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

来源:用户上传      作者:郭文革 黄荣怀 王宏宇 贾艺琛

　　【摘 要】
　　 2020年的大规模在线教育实验，大大加快了中国教育数字化转型的步伐。随着“十四五”建设的开局，教育部发文推动“教育新基建”建设，高教司则启动了“新兴领域教材研究与实践项目”，“基于知识图谱的新型教材建设”就是其中的一项。为了厘清“基于知识图谱的新型教材”的概念内涵，明确其在教育数字化战略行动中的地位和作用，本文从数字新基建对知识生产和人类文明发展的影响、历史上的教育“基础设施”与教材形态的变革、数字媒介环境下教材形态变革的典型案例分析三个方面展开研究。研究发现，数字“新基建”是推动人类文明跃迁式发展的主要因素。历史上教育“新基建”的变革，使教材形式发生了从吟诵史诗、手工抄本到印刷教科书的变革。进入信息时代以来，人工智能研究者一直致力于创建一套知识生产的“数字‘新工具’”，知识图谱就是目前发展最快、应用最广的一种知识表达和处理工具。综合以上分析，本文从内容表征、知识组织方式、教学应用等方面提出了一个基于知识图谱的新型教材的描述性定义。文章最后指出，基于知识图谱的新型教材，是培养具有交叉学科视野和问题解决能力的新型人才、推动学科交叉融合、支持教育高质量发展的一项基础枢纽工程。
　　【关键词】 教育数字化战略行动;教育新基建;人工智能;知识图谱;知识表征;新型教材;元宇宙;数字教学法
　　【中图分类号】 G423.23 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009-458x（2022）4-0001-09
　　一、引言
　　2020年的大规模在线教育实验，大大加快了中国教育数字化转型的步伐。随着“十四五”建设的开局，2021年教育部颁发了一系列文件，为中国教育的数字化转型谋篇布局。2021年7月，教育部等六部委发布了《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，突出强调了“教育新基建”对高质量教育发展的支撑作用。同年10月27日，教育部高教司l布《关于公布新兴领域教材研究与实践项目的通知》，共立项41个项目，其中39项是关于人工智能、集成电路等专业领域新型教材建设的，另设两项综合课题，“基于知识图谱的新型教材研究与实践”就是其中一项。通知强调“要尽锐出战，推动教育教学方法技术的升级改造”。显然，新型教材建设是“十四五”期间高等教育领域教育数字化战略行动的一项重要建设内容。
　　为什么要开展“基于知识图谱的新型教材研究”？新型教材建设在中国教育未来发展中将发挥什么样的作用？本文将从数字“新基建”对不同产业转型升级的影响路径、历史上的教育“基础设施”与教材形态的变革、数字媒介环境下教材形态变革的典型案例分析三个方面，探讨教育新基建对教材变革的影响，描述基于知识图谱的新型教材的主要特征和作用。
　　二、数字“新基建”对不同产业
　　转型升级的影响路径
　　数字“新基建”不同于以“铁公鸡”为代表的“老基建”，它指的是以5G、云计算、数据中心和人工智能为代表的数字新型基础设施建设。数字“新基建”对衣食住行类行业和知识产业的转型升级，有着不同的影响逻辑。对前者而言，数字“新基建”通过改变信息获取的“交易成本”，推动衣食住行等传统行业组织结构的转型升级;对后者而言，数字“新基建”不仅会改变知识的流通方式，还将从根本上改变知识的生产工具，带来全新的知识表达、组织和传播模式。
　　1. 数字“新基建”对物资资料生产、流通的影响
　　按照经济学家R.H.科斯（Coase， 1960）提出的“交易成本”理论，数字“新基建”通过改变原有的企业、个人获取信息的“交易成本”，推动传统企业的转型升级。从实体商场零售业到网络电商平台的变革，就是对“交易成本”理论最好的诠释。
　　在电子商务出现以前，消费者只能通过浏览（逛）本地店铺摆放的实物来获取“商品信息”，并在这个“信息”范围内通过“货比三家”，做出个人的消费决策。电子商务出现以后，消费者一边面对着本地店铺有限的实物商品，一边浏览着手机APP上来自世界各地、琳琅满目的商品信息，当可以“货比万家”的时候，其购物行为自然地就从本地店铺转向了电商平台（如图1所示）。
　　无数个消费者分散的、个人的决策汇集在一起，就出现了消费人流从实体店到网络电商平台的转移，导致大批实体店铺的倒闭和平台消费的繁荣，并催生了第三方支付、物流业、基于大数据的金融信贷等新兴行业的诞生，带来了零售业商业模式的变革。
　　“交易成本”不仅改变了商品零售中的个人选择，也为企业家提供了在全球范围内采集生产要素、组织生产的选择机会。他们借助ERP系统和柔性生产线，重构了零配件采购、物料分发、组装和销售的信息流、资金流和物流，使同一家工厂可以代工生产不同品牌、不同品类的商品，出现了像富士康、比亚迪这样的超级工厂。企业家总是寻找资金、物料、劳动力、物流的价格洼地组织生产，以降低生产成本，提高收益率，因此导致了制造业在全球的重新布局。
　　但需要注意的是，数字“新基建”并没有改变物资产品的生产本身。服装生产还是离不开衣料和缝纫机;食品虽然可以配送到家，但粮食还是在地里长、在厨房里加工的;2020年疫情期间，虽然教育、娱乐等都转移到了网络空间，但国际海运的价格却增长了5～10倍。信息可以在网上传输，但货物还是要依靠海船来运输，所以“元宇宙”的虚实融合是这一理念下最不靠谱的噱头。对于这类与实物生产、运输相关的行业来说，数字“新基建”主要还是通过改变信息获取的“交易成本”为个人消费、企业生产增加了更多的选择机会。这种人的选择的汇集，导致了旧模式的消亡和新模式的诞生，从而推动了传统行业的转型升级。
　　2. 数字“新基建”对知识产业带来的变革

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