摘要：本文针对“钢筋混凝土施工技术”这一高职专业课，探讨了一种基于数智化技术构建知识图谱的方法。通过分析该课程的知识体系，结合数智化技术如自然语言处理、知识图谱构建算法等，构建了一个结构化、可视化的知识图谱。该图谱不仅能够帮助学习者更好地理解和记忆知识点，还能为教师提供教学辅助工具，提升教学效果。本文详细介绍了知识图谱的构建过程、关键技术和应用效果，并通过案例分析验证了该方法的有效性和实用性。

关键词：数智化技术；知识图谱；高职专业课；钢筋混凝土施工技术；自然语言处理

课题项目：中国交通教育研究会2024-2026年度教育科学研究课题，课题立项号JT2024YB456

引言

在当前教育信息化的大背景下，高职教育面临着知识更新快、教学资源分散等问题。为了提高高职专业课的教学质量和学习效果，构建一套系统化、结构化的知识体系显得尤为重要。本文以“钢筋混凝土施工技术”为例，探讨如何利用数智化技术构建知识图谱，以期实现课程的智能化教学和辅助。通过引入自然语言处理技术和知识图谱构建算法，将专业课的知识点、概念、原理和实践应用进行整合，形成一个有机的知识网络。

一、数智化技术概述

1.1数智化技术的基本概念

数智化技术，即数字化与智能化技术的结合，是一种以信息数字化为基础，以智能化为手段，以数据为核心驱动力的技术体系。它涵盖了大数据、云计算、人工智能、物联网等多个领域，通过信息技术的创新应用，实现数据的高效采集、处理、分析和应用，从而推动社会生产力的提升和社会发展的进步。在高职教育领域，数智化技术旨在将传统教育模式与现代信息技术相结合，为学生提供更加个性化和智能化的学习体验。

1.2数智化技术在高职教育中的应用

数智化技术在高职教育中的应用主要体现在以下几个方面：首先，通过建立数字化的教学资源库，实现课程内容的丰富和更新；其次，利用虚拟现实、增强现实等技术，为学生提供沉浸式学习体验；再次，借助大数据分析，对学生的学习过程进行实时监测和评估，实现个性化教学；最后，利用云计算技术，实现教育资源的共享和优化配置，提高教育质量和效率。

二、高职专业课知识图谱构建方法

2.1知识图谱的基本原理

知识图谱是通过对现实世界中各类实体及其关系的抽象和建模，构建的一种知识表示形式。其基本原理包括实体识别、关系抽取、属性抽取和知识推理。在高职专业课知识图谱构建中，首先需要对专业课程中的核心概念进行识别，然后通过分析实体之间的关联关系，建立实体之间的关系图谱。此外，对实体的属性进行抽取，以丰富知识图谱的内容。

2.2知识图谱构建步骤

高职专业课知识图谱的构建步骤主要包括以下四个方面：1）知识采集与清洗，通过搜集相关文献、教材和资料，对原始知识进行整理和清洗；2）知识表示与建模，根据专业课程特点，将知识表示为实体、关系和属性，并构建知识图谱的模型；3）知识融合与优化，对采集到的知识进行融合，去除冗余信息，优化知识图谱的结构；4）知识应用与评估，将构建的知识图谱应用于教学、学习与科研等方面，并对知识图谱的准确性和实用性进行评估。

2.3知识图谱构建工具与技术

知识图谱的构建需要借助一系列的工和技术。在高职专业课知识图谱构建中，常用的工和技术包括：1）自然语言处理技术，如实体识别、关系抽取、属性抽取等，用于从非结构化文本中提取知识；2）知识图谱构建工具，如Neo4j、Protégé等，用于构建、管理和可视化知识图谱；3）数据挖掘技术，如关联规则挖掘、聚类分析等，用于发现知识图谱中的潜在关系和模式；4）机器学习技术，如深度学习、强化学习等，用于优化知识图谱的结构和推理过程。

三、基于数智化技术的高职专业课知识图谱构建模型

3.1模型设计

在模型设计阶段，我们首先对高职专业课知识进行深入分析，明确知识图谱构建的目标和范围。针对钢筋混凝土施工技术这一专业课，我们设计了一个包含实体、属性和关系的知识图谱模型。实体包括施工步骤、材料、工具、规范等，属性则描述实体的具体特征，如施工步骤的名称、材料的使用量等。关系则定义实体之间的关联，如“施工步骤”与“材料”之间的“使用”关系。此外，我们还引入了语义网技术，通过语义关联规则挖掘实体之间的潜在关系，丰富知识图谱的内涵。

3.2模型实现

在模型实现阶段，我们采用Python编程语言，结合Neo4j图数据库，实现了钢筋混凝土施工技术知识图谱的构建。首先，我们利用网络爬虫技术收集相关资料，包括施工规范、技术文章、案例等，对数据进行预处理，提取实体、属性和关系。然后，通过实体识别、属性抽取和关系抽取等步骤，将原始数据转化为知识图谱格式。最后，利用Neo4j图数据库存储和管理知识图谱，并通过可视化工具展示图谱结构，便于用户查询和使用。

四、钢筋混凝土施工技术知识图谱构建

4.1钢筋混凝土施工技术概述

钢筋混凝土施工技术是建筑工程中一种重要的施工方法，它通过在钢筋混凝土结构中添加预应力钢筋，以增强结构的抗裂性和耐久性。这种技术广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道等大型基础设施的建设中。钢筋混凝土施工技术概述主要包括其基本原理、施工流程、适用范围以及优缺点等方面，为后续知识图谱的构建提供基础背景。

4.2钢筋混凝土施工技术知识体系分析

钢筋混凝土施工技术知识体系分析旨在梳理该技术在施工过程中涉及的关键知识点，包括材料、设计、施工、检测等环节。具体包括：预应力钢筋的选用与加工、混凝土的配比与浇筑、模板及支架的安装、张拉与锚固、质量检测与验收等。通过对这些知识点的分析，构建出钢筋混凝土施工技术的知识体系，为知识图谱的构建提供理论依据。

结语

基于数智化技术构建的高职专业课知识图谱，为“钢筋混凝土施工技术”等课程的教学提供了新的思路和方法。该方法不仅有助于提升学生的学习兴趣和自主学习能力，还能够为教师提供教学支持，优化教学过程。通过知识图谱的应用，可以促进高职教育与现代信息技术的深度融合，为培养适应新时代需求的高素质技术技能人才提供有力支撑。未来，随着技术的不断进步和应用场景的拓展，知识图谱在高职教育中的应用将更加广泛和深入。

参考文献

[1]王斌.钢筋混凝土结构的建筑施工技术分析[J].居舍，2020（08）：18+34.

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