编者按：本文选自《中国医学气功学会第21届学术年会论文集》，由中国医学气功学会会员、北京中医药大学针灸推拿学院在读硕士李君撰写。本文介绍了《中医气功学》知识图谱的构建思路。以《中医气功学》教材为大纲，依托科大讯飞知识图谱平台，采用AI合成结合人工标引的方法，构建中医气功学数字资源，形成可视化知识图谱，为搭建中医气功学科建设、“一流”课程建设、社会科普奠定基础。

《中医气功学》知识图谱构建思路

李君 张田 李新 张海波^*

（北京中医药大学针灸推拿学院 北京 102488）

摘要：知识图谱作为人工智能的一个分支，其相关技术近年来取得突破性进展，在越来越多的学科教育教学中广泛应用，而在中医药领域教育教学中应用较少。本研究介绍了《中医气功学》知识图谱的构建思路。以《中医气功学》教材为大纲，依托科大讯飞知识图谱平台，采用AI合成结合人工标引的方法将《中医气功学》中的知识点按照既定的关系，结合相关文献、音频、视频等教学资源储存和展示。构建中医气功学数字资源，形成可视化知识图谱，为搭建中医气功学科建设、“一流”课程建设、社会科普奠定基础。

关键词：中医气功学 知识图谱 数字资源 智能问答 教育教学

作者简介：李君，女，北京中医药大学针灸推拿学院在读硕士，E-mail：juyue917@163.com.张田，北京中医药大学硕士.李新，北京中医药大学硕士.

2021年《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》中提出“系统梳理各学科知识脉络，明确各知识点间的关系，分步构建国家统一的学科知识图谱。”2023年2月教育部长怀进鹏在《世界数字教育大会》上的主旨演讲中提出“加强数字教育环境下的教学研究，更好地创新教育教学模式和测评方式，助推教学质量提升。”近年来，清华大学、北京外国语大学、哈尔滨工业大学、武汉体育学院等多所高校已经开始将知识图谱应用于教学，打造智慧教学平台。而中医药领域知识图谱的发展相对落后，存在规模小、数据单一等不足之处，中医药教育教学中的应用更是微乎其微，基于全国中医药行业高等教育“十三五”规划教材《中医气功学》的知识图谱构建，将知识图谱引入中医气功学，则尚无相关研究。

气功是调身、调息、调心三调合一的身心锻炼技能。气功在古代有导引、吐纳多种名称，是我国古代用来修身养性的一种方法，历代经典都有相关功法的讲解以强调气功在中医学中的重要性以及气功对治疗疾病和益寿延年的重要性。《素问·异法方宜论》：“中央者，其地平以湿，天地所以生万物也众；其民食杂而不劳，故其病多痿厥寒热；其治宜导引按蹻，故导引按蹻者，亦从中央出也”。宋人增补的《素问·遗篇·刺法论》中更具体地记载了一则导引治肾病的方法：“肾有久病者，可以寅时面向南，净神不乱，思闭气不息七遍，以引颈咽气顺之，如咽甚硬物。如此七遍后，饵舌下津令无数。”中医气功学是一门研究中医药学领域内气功学术的历史发展、基础理论、操作技能和临床应用及其原理的学科。是作为中医学术与气功学术相结合而产生的学科，是中医人才培养中极其重要的一部分，上世纪五六十年代五老上书也曾强调中医教育中气功学的重要性。随着近几年数字化教学的发展，构建中医气功学知识图谱，建立中医气功学数字资源以助力中医气功学的教学，有很多传统课堂没有的优势，能够提高教学质量。

本研究介绍了科大讯飞知识图谱基础理论与构建技术，以“‘基础-技能-治疗’一体化”模式，基于《中医气功学》教材，结合中医气功学的各知识点、中医气功相关的文献、图片、视频等资源，对图谱模式层进行设计，构建顶层模式，抽取实体和关系，以三元组为基础绘制一个直观、可视化的中医气功学知识图谱，构建新型数字资源。为搭建中医气功学科建设、“一流”课程建设、社会科普奠定基础，并为中医相关的其他学科知识图谱的构建提供思路，助力中医教学。

1《中医气功学》知识图谱理论与技术

1.1知识图谱的概念

知识图谱是一种组织和表示知识的方法，它通过将实体、属性和关系以图的形式进行建模，从而构建出一个具有结构化和语义化特点的知识库。

科大讯飞教育知识图谱管理平台立足知识工程和认知智能领域，提供知识图谱的全生命周期管理方案。整合大规模离散的业务数据、开放动态数据、专家经验数据等，通过可视化方式完成领域知识体系建模，利用AI工作流实现知识图谱的快速构建，依托平台自身开放能力和计算推理引擎，依托图谱提供基础的应用能力，在各垂直领域基于图谱形式的行业知识，对智能客服、智能决策、智慧教育等各类智能化服务进行赋能。

1.2知识图谱架构概述

科大讯飞在知识图谱的构建过程中采用了多种技术和方法，具体包括以下几个方面：①知识抽取与挖掘：科大讯飞运用自然语言处理、信息抽取和文本挖掘等技术，从结构化和非结构化数据源中提取实体、属性和关系等知识。通过分析文本语义、实体识别、关系抽取等手段，将原始数据转换为可用于知识图谱构建的形式。②知识集成与融合：科大讯飞将来自不同数据源的知识进行集成和融合，以构建更完整和准确的知识图谱。通过标准化数据模型、语义对齐和冲突消解等技术手段，将不同数据源的知识进行整合，使得知识图谱具有一致性和完整性。③知识表示与存储：科大讯飞采用语义网络、图数据库等技术，对知识进行有效的表示和存储。通过使用统一的语义模型和图数据库的特性，可以将知识以图的形式进行存储，支持高效的查询和推理操作。④知识推理与推荐：科大讯飞运用基于规则的推理、逻辑推理和机器学习等技术手段，对知识图谱中的知识进行推理和应用。通过推理引擎，可以从已有知识中推导出新的知识，同时也可以通过个性化推荐算法，将知识图谱中的知识按用户需求进行推荐。⑤知识更新与维护：科大讯飞实施定期的数据更新和质量维护策略，以确保知识图谱的准确性和时效性。在知识集成时，会考虑数据的来源和权威性，采取相应的手段和工具对数据进行验证和纠错。

通过以上的构建技术，科大讯飞的知识图谱能够从多个数据源中提取和整合知识，进行有效的存储和推理，并为用户提供智能化的服务和应用。知识图谱的构建方案即支持精准化知识图谱建设和也支持机器学习自动建设。在精准构建方案中，需先梳理好业务知识图谱后，抽离现实世界中的实体与实体、实体与属性之间的关系，通过知识图谱三元体结构进行表达，图谱构建模块完成图谱概念树、概念属性及关系管理，同时支持图模式管理，图谱的概念及属性关系构建完成后，可添加实体数据，平台针对不同的数据类型提供不同数据处理方式，对于结构化数据，可通过知识映射快速导入数据，同时平台也支持用户手动创建导入，面对非结构化数据，平台提供阅读理解模型，可抽取非结构化数据中的实体、关系、及实体属性值。通过构建知识图谱，可建立起教师、学生间的良性互动关系，通过在线阅卷、在线考试、题库诊断、教学资源推荐、智慧课堂、自主学习等多种渠道为学生提供针对性、个性化学习，帮助学生提高学习成绩，建立“以学生发展为中心”的个性化自适应学习方式。

2《中医气功学》知识图谱建设方案

本研究以《中医气功学》教材为主线，以“基础-技能-治疗”为框架，结合张海波教授在气功领域研究的成果和教学经验并参考领域专家意见，最终定义概念类型十余种。概念间的关系十余种，如从属、并列、前序后继关系等。依托科大讯飞知识图谱平台，采用AI合成结合人工标引的方法将《中医气功学》中的知识点按照既定的关系，结合相关文献、音频、视频等教学资源储存和展示。同时结合古代文献和现代研究，各类功法视频演示及视频讲解等资料，构建中医气功学数字资源，形成可视化知识图谱，为搭建中医气功学科建设、“一流”课程建设、社会科普奠定基础。

2.1收集课程资源

首先根据全国中医药行业高等教育“十三五”规划教材《中医气功学》，梳理知识图谱的框架和内容。中医气功学分为三个板块即基础篇、技能篇、治疗篇。其他资料的收集，填充将依此为纲。构建“‘基础-技能-治疗’一体化”模式的《中医气功学》知识图谱就是每一个知识点的相关内容都会以‘基础-技能-治疗’为主线链接。也就是说每个知识点都会呈现出来其基础知识部分（包括历史发展、古典文献、现代研究等）、技能部分（包括视频演示、视频讲解、音频领练、文字讲解等）、治疗部分（包括古典文献、现代研究等）的相关内容。

收集课程相关资料，包括：①收集相关古典文献、现代研究等。②收集课程练习、测验等题目、匹配对应的知识点，作为知识点练习和测评。③收集课程录播课、视频课、精品课、课件等教学资源。将这些资料填充到以教材为纲的知识图谱中，构建数字资源。

2.2选择知识图谱体系

知识图谱构建有两种体系，包括教材教辅知识图谱和学科专业知识图谱。教材教辅知识图谱按照教材大纲构建。学科专业知识图谱包含的知识体系面更广，包括视频音频相关资源，以及相关技能构建知识图谱。中医气功学作为中医学术与气功学术相结合而产生的学科，既有理论部分，也有实践技能部分。其知识图谱的构建应当使用教材教辅知识图谱与学科专业知识图谱两种体系相结合构建

2.3搭建知识图谱

按照斯坦福大学本体搭建七步法搭建《中医气功学》知识图谱。①确定专业领域：确定专业课程领域即中医气功学。②设计本体：课程所包含的模块。中医气功学包含基础篇、技能篇、治疗篇三个模块。③列出术语：列出每个本体的知识。如内丹理论、具象思维等等。④定义层级关系：列出知识点之间的关系。如父子、兄弟、相关、前验、后续等层级关系。如基础篇与古典理论是父子关系，基础篇与绪论属于相关关系。⑤定义属性值：每个知识点的属性。比如五行掌这个知识点，它的属性包括定义、源流、传承、习练方法、视频演示、现代研究等。⑥定义约束：不同属性的类型和范围。进行内容填充，如文件下载链接等。⑦构建实例：构建出完整的中医气功学知识图谱。

以上七步分为两个阶段，前三步是第一个阶段，梳理课程内容、大纲，属于宏观框架搭建。第一阶段是笔者根据《中医气功学》教材构建课程框架。第一阶段梳理框架以Excel表形式呈现，通过AI工作流实现知识图谱的快速构建，可以形成一个初步的知识图谱。后四步是第二个阶段，属于微观知识梳理，根据相关文献的查阅，结合张海波教授在气功领域研究的成果和教学经验并参考领域专家意见梳理出中医气功学相关的知识点以及知识点的属性、关系、相关文献、文件、音频等。对千余条知识点进行人工标引，手动输入。最终构建出完整的中医气功学知识图谱。

3《中医气功学》知识图谱应用

3.1数字资源库方便教师、学生查找资料

知识图谱结合视频、音频、文献、题库等教学资源，搭建好之后可以清楚的看到哪个点上有资源，哪个点上没有资源，一目了然。对于有资源空缺的知识点可以设置虚拟人，自动生成讲解视频，不必另外录制添加。相关教学资源整合在一个平台，在资源存储和查找上提供了极大的便利，无论教师还是学生查找相关内容资料都非常快捷。

3.2提供课程智能问答

通过知识图谱实现智能问答是知识图谱创建之初的最主要的目。知识图谱最开始是专家系统，通过语音识别或者对文字进行语义理解，通过知识图谱的推荐引擎把相关内容从知识图谱里面提取出来，通过语音合成的方式或者文字的方式展示出来。这是知识图谱最开始的应用。比如在对话框里输入语音或者文字“什么是五行掌”，就会自动以文字或以语音形式回答关于五行掌的历史发展、相关理论、古典文献、现代研究、功法演示等等相关内容。

3.3为学生提供个性化学习路径

辅助学生学习，及时反馈学习效果、个性化知识点测评，精准推荐适合的练习题目和学习资源，满足学生按培养要求，按兴趣学习，按知识弱项学习，避免程序化、刷题式学习，帮助学生提升学习效率。根据基于学生当前知识点掌握度，基于认知诊断模型判断学生知识点掌握水平，并可视化呈现给学生，通过计算知识点亲密度，级联更新相关知识点，为学生提供个性化学习路径。

4小结与展望

传统的中医气功学教学模式难以激发学生学习的主动性，本研究将《中医气功学》所有知识点及相关内容以可视化形式呈现，根据节点颜色和节点密集程度可以判断知识点的重要程度，以及该知识点与其他知识点之间的关系，更加直观，搜索也非常方便，提高教师备课效率，也提高了学生学习效率。我们都知道，要学好中医气功学，一本教材是远远不够的，知识图谱整合了其他教育教学资源，查阅一个知识点的时候可以显示与之相关的历史发展，古典文献，现代研究，功法演示，临床治疗等等相关内容，使同学们全方位，多角度的掌握知识。数字资源平台还可以进行个性化知识点测评，实时动态评估学生知识点掌握情况，个性化推荐练习资源和学习资源，避免程序化、刷题式学习，并且为学生提供个性化学习路径，做到因材施教。智能问答则可以识别语音和文字语义，并且即时给出相关答案。如此多维度的教学，提高教师备课效率，也大大提高了同学们的学习效率及学习积极性，提高中医气功学的教学质量。后续将对本研究进行实验班教学并在学期结束进行问卷调查。各个方面得到很好的反响之后将应用于各大中医药院校后续的中医气功学课程教学中，将知识图谱应用于教学的方法进一步发展完善和推广，为中医气功的人才培养奠定基础。

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