摘要：數(shù)字教材作為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手，目前越來越受到各界人士的關(guān)注。文章分析了知識圖譜賦能數(shù)字教材的動因，闡述了知識圖譜應(yīng)用于數(shù)字教材建設(shè)的現(xiàn)狀，剖析了高職數(shù)字教材的內(nèi)涵和特征，提出了數(shù)字教材的建設(shè)路徑：構(gòu)建多元結(jié)構(gòu)化開發(fā)團隊、確定數(shù)字教材的體系結(jié)構(gòu)、使用專業(yè)工具繪制數(shù)字教材知識圖譜、依據(jù)知識圖譜建設(shè)數(shù)字教材資源，進而在數(shù)字教材平臺部署資源?；谠撀窂介_發(fā)完成了《Web前端開發(fā)案例教程》數(shù)字教材，在人民郵電出版社青藍云數(shù)字教材平臺上線，通過一學期的教學實施，師生反饋良好，學生自主學習時長增加2.1倍，知識點掌握度提高16.3%，較傳統(tǒng)教學模式成績提升17.2個百分點，提升了教師的教學成就感與學生學習獲得感，為高職數(shù)字教材的建設(shè)和使用提供了可復制的實踐范式。

關(guān)鍵詞：數(shù)字教材；知識圖譜；高職；職業(yè)能力；體系結(jié)構(gòu)

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）15-0147-04

0引言

當前，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，職業(yè)教育教材體系正經(jīng)歷結(jié)構(gòu)性變革。教育部《“十四五”職業(yè)教育規(guī)劃教材建設(shè)實施方案》等政策明確要求推動教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建融合多媒體資源的新型教材形態(tài)。數(shù)字教材通過整合文字、音視頻、虛擬仿真等資源，構(gòu)建“學練測評”一體化智能學習平臺，其開放性、交互性特征突破了傳統(tǒng)教材的時空限制[1]，為職業(yè)教育產(chǎn)教融合、理實一體化教學提供了重要支撐。面對技術(shù)技能人才培養(yǎng)需求升級，如何構(gòu)建符合職業(yè)教育類型特征的數(shù)字教材，已成為當前數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的關(guān)鍵命題。

1知識圖譜賦能數(shù)字教材的動因

知識圖譜技術(shù)作為一種結(jié)構(gòu)化知識表示工具[2]，在數(shù)字教材建設(shè)中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。其核心價值在于通過語義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建教材知識體系，將文字、音視頻、虛擬仿真等資源轉(zhuǎn)化為可動態(tài)關(guān)聯(lián)的知識節(jié)點，實現(xiàn)教材內(nèi)容的智能化組織與呈現(xiàn)。具體應(yīng)用場景包括：（1）知識體系可視化：通過節(jié)點（知識點）與邊（邏輯關(guān)系）的圖形化展示，幫助學生快速掌握教材章節(jié)間的層級結(jié)構(gòu)與因果關(guān)聯(lián)。（2）個性化學習導航：基于學生的知識掌握程度與學習軌跡數(shù)據(jù)，動態(tài)生成個性化學習路徑。（3）智能資源推薦：通過分析學習者的興趣標簽與職業(yè)能力目標，精準匹配數(shù)字教材中的拓展資源。系統(tǒng)可根據(jù)學生學習的薄弱環(huán)節(jié)，自動推送相關(guān)資源。（4）實時學習評估：依托知識圖譜的推理引擎，對學生的作業(yè)完成情況、測試結(jié)果進行多維分析。（5）動態(tài)內(nèi)容更新：基于職業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展動態(tài)，自動更新教材知識圖譜中的過時節(jié)點。知識圖譜與數(shù)字教材的深度融合實現(xiàn)了數(shù)字教材從“資源集合”向“智能導師”的轉(zhuǎn)型，為職業(yè)教育做學教一體化教學提供了知識建模與教學實施的雙重支撐。

當前，知識圖譜技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢，尤其在教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型中展現(xiàn)出顯著價值?，F(xiàn)有研究可歸納為三個維度：（1）知識組織與動態(tài)適配。張治等（2021）提出通過知識圖譜的結(jié)構(gòu)化表示，將離散知識點轉(zhuǎn)化為語義網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)學習資源的動態(tài)調(diào)整。這種技術(shù)路徑為解決傳統(tǒng)教材線性編排的局限性提供了方案，但對職業(yè)教育中“理實一體化”場景下的知識動態(tài)更新機制尚未深入探討。（2）多模態(tài)內(nèi)容呈現(xiàn)。劉超等（2023）構(gòu)建了以知識圖譜為底層邏輯的多模態(tài)數(shù)字教材模型，強調(diào)文字、音視頻、VR等元素的協(xié)同表達。該研究雖突破了單一媒體形式，但在職業(yè)教育特有的“作過程系統(tǒng)化”內(nèi)容組織方面，缺乏具體的實踐案例支撐。（3）職業(yè)教育知識建模。徐曄（2023）提出利用AI技術(shù)構(gòu)建職業(yè)教育立體知識圖譜，為技能型人才培養(yǎng)提供了新思路。然而，現(xiàn)有研究對職業(yè)能力標準與知識圖譜的映射關(guān)系研究不足，尚未形成可推廣的知識建模方法論。

當前研究多聚焦技術(shù)實現(xiàn)層面，對職業(yè)教育數(shù)字教材的“職業(yè)性”“實踐性”特征回應(yīng)不足，本文在分析高職數(shù)字教材具有的內(nèi)涵和特征的基礎(chǔ)上，探索高職數(shù)字教材的開發(fā)路徑，并通過建設(shè)人工智能專業(yè)群適用的《Web前端開發(fā)案例教程》數(shù)字教材為例，采用行動研究方法，構(gòu)建基于職業(yè)能力標準的知識圖譜，探索數(shù)字教材建設(shè)和應(yīng)用范式。

2高職數(shù)字教材的內(nèi)涵和特征

高職數(shù)字教材要具備價值引領(lǐng)作用，落實立德樹人根本任務(wù)，堅持正確方向和價值引領(lǐng)，注重鑄魂育人，構(gòu)建德技并修的育人體系。在《Web前端開發(fā)案例教程》數(shù)字教材中，構(gòu)建“四心”思政主線：科技報國育紅心——精益求精筑匠心——編寫代碼培耐心——巧妙構(gòu)思釀創(chuàng)新，在網(wǎng)站內(nèi)容中講好中國故事、培養(yǎng)家國情懷，浸潤科技報國責任擔當，鑄就愛國紅心；在編輯代碼中培養(yǎng)學生耐心細致、精益求精的工匠精神；在網(wǎng)站規(guī)劃和設(shè)計中釀造創(chuàng)意之心，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。將“四心”主線全方位融入數(shù)字教材體系中，實現(xiàn)德技并修。

高職數(shù)字教材體系要以職業(yè)能力為導向，充分體現(xiàn)職業(yè)教育類型特征[3]。要通過知識圖譜建立“Web前端開發(fā)工程師職業(yè)標準—課程教學目標—技能大賽賽項—1+X證書”的映射關(guān)系，實現(xiàn)崗課賽證融通培養(yǎng)。教材內(nèi)容要動態(tài)對接行業(yè)需求。在《Web前端開發(fā)案例教程》數(shù)字教材中，教材知識圖譜要實時關(guān)聯(lián)W3C國際標準和Web相關(guān)職業(yè)技能證書標準，將最新Web技術(shù)和框架等內(nèi)容嵌入教材體系，確保教材內(nèi)容與行業(yè)需求無縫對接，并及時迭代更新。教材內(nèi)容要以工作過程為導向進行系統(tǒng)化設(shè)計，基于典型工作過程構(gòu)建“網(wǎng)站開發(fā)知識圖譜”。要以真實網(wǎng)站項目為引領(lǐng)，將項目劃分為具體的任務(wù)，在任務(wù)實現(xiàn)中學習HTML5語言、CSS3和JavaScript知識點，并通過任務(wù)實現(xiàn)、實訓練習、拓展案例等得到職業(yè)能力的提升。數(shù)字教材平臺根據(jù)崗位需求動態(tài)推送學習任務(wù)，實現(xiàn)\"工作即學習、課堂即崗位\"的沉浸式培養(yǎng)，學生學習數(shù)據(jù)自動生成能力雷達圖，直觀反映與職業(yè)標準的差距，進而在差距中不斷尋求知識、技能和素養(yǎng)的全面提升。

高職計算機類數(shù)字教材還應(yīng)具有多樣性、智能性和開放性等特征。構(gòu)建教材的完整知識體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建智慧課堂教學環(huán)境，提供微課視頻、動畫、電子文檔、PPT課件、實訓案例、拓展案例、習題庫和拓展案例庫等多樣性的教材資源，通過真實項目提供沉浸式學習體驗，促進學習者從接受學習向體驗學習、探究學習的轉(zhuǎn)變，為學生提供全面、系統(tǒng)、智能的學習環(huán)境和知識服務(wù)，為不同層次的學生提供智能化的學習導學，同時密切關(guān)注Web前端開發(fā)領(lǐng)域的新知識、新技能和Web前端開發(fā)工具等的升級迭代，及時將行業(yè)最新標準、技術(shù)框架等融入教材，持續(xù)對教材進行迭代更新，實現(xiàn)教材內(nèi)容與崗位需求的無縫對接。

3高職數(shù)字教材建設(shè)的路徑

3.1構(gòu)建多元結(jié)構(gòu)化開發(fā)團隊

首先，構(gòu)建由出版人員、系統(tǒng)研發(fā)人員、行業(yè)企業(yè)專家和一線教師等構(gòu)成的多元結(jié)構(gòu)化開發(fā)團隊[4]。出版人員須具備國家級職業(yè)教育數(shù)字教材出版資質(zhì)、熟悉《職業(yè)教育教材管理辦法》等政策文件；系統(tǒng)研發(fā)人員須具有知識圖譜、大數(shù)據(jù)分析等相關(guān)技術(shù)認證，掌握數(shù)據(jù)分析工具及知識圖譜構(gòu)建工具；行業(yè)企業(yè)專家須具有3年以上計算機行業(yè)一線工作經(jīng)驗，參與過國家職業(yè)標準制定或行業(yè)技術(shù)規(guī)范編制、具備技師以上職業(yè)資格或高級工程師職稱；一線教師須獲得過省級以上教學能力大賽獎項，或主持過國家級或省級職業(yè)教育教學改革項目，具有企業(yè)實踐經(jīng)歷等。

其次，制訂結(jié)構(gòu)化團隊的合作機制。以角色協(xié)同與流程迭代為核心，通過明確分工與動態(tài)協(xié)作實現(xiàn)資源整合。出版人員主導內(nèi)容規(guī)劃與標準合規(guī)，系統(tǒng)研發(fā)團隊負責技術(shù)平臺搭建與功能實現(xiàn)，行業(yè)專家提供真實項目、實訓與拓展案例與職業(yè)標準，一線教師則從教學場景出發(fā)優(yōu)化內(nèi)容設(shè)計。協(xié)作流程通常分為需求分析、內(nèi)容開發(fā)、技術(shù)適配、測試迭代四個階段。需求分析階段通過多方研討確定教材定位與目標；內(nèi)容開發(fā)階段采用并行模式，出版人員與教師聯(lián)合進行內(nèi)容開發(fā)，技術(shù)團隊同步構(gòu)建系統(tǒng)框架；技術(shù)適配階段需將教學邏輯轉(zhuǎn)化為交互功能，如實訓環(huán)境、數(shù)據(jù)分析模塊等；測試階段通過試點教學收集反饋，推動內(nèi)容與技術(shù)的雙向優(yōu)化。溝通機制依賴定期會議、共享文檔平臺及敏捷開發(fā)模式，確保問題快速響應(yīng)?？珙I(lǐng)域協(xié)作的難點在于專業(yè)語言差異與進度協(xié)調(diào)，需建立標準化術(shù)語庫并制定甘特圖明確節(jié)點責任。最終通過持續(xù)迭代，實現(xiàn)教育性、實踐性與技術(shù)性的深度融合。

3.2確定數(shù)字教材體系結(jié)構(gòu)

數(shù)字教材的體系結(jié)構(gòu)需平衡技術(shù)創(chuàng)新性與教學實用性，通過層次化設(shè)計實現(xiàn)內(nèi)容、技術(shù)與教學的深度融合，最終服務(wù)于高效、個性化的學習目標，設(shè)計原則包括開放性、靈活性、可持續(xù)性和智能性，支持跨平臺集成與資源共享，適應(yīng)不同教學場景（如翻轉(zhuǎn)課堂、混合式學習），通過模塊化設(shè)計降低后期維護成本，同時以學生為中心，符合職業(yè)教育教學規(guī)律。

數(shù)字教材的體系結(jié)構(gòu)是其內(nèi)容組織、技術(shù)架構(gòu)與功能模塊的系統(tǒng)性框架，通?？蓜澐譃榧夹g(shù)架構(gòu)層、內(nèi)容結(jié)構(gòu)層、功能模塊層和用戶體驗層構(gòu)成，如圖1所示。技術(shù)架構(gòu)層采用云計算、大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)構(gòu)建底層架構(gòu)，支持多終端（PC、平板、手機）無縫適配，集成內(nèi)容管理系統(tǒng)（CMS）和學習管理系統(tǒng)（LMS），實現(xiàn)資源存儲、權(quán)限管理與教學數(shù)據(jù)追蹤，并且要遵循國際標準和國內(nèi)教育信息化規(guī)范，確?？缙脚_兼容和數(shù)據(jù)安全與隱私保護。內(nèi)容結(jié)構(gòu)層以項目引領(lǐng)、任務(wù)或案例驅(qū)動進行組織，在每個任務(wù)或案例中包括知識點模塊、任務(wù)或案例實現(xiàn)模塊、實訓練習模塊、拓展和創(chuàng)新模塊、素質(zhì)提升模塊和學習評價模塊。功能模塊層包括教學資源庫、互動協(xié)作系統(tǒng)和評估反饋系統(tǒng)，集成與內(nèi)容相關(guān)的文本、音頻、視頻、3D模型等多模態(tài)資源，支持教師自定義組合，提供行業(yè)企業(yè)專家審核的真實案例庫與職業(yè)技能實訓系統(tǒng)，提供實時問答、在線討論區(qū)、小組任務(wù)協(xié)同編輯等功能，強化師生互動，內(nèi)置題庫、智能組卷與自動批改功能，生成學生學習報告，通過機器學習分析學習軌跡，提供個性化學習建議。用戶體驗層包括界面設(shè)計與學習路徑規(guī)劃，界面設(shè)計采用響應(yīng)式布局，適配不同屏幕尺寸，優(yōu)化加載速度與操作流暢度，提供夜間模式、字體縮放、語音朗讀等無障礙功能，支持學生自主選擇學習路徑，或由系統(tǒng)根據(jù)能力評估推薦個性化方案，記錄學習進度與難點，生成學習者畫像。

3.3繪制數(shù)字教材知識圖譜

繪制數(shù)字教材知識圖譜，可以選用專業(yè)的工具如Neo4j和GraphDB等，實現(xiàn)知識圖譜的存儲和可視化[5]，目前也可以借助一些網(wǎng)絡(luò)教學平臺完成知識圖譜的構(gòu)建。本文基于Neo4j圖數(shù)據(jù)庫構(gòu)建數(shù)字教材知識圖譜。

首先，需要設(shè)計《Web前端開發(fā)案例教程》數(shù)字教材的學習任務(wù)，并獲取各個任務(wù)之間的關(guān)系。以《Web前端開發(fā)案例教程》為例，經(jīng)過教材開發(fā)團隊的研討，將數(shù)字教材圍繞學院網(wǎng)站真實項目的制作分為10個任務(wù)，分別為搭建簡單學校網(wǎng)站、美化簡單學院網(wǎng)站、制作學院介紹頁面、制作學院網(wǎng)站導航條、制作學院新聞塊、制作學生信息表、制作學生信息注冊表單、制作學院網(wǎng)站風景墻、布局學院網(wǎng)站主頁和拓展項目（攝影網(wǎng)站）。各個任務(wù)是按照由易到難的順序進行的，不同任務(wù)又有各自的子任務(wù)，如制作學院網(wǎng)站導航條任務(wù)又包含無序列表樣式設(shè)置和超鏈接樣式設(shè)置兩個子任務(wù)。然后，抽取各任務(wù)涉及的知識點及知識點之間的關(guān)系。本文采用中文分詞工具進行中文的分詞，并構(gòu)建自定義分詞典，共得到知識點的數(shù)量為210個。接著，手動梳理知識點間的關(guān)系，主要包括包含關(guān)系、進階關(guān)系和并列關(guān)系。最后，基于Neo4j圖數(shù)據(jù)庫可視化構(gòu)建出數(shù)字教材的知識圖譜。在知識圖譜中，用圓圈表示節(jié)點，節(jié)點間的有向連接線表示節(jié)點之間的關(guān)系。根據(jù)抽取的知識點和知識點間的關(guān)系，分別構(gòu)建實體清單和關(guān)系清單，導入Neo4j圖數(shù)據(jù)庫，最終《Web前端開發(fā)案例教程》數(shù)字教材的知識圖譜可視化如圖2所示。

3.4依據(jù)知識圖譜建設(shè)數(shù)字教材資源

建設(shè)數(shù)字教材內(nèi)容需要由出版方、系統(tǒng)研發(fā)人員、行業(yè)企業(yè)專家和一線教師共建共管，構(gòu)筑“網(wǎng)絡(luò)平臺+移動終端”的數(shù)字化學習環(huán)境，以此承載更多更豐富的資源類型，包括但不限于微課視頻、動畫、交互式課件、實訓內(nèi)容、課程標準、行業(yè)標準文檔、職業(yè)資格認證題庫等，為不同層次學習者的學習提供更好的學習環(huán)境和學習資源。

以知識圖譜為基礎(chǔ)，組織相關(guān)教師、企業(yè)工程師等相關(guān)人員認領(lǐng)數(shù)字教材建設(shè)任務(wù)，在教材前期已有資源的基礎(chǔ)上，優(yōu)化視頻、課件、習題、案例、實驗項目、電子教案和文檔、實訓項目、拓展案例等教學資源。按照《數(shù)字教育資源質(zhì)量規(guī)范》（GB/T36342-2018）要求，依據(jù)資源質(zhì)量基礎(chǔ)標準：分辨率≥1080P，視頻幀率≥25fps，音頻信噪比≥40dB；內(nèi)容標準：思政元素融入率≥30%，行業(yè)新技術(shù)覆蓋率≥20%（每季度更新）；交互標準：課件互動節(jié)點≥5個/10分鐘；評價標準：習題難度系數(shù)分布（易∶中∶難=3∶5∶2），案例典型性評分≥85分等建設(shè)各類資源。在資源建設(shè)過程中，嚴格執(zhí)行ISO29110學習資源質(zhì)量標準體系，通過“雙盲審校+用戶測試”雙重驗證機制，建立動態(tài)更新機制，核心知識點資源更新周期≤6個月；行業(yè)標準文檔更新周期≤3個月；職業(yè)資格認證題庫更新周期≤1個月。按照“建用并進、持續(xù)迭代”的方式，逐步擴大資源規(guī)模，形成豐富的教學資源布局[6]。建立知識圖譜與教學資源的智能關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，實現(xiàn)知識點與資源、習題、試題的多維映射。通過大數(shù)據(jù)分析學習者行為軌跡，動態(tài)優(yōu)化資源推薦算法，將資源有效利用率提升至85%以上，保障教學資源的可用性、有效度和前沿性。

3.5在數(shù)字教材網(wǎng)絡(luò)平臺部署資源

首先，一線教師通過數(shù)字資源管理系統(tǒng)提交各類資源，系統(tǒng)自動進行格式校驗（如視頻需為H.264編碼，文檔需為PDF/A-2U）。隨后，出版方進行資源提交與審核，啟動“三審三?！绷鞒蹋M行內(nèi)容政治性和科學性審查即初審，然后再根據(jù)技術(shù)標準進行二審，隨后再對元數(shù)據(jù)進行完整性校驗即三審，通過審核的資源自動生成唯一資源標識符（URI），并加密存儲于區(qū)塊鏈存證系統(tǒng)。資源部署后再由作者進行學習路徑規(guī)劃，平臺提供可視化路徑編排工具，支持拖拽式知識點關(guān)聯(lián)，作者通過智能備課系統(tǒng)建立課前預習資源包（含微課視頻、閱讀文檔、查詢資料以及交互式測試等），課中活動資源包（含任務(wù)實現(xiàn)+實時答題系統(tǒng)）和課后拓展資源包（含行業(yè)案例庫+AI答疑機器人），系統(tǒng)自動生成學習路徑圖。選用教材的教師可以使用作者提前做好的學習路徑規(guī)劃方案，也可以對作者的規(guī)劃方案進行修改，或者補充要學習的資源和內(nèi)容，也就是可以進行二次備課，最后選用教師將備課的內(nèi)容發(fā)布后，學習者才能根據(jù)前期設(shè)置好的方案進行學習，但前提是學生要事先在平臺進行注冊，選用且購買教材后，才能使用教材并使用其中部署好的教材資源。

4實踐及結(jié)論

本研究團隊基于上述數(shù)字教材開發(fā)路徑，成功完成《Web前端開發(fā)案例教程》數(shù)字教材開發(fā)并在人民郵電出版社青藍云平臺上線。通過一學期的教學實踐驗證，該數(shù)字教材在教學實施層面構(gòu)建了包含微課視頻、動畫、交互式課件、實訓內(nèi)容、習題庫、試題庫、拓展案例庫等數(shù)字化資源的立體化教材體系，教師備課效率提升40%以上，通過智能備課模塊實現(xiàn)教學任務(wù)的動態(tài)重組，課堂互動頻次增加35%；學習效果層面建立了“知識圖譜+學習分析”的個性化學習支持系統(tǒng)，學生自主學習時長增長2.1倍，知識點掌握度提高16.3%，較傳統(tǒng)教學模式提升17.2%；教育生態(tài)層面形成了“教材-平臺-服務(wù)”一體化解決方案，實現(xiàn)教學數(shù)據(jù)的全流程采集與分析，為精準教學提供了決策支持。該研究成果為職業(yè)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了可復制的實踐范式，其實施路徑可推廣至高職其他專業(yè)課程，智能化教學支持系統(tǒng)對“崗課賽證”綜合育人模式具有重要參考價值。未來研究將聚焦在深化人工智能技術(shù)在教材開發(fā)中的應(yīng)用，構(gòu)建自適應(yīng)學習系統(tǒng)，在知識圖譜的基礎(chǔ)上探索能力圖譜的構(gòu)建方法，以能力圖譜融入教材體系建設(shè)，持續(xù)完善教材迭代優(yōu)化模型。

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【通聯(lián)編輯：王力】