《通風(fēng)工程》課程知識(shí)圖譜教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用

盛 穎， 韓廷祥

（1 天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 天津 300350； 2 天津大學(xué)智能與計(jì)算學(xué)部， 天津 300350）

0 引 言

全球正處在由新一輪信息技術(shù)浪潮所帶來(lái)的新工業(yè)革命的開(kāi)端，以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、量子通訊技術(shù)等為代表的高新智慧科技的廣泛應(yīng)用正不斷促進(jìn)著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的蓬勃發(fā)展。 為推進(jìn)教育現(xiàn)代化與教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)，促進(jìn)新時(shí)期教育改革和信息化的發(fā)展，國(guó)家教育部制定了《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》，表示教育信息化是建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)的基礎(chǔ)保障，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)情境的構(gòu)建，促進(jìn)學(xué)生吸收和掌握知識(shí)［1］。 在《“十四五”國(guó)家信息化規(guī)劃》中進(jìn)一步將終身數(shù)字教育，以及“互聯(lián)網(wǎng)＋教育”列為重要的安排部署［2］。 由此可見(jiàn)，高新智能技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的深度融合將有效推動(dòng)教育信息化的進(jìn)程，也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

知識(shí)圖譜是通過(guò)可視化的圖譜形象展示某領(lǐng)域內(nèi)不同事物間的關(guān)系，是基于信息技術(shù)的快速發(fā)展而誕生的新興事物。 當(dāng)前，知識(shí)圖譜在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越多。 例如，陳潔等學(xué)者［3］以CSSCI 期刊中有關(guān)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，運(yùn)用DDA等軟件建立了知識(shí)圖譜，分析并總結(jié)了國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)知識(shí)庫(kù)的研究熱點(diǎn)。 王蘭成［4］分析總結(jié)了多學(xué)科視域下網(wǎng)絡(luò)輿情知識(shí)圖譜構(gòu)建的重要性，提出了相互補(bǔ)充和相互驗(yàn)證的有機(jī)整體成果。 張勇等學(xué)者［5］以計(jì)算機(jī)學(xué)科為例，基于學(xué)科知識(shí)圖譜的構(gòu)建提出了高校教學(xué)模式的優(yōu)化方法，試圖挖掘?qū)W科內(nèi)在知識(shí)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性。 郎亞坤等學(xué)者［6］構(gòu)建了基于Neo4j 的C＋＋課程的知識(shí)圖譜，圖譜包含了C＋＋課程領(lǐng)域的所有知識(shí)點(diǎn)及知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系，可以進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑的相關(guān)推理。 王琛琛等學(xué)者［7］建立了大學(xué)物理知識(shí)圖譜，并將其與智慧型課堂應(yīng)答系統(tǒng)相結(jié)合，對(duì)原有課堂互動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。可見(jiàn)，知識(shí)圖譜在教育領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，無(wú)論是全球范圍的數(shù)據(jù)庫(kù)、還是單一的課程，在相關(guān)技術(shù)的支撐下，為大規(guī)模、高質(zhì)量又個(gè)性化的人才成長(zhǎng)需要與教學(xué)需求提供了現(xiàn)實(shí)可能性，使得教育教學(xué)的質(zhì)量逐步升級(jí)。

《通風(fēng)工程》（也稱《暖通空調(diào)B》）是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程（建環(huán)）專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)中重要的專業(yè)必修課。 該課程的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決通風(fēng)工程實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵，更是培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的有效鍛煉。 基于多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該課程教學(xué)內(nèi)容豐富、知識(shí)點(diǎn)龐雜、重點(diǎn)分散，學(xué)生難以有效把握課程的主要脈絡(luò)，厘清學(xué)習(xí)路徑，課程學(xué)習(xí)難度較大。 為了提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，使其更方便地獲得課程中知識(shí)點(diǎn)的分布情況、難易程度、學(xué)習(xí)順序和掌握要求，本文以學(xué)生在該課程的學(xué)習(xí)為背景，設(shè)計(jì)構(gòu)建了基于Protégé 本體編輯器和Neo4j 圖數(shù)據(jù)庫(kù)的《通風(fēng)工程》課程的知識(shí)圖譜，輔助課堂教學(xué)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。 由于現(xiàn)有高校課程的知識(shí)圖譜主要是針對(duì)通識(shí)教育課程，涉及到的專業(yè)教育課程也以計(jì)算機(jī)專業(yè)居多。 本文以工科建環(huán)專業(yè)的《通風(fēng)工程》為案例，介紹該課程知識(shí)圖譜的構(gòu)建方法，這將為相關(guān)工程技術(shù)類專業(yè)課程知識(shí)圖譜的構(gòu)建與應(yīng)用提供參考。

1 知識(shí)圖譜的構(gòu)建方法

1.1 方法概述

在知識(shí)圖譜的構(gòu)建過(guò)程中，首先確定《通風(fēng)工程》課程知識(shí)圖譜的構(gòu)建目的。 針對(duì)《通風(fēng)工程》課程，除了使學(xué)生掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的分布以及相關(guān)的學(xué)習(xí)要求，還需要讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容與畢業(yè)目標(biāo)之間的關(guān)系。 因?yàn)楣こ探逃龑I(yè)認(rèn)證的要求，不僅使學(xué)生掌握過(guò)硬的專業(yè)知識(shí)，而且應(yīng)將其用于解決專業(yè)實(shí)際工程問(wèn)題，在學(xué)習(xí)過(guò)程中促進(jìn)與工業(yè)界、企業(yè)界的聯(lián)系。 因此，知識(shí)圖譜的構(gòu)建不僅僅是知識(shí)體系的梳理，也需要增加學(xué)生學(xué)習(xí)與畢業(yè)目標(biāo)之間的關(guān)系。

接下來(lái)，進(jìn)行知識(shí)圖譜的構(gòu)建。 明確知識(shí)圖譜的數(shù)據(jù)來(lái)源，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)知識(shí)圖譜的知識(shí)模型。基于本體編輯器Protégé，構(gòu)建領(lǐng)域知識(shí)實(shí)體及知識(shí)表達(dá)形式，進(jìn)行知識(shí)概念的提取、類層次結(jié)構(gòu)的設(shè)置及屬性關(guān)系的制定。 最后，采用Neo4j 圖數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將其進(jìn)行存儲(chǔ)并予以可視化顯示。 圖1 展示了《通風(fēng)工程》課程知識(shí)圖譜的構(gòu)建流程。

圖1 《通風(fēng)工程》課程知識(shí)圖譜的構(gòu)建流程Fig. 1 Process of establishing knowledge graph of “Ventilation Engineering” course

1.2 基于Protégé 的知識(shí)圖譜構(gòu)建

本次課程圖譜的建設(shè)是利用Protégé 的本體構(gòu)建思路，反映《通風(fēng)工程》課程的知識(shí)體系。 Protégé軟件是利用Java 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的本體編輯軟件，可直接對(duì)本體概念、層次結(jié)構(gòu)、類的屬性與關(guān)系屬性進(jìn)行創(chuàng)建。

1.2.1 數(shù)據(jù)資源

雖然每個(gè)學(xué)生的先驗(yàn)知識(shí)和學(xué)習(xí)能力不同，對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的時(shí)間和精力也不同，但是對(duì)課程的學(xué)習(xí)都應(yīng)遵循課程大綱和對(duì)應(yīng)的教材。 因此，對(duì)于《通風(fēng)工程》而言，必須充分了解課程大綱，明確大綱中教學(xué)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程內(nèi)容之間的關(guān)系，以教材為課程內(nèi)容的依據(jù)，建立知識(shí)體系。 因此，本文以《通風(fēng)工程》教學(xué)大綱和建環(huán)專業(yè)規(guī)劃教材—中國(guó)建筑工業(yè)出版社的《通風(fēng)工程（第四版修訂本）》為數(shù)據(jù)資源，從整體把握《通風(fēng)工程》課程的知識(shí)構(gòu)架。

1.2.2 類、屬性和關(guān)系的確定

在定義課程的類之前，需要明確課程概念的層次結(jié)構(gòu)。 類在課程本體中就是概念，知識(shí)點(diǎn)是學(xué)習(xí)的最基本單位。 本研究將課程概念的層次分為4 類（參見(jiàn)圖2），具體層次結(jié)構(gòu)如下：

圖2 《通風(fēng)工程》課程知識(shí)圖譜的層次關(guān)系Fig. 2 Class hierarchy in the knowledge graph of “Ventilation Engineering” course

（1）第一級(jí)別的類。 將教學(xué)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程內(nèi)容作為第一級(jí)別的類。

（2）第二、三級(jí)別的類。 典型課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)一般分為章、節(jié)和知識(shí)點(diǎn)三種類別。 所以，本研究將章和節(jié)分別作為第二和第三級(jí)別的類。

（3）第四級(jí)別的類。 即每個(gè)章節(jié)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)。

每個(gè)類都有對(duì)應(yīng)的實(shí)體。 在類確定以后，需要明確類之間的關(guān)系。 本研究中類的關(guān)系為支撐、達(dá)到、包含、相關(guān)和順序。 這里給出闡釋分述如下。

（1）支撐關(guān)系：學(xué)生的培養(yǎng)是畢業(yè)要求為導(dǎo)向。《通風(fēng)工程》課程的畢業(yè)要求均有教學(xué)目標(biāo)作為其支撐。 因此，支撐關(guān)系主要存在于第一級(jí)別的類—畢業(yè)要求和教學(xué)目標(biāo)之間。

（2）達(dá)到關(guān)系：任何課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)都是為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)教學(xué)目標(biāo)，所以達(dá)到關(guān)系主要存在于第一級(jí)別的類—課程內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)之間。

（3）包含關(guān)系：按照課程的知識(shí)體系，課程內(nèi)容會(huì)包含章，章包含節(jié)，節(jié)包含具體的知識(shí)點(diǎn)。 某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)也可能包含另一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。 因此，包含關(guān)系體現(xiàn)在不同級(jí)別類之間的關(guān)系。

（4）相關(guān)關(guān)系：如果某幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間存在相互聯(lián)系、相互影響和相互作用，則各知識(shí)點(diǎn)之間就是相關(guān)關(guān)系。

（5）順序關(guān)系：學(xué)習(xí)某幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)具有明顯的先后關(guān)系，也就是學(xué)習(xí)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)后才能學(xué)習(xí)另一個(gè)，存在前驅(qū)后繼的關(guān)系，稱之為順序關(guān)系。

本文對(duì)類的屬性的描述主要集中在知識(shí)點(diǎn)這個(gè)類，因?yàn)槊總€(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)要求都是不同的，主要從所屬章節(jié)、掌握程度和難易程度三個(gè)方面進(jìn)行描述，如圖3 所示。 關(guān)于掌握程度的6 個(gè)等級(jí)使用的是布魯姆認(rèn)知等級(jí)評(píng)定，逐級(jí)遞增。

圖3 數(shù)據(jù)屬性結(jié)構(gòu)圖Fig. 3 Data property

1.2.3 實(shí)體、關(guān)系和屬性的確定

每個(gè)類對(duì)應(yīng)著各種各樣的實(shí)體，具有相應(yīng)的屬性。 實(shí)體關(guān)系可從類的關(guān)系繼承。 根據(jù)數(shù)據(jù)資源，本文共抽取了337 個(gè)實(shí)體。 根據(jù)類的層次結(jié)構(gòu)，實(shí)體間主要為“包含”關(guān)系，例如，每一章包含若干節(jié)，每一節(jié)包含若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)。 另一個(gè)主要關(guān)系為“順序”，屬于同一類之下的實(shí)體，如章和章、節(jié)與節(jié)、知識(shí)點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)之間，具有順序的關(guān)系，也即學(xué)習(xí)某一章節(jié)或知識(shí)點(diǎn)前需要先修習(xí)其他的章節(jié)或知識(shí)點(diǎn)。此外，知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間可能是相互關(guān)聯(lián)的，這里就存在“相關(guān)”的關(guān)系。 對(duì)于實(shí)體的屬性，按照類的相關(guān)屬性進(jìn)行描述。

1.3 基于Neo4j 的知識(shí)圖譜可視化

Neo4j 是一個(gè)NoSQL 的圖數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是能夠直觀地顯示數(shù)據(jù)內(nèi)容。 Neo4j 圖數(shù)據(jù)庫(kù)能夠提供眾多的語(yǔ)言接口，可以針對(duì)Java 語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)據(jù)和關(guān)系的提取。 本文將Protégé 的本體在Neo4j里進(jìn)行展示，包括實(shí)體和關(guān)系，并將實(shí)體通過(guò)關(guān)系進(jìn)行連接，進(jìn)行知識(shí)圖譜的展示和檢索。 通過(guò)Neo4j中的Cypher 語(yǔ)句進(jìn)行查詢，可以檢索相關(guān)的實(shí)體和實(shí)體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及相應(yīng)的屬性。 基于Neo4j圖數(shù)據(jù)庫(kù)的局部顯示效果如圖4 所示。 由圖4 可知，知識(shí)圖譜以網(wǎng)狀圖的結(jié)構(gòu)顯示，涵蓋了課程所有實(shí)體，以及實(shí)體間的關(guān)系和屬性。

圖4 基于Neo4j 圖數(shù)據(jù)庫(kù)的局部顯示效果Fig. 4 Local display of knowledge graph based on Neo4j graph database

2 知識(shí)圖譜教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1 教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

為了方便教師和學(xué)生對(duì)知識(shí)圖譜的使用，提升用戶與知識(shí)圖譜之間的互動(dòng)性，本研究設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了《通風(fēng)工程》課程知識(shí)圖譜的教學(xué)平臺(tái)。 該平臺(tái)的主要分為2 個(gè)模塊，一是登錄模塊，二是主功能模塊。 在登錄模塊中，教師和學(xué)生以不同的身份進(jìn)行登錄。 學(xué)生是普通用戶身份，能夠查看和查詢知識(shí)圖譜的信息；教師是管理員身份，不但能夠監(jiān)管普通用戶的功能，還可以對(duì)知識(shí)圖譜進(jìn)行信息維護(hù)。 在主功能模塊中，具有知識(shí)圖譜全貌展示、知識(shí)圖譜查詢、知識(shí)圖譜管理和用戶管理四項(xiàng)功能。 教學(xué)平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)如圖5 所示。

圖5 教學(xué)平臺(tái)功能設(shè)計(jì)Fig. 5 Functional design of teaching platform

2.2 教學(xué)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法

教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)主要由3 部分組成：Web 前端界面、后端接口以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理。 對(duì)此擬展開(kāi)研究論述如下。

（1）Web 前端界面實(shí)現(xiàn)。 教學(xué)平臺(tái)的交互界面以Web 前端界面的形式呈現(xiàn)，使用瀏覽器即可訪問(wèn)。 Web 前端界面使用目前流行的JavaScript 框架—Vue.js 作為應(yīng)用框架，具有動(dòng)態(tài)路由管理、角色權(quán)限分配等功能，并搭配了Element Plus 組件庫(kù)，功能豐富、界面美觀。 知識(shí)圖譜的可視化采用可視化圖表庫(kù)Echarts 中的關(guān)系圖實(shí)現(xiàn)，在展示知識(shí)圖譜信息的同時(shí)，還具有一定的交互性。

（2）后端接口實(shí)現(xiàn)。 教學(xué)平臺(tái)采用前后端分離的架構(gòu)，Web 前端界面的部分?jǐn)?shù)據(jù)需要通過(guò)訪問(wèn)后端接口獲得進(jìn)行展示。 后端接口使用現(xiàn)代、高性能的FastAPI 框架，實(shí)現(xiàn)了基于哈希密碼與JWT 令牌的加密登錄，基于SQLAlchemy 對(duì)用戶數(shù)據(jù)的增刪改查，基于Neo4j-driver 對(duì)知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)的查詢與修改等功能。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理實(shí)現(xiàn)。 教學(xué)平臺(tái)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)包括2 種：存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的SQLite 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)與存儲(chǔ)知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)的Neo4j 圖數(shù)據(jù)庫(kù)，并使用python將數(shù)據(jù)庫(kù)操作與后端接口連接起來(lái)，為Web 前端界面提供操作數(shù)據(jù)。

為了方便教學(xué)平臺(tái)的部署與應(yīng)用，平臺(tái)使用Docker 將以上3 部分分割出來(lái)，構(gòu)建成3 個(gè)獨(dú)立的容器，并通過(guò)設(shè)置端口進(jìn)行容器之間數(shù)據(jù)的傳遞。 另外，使用docker-compose 構(gòu)建工具定義和運(yùn)行多個(gè)容器，使部署更加快速和方便，并占用更少的資源。

2.3 教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用

（1）知識(shí)圖譜全貌。 登錄教學(xué)平臺(tái)后，首先展示的是知識(shí)圖譜的全貌。 根據(jù)知識(shí)圖譜的構(gòu)建層次，界面上展示了畢業(yè)要求、教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、章、節(jié)、知識(shí)點(diǎn)六個(gè)類的實(shí)體。 根據(jù)使用需要，可單獨(dú)展示或同時(shí)展示一類或幾類的實(shí)體。 當(dāng)鼠標(biāo)置于任一節(jié)點(diǎn)上，均可顯示這一實(shí)體的名稱和屬性；置于任一條連接線時(shí)都可顯示對(duì)應(yīng)的關(guān)系。 知識(shí)圖譜的全貌如圖6 所示。 學(xué)生可以在學(xué)習(xí)課程的同時(shí)，縱觀課程的知識(shí)體系，掌握課程的脈絡(luò)，厘清學(xué)習(xí)路徑，進(jìn)而從整體上提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

圖6 知識(shí)圖譜全貌界面Fig. 6 Overview interface of knowledge graph

（2）知識(shí)圖譜查詢。 由于課程知識(shí)點(diǎn)較多，在知識(shí)圖譜全貌圖上進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的人工查找，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。 教學(xué)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)節(jié)點(diǎn)的檢索。 利用Neo4j 的Cypher 語(yǔ)言查詢存儲(chǔ)的內(nèi)容，再自定義處理器函數(shù)返回符合的數(shù)據(jù)給前端。 例如，知識(shí)圖譜查詢界面如圖7 所示。 圖7 中，在“類別”中選中“節(jié)”，填入節(jié)名稱“過(guò)濾式除塵器”，點(diǎn)擊查詢，便可在界面上顯示出該節(jié)點(diǎn)。 點(diǎn)擊“顯示關(guān)系”，可以顯示與該節(jié)點(diǎn)有關(guān)系的所有節(jié)點(diǎn)。 在這個(gè)例子中，這一節(jié)包含的所有知識(shí)點(diǎn)，以及各知識(shí)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)處的章都能夠顯示。 通過(guò)查詢功能，學(xué)生便可了解某一知識(shí)點(diǎn)的詳細(xì)情況，從而明確相關(guān)的學(xué)習(xí)要求。

圖7 知識(shí)圖譜查詢界面Fig. 7 Query interface of knowledge graph

（3）知識(shí)圖譜管理。 社會(huì)的發(fā)展促使知識(shí)的更新，任何一門課程的知識(shí)體系都不是一成不變的。教學(xué)平臺(tái)預(yù)留了課程知識(shí)圖譜的管理功能，包括添加知識(shí)和更新知識(shí)兩項(xiàng)功能，由管理員負(fù)責(zé)管理，如圖8 所示。 管理員可以將新增的知識(shí)點(diǎn)或更新的知識(shí)點(diǎn)以規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在知識(shí)圖譜中。 例如，在添加知識(shí)界面中，管理員可以在對(duì)應(yīng)的實(shí)體類別下，添加新增的實(shí)體，并為其賦予屬性；通過(guò)添加關(guān)系，建立該項(xiàng)關(guān)系與其他源實(shí)體之間的聯(lián)系。 由于友好的界面互動(dòng)功能，管理員無(wú)需具備專業(yè)的編程知識(shí)，也可完成知識(shí)圖譜的管理工作。

圖8 知識(shí)圖譜中添加知識(shí)和更新知識(shí)界面Fig. 8 Knowledge adding and update interface

（4）教學(xué)平臺(tái)使用效果。 在《通風(fēng)工程》開(kāi)課期間，知識(shí)圖譜教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生開(kāi)放。 學(xué)生登錄后，在接觸課程的初期即可縱觀知識(shí)體系，了解學(xué)習(xí)的主體路徑。 當(dāng)學(xué)習(xí)到具體的課程內(nèi)容時(shí)，可以在知識(shí)圖譜上檢索到相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，明確該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)要求，更精準(zhǔn)地把握知識(shí)掌握的程度。 課程結(jié)束以后，通過(guò)知識(shí)圖譜進(jìn)行有效的復(fù)習(xí)，將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。從教師的應(yīng)用角度，教學(xué)平臺(tái)能夠輔助課堂教學(xué)，向?qū)W生展示課程脈絡(luò)，提升教師的教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)，能夠站在領(lǐng)域前沿，將前沿知識(shí)更新至知識(shí)圖譜中，不斷修訂課程的知識(shí)體系。 從學(xué)生的使用效果角度，知識(shí)圖譜的信息化形式能夠助其更快、更準(zhǔn)地吸收知識(shí)，更加有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于教育信息化的背景，本研究首次建立了工科專業(yè)—建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程中《通風(fēng)工程》課程知識(shí)圖譜的教學(xué)平臺(tái)，詳細(xì)地介紹了相關(guān)的建設(shè)方法，主要包括基于Protégé 本體編輯器的知識(shí)圖譜的構(gòu)建、基于Neo4j 圖數(shù)據(jù)圖的知識(shí)圖譜的可視化，以及知識(shí)圖譜教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。 該課程知識(shí)圖譜教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用能夠提升學(xué)生把握課程整體結(jié)構(gòu)和知識(shí)脈絡(luò)的能力，幫助學(xué)生規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑，為精準(zhǔn)化教學(xué)提供了技術(shù)保障。 同時(shí)，該課程知識(shí)圖譜教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想、模式以及程序構(gòu)架具有共通性，可推廣到其他專業(yè)課程教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)中。