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2025年5月ISSN1672-1438
总第457期CN11-4994/T
基于知识图谱的材料类实验课程建设
陈玉龙林枞陈俊锋
福州大学材料科学与工程学院福建福州350108
摘要：随着人工智能技术的不断发展和普及，知识图谱作为一种新兴的知识表示和推理技术，逐渐成为教育领域的研究
热点。以材料专业为例，针对目前材料类实验课程教学中存在的问题，将知识图谱引入实验教学，探讨了知识图谱在实验
教学中的应用，提出了一种基于知识图谱的实验课程建设模式。通过将知识图谱技术应用于实验教学，实现了对学生的系
统化、个性化、创新性教学。
关键词：知识图谱；实验教学；人工智能；材料专业
中图分类号：TP18；G642文献标识码：A文章编号：1672-1438(2025)09-0009-03
材料学是现代工程技术发展所必需的基础学科之1.1高效整合资源，梳理知识脉络，提高学习
一。在原有教学模式下，材料学的专业课程更注重理论效率
知识的传授，而缺乏实际操作和创新思维的培养。在实由于材料专业的实验课程包含大量复杂的概念、
验教学环节，通常采用PPT、笔记等方式对知识点进行原理，原有教学模式难以让学生完全理解其内涵。采
[1]
讲解，这种方式存在一些不足。一是缺乏系统性，无用知识图谱技术，可以将离散的教学资源(如文本、图
法将各个知识点有机地结合；二是无法满足不同层次、片、视频、课件)有效地整合，实现资源的高效集成；
不同背景的学生的学习需求；三是很难将理论知识转化还可以清晰呈现知识点与教学资源之间的关系，为学
为实际应用。为了解决这些问题，实验教学需要采用一生提供更具连贯性和完整性的知识体系，使其更好地
种更加高效、创新的教学模式。2019年，教育部发布的理解和掌握教学内容。此外，知识图谱还能够将各种
《关于一流本科课程建设的实施意见》中提出，强化现复杂的实验操作和方法进行结构化描述和可视化呈
代信息技术与教育教学深度融合，解决好教与学模式创现，减轻学生的学习负担，提高其学习效率。
[2-4]
新的问题。本文提出了一种基于知识图谱的课程建设1.2提供个性化学习路径和推荐系统
模式，将知识图谱技术应用于实验教学，实现对学生的知识图谱可以提供个性化的学习路径和推荐系
系统化、个性化、创新性教学。统，根据学生的需求和特点，量身定制适合每个学生
的教学资源和实验指导。通过对学生的个性化数据分
1知识图谱对实验教学的优化析，如学习兴趣、学习风格等，知识图谱可以推荐满
足学生需求的教学资源和实验方案，提高学生的参与
[7]
知识图谱是一种人工智能技术，是虚拟智能教学度和积极性。同时，通过对实验教学过程中产生的数
的基础。它是将各种实体及其关系表示为结构化网络据进行分析和挖掘，可以发现问题、改进方案，并对
的一种方法，“实体”指的是各种事物、概念、事件实验教学效果进行评估和优化，从而提高教学质量。
等，“关系”则是它们之间的联系和相互影响。利用1.3
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