课题申报书：基于知识图谱的智慧数字教材建设研究

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。基于知识图谱的智慧数字教材建设研究课题设计论证研究现状：目前数字教材发展呈现出多样化形态，包括新形态教材、纯数字教材及数字课程等。然而，当前数字教材仍存在一些问题，如边界认识不清晰、标准体系不系统等。我国高等教育数字教材建设总体处于以纸质教材配套数字资源建设为主的数字化增强阶段，具体表现为嵌入富媒体资源、配套在线课程、搭建数字服务平台等形式。嵌入富媒体资源方面，将纸质教材与富媒体数字资源有机融合，数字资源既包含基于特定知识点的碎片化资源，也有系统性的富媒体资源，丰富了纸质教材内涵，强化了互动性和情景感。配套在线课程方面，根据纸质教材知识框架与内容构建完整配套的在线课程，推动教材从“知识体系”向“学习体系”转变。搭建数字服务平台方面，出版机构利用人工智能、大数据、虚拟仿真等技术，整合多样化数字教学资源，建设集知识学习、能力培养、互动交流与智能评价等于一体的数字服务平台。选题意义：在教育数字化转型的大背景下，基于知识图谱的智慧数字教材建设具有重大意义。它有助于推动教育创新，为实现大规模因材施教提供可能，满足学生个性化学习需求。数字教材作为教育数字化的重要一环，其发展程度反映了教育数字化转型的成熟度，在教育强国建设中发挥着不可或缺的作用。研究价值：基于知识图谱的智慧数字教材建设是培养新型人才、推动学科交叉融合、支持教育高质量发展的基础枢纽工程。它能够为师生提供更丰富便捷的教学资源和生动的学习体验，例如知识图谱版AI数字教材将AI技术与教育理论相结合，利用大数据、人工智能推动教与学融合，为数字教材的发展指明了方向。同时，数字教材的发展也将与其他行业进行更多跨界合作，共同开发优质教育资源和服务，以数字化赋能开辟教育高质量发展新赛道。二、研究目标、研究内容、重要观点研究目标：设计并实现智能教材，推动数字教材智能化发展，为高校教育教学提供优质丰富的数字化资源。具体而言，基于知识图谱的智慧数字教材旨在将教学内容、富媒体教学资源、学习工具和技术平台进行有机融合，成为新形态教材，为师生提供个性化学习路径、资源推荐以及精准数据反馈和学生画像，提高教学效率和效益，促进学生深度学习和批判性思维发展，提升人才培养质量。研究内容：分析数字教材智能化发展的必要性。当前数字教材建设中存在简化为“电子文本”、等同于“多媒体资源库”、异化为“答题教师”等问题，无法满足教育数字化转型的需求。因此，需要借助人工智能知识图谱、学习分析等技术优势，推动数字教材智能化发展，实现智适应选学、智能化导学、伴随式评价、深度学习互动等教学功能。阐释智能教材的教学性特征。智能教材应具备契合度、有效度和拓展性。契合度要求知识内容精准对接教学大纲和教学目标，以学习为中心，遵循教育规律和学生认知发展规律，体现以效果为导向的教育理念。有效度关注教学应用在效率、效益和效能三个维度的综合表现，激发师生互动与协作，提升教学效率，兼顾知识点的深度、广度和实用性，保障学习的连贯性和一致性。拓展性强调教学内容与学习过程的动态调整和及时更新，反映学科领域最新研究成果和发展趋势，鼓励深度探究与个性化学习，培养学生批判性思维和解决问题的能力。设计智能教材教育功能实现的方法与技术，并提出推进策略。结合人工智能知识图谱、学习分析、在线追踪、学习者画像、深度交互等技术，构建智能教材的功能模块，实现个性化学习资源推荐、学习过程记录与分析、智能问答与纠错指导等功能。同时，从遵循教学理论、注重实践迭代、加强技术监管等方面提出推进策略，确保智能教材的教学质量和安全性。重要观点：数字教材应具备契合度、有效度和拓展性，是将教学内容、富媒体教学资源、学习工具和技术平台进行有机融合的新形态教材。基于知识图谱的智慧数字教材能够为师生提供更丰富便捷的教学资源和生动的学习体验，例如知识图谱版AI数字教材将AI技术与教育理论相结合，利用大数据、人工智能推动教与学融合，为数字教材的发展指明了方向。同时，数字教材的发展也将与其他行业进行更多跨界合作，共同开发优质教育资源和服务，以数字化赋能开辟教育高质量发展新赛道。三、研究思路、研究方法、创新之处研究思路：从数字教材建设中的问题出发，我们以教学论视角分析智能教材特征，结合技术优势设计实现方法，提出推进策略。具体而言，我们首先认识到当前数字教材建设存在简化为“电子文本”、等同于“多媒体资源库”、异化为“答题教师”等问题。针对这些问题，我们以教学论视角深入分析智能教材应具备的特征，包括契合度、有效度和拓展性，明确智能教材要精准对接教学大纲和教学目标，以学习为中心，遵循教育规律和学生认知发展规律，同时在效率、效益和效能三个维度综合表现出教学应用的有效性，并具备内容动态调整与及时更新的能力。结合人工智能知识图谱、学习分析、在线追踪、学习者画像、深度交互等技术优势，我们设计智能教材的实现方法，将教学内容、富媒体教学资源、学习工具和技术平台进行有机融合，为师生提供个性化学习路径、资源推荐以及精准数据反馈和学生画像。最后，我们提出推进智能教材建设的策略，从遵循教学理论、注重实践迭代、加强技术监管等方面确保智能教材的教学质量和安全性。研究方法：本研究采用文献研究法、案例分析法、实践研究法等多种研究方法。通过文献研究，我们梳理了数字教材和智能教材的相关理论和研究成果，为研究提供理论支持。案例分析法以国内外智能教材建设的成功案例为研究对象，如温州理工学院发布的教育学知识图谱与数字教材结合的新形态教材、我校副校长孙芙蓉教授编写的国内教育学首部知识图谱版AI数字教材《课程设计与评价》等，分析其建设经验和成效，为智能教材的设计与实现提供实践参考。实践研究法则通过在实际教学中应用智能教材，收集师生反馈，不断优化智能教材的功能和设计。创新之处：将知识图谱等新技术应用于数字教材建设，实现教材的智能化和个性化，推动教育教学模式创新。具体来说，知识图谱技术能够将复杂的知识体系化繁为简，使学生更直观地理解知识间的联系与脉络。例如，温州理工学院的知识图谱数字教材通过构建知识图谱，更好地呈现知识之间的关联和层次结构，帮助学生深入理解学科知识。同时，智能教材结合人工智能知识图谱、学习分析、在线追踪、学习者画像、深度交互等技术，为学习者提供更加个性化和智能化的学习体验。智能教材能够根据学生的学习情况和需求，为其提供个性化学习路径和资源推荐，实现智适应选学；通过智能化导学功能，引导学生高效学习；利用伴随式评价实时反馈学生的学习进度和效果；通过深度学习互动激发学生的学习兴趣和主动性。这种创新的教材建设方式将推动教育教学模式从传统的以教师为中心向以学生为中心转变，为培养新型人才、推动学科交叉融合、支持教育高质量发展提供有力支撑。四、研究基础、条件保障、研究步骤研究基础：已有相关研究成果为课题提供理论支持，如《教育数字化背景下高等教育数字教材的内涵特征、发展现状与建设思路》《教育数字化战略行动枢纽工程：基于知识图谱的新型教材建设.docx》《基于知识图谱的国内外数字教材研究》《郭文革等丨教育数字化战略行动枢纽工程：基于知识图谱的新型教材建设|》《李锋盛洁黄炜|教育数字化转型的突破点：智能教材的设计与实现》等文献，对数字教材的内涵特征、发展现状以及智能教材的设计与实现进行了深入探讨，为课题研究提供了丰富的理论依据。现代信息技术的发展为课题实施提供技术保障。随着大数据、人工智能等现代信息技术的迅猛发展，教育数字化逐渐受到社会各界的广泛关注。数字“新基建”以5G、云计算、数据中心和人工智能为代表，为数字教材的建设带来了全新的知识表达、组织和传播模式。知识图谱作为目前发展最快、应用最广的一种知识表达和处理工具，能够为数字教材提供更好地组织、管理和理解互联网海量信息的能力。条件保障：加强顶层设计，重视数字教材制度建设。应尽快规范数字教材建设和管理的相关制度，依法依规开展数字教材建设和管理工作；注重数字教材建设、课程建设、教师培训和课堂教学的有机衔接；加强数字教材开发与利用、使用规范、过程监测、质量评估等标准或意见建设；确保数字教材建设和管理始终能够沿着法治轨道推进。加强队伍建设，提升数字教材建设质量。一方面要提升纸质教材编写队伍数字素养，使其能够尽快适应数字教材编写要求；另一方面要尽快组建学校、教研系统、技术企业与出版社四方协同的数字教材编写队伍。高素质的数字教材编写队伍是高质量数字教材产生的基础，数字教材建设要兼顾逻辑性与生动性、学理性与趣味性等特征，引导学生“乐学”“善学”“慧学”。加强教师培训，提升数字教材使用效益。引导教师认识数字教材对课堂教学流程再造、模式创新、目标重建促进学生全面而有个性发展的重要意义；加强数字教材应用培训，引导教师积极开展融入数字教材的常态化教学教研活动，形成不同学科、不同课型的数字教材应用经典案例。研究步骤：研究学习阶段：通过文献研究法，梳理数字教材和智能教材的相关理论和研究成果，为研究提供理论支持。案例分析法以国内外智能教材建设的成功案例为研究对象，如温州理工学院发布的教育学知识图谱与数字教材结合的新形态教材、我校副校长孙芙蓉教授编写的国内教育学首部知识图谱版AI数字教材《课程设计与评价》等，分析其建设经验和成效，为智能教材的设计与实现提供实践参考。开发实施阶段：结合人工智能知识图谱、学习分析、在线追踪、学习者画像、深度交互等技术优势，设计智能教材的实现方法，将教学内容、富媒体教学资源、学习工具和技术平台进行有机融合，为师生提供个性化学习路径、资源推荐以及精准数据反馈和学生画像。同时，从遵循教学理论、注重实践迭代、加强技术监管等方面提出推进策略，确保智能教材的教学质量和安全性。成果研讨阶段：在实际教学中应用智能教材，收集师生反馈，不断优化智能教材的功能和设计。组织专家进行评选，确定最终优秀数字教材项目名单，推动教材建设高质量发展。（全文共4129字）课题评审意见：本课题针对教育领域的重要问题进行了深入探索，展现出了较高的研究价值和实际意义。研究目标明确且具体，研究方法科学严谨，数据采集和分析过程规范，确保了研究成果的可靠性和有效性。通过本课题的研究，不仅丰富了相关领域的理论知识，还为教育实践提供了有益的参考和指导。课题组成员在研究中展现出了扎实的专业素养和严谨的研究态度，对问题的剖析深入透彻，提出的解决方案和创新点具有较强的可操作性和实用性。此外，本课题在研究方法、数据分析等方面也具有一定的创新性，为相关领域的研究提供了新的思路和视角。总之，这是一项具有较高水平和质量的教科研课题，对于推动教育事业的发展和进步具有重要意义。课题评审标准：1、研究价值与创新性评审关注课题是否针对教育领域的重要或前沿问题进行研究，是否具有理论或实践上的创新点，能否为相关领域带来新的见解或解决方案。2、研究设计与科学性课题的研究设计是否合理，研究方法是否科学严谨，数据收集与分析过程是否规