌性）、 （裂紋）等，形成工科知識+外語知識的聯動結構。

3.3 知識圖譜的工科俄語課程應用啟發

通過知識圖譜進行學習評估和反饋，我們發現學生在學習“斷裂”這個知識點的時候，可以反復遇見 這個生詞，反復強化對于俄語專業詞匯的識記過程，并回顧俄語第二格的用法，這就達到了我們工科俄語教學的目的——用俄語識記專業詞匯，用俄語學習專業課程。

以上實例給我們的啟示是工科俄語要立足于工科知識，俄語只是進行工科學習的一個輔助工具，在反復觀摩、練習專業內容的同時可以完成對俄語專業詞匯的識記過程，而對俄語詞匯的學習也可以加深對專業詞匯的印象，從而實現“專業”“外語”共榮、并進發展。

4 結語

在當前的教育環境中，知識圖譜的應用為我們提供了新的可能性。在工科俄語課程的建設和應用中，知識圖譜不僅可以幫助我們更有效地組織和管理課程內容，還可以為學生提供更個性化的學習路徑，提高學習的效率和效果。目前，知識圖譜在教育領域的應用還處于初級階段，我們需要進一步研究與實踐，以發揮其最大的潛力。

基金項目：徐州工程學院課程思政示范課程項目；徐州工程學院圣彼得堡聯合工程學院課程思政示范課程項目。

參考文獻

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