[發(fā)明專利]一種基于知識(shí)圖譜的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑推薦方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710395067.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN106991197A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段玉聰;邵禮旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/30
• 分類號(hào): G06F17/30;G06Q50/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種基于知識(shí)圖譜的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑推薦方法。主要用于使學(xué)習(xí)者花費(fèi)最少時(shí)間和精力（假定時(shí)間、精力均勻分布，單位時(shí)間和精力獲得的知識(shí)一樣多）得到最高效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，使學(xué)習(xí)者避開不必要去學(xué)習(xí)的知識(shí)，只在不會(huì)或者不熟練的知識(shí)上花費(fèi)時(shí)間和精力，屬于分布式計(jì)算和軟件工程學(xué)技術(shù)交叉領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)人們的知識(shí)掌握程度提出了更高的要求，智能教學(xué)系統(tǒng)中選擇合適的學(xué)習(xí)點(diǎn)推薦給學(xué)習(xí)者和個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的推薦與優(yōu)化已經(jīng)成為重要課題。目前，在線學(xué)習(xí)面臨的問題是網(wǎng)上數(shù)據(jù)龐雜，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者難以快速找到適合自己的學(xué)習(xí)資源。適應(yīng)性學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)程教育發(fā)展質(zhì)的飛躍，其直接原因是以計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程通信和認(rèn)知科學(xué)結(jié)合的知識(shí)媒體的綜合運(yùn)用。適應(yīng)性學(xué)習(xí)能根據(jù)學(xué)習(xí)者的特征選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法作為推薦。學(xué)習(xí)路徑是指學(xué)習(xí)活動(dòng)的路線與序列，是學(xué)習(xí)者在一定的學(xué)習(xí)策略指導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)所需完成的學(xué)習(xí)活動(dòng)的排序。學(xué)習(xí)路徑是把學(xué)習(xí)的資源、方法、目標(biāo)、程序、評(píng)價(jià)和監(jiān)控等有機(jī)成和在一起，把學(xué)習(xí)內(nèi)容以不同的策略展現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。

知識(shí)圖譜于2012年5月17日被Google正式提出，其初衷是為了提高搜索引擎的能力，增強(qiáng)用戶的搜索質(zhì)量以及搜索體驗(yàn)。目前，隨著智能化和個(gè)性化信息服務(wù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，知識(shí)圖譜被廣泛地應(yīng)用于智能搜索、智能問答、個(gè)性化推薦等領(lǐng)域。知識(shí)圖譜已經(jīng)成為用標(biāo)記的有向圖形式表示知識(shí)的強(qiáng)大工具，并給出文本信息的語義。知識(shí)圖譜是通過將每個(gè)項(xiàng)目、實(shí)體或用戶作為結(jié)點(diǎn)表示，并且通過邊緣將彼此相互作用的那些結(jié)點(diǎn)鏈接起來構(gòu)造的圖形。結(jié)點(diǎn)之間的邊可以表示任意關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)是學(xué)習(xí)活動(dòng)中傳遞知識(shí)信息的基本單元，單獨(dú)的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)能體現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容本身的拒不完整性，知識(shí)點(diǎn)的集合能保證專業(yè)知識(shí)體系的全局完整性知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系是連接知識(shí)點(diǎn)的紐帶，使分散的知識(shí)點(diǎn)形成相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出了一種基于知識(shí)圖譜的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑推薦方法，根據(jù)學(xué)習(xí)者的當(dāng)前學(xué)習(xí)狀況和學(xué)習(xí)目標(biāo)為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)高效的導(dǎo)學(xué)策略，保證學(xué)習(xí)者按需學(xué)習(xí)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種基于知識(shí)圖譜的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑推薦方法，針對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)目標(biāo)，向?qū)W習(xí)者推薦合理的學(xué)習(xí)點(diǎn)內(nèi)容和學(xué)習(xí)策略，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，幫助學(xué)習(xí)者提高學(xué)習(xí)效率，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。

技術(shù)方案：本發(fā)明是一種策略性方法，可以應(yīng)用于為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)，有助于解決網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境下，大量學(xué)習(xí)資源導(dǎo)致的認(rèn)知過載和學(xué)習(xí)迷航問題。

在一個(gè)知識(shí)點(diǎn)圖譜上，本發(fā)明假設(shè)學(xué)習(xí)者單位時(shí)間下和單位精力可學(xué)知識(shí)是固定的，知識(shí)圖譜上的知識(shí)點(diǎn)不一定是獨(dú)立的，對(duì)于知識(shí)結(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系本發(fā)明定義有以下有五種（語義）關(guān)系如圖1所示：

1.先序關(guān)系：必須先學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)A才能學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)B，即學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)B需要知識(shí)點(diǎn)A的支持。先序關(guān)系具有傳遞性，包括直接先序關(guān)系和間接先序關(guān)系。如果學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)A后可以直接學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)B，則兩者滿足直接先序關(guān)系。如果學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)A后還需要學(xué)習(xí)其他知識(shí)點(diǎn)才能學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)B，則兩者滿足間接先序關(guān)系;

2.涵蓋關(guān)系：結(jié)點(diǎn)A包含的知識(shí)點(diǎn)涵蓋了結(jié)點(diǎn)B，學(xué)了結(jié)點(diǎn)A可以不用再去學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)B;

3.或關(guān)系：對(duì)于最終學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)A和結(jié)點(diǎn)B都可以達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)；

4.與關(guān)系（平行關(guān)系）：即結(jié)點(diǎn)間是獨(dú)立的，具有與關(guān)系的知識(shí)點(diǎn)在學(xué)習(xí)過程中不存在先后順序；

5.必要結(jié)點(diǎn)：對(duì)于最終學(xué)習(xí)目標(biāo)，一定要去學(xué)習(xí)的結(jié)點(diǎn)；

6.游離結(jié)點(diǎn)：對(duì)于某個(gè)知識(shí)體系來講，游離結(jié)點(diǎn)是對(duì)這個(gè)知識(shí)體系無用的知識(shí)點(diǎn)。

方法流程：

1. 一種基于知識(shí)圖譜的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑推薦方法，其特征在于學(xué)習(xí)點(diǎn)推薦和學(xué)習(xí)路徑優(yōu)化的步驟：

步驟1) 構(gòu)建有向的領(lǐng)域?qū)W習(xí)點(diǎn)知識(shí)圖譜，科學(xué)客觀地反應(yīng)知識(shí)體系中的內(nèi)在知識(shí)關(guān)聯(lián)；

步驟 2) 建立學(xué)習(xí)者模型，記錄學(xué)習(xí)者已學(xué)知識(shí)點(diǎn)、未學(xué)知識(shí)點(diǎn)和當(dāng)前在學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，分別用紅、黃、藍(lán)顏色標(biāo)記，并對(duì)未學(xué)知識(shí)點(diǎn)賦予權(quán)重作為學(xué)習(xí)者獲取對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)所需時(shí)間和花費(fèi)精力的衡量；

步驟3) 獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況。遍歷知識(shí)圖譜，將知識(shí)圖譜上表示的知識(shí)點(diǎn)與學(xué)習(xí)者模型中的知識(shí)點(diǎn)相匹配，在知識(shí)圖譜上分別用紅、黃、藍(lán)標(biāo)記已學(xué)知識(shí)、未學(xué)知識(shí)和當(dāng)前在學(xué)知識(shí)點(diǎn)；

步驟4）獲取學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)，提示學(xué)習(xí)者選擇要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)；

步驟5) 依賴于步驟4)所得到的結(jié)果，循環(huán)找出學(xué)習(xí)者目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)的所有先學(xué)知識(shí)點(diǎn)；