[發明專利]一種知識網絡構建及可視化方法和系統

在審

• 申請號: 201710184297.5
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107085596A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 溫武少;徐富秀;秦景輝;王詩萌
• 申請（專利權）人: 廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及知識網絡構建領域，更具體地，涉及一種知識網絡構建及可視化方法和系統。

背景技術

根據聯接主義（Connectivism）認知理論的觀點，學習是一個不斷聯接知識節點/資源的過程，知識點間的內在聯系在該過程中具有重要作用。最新的認知科學表明，知識間的關聯關系對認知具有顯著影響。知識網絡通過知識節點及知識節點之間的關系很好地展現了知識間的關聯關系。傳統的知識點表示法對知識點關聯的界限比較模糊，很難區分知識點之間的關系；按照加涅(Gagne)關于學習結果的分類對知識點類型的劃分過于籠統，不利于知識點的計算機處理；因此，如何使得知識點信息更加詳細和易于計算機處理是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明為解決以上現有技術對知識點類型及關系劃分過于籠統的的缺陷，提供了一種知識網絡構建及可視化方法，該方法對知識點類型、知識點關系屬性、知識點非關系屬性進行了恰當的劃分，使知識點的關系適合計算機處理和展示。

為實現以上發明目的，采用的技術方案是：

一種知識網絡構建及可視化方法，包括以下步驟：

S1.使用知識點的關系屬性和非關系屬性對知識點進行表示；

S2.使用知識點的表示構建知識庫；

S3.基于知識庫進行知識網絡的構建；

S4.利用知識網絡引擎獲取知識網絡中知識點的關系屬性，傳遞給可視化插件進行可視化處理。

優選地，所述知識點的類型包括事實、概念、規則、高級規則、認知策略和步驟。

優選地，所述知識點的關系屬性包括：前續知識點、后續知識點、父知識點、子知識點、兄弟知識點、相關知識點；所述知識點的非關系屬性包括：知識點編號、知識點名稱、關鍵字、知識點簡介、知識點標簽、學習目標、重要程度、知識點難度、考試頻率、知識點類型、參考資料、學習建議、關聯知識點、學習資料、測試題、測試閾值、知識點內容、備注等。

優選地，所述步驟S4中的可視化插件根據接收的知識點的關系屬性從知識網絡中提取出知識點的父知識點、子知識點、前續知識點、后續知識點、兄弟知識點、相關知識點，將相關知識點映射到三維空間中的x平面，將前續知識點、后續知識點映射到y平面，將父知識點、子知識點、兄弟知識點映射到z平面，形成三維立體的知識網絡空間結構。每個平面上的知識網絡作為該知識網絡空間的子知識網絡，展示了知識點關系中的部分關系。該知識網絡空間和子知識網絡提供一系列方便查看的交互操作如移動、縮放、旋轉以及鏈接等，通過二維三維空間切換查看不同關聯的知識點，通過位置變換查看或聚焦其他知識點，通過資源鏈接進行知識點的具體內容、學習資料的學習。通過修改可視化插件的某些屬性，可實現基于知識網絡的人機交互，進而實現知識點的學習軌跡追蹤、資源鏈接等功能。

優選地，所述知識庫包括知識點表、知識點關系表、知識點學習資源表、知識點測試題表，其中知識點表存儲知識點的非關系屬性，知識點關系表存儲知識點的關系屬性，知識點學習資源表存儲知識點與學習資源的關聯信息，知識點測試題表存儲知識點的測試題信息。

優選地，所述知識點基本模型表示為kp_base={kp_id，kp_name，keywords，kp_intro，label，learn_target，importanty，dificulty，test_frequency，kp_type，reference，learn_suggest，associated_kps，material，testing，passs_core，content，memo}，以上字段分別表示知識點編號、知識點名稱、關鍵字、知識點簡介、標簽、學習目標、重要程度、知識點難度、考試頻率、知識點類型、參考資料、學習建議、關聯知識點、學習資料、測試題、測試閾值、知識點內容、備注；其中，知識點標簽表示為label={edu_stage_tag，subject_tag，subject_chapter_tag，subject_section_tag}，各字段分別表示知識點教育階段標簽、知識點學科標簽、學科章標簽、學科節標簽；關聯知識點表示為associated_kps={pre_kp，next_kp，father_kp，child_kp，brother_kp，other_kp}，各字段分別表示前續知識點、后續知識點、父知識點、子知識點、兄弟知識點、相關知識點。

同時，本發明還提供了一種應用以上方法的系統，其具體的方案如下：