知識圖譜驅動的人工智能教學賦能一流人才培養實踐

中圖分類號：G434文獻標識碼：A論文編號：1674—2117（2025）19—0109—04

引言

黨的二十大報告明確指出“推進教育數字化，建設全民終身學習的學習型社會、學習型大國”。從國家層面看，高校人才培養需求正逐步從單一技能型向多元化、跨學科、實踐與理論并重、國際化視野、個性化及創新型能力等方向發展。目前，我國高等教育已經進入以數字化、智能化為特征的轉型階段，而課程數字化轉型是促進教育教學新發展、滿足學生自主學習新需求的重要一環。為積極推進國家教育數字化戰略，推動“教育、科技、人才”協調發展，強化教育數字化賦能，筆者所在學校積極推動以“知識圖譜課程”為代表的人工智能課程建設，以“人工智能+”賦能本科教育教學全要素建設，不斷推進基于“人工智能賦能—創新使能—改革善能”的本科人才培養，前后啟動兩批次人工智能課程建設項目推進智慧教育落地實踐，賦能一流人才培養。

建設路徑

筆者所在學校不斷推進融合式教育改革，依托智慧教育平臺優質數字資源、強大的人工智能技術以及多年積累的智慧教學模式，以“人工智能 +^? 賦能一流本科教育，助力一流人才培養實踐。作為首批國家智慧教育平臺試點高校、四川省智慧教育平臺數字化轉型試點高校，筆者所在學校建設了“大川學堂”智慧教育平臺2，實現了校本資源的集約化管理、知識資源的集成化管理、學習資源的個性化推送和學習空間的泛在化建設，依托“大川學堂”智慧教育平臺，通過教學資源重構、知識圖譜聯通、人工智能助教賦能，實現從“知識傳授”向“能力培養”的數智化轉型。

1.優質資源循環再造

通過部署私有云，在現有校內課程資源全覆蓋采集基礎上，與校內智慧教學環境對接，充分利用學校開展智慧教學環境改造所積累的經驗和優勢，實現課程錄播資源多元沉淀，將獲得的課堂錄播、教學課件等作為源資源，進行優質資源循環再造。同時，歷經多年建設，學校積累了豐富的在線教學資源，師生可充分利用學校各類平臺上的教學資源以及國家智慧教育平臺、四川省智慧教育平臺上的公開資源開展人工智能課程建設。另外，通過校企合作共建模式打造“數字課棧”發展空間，將其作為“大川學堂”智慧教育平臺功能的線下延伸，并與線上平臺聯動，提供數字資源建設、教師數字素養提升等服務。

2.課程知識地圖創建

知識圖譜由Google于2012年提出]，目前普遍認為是一種基于圖的數據結構，利用結構化的形式描述客觀世界中的概念、實體及相互間的關系，由節點和邊構成，用節點代表實體，用邊表示相關關系。4有研究表明，基于語義網絡的可視化知識圖譜能夠揭示學科知識邏輯，并推薦適配學習者認知水平的學習內容和學習路徑。[]

基于知識圖譜的人工智能教學作為“大川學堂”智慧教育平臺的重要功能之一，采用課程知識地圖功能模塊，通過深度整合課程資源、知識圖譜與人工智能技術，助力學生系統掌握課程的核心知識點，開展自主、個性學習。“大川學堂”智慧教育平臺圍繞“素質一能力一知識”三層培養體系，支持知識圖譜課程“專屬路徑”“圖譜模式”“導圖模式”“問題圖譜”四種創建方式，多維度多層次呈現教學過程，賦能一流人才培養。

（1）知識點標簽體系建設

依托“大川學堂”智慧教育平臺系列智能處理應用實現多模態教學資源智能分析和處理。采用智能語音轉寫、語音剪輯、智能摘要、智能標簽、智能知識點切片等技術自動從海量非結構化數據中提取有效片段，實現對知識點的精準識別與體系重構，推動教學資源的數字化解耦與創新性重組。例如，先通過前期錄播資源入庫獲得課程視頻，通過語音分析、圖像分析、OCR識別、NLP自然語言處理、按時間點生成字幕、智能打點等方式進行知識點的建設，再結合教學設計，基于教學活動需求，依托教學邏輯對知識點進行標簽化處理，構建新的教學知識點標簽體系，為后續課程地圖的構建提供資源基礎。

（2）課程知識地圖構建

“課程知識地圖”模塊采用知識可視化技術，根據課程知識節點之間歸屬、層次、比較、推演等關系，對節點進行連接，組織成一個有機聯系的知識體系，重構教學內容的組織邏輯和呈現方式。同時，知識點之間多樣化的拓撲關系也蘊含著領域專家經驗、知識關聯與學習路徑，為基于課程內容的自適應學習奠定基礎。

在“大川學堂”智慧教育平臺上，課程知識地圖創建方式支持模板導入、Xmind導人、章節轉換、教材生成等方式，特別是滿足電子教材整本導人，實現人工智能自動解析。在實施過程中，根據知識點之間固有的關系屬性，完成知識點前后關系綁定。以“數據庫系統原理”課程為例，學生通過課程知識地圖可以直觀了解本課程的知識脈絡、層級關系以及重難點、思政育人點等布局，開展系統化、有針對性的深度學習，精準定位核心內容與價值引領方向，實現知識學習與素養提升的有機統一。在每個具體的知識點上，會提供它的前序知識點和后續知識點，便于學生按照相關路徑去學習，為導學、自主學習提供便利。同時，通過課程知識地圖可以清楚了解知識點的內容綁定，如拓展資源掛載、問題測試等情況，直觀呈現知識學習的延伸路徑與評估維度。課程地圖同步提供節點篩選功能，便于學生直接搜索學習。

3.教學智能體構建

2025年，“大川學堂”智慧教育平臺基于開源通用大模型，通過訓練和微調，上線了以“課程應用”為縱向維度、以“場景服務”為橫向維度的智能體應用矩陣，使平臺具備深度思考與智能推理能力，為師生提供教學服務智能問答，推動教學過程智慧化轉型。智能體可以根據學習者的個性化學習風格精準匹配相應的學習資源與互動模式，從而有助于學習者掌握自主的學習策略。

在縱向維度上，對接通用多模態大模型，上線人工智能課程智能體，推出人工智能助教與人工智能學伴，接入課程資源自有知識庫，打通與課程知識地圖的數據鏈接，為個性化問答推薦提供了更加智能化的知識支撐。在橫向維度上，以文檔信息檢索、翻譯助手、會議紀要、在線剪輯等場景應用為抓手，幫助師生提升教與學效率，助力教學創新和實踐。同時，平臺增設指令中心，用于建設課程特色指令，教師可以根據自身經驗、使用習慣進行預設置，使用時直接調用即可，提高工作效率。

實踐成效

利用知識圖譜、課程地圖等人工智能功能，可以幫助教師快速檢索和調用預先準備好的知識單元，根據自身的教學風格和學生的學習特點，高效構建出豐富多樣的教學內容，實現因材施教、精準教學。另外，依托體系化、可視化知識呈現，能幫助學生按照知識點維度開展課程資源檢索學習、知識點關聯學習，促進自主學習和個性化學習的實現。

1.多維圖譜支撐多元化自主學習開展

“大川學堂”知識圖譜人工智能課程在建設過程中，支持課程/專業知識圖譜自動化輔助構建、知識脈絡可視化展示。教學過程中支持“專屬路徑”“圖譜模式”“導圖模式”“問題圖譜”四種模式，學生可以根據自身需求開展貫通式、系統性、非線性等多元化自主學習。“導圖模式”支持學生連貫地學習每個章節的課程視頻教程并完成章節測試；“圖譜模式”側重從整體結構出發，探索各個知識點之間的關系并學習知識點所對應的資源，學生可根據知識點的學習情況，快速定位重難點知識和薄弱知識，逐個提升掌握程度；“專屬路徑”是為初次進行課程學習的學習者提供指定路線，按照教師建議，提供明確學習路徑，開展專屬學習；“問題圖譜”則是以問題解決為導向，按照基本問題、組合問題、疑難復雜問題的分層歸類方式解決復雜場景任務。

2.學情數據賦能精準化教學實踐

知識圖譜人工智能課程在建設過程中，提供知識點問題掛載，教師可以結合手動出題和智能出題兩種方式開展測評，通過對課程知識點的完成率、掌握率等關鍵學情數據的深度挖掘，獲得多維度、可視化的教學分析報告。例如，針對“高完成率低正確率”的知識點，教師可以及時對該知識點進行重點強化教學。另外，通過對班級整體學情數據的長期跟蹤和對比分析，教師可以直觀了解教學效果的變化趨勢，反思教學方法，尋找問題根源，調整教學策略，實現教學過程的動態優化，真正做到以數據為導向，精準提升教學質量。

3.人工智能智能體助推個性化學習范式落地

對接通用多模態大模型，基于知識圖譜人工智能課程專屬內容，搭建課程智能體，開展引導式、啟發式學習，通過人工智能智能體具有層次性的相互關聯、逐步深入的問題鏈，幫助學生逐步揭示知識內容或者問題答案。在實踐場景中，利用人工智能智能體，提供自適應即時反饋，通過高智能交互、伴隨式成長來滿足差異化學習，為學生學業評價、診斷、建議提供科學且個性化指導。在交叉學科人才培養方面，通過搭建多學科知識圖譜課程，運用人工智能技術構建跨學科知識點標簽體系，搭載人工智能智能體，實現基于學習者畫像的智能學習路徑推薦，推動個性化學習范式落地。

4.知識全局觀培養和終身學習理念養成

知識圖譜人工智能課程支持可視化呈現知識脈絡和層級關系，有助于學生開展系統性學習，建立從整體、宏觀視角理解知識的思維方式，促進知識全局觀養成。同時，利用圖譜個性化學習推薦，傳播終身學習理念，讓學生在個性化的學習環境中獲得利用網絡自主學習的能力，增強在信息社會中的適應能力，促進終身學習和跨領域能力發展。

結語

筆者所在學校經過實踐，目前已經上線“法醫臨床學”“中國醫學生臨床技能操作”“紀錄片創作實踐”等多個課程知識圖譜人工智能課程，形成階段性建設成果。“法醫病理學”“口腔頜面外科學”“數據挖掘”等課程已經基于此構建了人工智能智能體助教，為學生提供精準的課程答疑和學習引導服務。

在建設與應用過程中筆者發現，影響知識圖譜驅動的人工智能教學成效的因素涉及多個方面，如教學資源的持續建設、人工智能應用能力提升以及師生數字素養培育等。在知識圖譜人工智能課程建設過程中，教學資源是驅動課程高質量發展的基礎保障。因此，要系統化、規模化地持續整合優質教育資源，構建起動態更新、多元協同的資源生態體系，有力支撐教學創新與人才培養需求。同時，作為課程深度應用的核心驅動力，人工智能應用能力重塑了教與學的底層邏輯，極大地推動了教育場景智能應用落地。而數字素養已成為數字化生存的核心能力之一，是涵蓋知識、技能、思維、方法等多維度的綜合能力體系。所以，高校在教學中應持續推進師生數字素養的系統性養成，使其成為賦能一流人才培養實踐的戰略支點與創新引擎。

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作者簡介：田建林（1986—），女，碩士，助理研究員，科員，研究方向為智慧教育學習環境構建、智慧教學法、教育數字化轉型應用等。段磊（1981—），通訊作者，男，博士，主任，四川大學計算機學院（軟件學院）教授、博士生導師，研究方向為知識工程。韓雪涼（1989一），女，碩士，初級工程師，科員，研究方向為網絡學習空間、智能教育。

本文系四川大學高等教育教學改革工程（第十一期）研究項目“面向數字教育的教學智能體建設與應用路徑探索”（編號：SU11077）、四川省2024—2026年高等教育人才培養質量和教學改革項目“面向高校數字化轉型的智慧教育平臺‘大川學堂’建設與應用路徑探析”（編號：JG2024-0029）階段性成果。