知識圖譜賦能下工科俄語課程建設(shè)與應(yīng)用探究

摘 要 在現(xiàn)代教育領(lǐng)域，課程建設(shè)和應(yīng)用的創(chuàng)新成為眾多教育者和研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。特別是在工科專業(yè)中，如何有效地融入外語教學(xué)，以提升學(xué)生的技術(shù)外語能力和跨文化交際能力，已經(jīng)成為一個(gè)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(fā)和應(yīng)用新型俄語教育課程。

關(guān)鍵詞 知識圖譜；工科；俄語

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)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(lián)邦進(jìn)行國事訪問之際，國家主席習(xí)近平在《俄羅斯報(bào)》和俄新社網(wǎng)站發(fā)表題為《踔厲前行，開啟中俄友好合作、共同發(fā)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(lián)合辦學(xué)等活動，不斷增進(jìn)兩國民眾特別是青少年的相互了解和友誼。重構(gòu)人才知識體系，重塑人才培養(yǎng)質(zhì)量觀，以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才是當(dāng)前新工科教育的改革方向。新時(shí)代，隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)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(yīng)用到教育領(lǐng)域，教育數(shù)字化是我國開辟教育發(fā)展新渠道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢的重要突破口，能進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)字教育，為個(gè)性化學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面和教育現(xiàn)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(xiàn)象，它是一種結(jié)構(gòu)化的知識表示方法，其基本構(gòu)成是實(shí)體、關(guān)系和屬性。知識圖譜以圖的形式，將知識中的實(shí)體以節(jié)點(diǎn)的形式表示，實(shí)體之間的關(guān)系以邊的形式表示，實(shí)體的屬性則可以添加到相應(yīng)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)上。更具體地說，知識圖譜是一種由實(shí)體、關(guān)系和屬性構(gòu)成的多關(guān)系圖，其中實(shí)體表示事物，關(guān)系表示事物之間的聯(lián)系，屬性表示事物的特性。知識圖譜也可以理解為用“實(shí)體－關(guān)系－實(shí)體”三元組形式對知識系統(tǒng)進(jìn)行資源描述和存儲，其核心思想是以圖論的方式表達(dá)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(jìn)行知識獲取、更新，還可以進(jìn)行關(guān)系推導(dǎo)，這些特性使得知識圖譜成為支持各行業(yè)具體應(yīng)用的重要技術(shù)。

首先，知識圖譜是一種結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，以語義結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)、使用統(tǒng)一的語義模型和標(biāo)準(zhǔn)，通過將知識以圖形結(jié)構(gòu)的形式表示，以節(jié)點(diǎn)和邊的方式連接不同的知識實(shí)體，使得知識之間的關(guān)系更加明確和清晰，語義結(jié)構(gòu)更加完整。完成對知識的獲取，如；知識圖譜補(bǔ)全、實(shí)體識別、實(shí)體對齊、關(guān)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(tài)，可整合不同類型的數(shù)據(jù)，包括文本、聲音、圖像，知識呈現(xiàn)的形式更加全面、立體，更加多元化。

知識圖譜的可擴(kuò)展性可隨著新的知識和數(shù)據(jù)的加入不斷演化和發(fā)展，這就使得知識推理成為可能，在已有知識的基礎(chǔ)上，能自動地進(jìn)行推理和推斷，從而生成新的知識和結(jié)論，形成知識推理和關(guān)系推導(dǎo)，并能根據(jù)用戶的需求進(jìn)行擴(kuò)展和更新。

知識圖譜實(shí)現(xiàn)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(shù)據(jù)資源進(jìn)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(lǐng)域的應(yīng)用

知識圖譜可以檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)水平、診斷學(xué)生學(xué)習(xí)情況、分析學(xué)生的薄弱知識點(diǎn)，為學(xué)生提供更具針對性的內(nèi)容推薦，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源庫，能將多媒體課件、思政元素、題庫、視頻、教學(xué)實(shí)物、教學(xué)案例庫、教材、科研論文、MOOC、SPOC及創(chuàng)新大賽等與知識點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，這在教育應(yīng)用上體現(xiàn)為：

學(xué)習(xí)資源管理：對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行分類和管理，建立資源之間的關(guān)系，提高資源利用率。

課程設(shè)計(jì)和教學(xué)支持：對教學(xué)資源（思政元素、題庫、視頻等）進(jìn)行分析和整合，為教師提供課程設(shè)計(jì)和教學(xué)支持，幫助教師廣泛涉獵同類課程資源，提供課程設(shè)計(jì)和教學(xué)支持的借鑒，使其更好地組織教學(xué)內(nèi)容和活動。

學(xué)習(xí)評估和反饋：比對、分析學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，利用知識圖譜的推理能力，可以為學(xué)生提供學(xué)習(xí)反饋，也能幫助教師進(jìn)行學(xué)習(xí)評估，學(xué)習(xí)情況和進(jìn)展能夠直觀展現(xiàn)。

2 工科俄語課程需求與挑戰(zhàn)

2.1 工科俄語學(xué)習(xí)需求

隨著“一帶一路”倡議的部署安排，同共建國家和地區(qū)的交流和合作促使小語種需求明顯增加，外語類專業(yè)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(yè)建設(shè)，“專業(yè)+外語”人才的培養(yǎng)力度不斷加大，“專業(yè)+外語”復(fù)合型人才儲備不斷加大，這是中外合作辦學(xué)項(xiàng)目的機(jī)遇，同時(shí)也極具挑戰(zhàn)。

工科外語是在工科領(lǐng)域中應(yīng)用的外語，其語言特性主要體現(xiàn)為工科專業(yè)性：即需要特定的專業(yè)課學(xué)習(xí)，從而支持學(xué)生在工科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)、研究和未來工作。隨著中俄合作辦學(xué)的擴(kuò)大化，“工科+俄語”復(fù)合型人才培養(yǎng)呈擴(kuò)大化趨勢，如：徐州工程學(xué)院在“電氣工程及其自動化”專業(yè)、“機(jī)械電子工程”專業(yè)同俄羅斯開展合作辦學(xué)，并在2023年4月份獲批圣彼得堡聯(lián)合工程學(xué)院，新開設(shè)“環(huán)境工程專業(yè)”“機(jī)器人工程專業(yè)”“電子工程專業(yè)”，學(xué)生的主要專業(yè)是工科專業(yè)，俄語是對工科專業(yè)知識的“錦上添花”。

俄語即使是必學(xué)課程，也被動性地分成兩個(gè)部分——通用俄語和專業(yè)俄語，前者是要打好俄語語言基礎(chǔ)，而后者是為直接學(xué)習(xí)工科知識提供語言支持。學(xué)生的需求則不是孤立地進(jìn)行“聽說讀寫譯”，而是要結(jié)合人文視野、工科發(fā)展歷程、專業(yè)背景知識，使俄語學(xué)習(xí)同工科產(chǎn)業(yè)需求、實(shí)踐應(yīng)用、實(shí)踐創(chuàng)新相結(jié)合。

2.2 現(xiàn)行“工科”俄語課程的挑戰(zhàn)

“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(tài)化對外貿(mào)易合作，海洋工程、油氣礦產(chǎn)、信息技術(shù)、新能源、新材料等各個(gè)產(chǎn)業(yè)合作也極具潛力，專業(yè)特殊性使得工科俄語課程面臨多重挑戰(zhàn)：學(xué)生方面的挑戰(zhàn)、教師方面的挑戰(zhàn)、教材方面的挑戰(zhàn)，以及地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和行業(yè)就業(yè)需求的挑戰(zhàn)。

課程內(nèi)容具有挑戰(zhàn)：工科俄語課程總體上仍然停留在側(cè)重教授基本的語法、詞匯上，但對工程師、建設(shè)者來講，他們需要更多與專業(yè)相關(guān)的詞匯和表達(dá)方式，因此，課程需要更多關(guān)注工程領(lǐng)域的技術(shù)術(shù)語和實(shí)際應(yīng)用，這些專業(yè)知識不僅是對學(xué)生的挑戰(zhàn)，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(xué)方法存在挑戰(zhàn)：聽力、跟讀、復(fù)述、小組討論、視頻教學(xué)是外語最常見的教學(xué)方法，有助于能激發(fā)學(xué)生對于外語的興趣。但工科專業(yè)，如：電子工程、機(jī)械工程、土木工程這些專業(yè)，知識的實(shí)用性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)強(qiáng)度大；且工科專業(yè)使用的技術(shù)更新、迭代速度非?？欤@就要求針對這些專業(yè)的教學(xué)方法必須走在時(shí)代的最前沿，不斷根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)和優(yōu)化。

對學(xué)生實(shí)踐的挑戰(zhàn)：一方面，工程專業(yè)需要大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，以實(shí)際操作和實(shí)地經(jīng)驗(yàn)來驗(yàn)證和深化理論知識，學(xué)生在這個(gè)過程中用俄語作為工作語言，去理解和應(yīng)用復(fù)雜的理論和技術(shù)；另一方面，俄語也是一種需要大量實(shí)踐的語言，但很多工程專業(yè)課時(shí)設(shè)置龐大，俄語課程缺乏實(shí)際應(yīng)用的機(jī)會，學(xué)生不能學(xué)以致用，很難提高基本的實(shí)際應(yīng)用能力，從而直接影響工科實(shí)踐。

2.3 以知識圖譜為基礎(chǔ)的工科俄語課程教學(xué)

通過知識圖譜的構(gòu)建，知識點(diǎn)可被搭建成多角度、多維度、橫向縱深發(fā)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(xué)，而是和專業(yè)緊密結(jié)合起來，專業(yè)知識將成為知識圖譜構(gòu)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(luò)”的滋養(yǎng)，將俄語這些“血肉”灌注到“軀干”的每一處，從而實(shí)現(xiàn)工科和俄語聯(lián)動、工科和俄語促進(jìn)，工科和俄語共榮。

“工科”俄語的著力點(diǎn)仍為專業(yè)基礎(chǔ)，而知識圖譜可以為學(xué)生提供更加準(zhǔn)確的信息，并做出全面的總結(jié)，提供更有深度的相關(guān)信息?；谥R圖譜的推薦，可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好及個(gè)人學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)因材施教，其學(xué)習(xí)資源可以形成錯(cuò)題舉一反三，從而減少學(xué)生重復(fù)練習(xí)的時(shí)間，減輕其課業(yè)負(fù)擔(dān)，并根據(jù)知識點(diǎn)之間的關(guān)系和學(xué)生自身的學(xué)習(xí)偏好，為學(xué)生定制個(gè)性化學(xué)習(xí)方案，“由淺及深”“由表及里”進(jìn)行精準(zhǔn)學(xué)習(xí)和靶向?qū)W習(xí)。

知識圖譜可以收集俄語工科領(lǐng)域的相關(guān)知識、收集與工科領(lǐng)域相關(guān)的俄語文獻(xiàn)、專業(yè)課程、學(xué)術(shù)論文、技術(shù)手冊等，并進(jìn)行整理和分類；構(gòu)建知識庫，將收集到的知識進(jìn)行整理和組織，建立一個(gè)結(jié)構(gòu)化的知識庫，還可使用圖數(shù)據(jù)庫等技術(shù)來存儲和管理知識庫。通過自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，對俄語文本進(jìn)行實(shí)體抽取和關(guān)系抽取，識別問題本中的實(shí)體和他們之間的關(guān)系，將工程知識庫中的實(shí)體進(jìn)行連接，并連同俄語翻譯一起形成一個(gè)完整的知識結(jié)構(gòu)（見圖1）。

3 知識圖譜賦能下的工科俄語課程建設(shè)

3.1 利用知識圖譜的課程組織與學(xué)習(xí)應(yīng)用

智慧教育的核心之一是自適應(yīng)學(xué)習(xí)，也就是基于學(xué)習(xí)者之間的差異性特征采用智能化手段為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建自適應(yīng)的教學(xué)環(huán)境。知識圖譜的核心功能就是可以為不同的學(xué)習(xí)者在不同的場景下選擇合適的學(xué)習(xí)對象構(gòu)成不同的學(xué)習(xí)路徑，利用知識圖譜進(jìn)行課程工科俄語內(nèi)容的組織與管理。其有以下幾方面應(yīng)用。

俄語基礎(chǔ)知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)和解釋：知識圖譜可以將基礎(chǔ)俄語知識進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并充分利用當(dāng)前已有的MOOC課程資源形成知識擴(kuò)展，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和偏好，進(jìn)行基礎(chǔ)知識推送。隨著數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教育的不斷發(fā)展，高校外語教學(xué)領(lǐng)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(jié)構(gòu)化的，學(xué)科知識圖譜可以將這些資源和教學(xué)大綱、課程教學(xué)關(guān)聯(lián)起來，建立起它們之間的語義網(wǎng)絡(luò)。

學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃：基于知識圖譜中知識點(diǎn)之間的關(guān)系和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力等維度，可以為學(xué)生提供合適的學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃，因人而異制訂個(gè)人學(xué)習(xí)路徑：基礎(chǔ)學(xué)習(xí)路徑——主題學(xué)習(xí)路徑——專業(yè)學(xué)習(xí)路徑，模塊之間既獨(dú)立，又能進(jìn)行聯(lián)動。

教學(xué)資源管理：通過構(gòu)建工科俄語知識圖譜，一方面可以對工科教學(xué)資源進(jìn)行分類、標(biāo)注和管理，方便教師和學(xué)生查找和使用相關(guān)資源；另一方面，可以解決專業(yè)俄語教學(xué)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(yīng)用實(shí)例分析

我們以材料工程專業(yè)的材料力學(xué)課程為例，了解“材料的斷裂”這一知識，并生成專業(yè)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(diǎn)，梳理層次，歸納的知識點(diǎn)屬種如下：斷裂韌性，其中包括斷裂強(qiáng)度、斷裂類型，這些和斷裂韌性構(gòu)成共生關(guān)系，而斷裂過程、裂紋擴(kuò)展方式、斷裂機(jī)制、裂紋尖端的應(yīng)力場強(qiáng)度因子、線彈性條件下的斷裂韌性、彈塑性斷裂力學(xué)簡介和斷裂韌性構(gòu)成種屬關(guān)系。

梳理、確立了知識體系后，我們?yōu)槊恳惶幤ヅ渖隙碚Z翻譯，如：斷裂類型（ ）、斷裂韌性（ ）、斷裂機(jī)制（ ）等，并搭建知識點(diǎn)俄語語法間的關(guān)系，對出現(xiàn)的俄語語法進(jìn)行導(dǎo)向性學(xué)習(xí)，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(jié)、歸納高頻俄語術(shù)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(lián)動結(jié)構(gòu)。

3.3 知識圖譜的工科俄語課程應(yīng)用啟發(fā)

通過知識圖譜進(jìn)行學(xué)習(xí)評估和反饋，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)“斷裂”這個(gè)知識點(diǎn)的時(shí)候，可以反復(fù)遇見 這個(gè)生詞，反復(fù)強(qiáng)化對于俄語專業(yè)詞匯的識記過程，并回顧俄語第二格的用法，這就達(dá)到了我們工科俄語教學(xué)的目的——用俄語識記專業(yè)詞匯，用俄語學(xué)習(xí)專業(yè)課程。

以上實(shí)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(jìn)行工科學(xué)習(xí)的一個(gè)輔助工具，在反復(fù)觀摩、練習(xí)專業(yè)內(nèi)容的同時(shí)可以完成對俄語專業(yè)詞匯的識記過程，而對俄語詞匯的學(xué)習(xí)也可以加深對專業(yè)詞匯的印象，從而實(shí)現(xiàn)“專業(yè)”“外語”共榮、并進(jìn)發(fā)展。

4 結(jié)語

在當(dāng)前的教育環(huán)境中，知識圖譜的應(yīng)用為我們提供了新的可能性。在工科俄語課程的建設(shè)和應(yīng)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(nèi)容，還可以為學(xué)生提供更個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑，提高學(xué)習(xí)的效率和效果。目前，知識圖譜在教育領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初級階段，我們需要進(jìn)一步研究與實(shí)踐，以發(fā)揮其最大的潛力。

基金項(xiàng)目：徐州工程學(xué)院課程思政示范課程項(xiàng)目；徐州工程學(xué)院圣彼得堡聯(lián)合工程學(xué)院課程思政示范課程項(xiàng)目。

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