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機(jī)械制圖課程體系知識(shí)圖譜的構(gòu)建與應(yīng)用實(shí)踐
四川省劍閣職業(yè)高級(jí)中學(xué)校 羅春清 2024/4/25 21:36:58
（接上頁(yè)）“通信原理”等課程信息，對(duì)于“數(shù)字信號(hào)處理”課程，又可以抽取出“離散傅里葉變換”“IIR濾波器設(shè)計(jì)”等教學(xué)單元。關(guān)系抽取是從文本中提取出實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)信息［8］136，即得到實(shí)體節(jié)點(diǎn)之間的鏈接。例如，對(duì)如某個(gè)課程包含的教學(xué)單元、教學(xué)單元下屬的知識(shí)點(diǎn)、課程選用的教材或參考書、課程與先修課程等關(guān)系信息的抽取。對(duì)于實(shí)體，還需要進(jìn)行實(shí)體與屬性值之間的關(guān)系抽取，或者把抽取實(shí)體的屬性理解為對(duì)實(shí)體和屬性進(jìn)行關(guān)系抽取，如教材的作者、出版社等信息。
在構(gòu)建課程體系進(jìn)行信息的抽取工作時(shí)，課程教學(xué)計(jì)劃屬于半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在實(shí)踐中，采用模板匹配的方法實(shí)現(xiàn)課程名、學(xué)時(shí)、課程性質(zhì)、先修課程以及教學(xué)單元的名稱和教學(xué)內(nèi)容信息的抽取。
3.知識(shí)融合。通過信息抽取可以得到實(shí)體、關(guān)系及屬性等信息，但這些信息都是原始知識(shí)信息，要想得到可以使用的知識(shí)圖譜，還需要對(duì)知識(shí)融合進(jìn)行進(jìn)一步處理。在構(gòu)建課程體系進(jìn)行知識(shí)融合時(shí)，主要是對(duì)人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行知識(shí)融合。進(jìn)行知識(shí)融合的主要方法有實(shí)體對(duì)齊和實(shí)體消歧等。比如在實(shí)踐中，“數(shù)字電路”簡(jiǎn)稱“數(shù)電”，指代同一門課程，要進(jìn)行實(shí)體對(duì)齊。
4.知識(shí)加工。知識(shí)加工包括本體構(gòu)建、知識(shí)推理和質(zhì)量評(píng)估等［9］。知識(shí)推理能夠發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)或者補(bǔ)全實(shí)體之間的關(guān)系，質(zhì)量評(píng)估能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)錯(cuò)誤或者偏差的糾正，以保證知識(shí)圖譜的質(zhì)量。
二、人工智能課程體系知識(shí)圖譜的應(yīng)用實(shí)踐
（一）課程間的支撐關(guān)系分析
通過課程體系知識(shí)圖譜，利用力導(dǎo)向圖可視化分析工具，可以直觀地分析課程之間的支撐關(guān)系。圖2展示了“數(shù)字信號(hào)處理”課程的先修課程是“信號(hào)與系統(tǒng)”，而“數(shù)字信號(hào)處理”課程又是“數(shù)字圖像處理”“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)”“語(yǔ)音信號(hào)處理”“語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用”“通信原理”等課程的先修課程。此外，還直觀地顯示了“數(shù)字信號(hào)處理”課程10個(gè)不同的教學(xué)單元，如第5個(gè)教學(xué)單元為“快速傅里葉變換”、第7個(gè)教學(xué)單元為“FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)”等。
圖2 課程的支撐關(guān)系與教學(xué)內(nèi)容分析
（二）課程間教學(xué)內(nèi)容重復(fù)情況分析
比較不同課程教學(xué)單元之間的相似性，滿足相似度閾值的，在知識(shí)圖譜中設(shè)置兩者之間的相似關(guān)系，分析教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)情況。圖3展示了“人工智能導(dǎo)論”課程中的“知識(shí)表示與推理”“人工智能搜索技術(shù)”兩個(gè)教學(xué)單元與“知識(shí)表示與推理”課程中的“知識(shí)表示”“經(jīng)典邏輯推理”“不確定性推理”“搜索策略”等教學(xué)單元有較高的重復(fù)度，這為課程體系優(yōu)化提供了支撐。
圖3 “人工智能導(dǎo)論”與“知識(shí)表示與推理”課程教學(xué)內(nèi)容分析
結(jié)語(yǔ)
課程體系是人才培養(yǎng)方案中的核心要素，課程體系需隨著人才培養(yǎng)目標(biāo)的修訂不斷進(jìn)行優(yōu)化。本文將知識(shí)圖譜、可視化等技術(shù)引入課程體系優(yōu)化的過程，通過構(gòu)建課程體系知識(shí)圖譜、分析課程間的支撐關(guān)系和課程之間內(nèi)容重復(fù)的情況，為課程體系優(yōu)化提供了支撐，對(duì)提高課程體系優(yōu)化的工作效率、提升優(yōu)化質(zhì)量有著極大的幫助。后續(xù)還可以通過構(gòu)建專業(yè)人才的能力素質(zhì)圖譜，建立能力素質(zhì)指標(biāo)與教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的關(guān)系，以能力素質(zhì)指標(biāo)驅(qū)動(dòng)課程體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
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