课题申报书：基于知识图谱的精准化教学模式构建研究

教育科学规划2025年度重点课题申报书、课题设计论证求知探理明教育，创新铸魂兴未来。基于知识图谱的精准化教学模式构建研究课题设计论证研究现状：精准教学起源于20世纪60年代的美国，由奥登・林斯利基于斯金纳的行为主义思想提出，采用铅笔画点记录学生学习行为以辅助教学决策。此后20年间在美国部分地区推广，在学生阅读、数学学习及特殊儿童教育等方面取得成效。但由于早期受行为主义思想和科技水平限制，理论体系衰微。近十余年来，伴随大数据技术推广与智慧教育兴起，精准教学再度受我国教育学界关注。以CNKI数据库收录的553篇期刊论文为数据来源进行分析发现，我国精准教学研究热点集中在新内涵理论研究、学科教学应用与方法、资源开发与技术架构三个领域。研究历经理念萌生期、理论框架快速形成期、实践融合深入发展期三个阶段。学术组织类型从单一走向多元化，主要研究机构以高等院校为主要力量，如华东师范大学开放教育学院、教育信息技术学系，丽水学院教师教育学院，北京师范大学未来教育高精尖创新中心等。但机构之间合作甚少，尚未形成具有高度凝聚力的学术共同体。作者间也未形成明显的合作网络。国内对于精准教学的相关研究始于2009年，起初未形成规模。2016年祝智庭教授提出精准教学是高效的面向知识教学的方法后，相关研究成果大量涌现。选题意义：知识图谱作为知识存储工具，对教学教研具有重要意义。传统学科知识图谱构建方法难以适应智能时代知识增长和更新需求，基础教育学科知识图谱未能用于综合解析教与学过程和智能评估学习发展。本研究旨在构建基于知识图谱的精准化教学模式，以适应时代需求，提高教学质量。研究价值：基于知识图谱的精准教学模式能够实现教学的精准化、个性化，提升学生学习成绩，增加学优生数量，减少学困生数量。提高学生自主学习、协作学习和自我展示能力，促进学生学习态度正向变化。提升教师教学效率和信息化教学能力，为教育改革提供有力支撑。二、研究目标、研究内容、重要观点1.研究目标本研究致力于构建基于知识图谱学习平台的精准教学模式，具体目标如下：通过整合知识图谱与教学过程，实现教学目标的精准确定，让教师能够清晰地把握教学重点和学生的学习需求，为教学活动提供明确的方向。确保教学过程的精准实施，借助知识图谱学习平台的功能，如学情诊断、教学信息存储和师生交互等，实时了解学生的学习状态，及时调整教学策略，提高教学的针对性和有效性。对教学模式进行有效性验证，通过对学生学习效果和兴趣的评估，检验该模式在提高教学精准度和个性化水平方面的作用，从而提升学生的学习效果和兴趣。2.研究内容知识图谱的建立、表示方式和个性化推荐：知识图谱的建立需从多种资源中整合知识，包括教材、网络资源以及科研论文等。通过数据采集和处理，构建出完整的知识图谱，为精准教学提供基础。知识图谱以图谱的形式进行展示，图谱中的节点表示事物，边表示节点之间的关系。这种表示方式能让学生更加直观地理解和掌握知识，帮助他们建立知识之间的联系。基于知识图谱的学习平台可以根据学生的学习情况和兴趣爱好，进行个性化推荐。通过分析学生的学习路径和知识点覆盖情况，系统可以为每个学生推荐适合他们的学习资源和学习路径，提高学习效果。基于知识图谱的教学模式应用：知识点掌握度评估：知识图谱学习平台可以通过对学生的答题情况和学习路径进行分析，评估学生对知识点的掌握情况。教师可以根据评估结果进行有针对性的辅导和指导，提高学生成绩。知识点关联性探索：知识图谱能够帮助学生深入理解知识点之间的关系和联系。通过对图谱的浏览和探索，学生可以发现知识点之间的关联和逻辑，提高对知识的整体把握能力。学生学习兴趣挖掘：基于知识图谱的学习平台可以通过分析学生的学习行为和兴趣，挖掘出学生的学习偏好和潜在兴趣。这些信息可以帮助教师设计更具吸引力和针对性的教学内容，激发学生的学习动力。通过案例分析验证模式的有效性：采用准实验研究法，以初中数学教学为例，在实验学校进行教学实践。实验结束后，对实验班级和对照班级的前后测成绩、实验班学生关于模式实施效果的调查问卷数据、教师的访谈结果进行分析，以验证基于知识图谱学习平台的精准教学模式的有效性。3.重要观点知识图谱学习平台能够为精准教学提供有力支撑，具体体现在以下几个方面：实现教学目标的精准确定，教师可以根据知识图谱清晰地了解教学重点和学生的学习需求，制定更加科学合理的教学目标。确保教学过程的精准实施，通过学情诊断、教学信息存储和师生交互等功能，实时了解学生的学习状态，及时调整教学策略，提高教学的针对性和有效性。促进因材施教，根据学生的学习情况和兴趣爱好进行个性化推荐，为每个学生提供适合他们的学习资源和学习路径，提高学生的学习效果和兴趣。提高教学质量，通过知识点掌握度评估、关联性探索和学生学习兴趣挖掘等功能，帮助教师更好地了解学生的学习情况，设计更具吸引力和针对性的教学内容，提高教学质量。三、研究思路、研究方法、创新之处研究思路：首先，深入分析知识图谱学习平台的功能以及其对师生的作用。知识图谱学习平台将数学学科知识图谱、相应题库与资源以及学习者分析模型等整合在一起，具有学情诊断、教学信息存储、师生交互等功能，能够为精准教学提供有力支撑。接着，梳理已有精准教学模式，明确精准教学的核心与关键环节，借鉴其优势特征。以CNKI数据库收录的553篇期刊论文为数据来源，利用CiteSpace5.7.R5软件绘制知识图谱，揭示精准教学研究脉络和趋势走向，发现我国精准教学研究热点集中在新内涵理论研究、学科教学应用与方法、资源开发与技术架构三个领域。然后，构建基于知识图谱的精准教学模式。模式分为教学目标精准确定、教学过程精准实施和总结与反思三个阶段。在教学目标精准确定阶段，教师可以根据知识图谱清晰地把握教学重点和学生的学习需求，为教学活动提供明确的方向。在教学过程精准实施阶段，借助知识图谱学习平台的功能，如学情诊断、教学信息存储和师生交互等，实时了解学生的学习状态，及时调整教学策略，提高教学的针对性和有效性。在总结与反思阶段，对教学模式进行有效性验证，通过对学生学习效果和兴趣的评估，检验该模式在提高教学精准度和个性化水平方面的作用，从而提升学生的学习效果和兴趣。最后，进行教学实践，分析实验结果，总结反思并修正模式。采用准实验研究法，以初中数学教学为例，在实验学校进行教学实践。实验结束后，对实验班级和对照班级的前后测成绩、实验班学生关于模式实施效果的调查问卷数据、教师的访谈结果进行分析，基于数据分析结果进行总结和反思，修正基于知识图谱学习平台的精准教学模式。研究方法：采用文献研究法和文献计量学方法。通过CiteSpace5.7.R5软件分析和绘制我国精准教学研究的知识图谱，从发文数量、研究机构、发文作者、高频关键词、突现词等多个方面进行图谱绘制，形成可视化数据。结合代表性文献的梳理和深入分析，从中归纳出我国精准教学主要的研究现状及热点分布，同时廓清精准教学在十余年间的研究脉络和走势变化，揭示其未来研究趋势。运用CiteSpace5.7.R5软件绘制知识图谱，进行可视化分析。具体操作包括文献导出、软件安装和可视化操作等步骤。文献导出可从WebofScience和中国知网进行，命名为“download_xx”并放在指定文件夹。软件安装包括CiteSpace安装和Java环境安装。可视化操作包括数据转换、新建project工程、选择可视化内容和剪枝算法、运行并进入可视化界面，在可视化界面可进行调整节点显示、选择背景黑白色、调整节点及标签样式、聚类、显示TimeLine时间轴、统计作者被引半衰期和导出PNG格式图片等操作。同时采用准实验研究法进行教学实践，以验证基于知识图谱学习平台的精准教学模式的有效性。创新之处：构建基于知识图谱的精准化教学模式，将知识图谱与教学过程深度融合。知识图谱的建立需从多种资源中整合知识，包括教材、网络资源以及科研论文等，以图谱的形式进行展示，节点表示事物，边表示节点之间的关系，让学生更加直观地理解和掌握知识，帮助他们建立知识之间的联系。基于知识图谱的学习平台可以根据学生的学习情况和兴趣爱好，进行个性化推荐，为每个学生提供适合他们的学习资源和学习路径，提高学习效果。实现教学的精准化和个性化。通过知识图谱学习平台的功能，如知识点掌握度评估、关联性探索和学生学习兴趣挖掘等，帮助教师更好地了解学生的学习情况，设计更具吸引力和针对性的教学内容，提高教学质量。同时，能够显著提升学生的学习成绩，增加学优生数量，减少学困生数量，提升学生的自主学习、协作学习和自我展示能力，促进学生学习态度正向变化，提高教师教学效率和信息化教学能力。为教育领域的改革与创新提供新的思路和方法。随着互联网、大数据、云计算、人工智能等技术手段的发展，教育数字化转型成为必然趋势。知识图谱作为提升教学数字化建设的智能新基建，通过交叉融合多学科的课程知识点，借助云端技术、数字环境、智能实验，打造虚实结合的学习环境，实现跨学科教研、教学、教育以及人才培养，丰富学生学习途径，提高学习效率。四、研究基础、条件保障、研究步骤研究基础：已有相关研究为课题提供了坚实的理论和实践基础。精准教学起源于20世纪60年代的美国，后在我国历经多年发展，国内对于精准教学的相关研究始于2009年，2016年祝智庭教授提出精准教学概念后，相关研究成果大量涌现。我国精准教学研究热点集中在新内涵理论研究、学科教学应用与方法、资源开发与技术架构三个领域，历经理念萌生期、理论框架快速形成期、实践融合深入发展期三个阶段，且主要研究机构以高等院校为主要力量。这些研究成果为我们构建基于知识图谱的精准化教学模式提供了丰富的经验和借鉴。研究团队具备相关专业知识和研究经验。团队成员对知识图谱学习平台的功能以及精准教学模式有深入的了解，能够熟练运用文献研究法、文献计量学方法和准实验研究法等研究方法，为课题的顺利开展提供了有力的保障。条件保障：具备开展课题研究所需的文献资源。以CNKI数据库收录的553篇期刊论文为数据来源，结合其他相关文献，为课题研究提供了丰富的理论支持。拥有软件工具。能够运用CiteSpace5.7.R5软件进行知识图谱的绘制和分析，揭示精准教学研究脉络和趋势走向。有实验场地。可以在实验学校进行教学实践，验证基于知识图谱学习平台的精准教学模式的有效性。学校和相关部门提供支持。为课题研究提供了必要的资金、设备和人员等方面的支持，确保课题研究的顺利进行。研究步骤：准备阶段：进行文献研究和模式构建。通过对已有精准教学模式的梳理和分析，明确精准教学的核心与关键环节，借鉴其优势特征。同时，整合知识图谱与教学过程，构建基于知识图谱的精准教学模式，分为教学目标精准确定、教学过程精准实施和总结与反思三个阶段。实施阶段：进行教学实践和数据收集。采用准实验研究法，以初中数学教学为例，在实验学校进行教学实践。通过对实验班级和对照班级的前后测成绩、实验班学生关于模式实施效果的调查问卷数据、教师的访谈结果进行收集，为后续分析提供数据支持。总结阶段：分析结果、修正模式并撰写研究报告。对收集到的数据进行分析，检验基于知识图谱学习平台的精准教学模式在提高教学精准度和个性化水平方面的作用。根据数据分析结果进行总结和反思，修正模式，并撰写研究报告，为后续研究提供参考。（全文共4761字）教育科学规划2025年度重点课题申报书、课题设计论证求知探理明教育，创新铸魂兴未来。基于知识图谱的精准化教学模式构建研究课题设计论证课题设计论证报告课题名称：基于知识图谱的精准化教学模式构建研究一、研究现状、选题意义、研究价值1、研究现状近年来，随着信息技术的快速发展，教育领域正经历着深刻的变革。知识图谱作为一种有效的知识组织与表示方法，在教育领域的应用日益广泛。国内外学者已开始探索知识图谱在教学内容组织、学习资源推荐、个性化学习路径规划等方面的应用。然而，将知识图谱与教学模式深度融合，实现精准化教学的研究仍处于起步阶段。当前，大部分研究集中在知识图谱的构建技术及其在特定学科领域的应用，而对于如何基于知识图谱构建精准化教学模式，以实现教学内容的精准推送、学习效果的精准评估等方面的研究相对较少。2、选题意义本课题旨在通过深入研究知识图谱在教育领域的应用，构建一种基于知识图谱的精准化教学模式。该模式将能够根据学生的认知水平、学习需求和学习进度，动态调整教学内容和教学策略，实现个性化教学。这不仅有助于提升学生的学习兴趣和积极性，还能显著提高教学效果和学生的学习成绩。此外，本课题的研究还将为教育信息化的深入发展提供新的思路和方法。3、研究价值本课题的研究价值主要体现在以下几个方面：一是理论价值，通过构建基于知识图谱的精准化教学模式，丰富和完善教育信息化理论体系；二是实践价值，为高等职业教育提供一种新的教学模式，提高教学质量和效率；三是创新价值，探索知识图谱在教育领域的新应用，推动教育技术的创新与发展。二、研究目标、研究对象、研究内容1、研究目标本课题的研究目标是构建一种基于知识图谱的精准化教学模式，并验证其在实际教学中的应用效果。具体目标包括：一是构建适用于高等职业教育的知识图谱；二是基于知识图谱设计精准化教学模式；三是开发相应的教学支持系统；四是进行教学模式的应用实验，评估其教学效果。2、研究对象本课题的研究对象主要为高等职业教育中的学生和教师。学生作为学习的主体，其认知水平、学习需求和学习进度是本课题关注的重点。教师作为教学活动的组织者和实施者，其教学策略和教学方法的选择将直接影响教学效果。因此，本课题将重点研究如何根据学生的实际情况，构建精准化教学模式，以提高教学效果。3、研究内容本课题的研究内容主要包括以下几个方面：一是知识图谱的构建技术及其在高等职业教育中的应用；二是基于知识图谱的精准化教学模式设计；三是教学支持系统的开发与实现；四是教学模式的应用实验与效果评估。其中，教学模式的设计是本课题的核心内容，包括教学目标的确定、教学内容的组织、教学策略的选择以及教学效果的评估等方面。三、研究思路、研究方法、创新之处1、研究思路本课题的研究思路如下：首先，通过文献调研和实地考察，了解国内外知识图谱在教育领域的应用现状和发展趋势；其次，根据高等职业教育的特点和需求，构建适用于该领域的知识图谱；接着，基于知识图谱设计精准化教学模式，并开发相应的教学支持系统；最后，进行教学模式的应用实验，评估其教学效果，并根据实验结果进行改进和完善。2、研究方法本课题将采用多种研究方法相结合的方式进行深入研究。具体包括：文献调研法，通过查阅相关文献，了解国内外研究现状和发展趋势；实地考察法，通过实地考察高等职业教育机构，了解教学现状和需求；实验研究法，通过设计并实施教学实验，验证教学模式的实际效果；数据分析法，通过收集和分析实验数据，评估教学效果并进行改进。3、创新之处本课题的创新之处主要体现在以下几个方面：一是将知识图谱与教学模式深度融合，构建了一种全新的精准化教学模式；二是根据高等职业教育的特点和需求，设计了针对性的教学内容和教学策略；三是开发了相应的教学支持系统，为教学模式的实施提供了有力的技术支持；四是进行了教学模式的应用实验，验证了其在实际教学中的有效性。四、研究基础、保障条件、研究步骤（略写）1、研究基础作为教育科研研究专家，本人具备丰富的教育科研经验和扎实的理论基础，能够为本课题的研究提供有力的支持。2、保障条件本课题的研究将依托所在单位的科研资源和实验条件进行。同时，还将积极争取外部合作和支持，以确保研究的顺利进行。3、研究步骤（略写）本课题的研究步骤将包括文献调研、知识图谱构建、教学模式