[發(fā)明專利]基于深度強化學習的個性化學習系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110574396.0
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113190761A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁琳琳;代亮亮;陳春艷
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州廣播電視大學（貴州職業(yè)技術(shù)學院）;貴州微育科技有限公司;貴州云科教服務(wù)有限公司
• 主分類號: G06F16/9535
• 分類號: G06F16/9535;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06Q50/20
• 代理公司: 廣東有知貓知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44681
• 代理人: 李志海

本發(fā)明涉及學習系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，公開了基于深度強化學習的個性化學習系統(tǒng)及方法，包括個性化學習終端、個性化數(shù)據(jù)分析處理端以及個性化學習服務(wù)端，所述個性化學習終端還包括電子教材交互模塊、作業(yè)與考試模塊、個人學習檔案管理模塊、疑難問題互動交流模塊與資源查詢模塊，所述個性化數(shù)據(jù)分析處理端包括個性化學情數(shù)據(jù)預處理模塊、學習內(nèi)容個性化推薦模塊和學習結(jié)果智能測評模型構(gòu)建模塊，優(yōu)點在于：通過整合了學習交互活動終端、個性化模型分析端、個性化學習服務(wù)端等多環(huán)節(jié)的系統(tǒng)資源，支撐學習者依據(jù)學習目標，應用個性化學習服務(wù)中心提供的服務(wù)，快速獲取合適的學習資源和學習策略，完成學習目標并進行自我評價，實現(xiàn)自我導向?qū)W習。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及學習系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于深度強化學習的個性化學習系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

如今，教育信息化已步入“2.0時代”，人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在精準教學、個性化學習領(lǐng)域發(fā)揮的作用進一步凸顯。通過信息技術(shù)與學科教學的深度融合，力求助推教育質(zhì)量大幅提升，已成為業(yè)界的共識。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和發(fā)展，越來越多的學習者通過網(wǎng)絡(luò)獲取學習資源。與此同時，多元化、個性化的知識定制服務(wù)也成了學習者需求的新熱點。目前，對個性化教育的追求和教育資源分布不均衡，一直是教育行業(yè)的兩大核心痛點，人工智能技術(shù)帶來了解決問題的新的可能性。

基于人工智能技術(shù)的學習輔助工具，雖然能為學生的學習帶來很好的服務(wù)體驗，然而存在以下問題：

(1)、這些人工智能學習輔助工具更多是為了滿足某個專門領(lǐng)域的學習需求，目的是為了促進學習者獲得特定的知識和技能，而且這些系統(tǒng)常常作為學習教育的補充，未能深入影響學生的日常學習和生活，難以處理學習內(nèi)容需求的動態(tài)變化。這種動態(tài)變化體現(xiàn)在兩個方面，首先學習內(nèi)容具有一定的時效性，其次是學習者對于學習內(nèi)容的需求是不斷變化的；

(2)、現(xiàn)有的學習內(nèi)容推薦工具，無法建模學習者的興趣及需求內(nèi)容的動態(tài)變化，學習資源內(nèi)容推薦不能確保實時有效性；

(3)、現(xiàn)有的學習輔助工具，只是涉及學習者學習活動某個獨立的視角，并沒有深入結(jié)合學習科學研究理論，和優(yōu)化學習路徑，因此沒法實現(xiàn)學習者自主學習。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于深度強化學習的個性化學習系統(tǒng)及方法，解決了如何充分結(jié)合學習科學研究成果與人工智能技術(shù)的進步，使學習系統(tǒng)能夠與學習者之間以更自然的方式進行交互，通過人工智能技術(shù)為學習者提供個性化學習等亟待解決的問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于深度強化學習的個性化學習系統(tǒng)，包括個性化學習終端、個性化數(shù)據(jù)分析處理端以及個性化學習服務(wù)端，其特征在于，所述個性化學習終端還包括電子教材交互模塊、作業(yè)與考試模塊、個人學習檔案管理模塊、疑難問題互動交流模塊與資源查詢模塊，所述個性化數(shù)據(jù)分析處理端包括個性化學情數(shù)據(jù)預處理模塊、學習內(nèi)容個性化推薦模塊和學習結(jié)果智能測評模塊。

優(yōu)選的，所述個性化學習終端通過構(gòu)建好的資源推薦模型根據(jù)學習者的動態(tài)訪問交互日志為學習者推送與之能力相匹配的學習資源，所述個性化學習終端還通過學習結(jié)果智能測評模型根據(jù)學習者的學情數(shù)據(jù)智能診斷反饋學習者的課程完成情況與知識的薄弱，所述個性化學習終端還覆蓋多個學習活動場景，這樣有助于學習者獲知自身不足，實現(xiàn)自主引導學習。

優(yōu)選的，所述電子教材交互模塊用于學習者對電子教材的綁定、下載、保存和對教材的學習交互記錄，所述作業(yè)與考試模塊用于課后作業(yè)的參與完成、批閱和展示的整套課后作業(yè)交互流程，所述資源查詢模塊包括學習資源庫，通過獲取學習者的考試、學習等交互信息，可以有效得知學習者的真實狀況，以便于分析處理。

優(yōu)選的，所述個性化學習終端通過融合多個學習活動場景產(chǎn)生的交互數(shù)據(jù)，提取學習者的個性化學習數(shù)據(jù)，采用深度強化學習算法對個性化學習進行內(nèi)容推薦建模、且對學習結(jié)果進行個性化評價分析。