[发明专利]一种知识网络构建及可视化方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及知识网络构建领域，更具体地，涉及一种知识网络构建及可视化方法和系统。

背景技术

根据联接主义（Connectivism）认知理论的观点，学习是一个不断联接知识节点/资源的过程，知识点间的内在联系在该过程中具有重要作用。最新的认知科学表明，知识间的关联关系对认知具有显著影响。知识网络通过知识节点及知识节点之间的关系很好地展现了知识间的关联关系。传统的知识点表示法对知识点关联的界限比较模糊，很难区分知识点之间的关系；按照加涅(Gagne)关于学习结果的分类对知识点类型的划分过于笼统，不利于知识点的计算机处理；因此，如何使得知识点信息更加详细和易于计算机处理是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明为解决以上现有技术对知识点类型及关系划分过于笼统的的缺陷，提供了一种知识网络构建及可视化方法，该方法对知识点类型、知识点关系属性、知识点非关系属性进行了恰当的划分，使知识点的关系适合计算机处理和展示。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种知识网络构建及可视化方法，包括以下步骤：

S1.使用知识点的关系属性和非关系属性对知识点进行表示；

S2.使用知识点的表示构建知识库；

S3.基于知识库进行知识网络的构建；

S4.利用知识网络引擎获取知识网络中知识点的关系属性，传递给可视化插件进行可视化处理。

优选地，所述知识点的类型包括事实、概念、规则、高级规则、认知策略和步骤。

优选地，所述知识点的关系属性包括：前续知识点、后续知识点、父知识点、子知识点、兄弟知识点、相关知识点；所述知识点的非关系属性包括：知识点编号、知识点名称、关键字、知识点简介、知识点标签、学习目标、重要程度、知识点难度、考试频率、知识点类型、参考资料、学习建议、关联知识点、学习资料、测试题、测试阈值、知识点内容、备注等。

优选地，所述步骤S4中的可视化插件根据接收的知识点的关系属性从知识网络中提取出知识点的父知识点、子知识点、前续知识点、后续知识点、兄弟知识点、相关知识点，将相关知识点映射到三维空间中的x平面，将前续知识点、后续知识点映射到y平面，将父知识点、子知识点、兄弟知识点映射到z平面，形成三维立体的知识网络空间结构。每个平面上的知识网络作为该知识网络空间的子知识网络，展示了知识点关系中的部分关系。该知识网络空间和子知识网络提供一系列方便查看的交互操作如移动、缩放、旋转以及链接等，通过二维三维空间切换查看不同关联的知识点，通过位置变换查看或聚焦其他知识点，通过资源链接进行知识点的具体内容、学习资料的学习。通过修改可视化插件的某些属性，可实现基于知识网络的人机交互，进而实现知识点的学习轨迹追踪、资源链接等功能。

优选地，所述知识库包括知识点表、知识点关系表、知识点学习资源表、知识点测试题表，其中知识点表存储知识点的非关系属性，知识点关系表存储知识点的关系属性，知识点学习资源表存储知识点与学习资源的关联信息，知识点测试题表存储知识点的测试题信息。

优选地，所述知识点基本模型表示为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}，以上字段分别表示知识点编号、知识点名称、关键字、知识点简介、标签、学习目标、重要程度、知识点难度、考试频率、知识点类型、参考资料、学习建议、关联知识点、学习资料、测试题、测试阈值、知识点内容、备注；其中，知识点标签表示为label={edu_stage_tag，subject_tag，subject_chapter_tag，subject_section_tag}，各字段分别表示知识点教育阶段标签、知识点学科标签、学科章标签、学科节标签；关联知识点表示为associated_kps={pre_kp，next_kp，father_kp，child_kp，brother_kp，other_kp}，各字段分别表示前续知识点、后续知识点、父知识点、子知识点、兄弟知识点、相关知识点。

同时，本发明还提供了一种应用以上方法的系统，其具体的方案如下：