高木多维知识图谱及智适应学习系统，荣获国家教学成果奖！
06/05
13:50
近日，教育部公示2022年国家级教学成果奖拟授奖成果，《构建基于知识图谱的生物学智适应学习系统，探索人机协同的教学新范式》（以下简称“研究”）荣获 国家级教学成果二等奖，是继收获上海市教学成果特等奖后的又一重磅奖项。该成果由以特级教师闫白洋博士为代表的名师团队与高木科技创始人刘瞻带领的技术团队共同完成。
国家级教学成果奖是教育部为奖励取得教学成果的集体和个人，鼓励教育工作者从事教育教学研究，提高教学水平和教育质量而设立的 最高级别的奖励，也是迄今为止我国教育领域中唯一一项由国务院设立并由教育部组织实施的国家级教学奖励，是教育领域意义最重大、影响最深远的国家级奖项。此次获奖，是对多维知识图谱支撑的智适应学习模式的高度肯定。
近年来，中央和地方政府重视发展知识图谱支持下的个性化教育。2021年，教育部等六部门在《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》中明确指出，分步构建国家统一的学科知识图谱。对现有资源进行分类标识，匹配学科知识图谱。开发基于大数据的智能诊断、资源推送和学习辅导等应用，促进学生个性化发展。上海市教委在《上海市教育数字化转型实施方案（2021-2023）》中亦提到，研究建设学科知识图谱，探索基于知识图谱和学习数据分析的智能学习资源推送、自适应学习辅助、个性化学习指导等应用。
一、着力构建多维知识图谱
自2016年起，团队开始探索构建高中生物学知识图谱，通过专家对知识结构进行梳理和标注，形成初始化的知识图谱。2018年新课标颁布后，团队基于新课标标准将核心素养与教学目标融入知识图谱的建设中，形成包含“知识、素养、能力、情感”等多个目标与评价维度的“多维知识图谱”，实现从“学科教学”转向“学科育人”的课改目标。
高木多维知识图谱是基于专家知识和数据驱动共同生成的。也就是在专家对知识体系进行梳理和标注的基础上，再对内容和系统应用数据进行机器学习，从而发现和量化知识点、能力点、素养点之间的影响关系。
二、推进优质教育资源建设
为实现知识图谱的教育价值，团队组织了上海市教育名师 300多名，对高中生物学知识进行“切片”，建设了与知识图谱相匹配的资源套组，建立与开发了15305个微课、动画、文本和测评试题。同时，开发了核心素养进阶测评模型，以及指向生物学核心素养测评试题开发路径和技术。
三、落地实践人机协同模式
基于高木科技自主研发的知识路径矩阵算法（KPM）依托大数据驱动，利用智能教学终端完成智适应学习系统在教学全流程的部署，形成人机协同的教学新模式，通过在上海市110所高中进行实践，形成了嵌入式、翻转式、补偿式等新型教学样态。在多轮实验研究中，实验班在指向核心素养的学业水平考试中成绩显著提高，学生的实践研究课题的数量和质量明显提升，实现了在班级授课制下的大规模因材施教。
四、实现全面复制赋能教学
智适应学习系统已先后在全国150多所高中、4万余名学生中进行六年实践，2021年升级为上海市教育数字化转型重点孵化项目，在全市常态化推广。同时，也为全国教育数字化转型提供了实践案例，其探索的科学教育领域的知识图谱构建方法，已广泛应用于物理、数学等学科，全国实践学校超过200所。
此次荣获国家级教育成果奖不仅是对高木科技过去在多维知识图谱研发工作的肯定，更是对未来探索人工智能升级赋能大规模因材施教提出更高的要求。未来，高木科技将继续深化知识图谱与智能化教学的研究，推进以人工智能为代表的新一代信息技术在教育中的全面融合与创新应用，挖掘更多优质、泛在的数字化教育应用场景，实现高质量发展。
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