知識(shí)圖譜驅(qū)動(dòng)的人工智能教學(xué)賦能一流人才培養(yǎng)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）19—0109—04

引言

黨的二十大報(bào)告明確指出“推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)、學(xué)習(xí)型大國”。從國家層面看，高校人才培養(yǎng)需求正逐步從單一技能型向多元化、跨學(xué)科、實(shí)踐與理論并重、國際化視野、個(gè)性化及創(chuàng)新型能力等方向發(fā)展。目前，我國高等教育已經(jīng)進(jìn)入以數(shù)字化、智能化為特征的轉(zhuǎn)型階段，而課程數(shù)字化轉(zhuǎn)型是促進(jìn)教育教學(xué)新發(fā)展、滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)新需求的重要一環(huán)。為積極推進(jìn)國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略，推動(dòng)“教育、科技、人才”協(xié)調(diào)發(fā)展，強(qiáng)化教育數(shù)字化賦能，筆者所在學(xué)校積極推動(dòng)以“知識(shí)圖譜課程”為代表的人工智能課程建設(shè)，以“人工智能+”賦能本科教育教學(xué)全要素建設(shè)，不斷推進(jìn)基于“人工智能賦能—?jiǎng)?chuàng)新使能—改革善能”的本科人才培養(yǎng)，前后啟動(dòng)兩批次人工智能課程建設(shè)項(xiàng)目推進(jìn)智慧教育落地實(shí)踐，賦能一流人才培養(yǎng)。

建設(shè)路徑

筆者所在學(xué)校不斷推進(jìn)融合式教育改革，依托智慧教育平臺(tái)優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源、強(qiáng)大的人工智能技術(shù)以及多年積累的智慧教學(xué)模式，以“人工智能 +^? 賦能一流本科教育，助力一流人才培養(yǎng)實(shí)踐。作為首批國家智慧教育平臺(tái)試點(diǎn)高校、四川省智慧教育平臺(tái)數(shù)字化轉(zhuǎn)型試點(diǎn)高校，筆者所在學(xué)校建設(shè)了“大川學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)2，實(shí)現(xiàn)了校本資源的集約化管理、知識(shí)資源的集成化管理、學(xué)習(xí)資源的個(gè)性化推送和學(xué)習(xí)空間的泛在化建設(shè)，依托“大川學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)，通過教學(xué)資源重構(gòu)、知識(shí)圖譜聯(lián)通、人工智能助教賦能，實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)傳授”向“能力培養(yǎng)”的數(shù)智化轉(zhuǎn)型。

1.優(yōu)質(zhì)資源循環(huán)再造

通過部署私有云，在現(xiàn)有校內(nèi)課程資源全覆蓋采集基礎(chǔ)上，與校內(nèi)智慧教學(xué)環(huán)境對(duì)接，充分利用學(xué)校開展智慧教學(xué)環(huán)境改造所積累的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)課程錄播資源多元沉淀，將獲得的課堂錄播、教學(xué)課件等作為源資源，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)資源循環(huán)再造。同時(shí)，歷經(jīng)多年建設(shè)，學(xué)校積累了豐富的在線教學(xué)資源，師生可充分利用學(xué)校各類平臺(tái)上的教學(xué)資源以及國家智慧教育平臺(tái)、四川省智慧教育平臺(tái)上的公開資源開展人工智能課程建設(shè)。另外，通過校企合作共建模式打造“數(shù)字課?！卑l(fā)展空間，將其作為“大川學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)功能的線下延伸，并與線上平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，提供數(shù)字資源建設(shè)、教師數(shù)字素養(yǎng)提升等服務(wù)。

2.課程知識(shí)地圖創(chuàng)建

知識(shí)圖譜由Google于2012年提出]，目前普遍認(rèn)為是一種基于圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)化的形式描述客觀世界中的概念、實(shí)體及相互間的關(guān)系，由節(jié)點(diǎn)和邊構(gòu)成，用節(jié)點(diǎn)代表實(shí)體，用邊表示相關(guān)關(guān)系。4有研究表明，基于語義網(wǎng)絡(luò)的可視化知識(shí)圖譜能夠揭示學(xué)科知識(shí)邏輯，并推薦適配學(xué)習(xí)者認(rèn)知水平的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)路徑。[]

基于知識(shí)圖譜的人工智能教學(xué)作為“大川學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)的重要功能之一，采用課程知識(shí)地圖功能模塊，通過深度整合課程資源、知識(shí)圖譜與人工智能技術(shù)，助力學(xué)生系統(tǒng)掌握課程的核心知識(shí)點(diǎn)，開展自主、個(gè)性學(xué)習(xí)?！按蟠▽W(xué)堂”智慧教育平臺(tái)圍繞“素質(zhì)一能力一知識(shí)”三層培養(yǎng)體系，支持知識(shí)圖譜課程“專屬路徑”“圖譜模式”“導(dǎo)圖模式”“問題圖譜”四種創(chuàng)建方式，多維度多層次呈現(xiàn)教學(xué)過程，賦能一流人才培養(yǎng)。

（1）知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽體系建設(shè)

依托“大川學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)系列智能處理應(yīng)用實(shí)現(xiàn)多模態(tài)教學(xué)資源智能分析和處理。采用智能語音轉(zhuǎn)寫、語音剪輯、智能摘要、智能標(biāo)簽、智能知識(shí)點(diǎn)切片等技術(shù)自動(dòng)從海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中提取有效片段，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的精準(zhǔn)識(shí)別與體系重構(gòu)，推動(dòng)教學(xué)資源的數(shù)字化解耦與創(chuàng)新性重組。例如，先通過前期錄播資源入庫獲得課程視頻，通過語音分析、圖像分析、OCR識(shí)別、NLP自然語言處理、按時(shí)間點(diǎn)生成字幕、智能打點(diǎn)等方式進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的建設(shè)，再結(jié)合教學(xué)設(shè)計(jì)，基于教學(xué)活動(dòng)需求，依托教學(xué)邏輯對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)簽化處理，構(gòu)建新的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽體系，為后續(xù)課程地圖的構(gòu)建提供資源基礎(chǔ)。

（2）課程知識(shí)地圖構(gòu)建

“課程知識(shí)地圖”模塊采用知識(shí)可視化技術(shù)，根據(jù)課程知識(shí)節(jié)點(diǎn)之間歸屬、層次、比較、推演等關(guān)系，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，組織成一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的知識(shí)體系，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容的組織邏輯和呈現(xiàn)方式。同時(shí)，知識(shí)點(diǎn)之間多樣化的拓?fù)潢P(guān)系也蘊(yùn)含著領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗(yàn)、知識(shí)關(guān)聯(lián)與學(xué)習(xí)路徑，為基于課程內(nèi)容的自適應(yīng)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

在“大川學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)上，課程知識(shí)地圖創(chuàng)建方式支持模板導(dǎo)入、Xmind導(dǎo)人、章節(jié)轉(zhuǎn)換、教材生成等方式，特別是滿足電子教材整本導(dǎo)人，實(shí)現(xiàn)人工智能自動(dòng)解析。在實(shí)施過程中，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)之間固有的關(guān)系屬性，完成知識(shí)點(diǎn)前后關(guān)系綁定。以“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”課程為例，學(xué)生通過課程知識(shí)地圖可以直觀了解本課程的知識(shí)脈絡(luò)、層級(jí)關(guān)系以及重難點(diǎn)、思政育人點(diǎn)等布局，開展系統(tǒng)化、有針對(duì)性的深度學(xué)習(xí)，精準(zhǔn)定位核心內(nèi)容與價(jià)值引領(lǐng)方向，實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)與素養(yǎng)提升的有機(jī)統(tǒng)一。在每個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn)上，會(huì)提供它的前序知識(shí)點(diǎn)和后續(xù)知識(shí)點(diǎn)，便于學(xué)生按照相關(guān)路徑去學(xué)習(xí)，為導(dǎo)學(xué)、自主學(xué)習(xí)提供便利。同時(shí)，通過課程知識(shí)地圖可以清楚了解知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容綁定，如拓展資源掛載、問題測(cè)試等情況，直觀呈現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)的延伸路徑與評(píng)估維度。課程地圖同步提供節(jié)點(diǎn)篩選功能，便于學(xué)生直接搜索學(xué)習(xí)。

3.教學(xué)智能體構(gòu)建

2025年，“大川學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)基于開源通用大模型，通過訓(xùn)練和微調(diào)，上線了以“課程應(yīng)用”為縱向維度、以“場(chǎng)景服務(wù)”為橫向維度的智能體應(yīng)用矩陣，使平臺(tái)具備深度思考與智能推理能力，為師生提供教學(xué)服務(wù)智能問答，推動(dòng)教學(xué)過程智慧化轉(zhuǎn)型。智能體可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)風(fēng)格精準(zhǔn)匹配相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源與互動(dòng)模式，從而有助于學(xué)習(xí)者掌握自主的學(xué)習(xí)策略。

在縱向維度上，對(duì)接通用多模態(tài)大模型，上線人工智能課程智能體，推出人工智能助教與人工智能學(xué)伴，接入課程資源自有知識(shí)庫，打通與課程知識(shí)地圖的數(shù)據(jù)鏈接，為個(gè)性化問答推薦提供了更加智能化的知識(shí)支撐。在橫向維度上，以文檔信息檢索、翻譯助手、會(huì)議紀(jì)要、在線剪輯等場(chǎng)景應(yīng)用為抓手，幫助師生提升教與學(xué)效率，助力教學(xué)創(chuàng)新和實(shí)踐。同時(shí)，平臺(tái)增設(shè)指令中心，用于建設(shè)課程特色指令，教師可以根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)、使用習(xí)慣進(jìn)行預(yù)設(shè)置，使用時(shí)直接調(diào)用即可，提高工作效率。

實(shí)踐成效

利用知識(shí)圖譜、課程地圖等人工智能功能，可以幫助教師快速檢索和調(diào)用預(yù)先準(zhǔn)備好的知識(shí)單元，根據(jù)自身的教學(xué)風(fēng)格和學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，高效構(gòu)建出豐富多樣的教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)因材施教、精準(zhǔn)教學(xué)。另外，依托體系化、可視化知識(shí)呈現(xiàn)，能幫助學(xué)生按照知識(shí)點(diǎn)維度開展課程資源檢索學(xué)習(xí)、知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)。

1.多維圖譜支撐多元化自主學(xué)習(xí)開展

“大川學(xué)堂”知識(shí)圖譜人工智能課程在建設(shè)過程中，支持課程/專業(yè)知識(shí)圖譜自動(dòng)化輔助構(gòu)建、知識(shí)脈絡(luò)可視化展示。教學(xué)過程中支持“專屬路徑”“圖譜模式”“導(dǎo)圖模式”“問題圖譜”四種模式，學(xué)生可以根據(jù)自身需求開展貫通式、系統(tǒng)性、非線性等多元化自主學(xué)習(xí)。“導(dǎo)圖模式”支持學(xué)生連貫地學(xué)習(xí)每個(gè)章節(jié)的課程視頻教程并完成章節(jié)測(cè)試；“圖譜模式”側(cè)重從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，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)的資源，學(xué)生可根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，快速定位重難點(diǎn)知識(shí)和薄弱知識(shí)，逐個(gè)提升掌握程度；“專屬路徑”是為初次進(jìn)行課程學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者提供指定路線，按照教師建議，提供明確學(xué)習(xí)路徑，開展專屬學(xué)習(xí)；“問題圖譜”則是以問題解決為導(dǎo)向，按照基本問題、組合問題、疑難復(fù)雜問題的分層歸類方式解決復(fù)雜場(chǎng)景任務(wù)。

2.學(xué)情數(shù)據(jù)賦能精準(zhǔn)化教學(xué)實(shí)踐

知識(shí)圖譜人工智能課程在建設(shè)過程中，提供知識(shí)點(diǎn)問題掛載，教師可以結(jié)合手動(dòng)出題和智能出題兩種方式開展測(cè)評(píng)，通過對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的完成率、掌握率等關(guān)鍵學(xué)情數(shù)據(jù)的深度挖掘，獲得多維度、可視化的教學(xué)分析報(bào)告。例如，針對(duì)“高完成率低正確率”的知識(shí)點(diǎn)，教師可以及時(shí)對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)化教學(xué)。另外，通過對(duì)班級(jí)整體學(xué)情數(shù)據(jù)的長期跟蹤和對(duì)比分析，教師可以直觀了解教學(xué)效果的變化趨勢(shì)，反思教學(xué)方法，尋找問題根源，調(diào)整教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，真正做到以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，精準(zhǔn)提升教學(xué)質(zhì)量。

3.人工智能智能體助推個(gè)性化學(xué)習(xí)范式落地

對(duì)接通用多模態(tài)大模型，基于知識(shí)圖譜人工智能課程專屬內(nèi)容，搭建課程智能體，開展引導(dǎo)式、啟發(fā)式學(xué)習(xí)，通過人工智能智能體具有層次性的相互關(guān)聯(lián)、逐步深入的問題鏈，幫助學(xué)生逐步揭示知識(shí)內(nèi)容或者問題答案。在實(shí)踐場(chǎng)景中，利用人工智能智能體，提供自適應(yīng)即時(shí)反饋，通過高智能交互、伴隨式成長來滿足差異化學(xué)習(xí)，為學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)、診斷、建議提供科學(xué)且個(gè)性化指導(dǎo)。在交叉學(xué)科人才培養(yǎng)方面，通過搭建多學(xué)科知識(shí)圖譜課程，運(yùn)用人工智能技術(shù)構(gòu)建跨學(xué)科知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽體系，搭載人工智能智能體，實(shí)現(xiàn)基于學(xué)習(xí)者畫像的智能學(xué)習(xí)路徑推薦，推動(dòng)個(gè)性化學(xué)習(xí)范式落地。

4.知識(shí)全局觀培養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)理念養(yǎng)成

知識(shí)圖譜人工智能課程支持可視化呈現(xiàn)知識(shí)脈絡(luò)和層級(jí)關(guān)系，有助于學(xué)生開展系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，建立從整體、宏觀視角理解知識(shí)的思維方式，促進(jìn)知識(shí)全局觀養(yǎng)成。同時(shí)，利用圖譜個(gè)性化學(xué)習(xí)推薦，傳播終身學(xué)習(xí)理念，讓學(xué)生在個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境中獲得利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的能力，增強(qiáng)在信息社會(huì)中的適應(yīng)能力，促進(jìn)終身學(xué)習(xí)和跨領(lǐng)域能力發(fā)展。

結(jié)語

筆者所在學(xué)校經(jīng)過實(shí)踐，目前已經(jīng)上線“法醫(yī)臨床學(xué)”“中國醫(yī)學(xué)生臨床技能操作”“紀(jì)錄片創(chuàng)作實(shí)踐”等多個(gè)課程知識(shí)圖譜人工智能課程，形成階段性建設(shè)成果。“法醫(yī)病理學(xué)”“口腔頜面外科學(xué)”“數(shù)據(jù)挖掘”等課程已經(jīng)基于此構(gòu)建了人工智能智能體助教，為學(xué)生提供精準(zhǔn)的課程答疑和學(xué)習(xí)引導(dǎo)服務(wù)。

在建設(shè)與應(yīng)用過程中筆者發(fā)現(xiàn)，影響知識(shí)圖譜驅(qū)動(dòng)的人工智能教學(xué)成效的因素涉及多個(gè)方面，如教學(xué)資源的持續(xù)建設(shè)、人工智能應(yīng)用能力提升以及師生數(shù)字素養(yǎng)培育等。在知識(shí)圖譜人工智能課程建設(shè)過程中，教學(xué)資源是驅(qū)動(dòng)課程高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)保障。因此，要系統(tǒng)化、規(guī)?；爻掷m(xù)整合優(yōu)質(zhì)教育資源，構(gòu)建起動(dòng)態(tài)更新、多元協(xié)同的資源生態(tài)體系，有力支撐教學(xué)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)需求。同時(shí)，作為課程深度應(yīng)用的核心驅(qū)動(dòng)力，人工智能應(yīng)用能力重塑了教與學(xué)的底層邏輯，極大地推動(dòng)了教育場(chǎng)景智能應(yīng)用落地。而數(shù)字素養(yǎng)已成為數(shù)字化生存的核心能力之一，是涵蓋知識(shí)、技能、思維、方法等多維度的綜合能力體系。所以，高校在教學(xué)中應(yīng)持續(xù)推進(jìn)師生數(shù)字素養(yǎng)的系統(tǒng)性養(yǎng)成，使其成為賦能一流人才培養(yǎng)實(shí)踐的戰(zhàn)略支點(diǎn)與創(chuàng)新引擎。

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作者簡(jiǎn)介：田建林（1986—），女，碩士，助理研究員，科員，研究方向?yàn)橹腔劢逃龑W(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建、智慧教學(xué)法、教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)用等。段磊（1981—），通訊作者，男，博士，主任，四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院（軟件學(xué)院）教授、博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹R(shí)工程。韓雪涼（1989一），女，碩士，初級(jí)工程師，科員，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間、智能教育。

本文系四川大學(xué)高等教育教學(xué)改革工程（第十一期）研究項(xiàng)目“面向數(shù)字教育的教學(xué)智能體建設(shè)與應(yīng)用路徑探索”（編號(hào)：SU11077）、四川省2024—2026年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目“面向高校數(shù)字化轉(zhuǎn)型的智慧教育平臺(tái)‘大川學(xué)堂’建設(shè)與應(yīng)用路徑探析”（編號(hào)：JG2024-0029）階段性成果。