知識圖譜技術(shù)賦能下教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型探究

[摘 要]當前，數(shù)字化成為教育改革的重要方向。而知識圖譜作為人工智能的核心內(nèi)容之一，也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于教育活動之中。如何利用知識圖譜技術(shù)推動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是數(shù)智時代亟須解決的問題之一。文章在探究我國教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合知識圖譜賦能下數(shù)字化教育新形態(tài)，提出了知識圖譜技術(shù)賦能下教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略。

[關(guān)鍵詞]知識圖譜；教育數(shù)字化；智慧教育

隨著數(shù)字技術(shù)和人工智能的發(fā)展，教師的教學(xué)方式、角色定位和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式都發(fā)生了顛覆性的改變，這對于教育發(fā)展既是挑戰(zhàn)，也是機遇。2020年，我國發(fā)布了《關(guān)于啟動部分領(lǐng)域教學(xué)資源建設(shè)工作的通知》，明確提出“要制定覆蓋知識領(lǐng)域、單元和知識點的知識圖譜”。2022年，黨的二十大首次提出“推進教育數(shù)字化”，這表明教育數(shù)字化已經(jīng)上升為黨和國家意志。因此，如何利用知識圖譜技術(shù)賦能教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。

一、我國教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨的問題

隨著數(shù)智時代的到來，高校紛紛開展數(shù)字化教學(xué)，并取得了廣泛的成果。然而，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，仍然存在一些障礙。

（一）教學(xué)模式未能適應(yīng)數(shù)字化要求

在數(shù)字化背景下，線上教學(xué)成為課程教學(xué)不可或缺的一部分。然而，現(xiàn)階段部分高校線上教學(xué)與線下教學(xué)契合度不足，教學(xué)模式無法適應(yīng)數(shù)字化要求。部分教師將線上教學(xué)看作是線下課程教學(xué)的補充，線上教育平臺只是用作簽到、作業(yè)布置等輔助性功能，數(shù)字化平臺的功能沒有得到充分挖掘，使得傳統(tǒng)線下教學(xué)與數(shù)字化教學(xué)無法進行深度融合，削弱了數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效[1]。同時，部分教師從意識上不重視數(shù)字化教學(xué)，將數(shù)字化教學(xué)簡單地理解為傳統(tǒng)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化。因此，部分教師在數(shù)字化教學(xué)實踐中簡單地將線下教學(xué)照搬到線上，缺乏與之契合的教學(xué)設(shè)計，線下課堂教學(xué)與線上數(shù)字化教學(xué)割裂，導(dǎo)致數(shù)字化教學(xué)形式化，教學(xué)效果不佳。

（二）數(shù)字化教學(xué)資源不足

在課程教學(xué)中，每一門學(xué)科都涉及大量的知識點，如何將繁復(fù)的知識點整合起來形成系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是教育活動中必須考慮的問題。在現(xiàn)階段數(shù)字化教學(xué)中，教師往往將教材上的知識結(jié)構(gòu)照搬到線上教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識以碎片化為主，從宏觀上缺乏對學(xué)科體系進行全面的認識，從微觀上也缺乏對知識點之間的聯(lián)系進行深入剖析，這不僅不利于學(xué)生深入地把握學(xué)科精髓，更是降低了課程教學(xué)效率。同時，目前的數(shù)字化教學(xué)資源缺乏學(xué)科交叉和融合的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)某一門專業(yè)課程時受限于學(xué)科框架之內(nèi)，跨學(xué)科的教學(xué)資源缺失，這不利于開拓學(xué)生的眼界，也不利于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)[2]。此外，現(xiàn)階段數(shù)字化教學(xué)資源缺乏個性化資源推薦。在教學(xué)實踐中數(shù)字化教學(xué)資源往往是由教師統(tǒng)一提供和分享的，學(xué)生仍然處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，缺少獲取個性化教學(xué)資源的途徑，這也妨礙了教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的

落實。

（三）教師數(shù)字化素養(yǎng)不足

高校教師是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實施者，也是教學(xué)活動的引導(dǎo)者。因此，教師的數(shù)字化素養(yǎng)在很大程度上影響了教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型效果。當下，部分教師數(shù)字化素養(yǎng)不足，主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面，部分教師缺乏教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型意識。受傳統(tǒng)觀念影響，部分教師認為傳統(tǒng)教學(xué)課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)的主戰(zhàn)場，線上教學(xué)只是輔助性的位置[3]。在這種觀念影響下，教師把教學(xué)重心放在線下課堂上，沒有花費精力去開展數(shù)字化教學(xué)設(shè)計，導(dǎo)致數(shù)字化教學(xué)形式化。另一方面，部分教師已經(jīng)逐漸認識到教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的價值，但是卻缺乏數(shù)字化教學(xué)能力，在數(shù)字化教學(xué)中仍處于摸索階段，在數(shù)字化平臺建設(shè)、數(shù)字化資源構(gòu)建和應(yīng)用上都存在諸多不足，制約了數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程。究其原因，一是高校缺乏數(shù)字化教學(xué)方面的制度支持，包括相關(guān)制度與流程不具體、激勵與約束機制缺失等；二是缺乏相關(guān)的培訓(xùn)與理念灌輸。

二、知識圖譜賦能下數(shù)字化教育新形態(tài)

知識圖譜本質(zhì)上是將各類信息進行關(guān)聯(lián)形成語義關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，其基本組成結(jié)構(gòu)是“實體—關(guān)系—實體”形式的三元組。知識圖譜包含了大量的數(shù)字資源，能對學(xué)習(xí)成效進行數(shù)字分析，并形成數(shù)字畫像，在知識圖譜賦能下數(shù)字教育呈現(xiàn)出新

形態(tài)[4]。

一是可視化的知識結(jié)構(gòu)。知識圖譜技術(shù)將學(xué)科內(nèi)容以一張圖表的形式全面、系統(tǒng)地以可視化的方式呈現(xiàn)出來，既能讓學(xué)生對學(xué)科內(nèi)容有宏觀的了解，便于學(xué)習(xí)過程中提綱挈領(lǐng)，也能讓學(xué)生更便捷地發(fā)現(xiàn)知識點間的關(guān)聯(lián)，加深學(xué)生對知識點的理解。

二是個性化的學(xué)習(xí)路徑。知識圖譜技術(shù)能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進度、學(xué)習(xí)能力，以及對知識點內(nèi)容的掌握程度建立個性化的學(xué)習(xí)路徑，滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。學(xué)生能查看基于自己學(xué)習(xí)情況的數(shù)字畫像，及時發(fā)現(xiàn)自己在知識點掌握上的不足，從而實現(xiàn)知識點上的查漏補缺。

三是精準化的教學(xué)活動。在知識圖譜技術(shù)賦能下，教師既能對整個班級的某個知識點掌握情況進行圖譜畫像分析，也能對學(xué)生個體的學(xué)習(xí)情況進行系統(tǒng)分析，從而對教學(xué)計劃進行動態(tài)調(diào)整，提升教學(xué)活動的針對性，實現(xiàn)精準化教學(xué)。

四是高效化的學(xué)科融合。知識圖譜不僅能實現(xiàn)學(xué)科內(nèi)知識點的關(guān)聯(lián)，還能構(gòu)建跨學(xué)科的內(nèi)在脈絡(luò)，為學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)提供整合接口，在豐富學(xué)生視野的同時，也能培育學(xué)生的開拓精神與創(chuàng)新精神。

三、知識圖譜技術(shù)賦能下教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略

基于知識圖譜技術(shù)的優(yōu)勢，針對我國教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中面臨的挑戰(zhàn)，文章提出了知識圖譜技術(shù)賦能下教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略。

（一）開發(fā)基于知識圖譜的混合式教學(xué)模式，賦能教學(xué)創(chuàng)新

知識圖譜的構(gòu)建能有效促進線上線下混合式教學(xué)，切實將數(shù)字化融入課程教育中，打破傳統(tǒng)線下教學(xué)的時空限制，學(xué)生能根據(jù)自己的實際情況控制學(xué)習(xí)進度。知識圖譜賦能將學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)化，為教學(xué)評價、學(xué)習(xí)成果和教學(xué)規(guī)劃等提供量化數(shù)據(jù)支撐和反饋，從而優(yōu)化教學(xué)效果。同時，基于知識圖譜技術(shù)實現(xiàn)教學(xué)資源智能化推薦，可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑進行科學(xué)規(guī)劃，實現(xiàn)對線下教學(xué)資源的拓展和延伸，從而拓展學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)[5]。此外，知識圖譜技術(shù)還能清晰展現(xiàn)出課程的網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)，教師通過將文本、視頻等教育資源導(dǎo)入，在知識圖譜賦能下，課程就具備了動態(tài)化和網(wǎng)格化的優(yōu)勢。

在具體實踐路徑上，學(xué)校要從課前、課中和課后整個教學(xué)的全流程開展基于知識圖譜的混合式教學(xué)，賦能教學(xué)創(chuàng)新。在課前準備階段，教師要通過數(shù)字平臺發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)清單，學(xué)生基于任務(wù)驅(qū)動去開展課前預(yù)習(xí)活動，而教師也要根據(jù)學(xué)生任務(wù)完成情況進行教學(xué)計劃調(diào)整。在課中教學(xué)階段，教師要充分將線下教學(xué)和線上教學(xué)融合起來，提升課程教學(xué)效果。通過知識圖譜技術(shù)，教師要可視化地展示課程的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)科內(nèi)外的關(guān)聯(lián)，以及應(yīng)用拓展模塊等。學(xué)生帶著課前預(yù)習(xí)的疑問來聽課，教師則基于知識圖譜技術(shù)對課程內(nèi)容進行融會貫通，梳理課程內(nèi)容在學(xué)科內(nèi)和跨學(xué)科的關(guān)聯(lián)，深化學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理性認識。在課后鞏固階段，一方面，教師可以設(shè)計基于知識圖譜的多維度教學(xué)評價體系，引導(dǎo)學(xué)生對課堂教學(xué)質(zhì)量進行評價，從而為教學(xué)改進提供依據(jù)。另一方面，學(xué)生可以基于知識圖譜查看自己學(xué)習(xí)情況的數(shù)字畫像，并針對自身學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)進行查漏補缺，從而實現(xiàn)教育個性化。

（二）知識圖譜賦能資源數(shù)智化，實現(xiàn)精準教學(xué)

知識圖譜使課程內(nèi)容多維度呈現(xiàn)，知識教學(xué)從線性向非線性方向轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)科內(nèi)容按照章節(jié)進行組織，缺少知識點間的內(nèi)在聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生對課程整體的把握不深刻。而基于知識圖譜技術(shù)，教師可以將當前課程內(nèi)容與已學(xué)課程內(nèi)容進行聯(lián)系，以已學(xué)內(nèi)容為橋梁，便于學(xué)生理解新知識。同時，教師也可以將當前課程內(nèi)容與其他學(xué)科進行關(guān)聯(lián)，構(gòu)建基于知識圖譜的“大課程體系”[6]。例如，將專業(yè)課程與課程思政結(jié)合起來，通過挖掘知識圖譜中專業(yè)課程與思政教育的連接點，為專業(yè)課程上開展思政教育提供契機。同時，教師可以通過知識圖譜技術(shù)強化對學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成果的評價。針對某一知識點，知識圖譜一般具有多層結(jié)構(gòu)，因此教師可以通過在線平臺隨時查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，包括任務(wù)完成率、完成正確率等。若學(xué)生在某一細分知識點上的任務(wù)完成正確率不高，教師可以對教學(xué)計劃進行調(diào)整，將這部分知識點作為重難點進行鞏固。從這個角度來看，知識圖譜通過知識點細分與大數(shù)據(jù)分析，能有效實現(xiàn)宏觀上的精準教學(xué)。

在教學(xué)資源上，學(xué)生利用知識圖譜技術(shù)對知識點進行智能搜索，獲得與課程內(nèi)容相關(guān)的知識體系，從而為學(xué)生學(xué)習(xí)提供完善的資源路徑。特別是學(xué)生能通過查看自己的知識畫像，依托知識圖譜對自己掌握不足的知識點進行鞏固學(xué)習(xí)，從而在提升學(xué)習(xí)效率的同時更好地掌握課程內(nèi)容。對學(xué)生來說，知識圖譜通過可視化的學(xué)習(xí)路徑、系統(tǒng)化診斷分析，以及個性化資源推送，實現(xiàn)了有針對性的高效學(xué)習(xí)。而對于教師來說，知識圖譜通過精準整合分析學(xué)情、精準關(guān)聯(lián)教學(xué)資源，以及精準進行全過程評價，從而實現(xiàn)了精準教學(xué)。

（三）知識圖譜與思維可視化并舉，助力課程深度改革

數(shù)字化背景下，線上教學(xué)已然普及。然而線上數(shù)據(jù)驅(qū)動不足，大數(shù)據(jù)分析不全面，因此基于大數(shù)據(jù)的精準教學(xué)形式化，教學(xué)無法做到個性化推送。教師在課程中主要依靠自身的教學(xué)經(jīng)驗去判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。而對學(xué)生來說，繁雜的知識點缺少聯(lián)系，部分學(xué)生掌握的是碎片化的知識。因此，教師在課程教學(xué)中要基于知識圖譜技術(shù)實現(xiàn)思維可視化。教師通過對學(xué)科知識圖譜建設(shè)，將分散的、線性的知識點整理為關(guān)聯(lián)化的、分層次的知識網(wǎng)絡(luò)，從而提升師生獲取和利用知識效率，助力課程深度改革[7]。在構(gòu)建學(xué)科知識圖譜過程中，要深度思考課程知識結(jié)構(gòu)和知識體系，對重疊的知識點進行整合，避免教學(xué)過程中的重復(fù)現(xiàn)象，從而以邏輯清晰的知識圖譜來提升教學(xué)質(zhì)量和效率。在教學(xué)過程中，教師要根據(jù)階段性的教學(xué)內(nèi)容，基于知識圖譜引導(dǎo)學(xué)生建立學(xué)科思維，對所學(xué)知識點的上下層網(wǎng)絡(luò)進行可視化灌輸，并且涉及跨學(xué)科的內(nèi)容也采用知識圖譜進行關(guān)聯(lián)，通過學(xué)科知識圖譜來強化學(xué)生對學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的理解，從而有利于學(xué)科教育的系統(tǒng)化。

（四）加強頂層設(shè)計，提升教師數(shù)字化素養(yǎng)

針對教師數(shù)字化素養(yǎng)不足問題，高校要加強頂層設(shè)計，提升教師數(shù)字化素養(yǎng)。首先，高校要完善知識圖譜技術(shù)應(yīng)用于課程教育的相關(guān)制度規(guī)范。高校可以參考國際上成熟的數(shù)字化教育制度，結(jié)合校內(nèi)實際情況進行制度和流程建設(shè)，并根據(jù)實踐情況進行動態(tài)調(diào)整，為知識圖譜賦能教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供制度支撐。同時，高校要完善激勵與約束機制，為教師數(shù)字化素養(yǎng)提升提供外部動力。知識圖譜技術(shù)正好能對教師教學(xué)過程和教學(xué)成果進行智慧評價，它通過與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合，對教學(xué)過程和教學(xué)成果進行系統(tǒng)診斷分析，從而形成以學(xué)科知識圖譜為基礎(chǔ)的立體化、多維度的教學(xué)評價，為教師激勵提供依據(jù)[8]。其次，要強化相關(guān)培訓(xùn)，提升教師基于知識圖譜的數(shù)字化素養(yǎng)。一方面，高校要對知識圖譜技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化教學(xué)的價值進行宣貫，凝聚共識，提升教師的數(shù)字化意識。另一方面，要開展系統(tǒng)的知識圖譜技術(shù)培訓(xùn)。高校要根據(jù)校內(nèi)教師的知識圖譜技術(shù)應(yīng)用水平，開展系統(tǒng)化的知識圖譜技術(shù)培訓(xùn)，靈活采用專題培訓(xùn)、分類培訓(xùn)和集中培訓(xùn)等多種培訓(xùn)方式，在提升教師知識圖譜技術(shù)應(yīng)用能力的同時，引導(dǎo)教師將知識圖譜技術(shù)應(yīng)用到課程教學(xué)之中，助力教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的順利推進。高?？梢源蛟旎谥R圖譜的教師教學(xué)能力培訓(xùn)課程平臺，依托知識圖譜技術(shù)對教師進行培訓(xùn)，以知識圖譜技術(shù)可視化、個性化的優(yōu)勢助力教師數(shù)字化素養(yǎng)提升。最后，高校要加強優(yōu)秀數(shù)字化人才的引進。一方面，高?？梢岳米陨碓谌瞬排囵B(yǎng)上的優(yōu)勢，在專業(yè)課程中增加數(shù)字化和知識圖譜方面的內(nèi)容，定向培養(yǎng)出具備知識圖譜教學(xué)意識和應(yīng)用能力的人才，為數(shù)字化教學(xué)隊伍提供新的血液。另一方面，高校可以通過社會招聘渠道，招募具有知識圖譜應(yīng)用經(jīng)驗的教育人才，推進教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

結(jié)束語

隨著教育2.0時代的到來，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為教育發(fā)展的必然趨勢。伴著數(shù)字技術(shù)的普及，我國高校教育數(shù)字化發(fā)展雖然取得了較大的成效，然而在教學(xué)模式、教育資源和教師素養(yǎng)方面仍然存在較大的不足，阻礙了教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的順利推進。在此背景下，知識圖譜技術(shù)以其可視化、個性化和精準化的優(yōu)勢，賦能教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從教學(xué)模式創(chuàng)新、教學(xué)資源共享和教師素養(yǎng)提升等方面強化教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效。

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作者簡介：李志（1988— ），男，漢族，湖北石首人，浙大寧波理工學(xué)院傳媒與法學(xué)院，副教授，博士。

研究方向：網(wǎng)絡(luò)治理，數(shù)據(jù)治理。

基金項目：浙大寧波理工學(xué)院校級教改項目“基于知識圖譜技術(shù)的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究”（項目編號：NBTJG-202303）。