基于知识图谱导航的区域智慧教育资源联盟共享机制研究

【摘 要】为响应国家教育数字化战略行动，江苏省兴化市借助知识图谱、网络爬虫、自然语言处理等技术，研发基于知识图谱导航的区域智慧教育资源供给系统，关联区域内外联盟共享平台资源，建立集技术、保障、激励于一体的智能化教育资源供给机制，实现教育资源共建共享，推动区域智慧教育发展。

【关键词】知识图谱；资源聚合；联盟共享；机制建设；效果评估

【中图分类号】G527" 【文献标志码】B" 【文章编号】1005-6009（2024）46-0017-04

智慧教育资源建设是教育部2024年度推进提升国家中小学智慧教育平台建设应用的重要内容。当前，从国家到区域层面都建立了智慧教育服务平台，提供自上而下的资源垂直服务。针对教育资源供给来源多样、信息检索能力不足、服务账号存在壁垒、应用平台不能互通等问题，探索建立区域智慧教育资源联盟共享机制是值得尝试的解决方案之一。在技术上借助知识图谱［1］、智能搜索技术，挖掘各级智慧教育平台现有资源的服务潜力，打通教学、科研、培训平台，重构区域智慧教育资源供给生态。

一、智慧教育资源联盟共享机制的内涵建设

智慧教育资源联盟共享是指多个学校、教育机构或政府部门等，在平等互利的基础上，通过合作机制，将各自拥有的教育资源进行共享，包括师资、课程、教学设施等，以实现教育资源的优化配置和最大化利用。智慧教育资源联盟共享机制是以技术为主导，联盟共享制度与共享激励措施互为配合的体系性工程。［2］

共享技术主要包括两个方面：一是异构资源平台互通的统一身份验证，用户“一键登录”，一站式访问多个联盟平台的异构资源；二是基于知识图谱技术支持下的资源解析、关联和检索。后者尤为值得关注。

共享制度除了共享联盟之间的主体构成、责权利关系、活动形式等约定之外，还进一步明确了技术上的规范，具体包括以下五个方面：一是成立资源共享协调小组，负责统筹协调联盟学校之间的资源共享工作；二是制定资源共享计划，明确资源共享的目标、内容、方式、标准等；三是签订资源共享协议，明确各方的权利、义务和责任；四是建立资源共享评估机制，对资源共享效果进行评估，及时调整资源共享策略；五是加强信息沟通，建立资源共享信息平台，及时发布资源共享信息。

激励措施最重要的目的是鼓励共享主体积极参与联盟建设，从而在资源共享中受益。例如，可以通过资助等方式向共享积极、资源优质量大的共享主体予以适当支持；可以表彰在资源共享中表现突出的个人或集体，保护其知识产权，提升其自豪感和成就感。

二、资源供给的服务架构与核心技术

为实现上述区域智慧教育资源供给目标，江苏省兴化市成立了由市教育局、高校研究团队、开发企业三方参与的研究小组，明确以知识图谱为核心的区域智慧教育资源供给项目技术机构，分工协作完成需求分析、核心理论研究、技术开发等任务。如图1所示，兴化市搭建了基于知识图谱的区域智慧教育资源供给服务核心架构。

1.知识图谱构建

构建基础教育知识图谱是智慧教育资源供给服务的核心，在以可视化图谱结构的方式展示知识点之间的关联外，图谱中“节点”和“边”的权重揭示了知识点在学科领域、章节单元中的位置和重要性，以凸显该学科的核心知识点，以及教学过程中要把握好的重难点。构建知识图谱可以分为知识点提取、知识点关系抽取和知识对齐三个过程。首先，利用自然语言处理工具，结合现有学科领域词典［3］，从课程标准、统编教材、教案学案、教研论文、试卷习题等语料中提取知识点，经过复合词拼接后得到标准知识点。其次，从课程教学需求中抽取知识点之间的关系，包括语义关系、分类关系，以及并列、递进、因果等多种逻辑关系。最后，通过知识对齐、TextRank权重评估，生成统一的基础教育知识图谱，为其他各模块提供基础数据支持。值得注意的是，不同学科性质不同，知识点的内在逻辑也存在差异，因此，在语料训练时，课程标准、统编教材、教案学案、教研论文、试卷习题的数量比例也各有差异。整体来说，人文社科类学科，其教案学案、教研论文和阅读材料的占比要更大些。

2.外部资源获取

对县（市、区）教育主管部门来说，充分利用好上级主管部门资源，协同有关单位共享教育资源库，可以避免低水平、重复性资源建设，从而集中有限的人力、财力，用于开发优质精品资源。兴化市借助网络爬虫技术从多个平台获取资源，根据共享规则在本区域内建立资源镜像库或资源元数据库，在技术上解决了各资源服务平台异构及账号不统一的问题。例如，利用Automa插件自动解析浏览器网页HTML标签，根据资源服务平台链接特征定制资源标签，植入相应资源平台授权账号，以无代码方式自动抓取教育资源和指定的元数据项。

3.资源切片与语义标注

课件、教案、试卷等都是针对特定知识内容进行精心设计、结构完整的教学资源，也是形式丰富的微内容。通过对这些资源进行切片处理，提取小颗粒度的微学习对象，赋予相应的语义标注，建立起知识图谱内各节点与资源之间的映射，丰富资源形式和供给数量，为教师备课、学生个性化学习提供针对性的教学方案和学习资源包。

4.内部资源融合

区域内教育资源平台、教学平台、研修平台和虚拟社区等各类应用平台，在日常使用过程中积累了丰富的教学资源。这些平台一般都运行于区域内部网络，参考《基础教育教学资源元数据信息模型》统一教育资源元数据，通过内部大数据融合API接口直接纳入应用平台中的资源，为各应用平台提供知识图谱支持。

5.资源评估

资源评估模块主要功能是从资源数量上对区域智慧教育资源联盟共享效果进行评估。［4］将教育资源与微学习对象建立关联映射的知识图谱是一个复杂的知识网络，故可以借助有关评价测度指标对资源供给能力进行评估，逐步实现从资源绝对数量评价，走向以知识图谱为核心的资源学科覆盖、章节单元覆盖、知识点覆盖等内容的评价，推动教学资源在学科、章节单元以及知识点上的优质均衡，满足师生教与学的需求。

三、教育资源供给的进展成效

1.资源共享平台建设

基于上述知识图谱导航的资源供给理念与技术支持，兴化市又着手进行各模块的开发与集成，完成了“智慧学伴”教育资源服务系统开发，首页界面如图2所示。

“智慧学伴”教育资源服务系统的主要功能包括知识点全文搜索、学科知识单元导航、热门资源/最新资源、学科大概念、知识图谱、学科核心素养等，如图2中①—⑥所示区域，每一个功能区域都提供相应的热点搜索资源，各类微学习对象在知识图谱的关联中形成统一的整体。用户搜索到的资源可以直接下载，也可以添加收藏到个人资源包，形成个性化的学习资源。

智慧教育资源供给重在应用和共享，在保证本区域内部使用的同时，也提供对外共享服务。对内主要与区域内各教育应用平台互联互通；对外则在共享规则机制下，以微服务方式提供教育资源、知识图谱的共享服务。

2.资源内容建设

智慧学伴教育资源服务系统自上线运行5个月以来，已实现了从国家智慧教育公共服务平台、江苏智慧教育云平台、泰州智慧教育云平台等政府部门教育资源平台，以及部分教育资源网站的信息抓取和自动语义标注工作，及时提供在线资源服务。经初步统计，各类教学资源数量如表1所示。

[资源类型 数量 微学习对象 数量 课件 25，744 图片 8，956 教案 11，668 教学重点 7，355 微视频 4，198 教学难点 6，433 试卷 3，192 核心素养 752 论文 597 大概念 892 阅读材料 1，035 填空、选择题 1，659 ][表1 共享平台各类教学资源统计表]

从当前数据来看，共享平台各种资源类型并不均衡。当然，随着系统的持续运行，结合资源类型、微学习对象在各知识点上的分布情况，兴化市将及时调整信息抓取策略，进一步加大教育资源供给。

在数字教育背景下，智慧教育资源建设的目标在于为教与学提供丰富、便捷的资源服务，让师生拥有更多的资源选择途径，运用数字技术赋能教学质量提升。但在具体实践中，还应注意合作模式、资源使用权限、推广应用研究和迭代优化等系列问题。例如，要继续整合相关教育应用平台，要对知识图谱研训开展系统化的应用指导，要有效促进资源的推广应用，等等。区域智慧教育资源联盟共享机制建设是一项系统工程，需要从智能技术、共享制度、激励措施等方面加强协调保障，不断深化共享资源的优化迭代和可持续发展，全面构建教育数字化新生态。

【参考文献】

［1］林健，柯清超，黄正华，等.学科知识图谱的动态生成及其在资源智能组织中的应用［J］.远程教育杂志，2022，40（4）：23-34.

［2］罗志勇.知识共享机制研究［M］.北京：北京图书馆出版社，2003：117.

［3］袁满，曹阳，陈萍.教育知识图谱构建中的标准词汇参考模型研究［J］.电化教育研究，2020，41（3）：76-84.

［4］ 柯清超，郑大伟，张文，等.国家教育资源公共服务平台评价机制研究［J］.中国电化教育，2016（9）：8-15.

【作者简介】1.周所铨，江苏省兴化市教育局（江苏兴化，225799）信息应用科科长，高级教师；2.滕艳，江苏省兴化市教育局（江苏兴化，225799）副局长，高级教师；3.韩小玲，江苏省兴化市第二实验小学（江苏兴化，225799）教师，高级教师。