[发明专利]一种知识地图上导航学习路径的生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络游走中心度计算、日志挖掘、e-Learning[电子(化)学习]个性化学习的引导技术，特别涉及一种基于知识地图的导航学习路径生成方法。

背景技术

随着互联网应用技术的日趋广泛，e-Learning在成为人们获得知识的重要渠道的同时，也正面临着生存发展的挑战。“三分屏”(视频、教案、目录)课件与多媒体实时课堂的网络学习模式解决了传统教学中教学资源与课堂场景的时空受限问题，使e-Learning得以被人们广泛接受。e-Learning第一阶段的成功，催生了教学资源的海量化及其上的个性化导航学习需求。然而，这类网络学习模式中，知识的组织单位是文档、组织方式是超链接，而文档内的知识组织依旧采用线性排列方式，很难显式地表达知识的内在关联，既不能对海量教学资源进行语义描述，也无法为用户提供个性需求的导航学习服务，导致“认知过载”和“迷航”(Disorientation)成了e-Learning当前面临的生存发展性挑战。

在网络学习环境中，研究如何用导航学习服务来克服“认知过载”与“迷航”的问题叫做课程排序问题(CS)，它的核心技术问题是如何自动生成高效的用户导航学习路径，这是一个NP问题。目前，生成用户导航学习路径的方法主要有以下三种：

(1)由教师或教学团队预先设定一个导航学习路径，这种方法的最大问题是费时费力，而且，一旦出错，将会影响整个系统性能；另外，预先设定的导航学习路径是固定的，不能灵活应对不同基础知识背景的用户需求。

(2)用数学技术、关键词匹配，以及其他启发式方法生成导航学习路径，这种方法克服了方法1)存在的问题，同时带来了新问题：忽略了知识单元之间的学习先决条件，系统生成的是近似的，甚至是缺乏逻辑的用户导航学习路径。这不但不能消除用户已有的迷惑，往往会带来更多的新困惑。

(3)基于知识地图的导航学习路径生成方法，就是以知识地图作为学习资源语义描述工具，保障方法2)中生成的用户导航学习路径具有逻辑性。

申请人检索出以下国内外与知识地图上导航学习路径生成方法相关的文献如下：

1.Wan，C.Z.L.，AShortest Learning Path Selection Algorithm in E-learning in Sixth International Conference on Advanced Learning Technologies..2006：Kerkrade p.94-95

2.Acampora G，G.M.，Loia V，Ritrovato P，Salerno S Optimizing learning path selection through memetic algorithms，in Proceedings of world congress on computational intelligence 2008，WCCI 2008.2008：Hong Kong，China.p.3869-3875.

3.Chen，C.-M.，Ontology-based concept map for planning a personalised learning path.British Journal of Educational Technology，2009.40(6)：p.1028-1058.

4.Luis，M.V.J.M.O.R.J.A.G.-A.，Designing adaptive learning itineraries using features modelling and swarm intelligence NEURAL COMPUTING&APPLICATIONS，2011.20(5)：p.623-639.

5.Massimo，C.F.D.S.，Ontology for  E-Learning：A  Bayesian Approach IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION  2010.53(2)：p.223-233.

文献1提出了一种基于知识地图的最短学习路径生成算法，它把用户导航学习路径生成问题视作了一种目标优化问题，可以自动生成近似学习路径。但这种方法存在如下问题：首先只考虑了知识单元之间的学习先决条件的必要性，却忽略了它的充分性。其次，知识单元之间的学习权重度量还需要手工帮助。