课程思政示范课展示月 | 《知识工程》教学案例

编者按

为贯彻落实《高等学校课程思政建设指导纲要》，深入推进学校课程思政建设，有效辐射课程思政教学改革成效，天津大学将通过课程思政示范课展示月，陆续推出优秀课程思政教学案例，供广大教师学习、借鉴，以期营造课程思政建设的良好氛围，推动实现全员全过程全方位育人。

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· 课程名称：知识工程

· 课程性质：必修

· 教学对象：2019级级本科生，人工智能专业

· 总学时：40学时

· 主讲人：张小旺

· 所在学院：智能与计算学部

（一）教学设计：

知识工程课程引入课程思政的主要目标是让学生在学习专业知识的同时，学习党史知识，了解红军历史，树立正确的人生观、世界观和价值观。针对这一课程思政目标，设计了如图1所示的教学设计整体框架。首先，在课堂教学中用红军历史相关的例子进行讲解，并要求学生在实践过程中融合党史内容。其次，设计融合党史思政元素的微视频，供学生线上学习。此外，课程期末实践以红军知识图谱为主题，并对学生提出专业方面和思政方面的双重要求。

融入党史思政的课程教学整体设计

（二）创新点

知识工程课程思政的创新点主要体现在融合思政的教学大纲设计、线上与线下相结合的思政教学方式以及合理的学生分组这三个方面。首先，在教学大纲设计上，遵循从统一到分散再到统一的整体框架，在课程初期从整体上介绍课程专业在党史知识整理方面的应用，然后在具体知识的教学中讲解不同知识点及技术对党史知识的不同应用，最后以党史为主题进行综合的课程实践。其次，课程采用线上与线下相结合的教学方式，线下以专业知识为主，党史教育为辅，线上增加趣味性党史微视频，大大激发了学生学习兴趣。最后，在整个课程过程中，学生按专业、人物分组进行学习和实践，充分发挥每个学生的优势，使得学生对党史内容有全方位的理解，同时锻炼了学生的团队协作能力。

（一）案例名称

红军知识图谱课程实践

（二）案例教学目标

1、教学知识目标

（1）了解知识工程的基本概念、发展历史与应用，了解知识图谱的概念、发展历史、技术流程等。

（2）了解知识表示的基本概念和常见表示方法，掌握开源本体编辑工具的使用。

（3）了解知识抽取与挖掘的基本概念和常见抽取和挖掘方法，掌握开源关系抽取工具的使用，学会使用开源关系抽取工具对非结构化文本进行关系的抽取。

（4）了解知识推理的基本概念，原理和常见知识推理方法，掌握开源知识推理工具的使用，同时探索数据中可分析和推理的元素。

2. 价值与精神目标

了解红军发展历史和红军编制变迁历史，领会红军长征精神。提升学生的政治素养，培养研究求实的科学态度与不畏困难、刻苦钻研的精神，强化学生的创新精神与团队意识。

（三）案例教学实施过程

（1）课题：红军知识图谱主题实践

（2）教学目标：

学会熟练利用所学知识构建知识图谱，掌握知识图谱的可视化以及查询方法；了解党史知识，体会红军精神，提升政治素养。

（3）教学重点：红军知识图谱的构建。

（4）教学难点：红军知识的收集与整理。

（5）教学过程：

红军知识图谱课程实践分阶段分组推进与进行。首先红军知识图谱课程实践分为三个阶段：知识获取阶段、知识图谱构建与可视化阶段、知识查询与推理阶段。其次，在后两个阶段，学生分为三个小组分别实现三个知识图谱可视化：红军长征图谱、红军历史图谱及红军事件图谱。整个融合党史思政的课程实践的安排与设计如下图所示。

融入党史思政的课程实践整体设计

知识获取阶段，学生根据教师给定的党史数据格式要求，使用知识抽取工具DeepDive及课堂上学习的其他的知识获取技术与方法，进行数据的获取。学生首先从百度百科、知网等平台进行非结构化数据的获取，然后使用DeepDive进行分词、实体抽取等工作，进而将非结构化数据转换为半结构化数据，以进行实体间的关系抽取工作。然而，使用DeepDive抽取的数据质量参差不齐。为了保证党史数据的准确性，学生会对所获取的数据进行二次校正。

知识图谱构建与可视化阶段，教师咨询历史专家的意见后，进行党史本体的建模，如下图所示。然后学生根据教师提供的本体以及第一阶段获取的党史数据，使用结构化数据存储工具Neo4j以及可视化工具echarts.js进行知识存储与知识图谱的构建。

 红军本体

知识查询与推理阶段，学生利用结构化数据存储工具Neo4j进行知识查询。例如，查询“遵义会议”，有关遵义会议的人物、事件、军队以及相关详细信息就会可视化展现，如下图所示。

红军长征图谱效果图

红军历史图谱效果图

红军事件图谱效果图

（四）教学效果及反思

（1）教学效果

本课程以党史知识为线索，要求学生对每个知识点以红军历史为主题进行实践，增强了学生将课堂知识运用到实际中的实战能力，也对专业知识有了更加深入的理解与掌握。

同时，通过这门融合思政的知识工程课程学习，特别是通过红军知识图谱课程实践，学生们了解了红军历史，领会了红军长征精神，对党、对历史、对中华民族的伟大精神，都有了新的认识。对传承和创新中华优秀传统文化，引导当代学生树立正确的国家观、民族观、历史观、文化观有积极作用。

（2）教学反思

虽然此次课程思政在专业知识教育和思想政治教育方面都取得了良好的效果，但也仍存在待改进之处。此次课程思政的内容主要涉及红军历史，并没有覆盖整个中国共产党的发展历史。因此，思政内容的党史覆盖范围还需要扩大，以构建更加完整完善的党史知识查询体系与可视化系统，让学生对中国共产党的历史有更加宏观的了解。在未来的工作中，将发挥好知识工程在知识获取、知识表示和知识推理的优势，引导学生运用知识工程专业，系统性、趣味性展现100年中国近代史、党史、新中国史、改革开放史，由民族衰弱到民族复兴历史曲线及各时期先进人物群体，可以引导青年学子见贤思齐，树立国家兴亡匹夫有责的担当意识，树立开拓创新的科学精神、树立自立自强的民族精神、树立文明比对的民族自信。

图文来源：张小旺

图文编辑：王敏

图文审核：刘洁、张娉婷、杨佳佳