基于知識圖譜設計的 VR教學資源建構問題研究*

李小平　董銀銀　姜麗萍　張琳　趙豐年　許瓊

摘? ?要：知識圖譜是驅動教育資源智能化的關鍵問題，文章以虛擬現實（VR）教育資源設計為目標，站在人工智能的角度上詳細闡述了知識圖譜設計，其中包括教育資源知識圖譜的設計、VR教育資源知識圖譜特性、VR教育資源知識圖譜的作用與描述、基于知識圖譜下的VR教育資源智能建構，并詳細給出VR教學體驗系統概要設計知識圖譜等12個子知識圖譜;詳細講述了知識圖譜下的資源整體實現過程，并在遠程等系統上完成了知識圖譜智能驅動的實證和過程實現。

關鍵詞：知識圖譜;教學資源;VR體驗

中圖分類號：G40-057 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2020）19-0015-09

教育是一種體驗過程，其目的是讓學生在這個體驗過程中，模擬或感受一遍某種思維方式，然后熟悉這種思維，記住這種思維，熟練地代入其他問題。虛擬現實（VR）技術為教育領域的發展帶來了新的機遇，能夠讓學生在虛擬學習環境中充分互動，解決傳統課堂上交互性、沉浸感不強的問題。[1]VR教育資源可以充分適應教育的特征，由于其三維空間的展現、知識思維的轉變、體驗者效果的追蹤反饋控制都大大提升了育人的質量，大大縮短了知識自我建構的路徑，在未來教育中將逐步占據主導地位，是新技術環境下的教育資源的必然。為了讓VR教育資源更加科學化、個性化，更加符合人們的認知規律和生活認同感，為了讓更多的學科教育資源向VR教育資源過渡，就要盡早地將人工智能思想融入到VR教育資源建構當中，要為VR資源智能化奠定良好的經驗基礎、推理基礎、數據基礎，轉變教師的職能，將教師的職能從知識內容的教授轉變為與計算機合作，共同實現教學資源基礎思想、基礎架構、構架策略、知識架構框架等，去完成更高一級的教學建設。如果將人的智慧與知識連接起來，就會產生教育智能性的應用升級和體驗，而這項工作的核心就是VR教學資源知識圖譜體系的建立。

一、教育資源知識圖譜的設計

知識是人類通過觀察、學習和思考有關客觀世界的各種現象而獲得和總結出的用所有事實、手段來描述、表示和傳承的規則或原則的集合。[2]

VR教學資源是自然現象、社會現象被用來演化人類本性和行為圖譜的另一種知識的描述和承載形式。以VR資源形式承載的教學是一種知識體驗過程和探索過程。

知識圖譜是VR教學資源的思想基礎，教育領域的知識圖譜是個性化學習資源和學習路徑推薦的服務平臺，[3]其以結構化的形式描述客觀世界中概念、實體及其關系。[4]在人工智能時代背景下，知識圖譜將錯綜復雜的各類信息表達成更接近人類認知世界的形式，并提供了一種更好地組織、管理和理解互聯網海量教育資源信息的能力。[5]

VR教育資源的知識圖譜是一個知識的網絡，它包含教育資源的實體、屬性和關系，知識檢索與推理，具有一定的專業性。由于教育大數據的積淀和經驗非常有限，以及傳統的數據觀點不適應未來智能教育形態的發展和創新，要擺脫傳統人工構建、數據規模局限的束縛，必須具有正確的大數據思維，才能真正使教育資源知識圖譜在大數據智能搜索推薦、分析預測的關聯分析、可解釋性推理方面有效發揮作用，產生從以知識規模量到知識效用質變的轉換，提供高質量結構化數據，為大數據提供可靠的先驗知識。

VR知識圖譜在教育中體現在知識建構、VR知識的結構發展、邏輯問題向形象問題轉換、 知識問題的空間映射、解決問題方法和過程在故事情節中的映射、知識掌握向能力提升的轉移、教師創新拓展建構等方面;VR教育資源知識圖譜將根據VR資源設計、架構、運行、反饋和控制的流程來實現，它將體現VR資源設計實現的思想承載、智能驅動下知識的搜索機制和策略，將支撐VR的設計、運行、體驗者感知、自適應VR系統修正等功能，其內容將比教學課程知識圖譜問題更加復雜，是以問題為出發點的、在空間交互中產生沖突的自我建構體驗過程，將形成以“知識本體+教學經驗+VR智能構建”為主的資源內容滾動式架構。Burdea 和 Coiffet提出了虛擬現實的三個基本特征——想象性、交互性和沉浸性。[6]因此，我們設計的VR教育資源應充分發揮VR的特性，更加側重于解決資源智能的問題，其圖譜要具有對課程資源進行故事敘事和空間再現的能力，又能從教學內容設計角度出發給出以問題為導向的、以不同方向思維為目標的內容智能搜索導航定位的功能，并實現在其圖譜架構基礎上圖譜的自愈/自育、空間架構下知識的自愈/自育，動態實現知識獲取、知識表示、知識存儲、知識建模、知識融合、知識理解、知識運維[2]等功能。

二、VR教育資源知識圖譜特性

1.VR教育資源

由于VR教育資源所表征的問題是世界性的問題，是人類自然學科和社會學科問題描述的總和，是未來世界和不可預測問題的虛擬世界的描述，是解決問題、認識問題、辨識問題、分析問題的集合，既有高度濃縮的定理、推理知識的描述，又有事實、案例所表現的自然特性寫真，是多種形態結點的組合;它在真實和科學描述之間存在，在可能與不可能之間存在，在過去、現在、將來、超時空的任何一個時態存在以及在邏輯和形象思維之間存在。

VR教育資源屬于現代性教育資源，是在強大的虛擬現實軟硬件基礎上、在教育心理學基礎上、在教育理念發生巨大轉變的條件下發展起來的，它是說明自然科學、社會科學現象的最直接的解釋通道，[7]又是人類關系的完整顯現，它將客觀現象與人們的情感、認識、評價相融合，讓人們在聯想、判斷、主動探究上發揮主觀能動性。因此其知識圖譜理論層架構分成了概念分類層、元素組合設計層和教學體驗層，如圖1 所示。VR教育資源是一個新的教學形態，它的教學方式從說教過渡到體驗，從知識的描述講解過渡到自己去體驗知識的內涵，轉變了從被動建構到主動建構的認識，轉變了知識獲得方法、評價方法、理解方法、能力提升的認識，與傳統教材上用來組織和表征知識的概念圖[8]有所不同，所以其知識圖譜具有普遍性和特殊性。

2.VR教育資源知識圖譜

傳統教育資源知識圖譜具有一定的成熟性、系統性、經驗沉淀性;其按照一種學習心理定勢和邏輯定勢進行思維和知識推演，以傳統的教學行為和示范行為進行知識點的推進，承上啟下的關系非常明確，結論非常穩定，內容形式聯想度不高，與其他學科的交叉性較小，對新事物的發展的自適應度不強;對基礎學科教育、較為穩定的學科教育、發展較慢的學科教學起到了重大的教學作用，也為教育知識圖譜奠定了穩固的基礎。

VR教育資源知識圖譜的最大特性是將對多個知識的語言描述放置于人們感知、情緒、感情、交互的空間當中，將綜合的知識分解成若干的故事情節，形成體驗者扮演故事的角色和參與者的構造，在體驗過程中不斷地發現問題、找出解決問題的方法與途徑，在解決問題的過程中達到自我建構。Haiping Zhu等根據學習者在不同學習情境下的不同偏好，提出了一種基于知識圖譜的學習路徑推薦模型，并證實了學習者在此教育資源的輔助下能夠合理地平衡學習目標和學習時間，從而提高個性化學習的效率。[9]問題解決的方式和方法、現象與問題具有差異性，需要針對其不同的過程階段構建出不同的知識結構圖譜;知識圖譜的先進與否，將決定教育資源智能的程度，將決定教育資源再造性、再生成性，決定圍繞教育資源的教學支持的優質性，將決定整體教學的引領性。基于以上理由我們認為，VR教育資源知識圖譜應具有以下特性：

（1）發展性

除具有傳統承載知識內容、知識觀點、知識關系的性能外，新資源的知識圖譜結構的先進性將決定知識圖譜拓展的能力，現代知識圖譜的初建要充分體現對未來問題的引領性，對未來科技帶來的性能的影響性，以及新資源和應用領域融合的預測性等;層次的獨立發展將對今后的拓展具有重要的作用。更加注重于知識圖譜結構和基礎結構的定位、形成;更加關注資源的成長、評價、更新以及刪減，是具有發展性的知識結構。

（2）層次性

知識圖譜呈現多種角度的視點和觀察點，呈現多層次的描述關系;是一個以問題為導向的、探究為主的結構體。

（3）擴展性

網狀式的知識圖譜基本都建立在較為穩定的基礎上，現代的結構屬于成長自愈結構，需要留出相當的結點空間向外進行問題的擴展和知識銜接，不適合采用網狀式的結構;全面設計反映該知識點解決問題的途徑和過程，既要有主要理論觀點，又要有相應的案例、事實、反面觀點、疑問觀點的支撐，形成多用途的、系列對應組合的知識圖譜;而對教育資源的知識圖譜描述和構造工作絕對不是利用天然的圖譜進行問題任意抽取和組合，必須以教學需求、任務需求、目標需求、滾動式成熟為設計原則，設計完成與解決問題相關的、與陳述相關的知識節點間的鏈接。

（4）可塑性

新資源從媒體融合、觀點交叉、技術融合、時代跨越、理論交叉、先進性的拓展上都有非常大的變化，要求它的資源知識圖譜層次定位必須清晰、可塑;新資源的知識圖譜既要保持知識的自然成長規律，符合一定的知識認知規律，又能夠適應經驗和實驗結果的自然嫁接;知識結點的鏈接既要遵循自然科學的規律，又要遵循教育認知的規律，進行知識到知識的自然過渡與延展，富有自然的邏輯性。

（5）承上啟下

知識的表示和知識圖譜設計上應該是順意鏈接，不應該是產生在兩個知識結點之間問題的重大分歧，不應該產生較大跨度的跳轉。應該界定解決問題的目標區域，將問題類似、解決方法相近的劃在一個區域。其分支知識圖譜銜接流暢，教學思路清晰延展，具有承上啟下的相關設計，具有知識脈絡認知的拓展設計規則。

（6）形態描述多樣性

VR技術融合了計算機、 網絡、視聽、多媒體、人工智能等多種技術，其實質是智能化的人機界面交互技術。[10]VR技術營造的是集現實、未來，自然科學、社會科學，微觀、宏觀，假想、超越為一體的空間環境。既有現實的仿真，又有創造性的發揮，其教學目的是通過體驗和創造去建構自我知識體系，所以VR 問題的第一要素，就是可信、逼真。既要符合認知規律、自然法則、社會基本的道德規范，又要讓體驗者有身臨其境的感覺。因為存在知識的隱藏和綜合描述技巧問題、故事化描述的問題、實踐沖突的虛擬構造問題、虛空間與實空間的構造問題，以及構造虛擬空間的虛擬人物、問題、沖突等系列元素的描述問題，所以VR教育知識圖譜具有這樣的形態描述多樣化的性能。

三、VR教育資源知識圖譜的作用與描述

VR 教育資源知識圖譜的構造將決定教育資源未來的智能特性的程度，將決定VR空間的智能適應度，將決定未來VR技術的發展方向和應用領域;也就是說VR教育知識圖譜是“VR +AI”的基礎，它的作用相當于智能領域專家系統的地位，反映了VR設計的內涵、思想、基礎構架、交叉知識融合、拓展技術的接口、教育心理的結合、VR資源論的特性。目前的研究大多集中在基本關系的提取上。更深入、更準確的關系提取可以幫助挖掘出更多的教育背景信息。[11]因此，研究VR教育資源知識圖譜將具有一定學術價值和應用價值，它的價值絕對不是停留在娛樂趣味上，它將是5G智能時代教學方法和教學思想發展的必然。下面我們將按照其功能分別予以陳述：

1.VR 教學體驗系統概要設計知識圖譜

它架構了VR 系統概要設計的設計脈絡，是以概念、VR元素組合設計、VR 教學體驗三個層面構建的關系層次網絡，根據聯通主義的理念，采用樹狀結構、層層遞進的方式將學科知識圖譜可視化呈現給學習者，使學習者能夠更加全面直觀地了解所學內容的知識體系。[12]因此本研究采取以問題為導向、以VR元素為基礎的教學設計思路，給出了達到最佳教學目標的推演路徑，如圖2 所示。

VR 教學體驗系統概要設計知識圖譜體現了VR化教學體驗的構成基于動機心理學中對認知評價和情感輸出的分類，體現了高投入度教學設計、臨在感問題的研究及情感設計研究的關系。[13]該知識圖譜包含了以下知識元素：

（1）VR化教學體驗的核心元素

核心元素描述了VR化教學系統本身及其與學習者之間的互動，定義了游戲化世界的背景、交互規則以及故事場景;給出虛擬環境則是呈現給學習者的具體方式，包括將物理場景轉化為圖像和聲音。

（2）VR化教學體驗吸引人的因素

從教學體驗心理學角度上描述了挑戰、感覺和情緒、其他參與者，以及敘事和故事等要素，這些因素促使學習者在融入虛擬世界以及跟虛擬世界完成交互過程中獲得有趣的體驗。

（3）VR化獎勵評估的依據

從心理學角度上給出了挑戰、技能、滿意程度等有價值的評估依據。

（4）VR化教學體驗的子成分

從情境體驗設計角度出發給出了技巧/技能、挑戰、情緒、控制/自由度、專注/集中、實體呈現、參與感/好奇度、故事/戲劇性、社交屬性、互動/可操控性等體驗成分，極大擴展了情境教學的設計元素。

（5）VR化教學系統的心理成分

站在心理學的角度描述了在場感對虛擬世界的認知和注意、對參與空間和社會認知的作用，站在投入動機的角度上描述參與感等活動，站在心流的角度上對系統的主觀、認知和情感評測進行描述。

（6）VR化教學系統交互

站在學習者與游戲化系統交互的角度上給出了互動過程中影響、控制感、所有權以及促進等因素。

2.學習者分類知識圖譜

學習者對 VR 環境的態度是在學習期間形成的，他們在 VR 環境內部交互時形成了動機，態度和動機共同體現了情感支持和教育支持。[14]基于此，該知識圖譜針對學習者的五種類型的體驗特點，從VR機制上和元素設計設置上給出了設計規則式的圖譜，系統地給出了基于VR設計培養的主要元素，是一個帶有目標性的知識圖譜。其主導型設計更加突出培養其挑戰的性格，社交型更加突出其多任務、多角色的應對，創造型更加突出自我構建，探索型更突出其見世面，成就型更加突出其成就的奠基。該知識圖譜方向的指定將為以下知識圖譜的方向確定奠定基礎，如圖3所示。

3.教學需求模式知識圖譜

這是一個以行業、實踐、經驗為核心的圖譜設計，將根據教學目標的需求、教學實踐的需求、知識現實成就人的需求、拓展思維的需求、系統體驗性的需求，在知識和構造復雜度的前提下進行知識圖譜模式設計的推理。每一個模式下面帶有更詳細的知識圖譜。圖4中a、b兩張圖是主知識圖譜和一個分支知識圖譜，這兩個圖可以對知識圖譜的相加運算進行鏈接。

該知識圖譜的建立是人工智能基于智能體滾雪球設計的角度進行的，即設計好基礎架構，根據問題的發展和經驗取向不斷地發展壯大，是一個以圖譜驅動的設計方案;而對圖譜的建立與維護將會是多樣的，這同時需要教師將原有的教學內容講解功能向知識的分解、新認知、新思維上進行轉換，著眼于資源的架構設計，資源內容逐步委托于智能網的搜索上。

4.VR/AR線索設計思維知識圖譜

這是體現在VR設計當中的智能輔助的設計思維，是以VR/AR為核心的、以線索設計為方向的思維圖譜設計;它給出了VR化線索設計思維經驗性的圖譜，分支線索設計是激發好奇心和挖掘解決問題途徑的重要設計方法，它為VR智能設計思想提供了判斷性思維，是智能反饋的重要線索，我們將根據這樣的線索提升在設計中問題設計的關注性、追蹤性，以及系列智能有效的、經驗脈絡式的設計思維。合理的分支設計可以引發體驗者在自己知識的基礎上運用各種方法進行快速選擇，是一種方法能力的提升，也是知識綜合運用能力的提升。線索思維也反映了在VR資源應用中對知識圖譜設計者動機是否得當的判斷，我們可以通過線索的提供，進一步印證其設計的合理性，進一步實現選擇、行動、反饋、資源管理、戰略和戰術規劃等功能，逐步建立起知識判斷網絡和知識故障分析網絡，如圖5 所示。

5.AR/VR空間設計知識圖譜

這是一個經驗式的圖譜框架，具有很強的組合性，可以根據教學體驗的需求、學生的個性情況、故事的情節描述，讓這個知識圖譜去驅動空間的設計，產生與教師、設計者所需要的空間建議。經驗式圖譜從形式上看是一個空間元素與元素關系的設計，而實質上是從智能角度出發的，這在大數據統計的基礎上評判和挖掘了元素組合關系效果和空間整體效果。將會不斷地通過實踐來對知識空間設計進行問題分類;將會實現根據體驗者的體驗效果動態調整空間，或動態地進行元素的調整，讓空間與體驗者之間產生最融合的體驗空間。（見圖6）

6.VR反邏輯設計內容搜索知識圖譜

這是基于推理圖譜問題的反向邏輯知識圖譜。對知識進行反邏輯操作設計，即以“事物+反邏輯”為核心的圖譜設計，完成問題反面教材和負面案例的VR圖譜的構建。這提升了體驗反差性設計的思維能力，提升了逆向思維的創新能力，提升了體驗空間比對性設計的能力;為體驗提供了更加豐富的聯想，這些反邏輯的內容，根據教學要求在網上搜索獲得的基礎上進行篩選，作為知識的擴展內容掛接在課程的參考中，圍繞這些知識元素展開反邏輯案例設計、反邏輯空間設計、比對性設計、誤判性設計、干擾思維空間設計，如圖7所示。

7.VR情境敘事設計知識圖譜

它負責完成情境體驗的故事編導設計，情境設計是空間設計的基礎，它的設計思路將決定空間的設計方法、元素的定制策略、交互體驗的深度等。通過將第一人稱視角、場景、角色和行動集成到教學敘事中，實現了探索因果關系的體驗模擬，各類線索設計能夠幫助聚焦學習者注意力、影響學習者的行動傾向和改善學習者的情感體驗。情境敘事知識圖譜將智能地根據不同體驗者的性別、年齡、職業、性格、愛好，以及所敘述事物的性質進行情境敘事最優建議推送，將實現“個性化的”的敘事設計、敘事調整，產生最好的體驗效果，充分體現VR教育資源設計人性化的智能特性，如圖8 所示。

我們以情境敘事分支當中的“問題拋出”為例，它是整個空間移情設計的核心，它是體驗者評價空間的第一感受，將決定體驗者是否即時離開體驗的關鍵，它決定了空間的性質，決定了整個空間的第一移情因素，它將對勾起體驗者的好奇心、探究心理、為古人擔憂等欣賞環節起重要作用;其中每一個拋出的分支都可以不斷地延展和深入，都可以通過智能自育性系統在網絡上完成相關內容的吸收和擴展。

8.VR導航設計知識圖譜

VR教育資源導航是沉浸性體驗環境中的學習引導，當今的知識導航應該充分考慮到體驗者自身知識儲備情況、技能熟練程度進行設計，既要體現其對初學者的引導，又要為體驗者的好奇心提供充分的空間;系統應根據體驗者在線表現的信息反饋，進行導航路徑的推送。我們以北京理工大學汽車維修知識圖譜為例，系統根據學生的學習訴求和每個學生的訓練計劃進行幾個方面導航的選擇。汽車維修案例展示了根據呈現的問題看故障的邏輯思維。其中包括故障知識點導航（見圖9）、系統漫游型導航、以知識點為基礎的導航、以故障為基礎的導航、以實習實訓為目的解析導航、以觀察目標為目的的仿真導航、以技能掌握為目的的拆裝實驗導航、以拓展知識空間為目的的導航等。VR導航設計知識圖譜如圖10所示。

VR化教學中教師將簡單問題按照主題故事的要素設計為空間環境和元素，并根據空間環境和元素設計學習導航，根據體驗者的能力水平設置導航性質，其中包括顯性導航、隱性導航、創意導航以及智能導航。導航既能夠貫徹教學體驗的意圖和要求，又能讓學習者根據自身需要規劃出自己的學習路徑;既能體現教學的主體內容和主線活動，又能夠讓學生完成對知識的探索。導航的目的不是讓體驗者能夠順利地走完體驗全程，而是要在失敗中找到解決問題的方法進行探索性的體驗;那么就要有錯誤的知識導航路徑，如分歧性知識導航路徑等;讓體驗者從心理素質上、從辨識問題上、從問題的敏感度上、從挫折的思考中獲得更大的提升，讓其在這個問題上自我建構知識體系;而這一切就決定了智能性導航路徑設置的科學性和智適應性。

9.VR 教學底線設計知識圖譜

這是一個以信息篩選為目標的設計，即通過這個圖譜動態地完成突破底線的防守和內容管控，是以底線為出發點的教學體驗設計，在正義和正能量設計的前提下，把握最大的設計沖突，保證最大的體驗震撼效果，極大程度上給體驗者營造關注的環境，產生別出心裁的問題，產生更大的心理突破性體驗。它為設計實現這種效果提供聯想，拓寬空間想象的思維;對于設計底線的界限、哪些內容和規則屬于允許的范圍，其中包括重大言論的界定、重大事件人的界定、敏感話題的界定、敏感人物的界定、重大原則的界定、敏感元素的界定;界定的依據是網上獲得的資源內容，一是敏感的界定，二是進行智能語義的搜索比對來完成信息內容的篩選;由于新事物新形態的不斷涌現，要求底線設計圖譜自身就有“自育”、“自愈”、“防御”的功能 ，將會在網上不斷搜集空間作品、評價，提煉規則，收集判別指標，完善系統的底線判定，如圖11 所示。

10.問題對應策略知識圖譜

這是一個以表結構形式展開的知識圖譜，這個圖譜非常適合策略的修正、更新和擴充，可以按照數據庫的方式進行分類檢索。這是一個閉環機制下的教學體驗控制策略，可以產生精準的體驗過程控制，不斷讓體驗者達到最佳狀態，不斷提升其對體驗空間的興趣度，不斷增加其對問題的好奇心，等等。對應策略的知識圖譜的作用相當于VR智能專家設計控制系統，是VR體驗的策略控制依據、智能問題的基礎，如表 1 所示。

11.情感設計知識圖譜

人的潛意識會不斷地分析所處的環境，當達到特定的條件時，就會觸發相應的情感。事件必須改變一些對人類而言有價值的東西，才能激發情感。在VR資源設計中，被改變的人類價值越重要，改變得越頻繁，產生的情感就越強烈。情感體驗包含交互性和沉浸感，強調內在動機的增加，內在動機反過來也會促進自我效能感的提升。[15]情感下的知識傳播是最為有效的，也是最為積極的，其潛移默化的傳播和體驗，會使人們在渲染的氣氛和情緒當中完成知識的吸收和理解。而什么樣的體驗需要什么樣的情感，問題在哪些階段需要哪些情感設計、什么樣的人需要什么樣的情感安撫，這都需要經驗和大數據計算完成，如圖12所示。

12.體驗樂趣分類知識圖譜

心流理論將體驗分成八個區域，如高挑戰低技能、中挑戰、中技能等。[16]該知識圖譜也是延續這個理論派生出來的，更加系統地給出了體驗樂趣的設計方式、應有的元素和布局，如圖13所示。

四、基于知識圖譜下的VR教育資源智能建構

知識圖譜構建主要研究如何從海量數據中抽取指定的實體，并根據實體信息構建結構化的實體與實體之間的關聯關系。[17]VR知識圖譜在資源建設當中的意義不僅是繼承其知識的延展脈絡，更重要的是繼承了不同的教學、科研、實驗的，VR教學的形態過程、知識表現形態的轉化過程、思想體系的演繹過程、智能獲取知識圖譜和知識內容的自育過程，是一個充滿人工智能思想的體系架構。

基于知識圖譜的VR教學資源逐漸成為學生的第二大腦，擴容學生的記憶力，輔助為學生進行智力的補充，通過形象的方式幫助學生進行邏輯問題的推理，幫助師生進行跨境、跨學科的，知識支撐、融合經驗供給和自我環境下的知識體驗建構;它不僅在知識上有助于人們的智力進步，更重要的是構造了問題和理論的第一感知、強化了學生創造力的訓練、強化了學生對應用能力的提升;鍛煉了學生的意志，開闊學生的眼界，提升了學生的在任何險峻問題面前的膽量和氣魄，實現了虛擬環境中勇氣的轉移，可以通過現有經驗知識圖譜解決未來VR空間假設的問題，也能通過歷史的知識圖譜找出現有問題的解決方案，是一個智能承載、上下融合的體系。

未來的VR教育資源不是停留在物理內容復原、系統仿真的層面上，而是圍繞學生的第一感知、第一人稱的感受、場景帶來的感受進行VR空間的智適應調整和控制，讓資源隨時可以找到最適宜學生個體的成果。知識構建的關鍵在于有意義學習，而有意義學習的關鍵是能夠在新知的學習與已有知識之間建立聯系。[18]由于VR教育資源是一個充滿教育智慧的、充滿經驗的、充滿新技術的系統，它的作用是通過學生空間的體驗達到知識自我建構的目的，系列問題就此出現了，由于其內容的交叉性非常強，幾乎涉及所有的學科應用和信息技術，所以其知識圖譜的支撐程度要求更加強大，比如故事情節敘事設計、VR空間設計等都充滿了解決問題的融合性，就此出現了聯合運用的知識圖譜現象;但也有部分專用的情境，從基于知識圖譜的VR教育資源智能建構示意圖（見圖 14 ）中我們可以看出，知識圖譜聯合或者專用于支持VR資源建設的各個方面。

1.VR教育資源知識圖譜的自育/自愈

VR教育資源知識圖譜是以人工智能滾雪球式循序漸進完成的，也就是內容的獲得、內容的正確性都要根據專業的需求和專項的問題進行擴展。運維后的修正、彌補、更新、替換、補充等工作稱之為教育資源知識運算。VR教育資源知識圖譜計算的目的是要完成課程資源內容、課程知識系列、專業知識圖譜的自愈/自育，而自愈/自育就必須有相應的滋養身體的營養。VR教育資源知識圖譜的自育是指可通過語義搜索的方式找到網上所需的內容進行知識圖譜相關內容的更新替換等。

2.依據VR教育資源知識圖譜的知識內容的自育/自愈

內容的自育/自愈是指不斷地替換補充知識圖譜架構下的知識內容，不斷地拓展VR空間設計等，實現12個圖譜在各種問題上的觀點、描述、案例、策略、布局等的擴充和替補，不斷地對VR體系難度等級、個性化的適用性進行彌補。知識圖譜內容經過運行后經常需要進行正確性檢測，如發現有邏輯性、表現性、空間沖突的問題，就必須通過智能、半智能化操作完成內容的修復。

3.依據VR教育資源知識圖譜的知識內容支持下的在線VR體驗過程控制

在VR 設計和體驗的全過程中，我們可以通過測量人體感知、體驗者的反饋、體驗的路徑、體驗者的操作成功程度等系列數據獲得設計中的問題，其問題相關描述如表1所示;體驗者在尋找問題上總是走錯路，就應該通過反饋信息在對應策略知識圖譜中找到對應策略;這樣就形成了個性化智能閉環控制路徑，當然如果沒有相對應的策略就要半智能化，或者手工將對策內容加入知識圖譜當中。

五、結束語

VR教育資源如果只是停留在現有技術環境下進行人工建設，會迷失方向，VR教育資源的建設必須依賴人工智能內部控制、智適應的思想來實現，并且包括人體感知下的體驗者信息反饋，自動地完成VR資源生成、維護和再發展的過程，其智能性就體現在知識圖譜上，知識圖譜的設計、分類、運算、結構合理化設計都將決定VR體驗的成功與否，以上介紹了通用性知識圖譜設計過程，其類知識圖譜架構下的智能自育/自愈過程我們分別在遠程智能答辯系統中和廣電總局培訓系統中實現了相關功能，印證完成。

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（編輯：王天鵬）