课题申报书：数智时代基于知识图谱赋能的智慧教学模式构建与应用研究

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。数智时代基于知识图谱赋能的智慧教学模式构建与应用研究课题设计论证研究现状：数智时代下，教育领域正积极探索智慧教学模式。目前存在传统教学阻碍学生创新能力培养、教师教学理念滞后、教学效果不佳等问题。以创新能力培养为导向的新型数字化智慧教学模式研究表明，当前高校数学类课程教学中，学生学习热情高但传统教学方式阻碍了创新能力培养，教师教学理念跟不上时代发展，教学内容与学生专业背景有差距，且课堂气氛不活跃，传统讲授式教学已不能满足现代教学要求。信息技术如知识图谱等在教育中的应用不断拓展。课程体系优化方面，以学生创新能力培养为导向的新型数字化智慧教学模式研究中，结合专业背景优化课程体系，依据专业要求确定教学目标，引入热点时事新闻事件和有专业背景的案例，构建案例库。数字化资源强化应用方面，充分利用慕课堂智慧教学工具引导学生自主学习线上资源，教师结合线上学习情况规划教学内容，同时借助中国大学慕课平台开设拓展专栏，培养学生分析、解决问题和勇于实践的能力。IT终端部署赋能高校教学方面，常州大学与英特尔、机敏科技合作，采用IDV云课堂解决方案，以英特尔全新vPro平台技术产品与机敏科技旗下云课堂解决方案相结合，为师生带来更优质、安全的教学体验，并降低IT部门维护压力，提升信息化教学环境利用效率。选题意义：在数智时代背景下，构建基于知识图谱赋能的智慧教学模式，有助于推动教育数字化转型。教育数字化转型的必要性和必然性指出，教育数字化转型是适应时代发展的需求，能为学生提供更广泛、更多样化的学习机会，提高教学质量和效果，提供更丰富和互动的学习资源，促进学校和教育资源的共享与合作。满足未来教育发展需求。数智赋能智慧教育的变与不变之道―中国教育信息化网ICTEDU提到，数智技术的出现为教育带来新的可能性，将持续推动教育领域的深刻变革。智慧教育代表着未来教育发展的趋势，借助数智技术的力量，跨越传统课堂教学的界限，引领着教育领域向全新的学习模式和教育观念转变。培养适应社会的创新型人才。以创新能力培养为导向的新型数字化智慧教学模式研究指出，新时代背景下国家将创新人才培养作为高校教育的核心目标，课堂教学改革是实现这一目标的突破口。高校数学类课程教学模式必须借助现代信息技术，向数字化新型智慧教学模式转变，培养学生的逻辑推理能力、创新思维能力、自主学习能力和团队协作能力。研究价值：通过知识图谱赋能智慧教学，可拓宽智慧教育研究理论体系。教育知识图谱的应用及研究表明，教育知识图谱是针对教育领域构建的专门的知识图谱，能够在学科间或学科内、个性化学习推荐、自适应学习等多方面发挥重要作用，为教育教学对知识的建模提供可能性，推动智慧化教学，为教育信息化2.0时代的教育教学提供新的赋能力量。推进智慧教学全面实施。基于人工智能的中小学智慧教学模式的应用研究论文指出，智慧教学是人工智能技术与教学的深度融合，中小学智慧教学模式的研究有效提升了课堂教学质量以及学生的全面发展。中小学“智慧校园”建设视域下智慧教学模式探索提出构建“三元五环五模块”新型教学模式，为教育信息化的校级应用提供了一套具有理论指导性、实践操作性和普适性的研究成果。构建并完善智慧教育评价体系，为深化我国智慧教育发展提供思考与借鉴。智慧教育的内涵与特征提到，智慧教育的评价体系应注重过程性和综合性，采用多元化的评价方式，如表现性评价、自我评价等，以全面了解学生的学习情况。利用信息技术手段进行智能化评价，可实现对学生成长轨迹的实时跟踪和反馈，有助于及时调整教学策略，促进学生持续发展。二、研究目标、研究内容、重要观点1.研究目标构建数智时代基于知识图谱赋能的智慧教学模式，旨在提高教学质量和学生创新能力。通过整合先进的信息技术，如知识图谱等，为学生提供更加个性化、高效的学习体验，激发学生的学习兴趣和主动性，培养学生的创新思维和问题解决能力，使其能够更好地适应未来社会的发展需求。2.研究内容关键技术支撑下的智慧教学环境搭建：参考数智时代下IT终端部署如何赋能高校构建智慧教育新模式，高校可积极推动数字化校园建设，如常州大学通过建设江苏省石油化工工程关键设备数字孪生技术工程研究中心、常州市城市大数据分析与应用技术重点实验室、智慧互动实验中心来提升教学、科研、创新等方面的服务能力。英特尔与机敏科技携手，将英特尔全新vPro平台技术产品与机敏科技旗下云课堂解决方案相结合，为师生带来更优质、安全的教学体验，并降低IT部门维护压力，提升信息化教学环境利用效率。IDV云课堂解决方案采用云化部署，操作系统数据等在IDV云终端本地运行计算，与课程相关的桌面镜像、教室管理、策略管理，以及增量数据等资源通过云端集中管理，两者通过校园网进行连接。在实训室中，该方案能通过不同的课程镜像灵活切换和一系列互动教学方式，为师生提供灵活丰富的教学过程，满足不同教师不同教学场景的个性化需求。“互联网+”课程资源建设：以学生创新能力培养为导向的新型数字化智慧教学模式研究中，充分利用慕课堂智慧教学工具引导学生自主学习线上资源，教师结合线上学习情况规划教学内容，同时借助中国大学慕课平台开设拓展专栏，培养学生分析、解决问题和勇于实践的能力。知识图谱赋能智慧教学新生态研讨会为课程资源建设提供了新思路。如华南师范大学主办的研讨会中，专家们分享了知识图谱赋能高校智慧课程建设、基于知识图谱的混合式教学设计与实践、深度融入课程思政的知识图谱范式下的混合式教学、AI助教+知识图谱助力打造智慧课程等主题报告，为“互联网+”课程资源建设提供了宝贵经验。数智教育时代，AI赋能智慧课程与数字资源建设也成为重要方向。广州航海学院举办的专题讲座中，探讨了AI数字教师的构建、知识图谱在课程建设中的应用以及AI技术在教育领域的融合。通过构建AI数字教师及AI数字资源创作系统，教师可以轻松地批量制作教学视频，并支持多种语言的输出，极大地简化了多语言教学材料的准备过程。知识图谱为课程设计带来全新视角，帮助学生更好地理解复杂概念，使教师能更有效地规划教学活动，为学生提供更加灵活的学习路径选择。智慧教育视域下的课堂教学改革：教学改革智慧课堂的教学改革.pptx中提到，智慧课堂是教学改革的重要方向，结合现代技术与教学方法，倡导个性化学习模式，旨在培养学生的综合能力。通过技术手段，实现学生在学习过程中的个性化需求，提升学习效果。智慧课堂具有信息化教学、学生参与度高、互动性强等特点，优势在于提高教学效率、创新教学方式、拓展教育空间。陕西省高校数字赋能智慧课堂教育教学改革专题研讨会中，西安外事学院理事长助理、校长助理黄昶力分享了学校在智慧课堂建设方面的创新实践，包括教学理念的转变、学生参与感的强化、知识的实际应用等。这些举措不仅提高了学生的学习效果，也促进了教师教学方法的更新与升级。我校参加陕西省高校数字赋能智慧课堂教育教学改革专题研讨会，西安外国语大学信息化处处长臧玑珣作主题报告，强调学校秉承“应用为王、服务至上”的工作思路，坚持以规范管理+精细化服务为手段，持续推进基础设施、数据赋能以及新技术与教学融合创新应用实践成效。3.重要观点智慧教育应注重培养学生创新思维和问题解决能力：数智时代高等教育发展面临四重挑战，其中学生的“学”由范式化向个性化转变，教师的“教”由传统式向智能化转变，学校的“管”由粗放型向精准化转变。这要求教育更加注重培养学生的创新思维和问题解决能力，以适应数智时代的发展需求。在教学改革智慧课堂的教学改革中，教学改革的目标是以学生为中心，培养创新精神，激发学生学习潜能，注重个性化发展，因材施教，引导学生发挥特长，培养个性品质。通过智慧课堂的建设与实践，提高教学效率，创新教学方式，拓展教育空间，为学生提供更加丰富而多样化的学习体验，促进其综合能力的培养。知识图谱是连接不同信息的桥梁，为课程设计带来新视角：知识图谱作为连接不同信息岛屿的桥梁，为课程设计带来了全新的视角。它直观地展示了课程的知识架构，帮助学生更好地理解复杂的概念。课程知识图谱的搭建，使教师能够更有效地规划教学活动，为学生提供更加灵活的学习路径选择。在数智时代教育学教材编写的新探索中，知识图谱版AI数字教材《课程设计与评价》充分体现了知识图谱在教材编写中的重要作用。该教材以立德树人为核心，注重课程理论与课程开发能力的有效结合，积极尝试编写数字教材，并创新性引入知识图谱，编写出了符合新课程要求的课程设计与评价方面的第一本知识图谱版AI数字教材，在教材内容体例和呈现形式上进行了多方面的探索与实践。基于大数据的智慧教学环境构建与应用中，利用大数据技术收集和分析海量学习资源，构建教学资源库，基于教学资源库，利用自然语言处理、知识图谱等技术，自动生成教学内容，提高教师备课效率。同时，对教学内容进行实时更新和优化，确保教学内容的准确性和时效性，为学生提供最优质的学习资源。三、研究思路、研究方法、创新之处1.研究思路本研究从当前数智时代教育面临的问题出发，深入分析教育现状。发现传统教学在数智时代存在诸多弊端，如阻碍学生创新能力培养、教师教学理念滞后、教学效果不佳等。在此基础上，确定了构建基于知识图谱赋能的智慧教学模式这一目标，旨在提高教学质量和学生创新能力。围绕这一目标，明确了研究内容，包括关键技术支撑下的智慧教学环境搭建、“互联网+”课程资源建设、智慧教育视域下的课堂教学改革等方面。采用文献研究法、案例分析法、实践研究法等多种研究方法，对相关理论和实践进行深入研究。通过理论研究和实践探索，构建智慧教学模式并进行应用，不断优化和完善该模式，以实现提高教学质量和学生创新能力的目标。2.研究方法文献研究法：查阅国内外关于数智时代教育、知识图谱应用、智慧教学模式等方面的文献资料，了解相关领域的研究现状和发展趋势，为研究提供理论支持。案例分析法：分析国内外成功的智慧教学案例，如常州大学与英特尔、机敏科技合作构建信息化教学环境的案例，以及各类高校在智慧课程建设方面的实践经验，总结其成功经验和做法，为构建智慧教学模式提供借鉴。实践研究法：在实际教学中应用构建的智慧教学模式，通过实践检验其有效性和可行性。收集学生和教师的反馈意见，不断调整和优化教学模式，以提高教学质量和学生创新能力。3.创新之处教学模式创新：将知识图谱与数智时代的智慧教学相结合，构建新型教学模式。利用知识图谱直观展示课程知识架构，为学生提供更加灵活的学习路径选择，帮助教师更有效地规划教学活动。例如，在数智时代教育学教材编写的新探索中，知识图谱版AI数字教材《课程设计与评价》充分体现了知识图谱在教材编写中的重要作用。教学方法创新：创新教学方法，注重培养学生创新思维和问题解决能力。数智时代高等教育发展面临学生“学”、教师“教”、学校“管”的转变，要求教育更加注重培养学生的创新思维和问题解决能力。在教学改革智慧课堂的教学改革中，强调以学生为中心，培养创新精神，激发学生学习潜能，注重个性化发展，因材施教。评价体系创新：构建创新的评价体系，注重过程性和综合性评价。利用信息技术手段进行智能化评价，如通过大数据技术收集和分析学生学习数据，实现对学生成长轨迹的实时跟踪和反馈，有助于及时调整教学策略，促进学生持续发展。同时，采用多元化的评价方式，如表现性评价、自我评价等，以全面了解学生的学习情况。四、研究基础、条件保障、研究步骤研究基础：已有相关研究成果和实践经验：在数智时代教育领域，已有众多关于智慧教学模式的研究成果和实践案例。例如，以创新能力培养为导向的新型数字化智慧教学模式研究中，提出了结合专业背景优化课程体系、利用数字化资源强化应用拓展等措施，为构建基于知识图谱赋能的智慧教学模式提供了宝贵经验。此外，还有众多高校在智慧教学方面的实践探索，如常州大学与英特尔、机敏科技合作构建信息化教学环境，郑州轻工业大学开展基于教育知识图谱的个性化在线学习研究与实践等。具备一定的技术和人才支持：随着信息技术的不断发展，教育领域也逐渐积累了一批熟悉信息技术的专业人才。同时，技术的不断进步也为智慧教学模式的构建提供了更多的可能性，如知识图谱技术、大数据分析技术、人工智能技术等。条件保障：学校的支持：学校积极推动数字化校园建设，为智慧教学模式的构建提供了良好的硬件和软件环境。例如，常州大学通过建设江苏省石油化工工程关键设备数字孪生技术工程研究中心、常州市城市大数据分析与应用技术重点实验室、智慧互动实验中心来提升教学、科研、创新等方面的服务能力。同时，学校还积极组织开展智慧教学系列培训活动，提高教师的智慧教学能力。研究团队的专业能力：研究团队成员具备丰富的教育教学经验和信息技术知识，能够为课题研究提供专业的支持。团队成员积极参与各类智慧教学研究项目，不断探索创新教学模式和方法，如郑州轻工业大学李祖贺副教授所在团队一直从事人工智能、大数据分析与处理和知识图谱等方面的研究，在数据挖掘、认知计算和知识发现等方面具有较为扎实的专业积累。技术设备的保障：先进的技术设备是构建智慧教学模式的重要保障。例如，英特尔与机敏科技合作的IDV云课堂解决方案，为师生带来更优质、安全的教学体验，并降低IT部门维护压力，提升信息化教学环境利用效率。同时，还有基于知识图谱的智能教学系统、基于NLP与知识图谱的智慧教学系统等，为智慧教学提供了强大的技术支持。研究步骤：准备阶段：收集和整理相关文献资料，了解数智时代教育、知识图谱应用、智慧教学模式等方面的研究现状和发展趋势。组建研究团队，明确团队成员的分工和职责。制定研究计划和方案，确定研究的目标、内容、方法和步骤。实施阶段：关键技术支撑下的智慧教学环境搭建：参考数智时代下IT终端部署如何赋能高校构建智慧教育新模式，积极推动高校数字化校园建设，如采用英特尔与机敏科技合作的IDV云课堂解决方案，提升信息化教学环境利用效率。“互联网+”课程资源建设：充分利用慕课堂智慧教学工具引导学生自主学习线上资源，借助中国大学慕课平台开设拓展专栏，同时借鉴知识图谱赋能智慧教学新生态研讨会的经验，如华南师范大学、广州航海学院举办的专题讲座，构建AI数字教师及AI数字资源创作系统，为课程资源建设提供新思路。智慧教育视域下的课堂教学改革：学习教学改革智慧课堂的教学改革.pptx以及陕西省高校数字赋能智慧课堂教育教学改革专题研讨会的经验，结合现代技术与教学方法，倡导个性化学习模式，提高教学效率，创新教学方式，拓展教育空间。总结阶段：对研究成果进行总结和归纳，撰写研究报告。组织专家对研究成果进行评估和验收。推广研究成果，为其他高校构建智