[發(fā)明專利]一種支持自主學(xué)習(xí)的個(gè)性化知識(shí)元表的自動(dòng)生成方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710093403.9
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN106886821A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫雪冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N99/00
• 分類號(hào): G06N99/00;G09B7/08
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44100
• 代理人: 張玲春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種支持自主學(xué)習(xí)的個(gè)性化知識(shí)元表的自動(dòng)生成方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展以及電子教學(xué)資源的日益豐富，教學(xué)過程正在發(fā)生巨大變化，正在從傳統(tǒng)的以教師的教為主導(dǎo)的教學(xué)過程轉(zhuǎn)向?yàn)橐詫W(xué)生為中心的、以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主的教學(xué)過程。若要實(shí)現(xiàn)既能充分發(fā)揮當(dāng)前教育技術(shù)所支持的新的教學(xué)過程的優(yōu)勢(shì)，又能防止學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中迷航的目標(biāo)，就需要解決：“如何根據(jù)學(xué)習(xí)者的具體情況及其所處的資源環(huán)境狀況，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度為其學(xué)習(xí)制定個(gè)性化的、優(yōu)化的學(xué)習(xí)方案”這一難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種支持自主學(xué)習(xí)的個(gè)性化知識(shí)元表的自動(dòng)生成方法，針對(duì)開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自主學(xué)習(xí)，根據(jù)學(xué)習(xí)環(huán)境的特點(diǎn)，從學(xué)習(xí)者自身情況出發(fā)來生成個(gè)性化學(xué)習(xí)方案。

本發(fā)明提供一個(gè)基于知識(shí)模型和過程模型的雙模型映射的大型個(gè)性化學(xué)習(xí)方案的自動(dòng)生成與優(yōu)化方法來為e-learning環(huán)境中的學(xué)習(xí)者提供導(dǎo)航。本發(fā)明研究的是ITS(ITS，Intelligent Tutoring Systems)中的核心技術(shù)問題，是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)施個(gè)性化教育的技術(shù)基礎(chǔ)。

該方法在學(xué)習(xí)內(nèi)容模型和學(xué)習(xí)過程模型的基礎(chǔ)上，利用這兩個(gè)模型之間的映射關(guān)系，通過對(duì)這兩個(gè)模型的聯(lián)合處理生成知識(shí)元粒度層的知識(shí)表。它首先根據(jù)知識(shí)元的聚集性對(duì)知識(shí)模型進(jìn)行知識(shí)單元?jiǎng)澐郑鶕?jù)知識(shí)元之間的時(shí)序性進(jìn)行知識(shí)單元的層次的標(biāo)定；之后，根據(jù)過程模型中活動(dòng)的時(shí)序性以及活動(dòng)的類型、支持資源等屬性，對(duì)同一個(gè)知識(shí)單元內(nèi)的活動(dòng)進(jìn)行串行化處理；之后根據(jù)知識(shí)單元所在層次及知識(shí)單元的時(shí)序關(guān)系，進(jìn)行知識(shí)單元間的活動(dòng)的串行化處理，給出針對(duì)不同學(xué)習(xí)者的知識(shí)元粒度層的學(xué)習(xí)方案。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體包括兩個(gè)方面，一方面提出了一種支持自主學(xué)習(xí)的個(gè)性化知識(shí)元表的自動(dòng)生成方法，具體包括以下步驟：

步驟1，此步驟主要進(jìn)行問題描述并進(jìn)行相關(guān)約定。

步驟2，此步驟為預(yù)處理階段。主要包括學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識(shí)建模、如何學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)過程建模以及優(yōu)化所依據(jù)的模型性質(zhì)、模型之間的映射規(guī)則。

步驟3，知識(shí)模型的層次劃分。主要根據(jù)不同知識(shí)單元中的知識(shí)元之間的關(guān)系進(jìn)行知識(shí)單元的層次劃分。

步驟4，知識(shí)單元內(nèi)部知識(shí)元學(xué)習(xí)活動(dòng)的串行化。主要依據(jù)相關(guān)規(guī)定，根據(jù)學(xué)習(xí)過程的特點(diǎn)及性質(zhì)進(jìn)行單元內(nèi)學(xué)習(xí)活動(dòng)的串行化。

步驟5，不同知識(shí)單元間的知識(shí)元進(jìn)行串行化處理。主要包括同一層次的不同知識(shí)單元中的知識(shí)元的串行化處理及不同層次的知識(shí)單元中的知識(shí)元的串行化處理。

步驟6，監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容，若二者之一發(fā)生變化時(shí)，則進(jìn)行相關(guān)性判斷以及相應(yīng)處理。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述步驟2中，學(xué)習(xí)過程為對(duì)應(yīng)知識(shí)元的學(xué)習(xí)過程，過程模型和知識(shí)模型的存在又分為四種情況：一種情況為只有知識(shí)模型；第二種情況為只有學(xué)習(xí)過程模型；第三種情況為學(xué)習(xí)過程模型和學(xué)習(xí)知識(shí)模型都存在；第四種情況為知識(shí)模型和過程模型都不存在。對(duì)于第一種情況和第二種情況，利用模型之間的映射關(guān)系可以從一種模型生成另外一種模型；對(duì)于第三種情況可以根據(jù)模型之間的映射關(guān)系進(jìn)行一致性檢查；對(duì)于第四種情況可以先進(jìn)行知識(shí)建模，之后利用模型之間的映射關(guān)系自動(dòng)生成過程模型。因此這里主要給出知識(shí)模型和過程模型的描述方式以及它們之間的映射規(guī)則。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述步驟3中，具體又分為以下幾步驟：

3.1)根據(jù)不同知識(shí)單元間知識(shí)元之間的關(guān)系進(jìn)行單元的層次劃分；

3.2)以目標(biāo)知識(shí)元為起點(diǎn)進(jìn)行逆向回溯，并進(jìn)行層次標(biāo)定；

3.3)對(duì)于某些知識(shí)單元，在不同的回溯路徑上所處的層次不同，如果我們按逆向從小到大編號(hào)，則該知識(shí)單元的編號(hào)取較大的編號(hào)；

3.4)總的路徑層次編號(hào)以最大的知識(shí)單元編號(hào)為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定，如果某條路徑上的知識(shí)單元數(shù)小于最多層次數(shù)，則在順序編號(hào)的斷層處加入空的知識(shí)單元，該單元只起一個(gè)占位作用。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述步驟4中，根據(jù)學(xué)習(xí)過程模型的特點(diǎn)，對(duì)知識(shí)單元內(nèi)部的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行串行化處理，獲得串行的、以活動(dòng)為單位的學(xué)習(xí)序列。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述步驟5具體包括：利用知識(shí)單元的層次性，對(duì)知識(shí)單元間的知識(shí)元學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行串行化處理。該步驟又分為兩個(gè)子步驟：

步驟5.1，同一層次不同知識(shí)單元間的知識(shí)元的串行化處理；

步驟5.2，不同層次的知識(shí)單元間的知識(shí)元的串行化處理；

進(jìn)一步，本發(fā)明所述步驟6具體包括：6.1)學(xué)習(xí)者的可用時(shí)間發(fā)生變化；6.2)學(xué)習(xí)過程發(fā)生變化；6.3)學(xué)習(xí)內(nèi)容發(fā)生變化。