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知识图谱技术在教学资源库建设中的应用

摘要：将知识图谱技术运用到教学资源库建设中，可为教育教学的信息化、数字化、智慧化提供有力的支撑。该研究基于教育智能化和知识图谱技术，探索将知识图谱应用于职业教育教学资源库建设和培养学科思维能力的有效途径，通过实证研究和案例分析，展示知识图谱技术在职业教育教学资源管理中的优势和应用场景，并提出解决相关挑战的方案。

关键词：知识图谱技术；教育智能化；教学资源库；教学效果；学习体验

教育智能化是职业教育改革的重要方向之一，是当前教育领域的一个热点和趋势，将人工智能技术与教育教学相结合，可以提高教育教学的效率和质量，为教师提供先进的教学方式和教学手段，为学生提供更加个性化和优质的教育服务。知识图谱技术是一种以语义为基础，通过将知识组织成图谱的方式来呈现和管理知识的技术［1］。本文通过研究知识图谱技术在教学资源库建设中的应用，探索教育智能化的新路径。

一、研究背景

（一）国家职业教育政策对教育智能化提出了新要求

近年来，国家印发《职业教育改革实施方案》《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》，要求推动现代信息技术与教育教学的深度融合，提高课堂教学质量，做大做强国家职业教育智慧教育平台，建设职业教育专业教学资源库、精品在线开放课程、虚拟仿真实训基地等重点项目，扩大优质资源共享，推动教育教学与评价方式变革［2］［3］［4］。2021年7月，教育部等六部门发布了《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，强调以新一代信息技术促进教育教学全过程、全要素的数字转型与智能变革，教学资源库也是“教育新型基础设施”的重要组成部分［5］。

（二）现有的教学资源库缺乏智能化技术的应用

当前数字教育资源建设以微课、题库、数字教材等形态为主，呈现多主体供给、全时段与全学科覆盖等特征，但整体来看尚未形成新技术支持的资源建设体系［6］。首先，资源的表现形式单一，数字教育资源建设仍停留在多媒体素材、线性教学课件、灌输式教学视频等形态。其次，教学资源具有多样性，教学资源中的学科知识点之间的逻辑体系不清、连接关系松散，数字教育资源本身的知识结构、对应的能力层级等内生要素难以得到高效智能的组织与管理。最后，资源的智能化服务不足，能助推个性化学习、资源组织管理等智能技术仍未真正发挥效用，师生的使用体验仍待优化。

（三）将知识图谱技术应用于教学资源组织管理具有显著优势

随着教育信息化的不断发展，教育资源的数字化程度越来越高，教育智能化已经成为未来的趋势。在这样的背景下，如何更好地利用现有的教育资源，提高教育教学的效率和质量，成为当前教育界亟需解决的问题。而知识图谱技术作为人工智能领域的一项重要技术，已经在多个领域得到了广泛的应用。在教育领域，通过将知识图谱技术应用到教学资源库建设中，可以实现对教育资源的语义化关联、可视化展示和智能化管理，提高教育资源的利用率和教学效果，为教育教学的信息化、数字化、智慧化提供有力的支撑。

（四）人工智能技术对教育改革提出了新要求

随着科学技术的发展，人类进入智能时代，个体需要适应加速变化的社会生活，基础知识和基本技能已经难以应对各种复杂、具有不确定性的陌生问题和场景，实现目标所需的能力日益复杂。展望未来，教育发展新趋势对全面深化课改和育人工作提出了更高的要求。教师不仅要向学生传授知识，而且要培养学生善发现、会思考、能创新、能系统解决问题的能力。

二、应用价值

教育智能化是当前教育领域的一个热点和趋势，将人工智能技术与教育教学相结合，可以提高教育教学的效率和质量，为学生提供更加个性化和优质的教育服务。而知识图谱技术作为一种新兴的人工智能技术，具有将海量数据进行结构化和语义化的能力，已经在教育教学领域得到了广泛应用。

（一）教学资源库建设：实现智能管理和利用

知识图谱可以将教学资源进行结构化和语义化，实现教学资源的智能化管理和利用。例如，南京大学的史宇坤等人（2022）利用知识图谱技术对《古无脊椎动物学》教学资源进行了管理和利用，实现了教学资源的分类、检索和推荐功能，提高了教学资源的利用效率和质量［7］。黑龙江中医药大学的郭宏伟（2021）以中国医学史为例构建了高校在线课程知识图谱，为在线课程建设与智能教育发展提供有益的参考和借鉴［8］。挪威的StianLavik等人在挪威教育和研究部的资助下，基于知识图谱技术构建了终身教育学习平台BrainBank，用户通过直观的交互界面进行学习［9］。

（二）教学内容推荐：促进个性化学习

教师可利用知识图谱技术，根据学生的个性化需求和学习史，推荐符合学生兴趣和能力的教学内容，增强学生的学习效果。例如，北京大学的高嘉骐（2021）等人提出了一种基于知识图谱的学习路径自动生成方法，研究成果可帮助领域专家规划学习