“AI+知識(shí)圖譜”賦能高職院校金課建設(shè)的研究與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：1674—2117（2025）09-0110—0：

引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能（AI）與知識(shí)圖譜作為新一代信息技術(shù)的代表，正逐步滲透到教育領(lǐng)域。在“openGauss數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)”課程中，筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)利用“人工智能（AI） + 知識(shí)圖譜技術(shù)”對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行了改革和創(chuàng)新。筆者所在團(tuán)隊(duì)采用交互教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)模式，構(gòu)建了處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的學(xué)習(xí)情境，實(shí)現(xiàn)課前、課中、課后全線貫通，線上線下有機(jī)銜接，同時(shí)，利用知識(shí)圖譜創(chuàng)建協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和合作。通過技術(shù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，教師可以更加精確地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和難點(diǎn)，從而有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)策略和教學(xué)方法。同時(shí)，知識(shí)圖譜的可視化展示，為學(xué)生提供了更為直觀、清晰的學(xué)習(xí)路徑和資源導(dǎo)航，學(xué)生可以共同探索知識(shí)領(lǐng)域，分享學(xué)習(xí)成果，激發(fā)創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作精神?！癆I+知識(shí)圖譜”打造了高質(zhì)量、高效的課堂，實(shí)現(xiàn)了價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)的有機(jī)融合，為提高職業(yè)教育人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了有效支撐。

基于可視化“知識(shí)圖譜”的新形態(tài)課程建設(shè)

知識(shí)圖譜是一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方法，能夠清晰地展示課程中的知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)資源、教學(xué)活動(dòng)以及測(cè)評(píng)方式之間的關(guān)系。AI可以模擬教師與學(xué)生的互動(dòng)，通過自然語(yǔ)言處理技術(shù)回答學(xué)生的問題，并提供反饋和建議。因此，通過AI和知識(shí)圖譜能夠分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和知識(shí)掌握情況，并為每位學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和輔導(dǎo)，從而提高學(xué)習(xí)效率。

“openGauss數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)”課程選用的是華為自主研發(fā)的開源數(shù)據(jù)庫(kù)openGauss，于2023年9月首次在筆者所在學(xué)校信息工程與大數(shù)據(jù)學(xué)院的大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息安全技術(shù)應(yīng)用、云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用、移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)四個(gè)專業(yè)開設(shè)，屬于專業(yè)核心課。課程以知識(shí)圖譜為核心，不僅涵蓋了課程知識(shí)邏輯和知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，還通過個(gè)性化圖譜和AI技術(shù)，自主生成環(huán)狀圖、網(wǎng)狀圖和個(gè)性化圖譜，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)更好地幫助學(xué)生理解和掌握專業(yè)知識(shí)。

該課程具體分為4層級(jí)知識(shí)圖譜、3個(gè)技能模塊、41個(gè)知識(shí)點(diǎn)、57個(gè)技能點(diǎn)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)都有配套的視頻、演示文稿等資源和測(cè)驗(yàn)等，方便學(xué)生基于問題或目標(biāo)精準(zhǔn)學(xué)習(xí)，方便教師開展學(xué)情分析、課程診改等。同時(shí)，教師還可以根據(jù)知識(shí)圖譜的分析結(jié)果，優(yōu)化教學(xué)資源的配置和使用，提高教學(xué)效率和資源利用率。課程知識(shí)圖譜界面如圖1所示。

\"openGauss數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)”課程教學(xué)改革思路

筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)利用知識(shí)圖譜建設(shè)了“金課課程”，即使用AI技術(shù)開創(chuàng)學(xué)生學(xué)習(xí)新形式，打造線上線下混合式課堂教學(xué)新模式。在教學(xué)過程中，教師利用AI系統(tǒng)與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，回答學(xué)生的問題，并提供實(shí)時(shí)的反饋和建議。同時(shí)，知識(shí)圖譜用于跟蹤和分析學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，以便教師隨時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。基本思路如下：

① 以知識(shí)圖譜為核心，梳理課程包含的知識(shí)點(diǎn)、思政點(diǎn)，構(gòu)建知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)聯(lián)，重新整合課程的教學(xué)認(rèn)知目標(biāo)和教學(xué)資源，使課程知識(shí)點(diǎn)、思政點(diǎn)脈絡(luò)更加清晰。

② 教師扮演引導(dǎo)者和支持者的角色，通過協(xié)同人工智能，設(shè)計(jì)富有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)和提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。

③ 自由切換章節(jié)視頻模式與知識(shí)圖譜模式。章節(jié)模式能讓學(xué)生連貫地學(xué)習(xí)每個(gè)章節(jié)的慕課，并對(duì)應(yīng)完成章節(jié)測(cè)試，而圖譜模式則側(cè)重于從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，綜合展現(xiàn)課程知識(shí)點(diǎn)之間跨章節(jié)的邏輯關(guān)系，方便學(xué)生自主探索各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系并學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的教學(xué)資源。

④ 課程可視化知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)。將涵蓋的課程知識(shí)邏輯和知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過AI技術(shù)，生成環(huán)狀、個(gè)性化圖譜，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)更好地幫助學(xué)生理解和掌握專業(yè)知識(shí)。在圖譜模式下可以系統(tǒng)呈現(xiàn)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)及與之相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)（如圖2），方便學(xué)生基于具體的知識(shí)點(diǎn)開展學(xué)習(xí)，并進(jìn)行上下游的追蹤式學(xué)習(xí)。同時(shí)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都會(huì)有相應(yīng)的學(xué)習(xí)空間，包含具體的知識(shí)點(diǎn)信息、相關(guān)資源等。

⑤ 開發(fā)利用基于AI技術(shù)的多種輔助功能：

教師端AI助教可輔助教師實(shí)時(shí)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，輔助挖掘思政元素、設(shè)計(jì)思政案例，輔助課程建設(shè)，同時(shí)能一鍵智能出題，并引入課堂教學(xué)。學(xué)生端AI助教可以結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供個(gè)性化的問答服務(wù)，實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)的互動(dòng)，輔助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，并能夠一鍵搜索百度文庫(kù)、360文庫(kù)等資源獲得相關(guān)資料，輔助學(xué)生學(xué)習(xí)。

AI課堂時(shí)光機(jī)可以搜集線下課堂簽到、點(diǎn)名、習(xí)題練習(xí)和課堂授課情況，并實(shí)時(shí)反饋信息，真正實(shí)現(xiàn)線上線下課堂混合式教學(xué)，打造數(shù)智教育新形態(tài)。

AI視頻快速總結(jié)和AI課堂內(nèi)容分段功能，可以幫助學(xué)生更快地掌握課程講授內(nèi)容。

“智慧樹AI課堂助手”用于課堂授課，不僅可以進(jìn)行實(shí)時(shí)簽到、點(diǎn)名，還可以針對(duì)所學(xué)內(nèi)容，引人在線相關(guān)知識(shí)點(diǎn)并進(jìn)行鏈接；針對(duì)課堂相關(guān)內(nèi)容使用AI助手進(jìn)行相關(guān)思政元素的檢索與引用；在測(cè)試題部分，使用AI助手生成相關(guān)知識(shí)點(diǎn)練習(xí)題，引人到課堂學(xué)習(xí)PPT中，并進(jìn)行實(shí)時(shí)練習(xí)。所有課堂授課情況，包括簽到、點(diǎn)名、習(xí)題練習(xí)等數(shù)據(jù)，都會(huì)在“AI課堂時(shí)光機(jī)”中記錄。

線上線下混合式課堂教學(xué)實(shí)施

筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)以華為實(shí)際項(xiàng)目案例“環(huán)保材料管理系統(tǒng)（Environmental MaterialManagementSystem，簡(jiǎn)寫EMMS）”為載體，以每個(gè)任務(wù)為引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了“課前三聯(lián)動(dòng)、課中六遞進(jìn)、課后雙提升”，即課前“師-生一平臺(tái)”三聯(lián)動(dòng)，課中基于BOPPPS教學(xué)實(shí)現(xiàn)引任務(wù)、析問題、破新知、做實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)設(shè)計(jì)、評(píng)總結(jié)六遞進(jìn)授課，課后利用“AI課堂時(shí)光機(jī)”進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋、應(yīng)用拓展、學(xué)生筆記、實(shí)踐打卡，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素養(yǎng)雙提升。

1.課前三聯(lián)動(dòng)，自主合作式 學(xué)習(xí)

課前，教師確定授課內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)，并在智慧樹網(wǎng)課程平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料和預(yù)習(xí)任務(wù)，包括知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí)、知識(shí)點(diǎn)測(cè)試、知識(shí)點(diǎn)討論、知識(shí)點(diǎn)考試等；學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目分組、任務(wù)分工，并完成相關(guān)預(yù)習(xí)內(nèi)容。

2.課中五遞進(jìn)，知識(shí)內(nèi)化遷移

課中，教師使用“智慧樹AI課堂助手”進(jìn)行簽到、點(diǎn)名，鏈接線上課程的知識(shí)點(diǎn)、問題圖譜、測(cè)試題，將線上的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)鏈接到課堂PPT中進(jìn)行著重介紹，同時(shí)，利用AI出題功能，引入相對(duì)應(yīng)的測(cè)試題到課堂PPT，學(xué)生掃碼做題，提高了教學(xué)效率。同時(shí)，使用AI時(shí)光機(jī)，還可以自動(dòng)生成課堂報(bào)告（如圖3）。

3.課后雙提升，反思深化提升

知識(shí)圖譜可以實(shí)時(shí)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和反饋，教師可以根據(jù)這些信息動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)策略和內(nèi)容。這種實(shí)時(shí)的反饋機(jī)制有助于教師更好地掌握教學(xué)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行改進(jìn)。

總結(jié)

在“openGauss數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)”課程中，筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極探索“AI+知識(shí)圖譜”技術(shù)在數(shù)智教育中的應(yīng)用，通過構(gòu)建智能化的教育平臺(tái)、開發(fā)個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源、提供精準(zhǔn)化的教學(xué)服務(wù)等方式，研創(chuàng)數(shù)智教育新形態(tài)，這不僅有助于提升課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，還能夠?yàn)槠渌n程的教學(xué)改革和創(chuàng)新提供有益的借鑒和參考。