知識圖譜賦能中職個性化教學探析

摘要：在數字化時代，為更好實現中職學校個性化、精準教學，應用基于人工智能的知識圖譜進行教學成為必然趨勢。中職知識圖譜建設目前還處于萌芽階段。一線教師立足于網絡教學平臺，構建知識圖譜框架，是解決中職知識圖譜資源缺乏和教學個性化、精準度不足問題的重要途徑之一。

關鍵詞：數字化轉型精準教學在線教學平臺知識圖譜建設

一、研究背景

數字化時代已經來臨，這對包括中職學校在內的各級各類學校師生的數字化素養提出更高要求。2023年2月，教育部發布《教師數字素養》，規定教師數字素養框架。2023年2月13日，教育部部長懷進鵬在世界數字教育大會作《數字變革與教育未來》主旨演講，提出“知識圖譜”應用需求。2023年6月20日，教育部在武漢召開現場推進會，貫徹落實黨的二十大關于教育數字化精神。基于人工智能的教育知識圖譜，覆蓋一定的知識點、知識單元和知識領域，并在線動態更新，可以輔助教師精準教學和向學生推送個性化學習內容。

二、知識圖譜概念及國內外研究現狀

（一）知識圖譜概念

知識圖譜，在圖書情報界稱為知識領域可視化或知識領域映射地圖，用可視化技術描述知識資源及其載體，挖掘、分析、構建、繪制和顯示知識及其之間的聯系。華為技術專家鄭毅認為，知識圖譜是由實體、關系和屬性組成的一種數據結構，能夠把人可以理解的知識有效地組織起來。知識圖譜是知識工程在大數據時代的代表性技術。

（二）知識圖譜國內外研究現狀

知識圖譜的研究在發達國家已經取得較大發展，但它在我國的研究仍處于起步階段。在知網以“知識圖譜”為主題進行搜索，可在總庫中搜到2.52萬個結果，發文趨勢逐年上升，2017年起進入快速上升階段。劉世豪將CNKI作為數據庫，檢索2009～2019年這10年間篇名為“知識圖譜”的所有文章。他分析后認為，現代意義上的知識圖譜更多的是與人工智能相融合，其中的搜索引擎與個性化推薦系統可以為用戶反饋高質量信息。

（三）教育知識圖譜研究現狀

教育知識圖譜是教育智能化應用的知識支撐。一個教育知識圖譜就是一張巨大的語義網絡，在該網絡中，分散式、顆粒化的教育資源通過某種方式與相關實體關聯，語言知識、學科知識、課程知識等傳統教學內容通過教育知識圖譜這個語義網絡得以表達和沉淀。教育知識圖譜可實現知識點與其他知識點或學習資源、術語、公式、圖表、概念層級關系、師生（甚至機構）相關的語義關聯等。

以“知識圖譜賦能教育教學”為主題在知網中搜索，總庫中只有9個結果，這9篇文獻分別發表于2019（1篇）、2021（1篇）、2022（3篇）、2023（4篇），發表篇數呈上升趨勢。比起總庫中的2.52萬的“知識圖譜”研究文獻數量，其幾乎可以忽略不計。這9篇文獻中，沒有中職知識圖譜的相關研究文獻。這也說明，我國對于知識圖譜在教育教學領域尤其是中職教育教學中的研究幾乎是空白。

三、知識圖譜賦能中職個性化教學研究的價值

政府及各級教育行政主管部門從政策的頂層設計、數字化行業標準的制定，到在教師業務大賽和實際工作中的推進落地，都做了周密部署。懷進鵬部長在世界數字大會上指出，“我們將推動教學評價科學化、個性化，運用海量數據形成學習者畫像和教育知識圖譜，更好地實現因材施教”。

知識圖譜在教育領域的最大優勢就是與人工智能結合。知識圖譜可結合在線教學平臺，借助人工智能的個性化推薦功能，向學生精準推送適合學生的個性化的學習內容、學習評價信息等。教育知識圖譜是教育知識的集中載體，可實現碎片化教學資源的關聯，提供教育智能服務，提升教學效果，提高教學效率，優化教育決策，保障教育公正。

知識圖譜賦能中職個性化教學研究具有重大研究價值和使用價值。目前，知識圖譜賦能個性化教學的研究剛剛起步，對中職知識圖譜的應用研究也較少，缺少可應用的知識圖譜資源，因而，中職學校知識圖譜研究前景廣闊。在教育教學一線，中職學校廣大教師若能建設專屬于自己學科和專業的在線知識圖譜，并運用這些知識圖譜實施個性化精準教學活動，是知識圖譜賦能教師個性化教學活動的重要途徑。通過探究數字化轉型背景下中職學校知識圖譜的構建和應用，中職教師可實現個性化教學和因材施教，實現知識圖譜應用研究在中職領域零的突破，為數字化賦能中職教育教學提供可借鑒的模式和經驗。

四、知識圖譜賦能中職個性化教學需解決的主要問題

運用知識圖譜對中職學生實施個性化教學是研究中職學校知識圖譜構建的最終目的。知識圖譜賦能中職個性化教學所需解決的主要問題包括以下幾點：中職教師如何運用知識圖譜實現中職個性化教學？如何更好地對學生因材施教？這里又包括兩個方面：第一，知識圖譜的獲取途徑。本學科的知識圖譜來源都有哪些？如何獲取知識圖譜？是現有的網絡資源的整合和搜索，還是在網絡教學平臺上自建知識圖譜？如何構建本校校本知識圖譜？知識圖譜是中職教師個性化教學研究的落腳點，沒有知識圖譜，就談不上知識圖譜賦能中職教師個性化教學。第二，知識圖譜應用方法。怎樣運用知識圖譜實施個性化教學和更為有效的因材施教？

五、中職教育知識圖譜獲取途徑

（一）引用現有知識圖譜課程教學資源

普通教育工作者直接應用帶有系統知識圖譜的在線課程是實現個性化教學最為便捷的方式。

教育知識圖譜作為一種數字化教育資源，依托智慧教育平臺課程資源而存在，與在線精品課程數字化學習資源（如在線微視頻、作業、測試題、試題等）相關聯，體現在線課程各級知識點之間從屬關系和合理出現順序。學生在課程平臺上進行學習時，與這些數字化學習資源相關聯的知識圖譜會自動生成學生學習數據，并據此生成學習者畫像。以學銀在線智慧教學平臺的精品課程知識圖譜為例，該平臺知識圖譜會記錄課程關聯資源數量、關聯習題數量，記錄學生記憶、理解、應用、分析、評價、創造六個層次的學習數據，分析學習者群體的平均完成率、平均掌握率、掌握得最好的知識點、關聯資源最多的知識點、掌握度不夠的知識點，具備強大數據收集和分析功能。

教育知識圖譜搭建學習者知識框架，營造以學習者為中心的教學環境，通過可視化數據分析，對學習者學習過程進行智慧評估，提供個性化學習服務。搭建基于智慧教育平臺的知識圖譜框架，是智慧學習環境和人工智能技術條件下實現個性化教學的關鍵。但依托智慧教育平臺在線課程的知識圖譜搭建需耗費大量精力，需要相對專業的教學團隊或數字素養高超的教師完成。

目前，中職學校知識圖譜的構建尚處于起步階段，直接應用帶有系統知識圖譜的中職在線課程目前還很難實現。在國家智慧教育公共服務平臺搜索“中職”二字，總共可以搜到16個在線精品課程，而知識圖譜建設必須基于在線課程，且并非所有教學平臺都具備知識圖譜搭建功能。由此推知，目前中職各學科對基于在線課程的知識圖譜運用尚處于萌芽狀態，通過引用現有知識圖譜課程教學資源實現中職各學科個性化教學可能性不大。

（二）基于網絡教學平臺獲取知識圖譜資源

自建知識圖譜是目前中職學校各學科實現精準教學、個性化教學的最可行途徑。知識圖譜應用廣泛，最簡單的是以某一專題知識教學為目的的知識點圖譜；若多個專題知識圖譜以某種方式關聯到一起，就形成課程知識圖譜；多個課程知識圖譜按照學科內在邏輯組合，即形成學科知識圖譜；若干個學科知識圖譜組合為中職某專業人才培養方案，即形成專業知識圖譜。

目前，學銀在線網絡教學平臺具備知識圖譜搭建功能。以中職某學科知識圖譜制作為例，教師在學銀在線網絡教學平臺構建該學科知識圖譜方法如下：首先，系統梳理本學科課程知識。基于分層原理和學生認知規律，將教學內容拆解為系列的顆粒化知識點，為優化知識表達、搭建知識圖譜做好鋪墊。知識點顆粒度大小，取決于知識點難度和學情。復雜知識點可切分為若干簡單的分層遞進知識點顆粒。其次，新建在線相關課程，制作與該知識點相關的在線數字化教學課件、教學設計、微視頻、作業、習題、考試題等。最后，按照知識點顆粒化程度和層次結構重組這些數字化教學資源，形成課程知識圖譜貫穿整個教學過程，個性、精準支撐基于人工智能和知識圖譜的智能教育。

通過以上步驟，形成該學科知識圖譜，搭建學科知識框架，將零散知識點統一于知識圖譜框架之下，實現知識點與課程目標關聯，學科、專業、課程、知識點交叉融合，同時，基于知識圖譜實現精準教學，記錄和分析學生學習過程，反饋知識點掌握率，分析課程目標達成度和專業目標達成度。學生基于知識圖譜全面了解該學科知識特點，并結合自己實際情況自定義學習路徑、把握學習進度，實現個性化學習。教師通過知識圖譜清楚了解學生的知識水平，評估教學效果，進行學情分析，調整教學策略，使得教學更加精準。

六、中職教育知識圖譜應用方法

知識圖譜賦能中職各學科個性化教學的難點在于建設，重點在于應用。仍以學銀在線網絡教學平臺為例來說明。

在教師端，知識圖譜建設完成以后，教師可以進入在線課程編輯頁面，將在線課程試題和數字化資源與知識圖譜中的相關知識點顆粒一一關聯。知識圖譜中被設定為記憶、理解、應用、分析、評價、創造六個維度的知識點顆粒會與在線課程中的數字化資源對應起來，平臺系統會收集學生運用這些數字化資源學習的數據并加以智能分析，以直觀的可視化圖表的形式，繪制學生學習數據可視化分析圖表。學生對某個知識點的平均完成率和平均掌握率、學生掌握得最好的知識點、關聯資源最多的知識點、掌握度欠缺的知識點等，都能在后臺查看，從而實現對教師“教”的信息的個性化推送。

在學生端，學生通過點擊“進入課程—體驗新版—知識點—圖譜模式”，可以檢索到自己的目標完成情況，也可以直接點擊進入與單個知識點相關聯的數字化資源頁面，如知識點學習頁面和知識點自測頁面，實現學習者“學”的個性化。

當然，知識圖譜個性化推送的功能是否強大、能夠達到何種程度，不僅取決于知識圖譜搭建者的學科水平、專業水平、學科框架搭建能力、知識層級構建能力，還取決于知識圖譜所依托平臺的技術水平及智能化程度。目前的技術背景下，在基于知識圖譜賦能中職個性化教學中，中職學校所能做的最有效的事情，就是運用現有條件盡可能地搭建科學的知識圖譜，并依托資源平臺將數字化資源與知識圖譜中的顆粒化知識點一一對應和關聯，從而實現當前技術條件下的知識圖譜賦能中職個性化、精準教學。總之，基于人工智能的中職知識圖譜建設可更好地服務中職各專業人才培養方案和課程標準的落實，解決中職學校知識圖譜資源缺乏問題，從而更好地實現教師精準教學和學生精準學習、個性化學習。

參考文獻：

劉世豪.我國知識圖譜運用的研究現狀與未來趨勢——基于共詞分析的可視化研究.中小學電教，2019（10）：2427.