教育的全面数字化转型已成为我国教育发展的新赛道和突破口,规模化因材施教已成为数字时代教学新范式,党的二十大报告更是提出“要深入实施教育数字化战略行动”。东华大学纺织材料学教学团队利用超星平台知识图谱功能,赋能专业课程教学改革创新,推出《纺织材料学》知识图谱课程,将专业知识体系进行组织和梳理,以直观的形式、丰富的知识点资源、精准的数据,将知识图谱与教学深度结合,为人才培养和教学活动提供全方位科学精准的服务支持。同时,课程借助人工智能技术,打造课程AI助教,从而辅助教师教学、学生高效答疑辅导、自主个性化学习。
作为国家一流线下课程以及纺织学院主干课程,为更好地促进教育教学智慧升级,东华大学纺织学院教学团队与超星知识图谱服务团队共同启动了《纺织材料学》课程知识图谱建设项目。项目团队依据“三环七步”建设法,围绕课程教学实际场景、课程内容特色、学生学习习惯,成功完成了《纺织材料学》知识图谱AI课程的设计与建设工作,开启了基于知识图谱的智慧教学。目前课程已全面上线学银在线,课程上线以来已开设7期线上线下混合式教学,浏览量高达646033人次,累计选课人数2037人。
课程简介
《纺织材料学》是纺织工程和非织造材料科学与工程等专业重要基础课程。讲述纺织原料与制品的结构、成型、性能及其相互关系规律。创新了以“质”(材料的组成、含量和物态)为主转向以“形”(形态、尺度、表面和结构)为主的科学转变;由“独立作用”为主的解释转向“相互作用”为主的客观关系转变;由“定性”表达转向“定量”表达的转变,实现纺织材料属性、作用和表达的全新改变。这一创新举措帮助学生深刻理解和精准把握纺织原料与制品的结构、性能及其相互关系,为他们在纺织工程领域的探索与发展奠定了坚实的基础。
为满足学生日益增长的自主学习需求,《纺织材料学》课程精心采用混合式学习模式,紧密结合学校定位与专业特色,进行全面而深入的整体规划。课程匠心独运地构建了集知识、能力和价值于一体的知识图谱体系,通过知识图谱、问题图谱、目标图谱、思政图谱等多重布局模式,优化了知识的呈现与资源的整合,从而鼓励学生进行自主学习与沉浸式学习。
知识图谱建设及应用
《纺织材料学》课程精心打磨,旨在锻造学生在纺织工程技术领域坚实的底层能力。课程根植于丰富的知识图谱,系统梳理纤维、纱线、织物等纺织原料与制品的分类、结构、成型和性能等基石知识。同时,课程巧妙构建多元立体化的教学内容体系,与课程实验等实践活动无缝对接,鼓励学生个性学习和自主探索,从而有效提升学生解决纺织工程领域复杂问题的能力,为其在专业道路上砥砺前行奠定坚实基础。
《纺织材料学》课程分为25个模块,7个层级的3358个知识点,关联试题630个,关联相关课程资源262个以及来自超星知识库的大量学术资源。
课程团队还将知识点与课程实验建立了知识图谱关联,将理论课与实验课相融合,培养学生分析、解决问题的能力。
以知识图谱强基础、问题图谱重能力、目标图谱定方向、思政图谱塑价值为导向,《纺织材料学》课程在建设课程知识图谱的基础上,还构建了问题图谱、目标图谱及思政图谱。
知识图谱强基础
基于数字化背景下学生学习特点及课程内容特征,课程团队构建《纺织材料学》课程知识图谱体系,细化知识点、构建知识点关系、关联教学平台学习资源,实现知识、资源、形式多样化展示,学生可基于知识图谱通过图谱模式、地图模式等多种方式进行沉浸式及个性化学习。
问题图谱重能力
面向学有余力的优秀学生,《纺织材料学》课程团队精心设置了靶向作业,依托问题图谱,课程以问题为主导,系统梳理了与解决问题相关的各类知识点间及其内在联系,构建了一个立体、多维的学习空间。学生以问题为引导,可以自由探索、深入思考,通过解决问题来锻炼自己的分析、判断、创新等高阶能力。
目标图谱定方向
《纺织材料学》课程结合人才培养方案,明确学生应具备的能力发展目标,设立目标图谱,构建8大课程目标。通过课程目标与知识点的关联,课程知识点及相关教学内容和资源紧密支撑课程目标,为学生学习定准方向,也为学校专业工程认证奠定基础,切实助力培养高水平专业人才。
思政图谱塑价值
通过标注思政知识点,《纺织材料学》思政图谱从政治认同、家国情怀、文化自信、科学精神、法治意识和职业素养六大维度可视化呈现了课程思政元素,构建了一个系统、全面的思政教育体系,旨在引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。
在十四届全国人大二次会议民生主题记者会上,教育部部长怀进鹏指出,“把人工智能技术,深入到教育教学和管理全过程、全环节”。大力发展数字教育,推进教育高质量发展成为当前高校教学改革的重要方向。
为解决学生课前课后缺少有效学习指导,教师课后答疑资源紧缺等问题,提升课程教学的个性化程度。《纺织材料学》课程教学团队引入超星AI助教功能,充分利用AI助教的学习行为督促、学习陪伴提醒、个性化学习路径、个性化自测练习、学习资源推荐、学习工具调用等功能,赋能智慧教学。
教育部长怀进鹏在2023年世界数字教育大会上强提出,要推动教学评价科学化、个性化,运用海量数据形成学习者画像和教育知识图谱,更好地实现因材施教。2024年再次强调,要发挥技术的独特优势,让教育教学从大规模标准化转向个性化、智能化,让每一名学生拥有适合自己的教育方案,实现自由而全面的发展。
《纺织材料学》AI知识图谱课程的成功构建,已然成为引领教育创新的典范。课程凭借先进的人工智能技术,在线教学平台的强大支撑下,真正实现了课程教学精准化、教学创新多样化、教学评价科学化、教学路径个性化、资源推送智能化、学习管理全面化。技术赋能,变革未来,以《纺织材料学》为代表的AI知识图谱课程以直观的形式呈现全部知识点以及知识点的各种关系,并依托平台匹配相应的知识点资源,构建出完整的教学系统,将知识图谱与教学深度结合,让知识“看得见”、“看得清”,结合系列人工智能技术,有效支持精准“教”与个性 “学”,助力课程目标、专业目标达成。(文章摘自超星教师发展中心)