近年来,随着信息技术的发展与多媒体教学设备的普及,多媒体教学已成为常态。而科学纪录片有着严谨的专业知识、生动的场景故事,是很理想的视频导学素材来源。但由于教师所需的导学素材通常是包含特定教科书知识点的数分钟短片,教师很难快速判断一部科学纪录片是否包含所需片段、定位片段位置。因此,目前对于如何建立课程知识点与科学纪录片之间的联系,快速准确地从纪录片中找到合适的导学素材,仍留有很大的空白。基于以上诉求,本文以小学数学为例,设计实现面向小学数学教学的导学素材检索系统。论文主要工作如下:（1）小学数学课程知识图谱的构建。综合考虑知识点教授顺序及知识点重要程度等因素,明确小学数学知识图谱需要的实体、关系和属性,并比较常用的图谱构建方法的效果,确定实体识别和关系抽取的方法,构建所需的小学数学知识图谱。（2）系统设计。通过对导学素材检索的功能需求进行充分分析,本研究将导学素材检索系统划分为四个功能模块:素材查询检索模块用于实现用户输入关键词相契合的具体纪录片及时间段的检索;前台交互模块实现对于数据库存储的纪录片信息的可视化展示与交互;后台管理模块用于纪录片信息及字幕文件的上传解析,以及删除、修改、查询等数据管理操作;自动问答模块则基于前文构建的小学数学知识图谱实现对于学科知识的自动问答。（3）系统实现与效果验证。本文主要使用SpringBoot框架搭建服务器端,并结合前端和后台开发技术、Neo4j图数据库、基于Spark的朴素贝叶斯分类器技术等,逐步实现系统相关功能,并提出一种关联Neo4j中存储的学科知识图谱对Elasticsearch检索结果重排序的方法。设计对比实验,邀请5名一线教师对多个主题的检索结果进行双盲打分,多个主题的检索结果重排序之后的nDCG得分均值达到0.92,相比初始结果平均提升了 1.4%。综上,本文采用系统开发方法和相关技术工具构建了一个功能齐全的导学素材检索及管理系统。本系统将提供面向小学数学教学的导学素材搜索的一站式解决方案,实现对于纪录片素材片段的查询检索功能以及基本的管理和维护功能,同时提供了学科知识自动问答模块使其具备更高的用户友好度。