知识图谱：为何建？如何用？应何为？

在当今的数字时代，人工智能技术正推动教育领域掀起一轮创新浪潮，而知识图谱作为连接AI与教学实践的关键工具，其应用正变得越来越普遍。与此同时，与知识图谱相辅相成的问题图谱，在教学中的价值同样不容小觑。眼下，不少学校都在轰轰烈烈地开展基于知识图谱和AI的教学创新探索，但一个现实问题是——很多人对相关概念、价值和应用场景仍不够清晰。正因如此，这篇文章希望能起到抛砖引玉的作用，一起思考一个核心问题：

相比传统教学，引入AI技术之后，师生会迎来哪些实实在在的变化？只有把这些问题想清楚，建设目标和思路才会真正清晰起来。

一、为何？知识图谱的目的与意义

不妨先问一个问题：你在课程中是否制作过思维导图？或者有没有引导学生在每个单元结束时绘制思维导图？这个教学设计的初衷是什么？这或许就是知识图谱最基础的价值所在——帮助学生把零散的知识点串联起来。

知识图谱在课程中，能通过节点和边的形式，把分散的信息编织成一个

。它专门解决那些老生常谈的痛点：学生理论知识体系不系统、学习路径不清晰、知识点之间联系模糊等。这不仅能激发学生的学习兴趣，还能促进深度学习，提升学习效率。

而

则从教学目标出发，把复杂问题拆解成若干子问题，再将这些子问题映射到知识图谱上，实现知识点的有机联结，最终。这种方法让知识点围绕真实问题自然组织，鼓励学生开展探索性学习，在批判性思维和创新能力的培养上效果显著。

二、如何？基于知识图谱的教学实施

知识图谱加上AI技术，好比一对黄金搭档，一旦与课程深度融合，就能在原有教学模式基础上释放数字技术的强大威力——规模化教学与个性化教学兼容并蓄，差异教、个性学、精准评这些目标不再遥不可及。那么，融入知识图谱和AI的一节课到底该怎么设计？值得一起来探索。

课前

• 构建章节或模块的知识图谱，为学生提供宏观的学习概览，帮助他们搭建学习脉络。
• 设计或选择与知识点相关、由浅入深的问题图谱。
• AI辅助备课，完成课堂教案和学习任务单等材料。
• 准备基于图谱的学习资源和学习任务单，引导学生自主学习。
• 基于学生知识点掌握数据，了解重难点掌握率，精准设计课堂教学。

• 利用知识图谱了解即将学习的内容结构、学习路径和重难点，做到有针对性地学习。
• 根据知识点掌握率数据和个性化学习路径，查漏补缺，学习智能推荐的薄弱知识点，自测直至目标达成。
• 与AI互动提问破解疑问，或由AI推荐拓展资源进行深度学习。
• 通过问题图谱有针对性地准备和预习，构建初步的问题解决思路，并在讨论区展开讨论。也可以探索自建问题路径，自己搭建解决问题所需的知识点，开展学习。
• 根据兴趣跨课学习相关知识点，或学习智能推荐的学术资源，也能与AI互动深入探讨问题图谱中的问题。

课中

• 利用知识图谱辅助讲授课程，展示知识体系，让抽象概念变得具体可感。
• 根据精准数据针对性讲解或答疑，用数据驱动提质增效。
• 或使用知识图谱和问题图谱共同引导课堂教学，边讲解边展示相关问题的解决路径和知识点之间的联系，提升课堂的深度与广度。
• 问题驱动的互动：提出问题图谱中的复杂或疑难问题，组织学生讨论和合作解答。
• 引导学生小组内或与AI对话，深思、思辨，完成小组项目或问题。

• 在教师引导下，通过知识图谱掌握知识点间的联系，进一步理解重点难点，实现知识目标达成。
• 基于问题图谱，参与课堂讨论，锻炼解决实际问题的能力，同时以知识图谱为参照，加深对问题背后知识的理解。
• 与AI或小组协作解决问题，或者利用问题图谱的指导尝试解决较为复杂的问题，在过程中锻炼分析问题和协作解决问题的能力。

课后

• 基于课堂教学后的知识图谱数据变化，分层靶向设计课后练习和深入探索任务。
• 提供适时反馈，帮助学生在知识与问题的反思中巩固学习成果。
• 反思知识图谱、问题图谱设计中的不足，持续优化完善。

• 依托知识图谱复习整理课程内容，对知识点进行系统性梳理，查缺补漏，避免出现知识盲区。
• 围绕问题图谱，进行课后练习和拓展，加深对问题解决策略的理解。

三、应何？教师应掌握的数字化理念、知识与能力

教师在将知识图谱和问题图谱有效融入教学时，需要具备以下几项核心能力：

• 知识图谱和问题图谱的构建能力
  ：不仅要了解构建知识图谱的方法论，还要能在教学实践中设计和完善它。同时，具备提出、分类和层次化问题的能力，以设计出高效的问题图谱。

• 批判性思维和创新教学法的驾驭能力
  ：提倡批判性思维，不断创新教学方法，促进学生的全面发展。

• 技术工具运用能力
  ：掌握各种教育技术工具，比如智能课堂工具、在线学习平台等，以支持图谱的创建和分享。

另外，需要明确一点：

这里给出两条建议：

• 定期审查与修订
  ：课程团队应定期（如每季度或每学期）对知识图谱课程内容进行审查和修订。包括验证现有知识点、添加新兴知识点、删除过时或不再适用的内容。可以基于产教融合、科教融汇，与学科专业或企业行业专家建立合作关系，及时获取行业最新动态和研究成果，确保课程内容的时效性和专业性。定期邀请行业专家进行讲座或研讨，让学生了解最新的行业知识和技术发展趋势，并将这些内容融入课程中。

• 建立实时反馈系统
  ：设立一个学生、教师和其他利益相关者都可以提供反馈的系统。一旦发现有新的知识点或现有内容有误，可以迅速调整。鼓励学生提供他们在学习过程中发现的新知识点或问题，以便及时对课程内容进行调整和完善。也可以引导学生开展相关研究项目，通过实践探索新的知识领域，并将研究成果反哺到课程内容中。

在教育教学改革的浪潮中，知识图谱和问题图谱为知识的传递与吸收提供了全新的视角和工具。基于它们的应用，不仅能解决传统教育中的诸多顽疾，还能显著提高教学质量和学习效率，促进学生深入思考与问题解决能力的提升。随着新技术不断涌现和成熟，未来必将有更多新方法和新视角融入教育实践，推动教育走向个性化和智能化，最终造福学生的成长与发展。

正如别敦荣教授在《AI技术应用于大学教育教学的理论阐释》（《中国大学教学》2024年第5期）一文中所言：“有人预计AI技术与大学教育教学的融合将重构大学教育教学生态，这不是危言耸听，而是需要予以高度重视。… 回避和排斥没有出路，大学教师只能直面AI教育技术挑战，积极投身这场教育教学技术革命，主动应变转型，成为能够驾驭AI教育技术的新型教师。”

与君共勉。