对于在线教学，上海师生已不陌生。但是，如何提高在线教学的智能化、个性化和精准化，如何确保学生学习的专注度和兴趣度，仍是让很多老师头疼的问题。面对上述问题，来自宝山区的知识图谱团队历时8年研究实践，建立了全国首套应用于课堂教学的高中生物知识图谱，并设计了适用于线上和线下教学的智适应学习系统。该系统已经在上海市行知中学投入多年试点实践，在学生学业水平等级考中，试点班级学生A+以上比例达到47.7%，成效显著。这个学习系统目前在上海、江苏、湖南、新疆、黑龙江、安徽、江西等省市40多所学校使用，2万余名学生获益。

老师利用智适应学习系统教学 来源/采访对象供图

宝山区教育局局长张治表示，知识图谱可以将资源组织系统化，使资源呈现结构化、精准化、个性化、动态化的特征，这样不仅人可以读懂，而且机器也能读懂，从而为技术赋能教学提供重要支撑。2018年，教育部颁布了新课程标准。在第四期“双名工程”张治高峰计划的带领下，研究团队把生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度的生物学核心素养融入到知识图谱和智适应学习系统中。

基于知识图谱的智适应学习系统为线上教学提供了多个学习场景。学生可以选择学习的章节范围，系统会推送给学生试题，学生解答后，系统会根据学生的解答智能化分析学生的薄弱知识或素养，智能化地推送知识和微课，学习后，系统还会再推送试题进行检测，如果达到要求即完成了此轮学习，否则系统会再次对学生学习进行诊断，进行个性化推送和学习。最后根据学生的学习情况推送个性化的作业，为学生课后辅导提供了“1对1”的有“温度”的老师。

然而，有了这样一个智适应学习平台，并不等于不需要老师参与线上教学了。研究团队介绍，平台可以帮助学生解决个性化的、简单的知识问题，从而给课堂留下充足的时间去解决共性的、复杂的知识问题，去让学生去思考、交流和表达，解决真实情境的问题。例如，在“细胞代谢”单元的线上教学中，教师可以看到学生常态化的学习数据；在课堂上，老师以“生态瓶中放置植物的目的是什么？如何实现这个目的？”“生态瓶中放置的鱼等动物的能量来源是什么？”两个问题引导学生将“细胞代谢”单元学科的概念进行结构化构建。在此基础智商之上，学生还要解决两个真实问题——“为了使生态瓶能够长期维持稳态，需要考虑哪些因素？”“我们的地球也类似一个大的生态瓶，如果要让地球能够长期维持稳态，我们可以做什么呢？”课程结束以后，系统会根据学生的学习状态，推送学生个性化的作业。

有意思的是，在“温度对光合速率影响”的教学中，教师根据经验认为，此内容和光合作用中“酶的活性”关联，学生如果没学好，可能是因为酶的特性相关知识没有学好导致的。但是，尽管反复复习，效果甚微。在学习平台的帮助下，老师根据学生的学习路径可以看出，很多学生成绩不佳是因为“蛋白质结构”的知识点掌握欠佳造成的。有了这个发现，教师在进行教学时，强化了蛋白质结构这个内容的讲解，效果很明显。这样一来，教学更精准，也为减负增效提供了更多可能。