[发明专利]基于知识图谱的学习能力建模及动态自适应的目标驱动的学习点组织及执行路径推荐方法

说明书

技术领域

本发明是一种基于知识图谱的学习能力建模及动态自适应的目标驱动的学习点组织及执行路径推荐方法。主要用于使学习者花费最少时间和精力（假定时间、精力均匀分布，单位时间和精力获得的知识一样多）得到最高效的学习指导，关注学习者特征和学习需求差异，因材施教，满足学习者的个性化学习需求，属于分布式计算和软件工程学技术交叉领域。

背景技术

随着知识经济的发展，当今社会对人们的知识掌握程度提出了更高的要求，智能教学系统中选择合适的学习点推荐给学习者和个性化学习路径的推荐与优化已经成为重要课题。目前，在线学习面临的问题是网上数据庞杂，导致学习者难以快速找到适合自己的学习资源。适应性学习是远程教育发展质的飞跃，其直接原因是以计算机、远程通信和认知科学结合的知识媒体的综合运用。适应性学习能根据学习者的特征选择合适的学习内容和学习方法作为推荐。学习路径是指学习活动的路线与序列，是学习者在一定的学习策略指导下，根据学习目标和学习内容对所需完成的学习活动的排序。学习路径是把学习的资源、方法、目标、程序、评价和监控等有机成和在一起，把学习内容以不同的策略展现给学习者。

知识图谱于2012年5月17日被Google正式提出，其初衷是为了提高搜索引擎的能力，增强用户的搜索质量以及搜索体验。目前，随着智能化和个性化信息服务应用的不断发展，知识图谱被广泛地应用于智能搜索、智能问答、个性化推荐等领域。知识图谱已经成为用标记的有向图形式表示知识的强大工具，并给出文本信息的语义。知识图谱是通过将每个项目、实体或用户作为结点表示，并且通过边缘将彼此相互作用的那些结点链接起来构造的图形。结点之间的边可以表示任意关系。知识点是学习活动中传递知识信息的基本单元，单独的知识点应能体现知识内容本身的拒不完整性，知识点的集合能保证专业知识体系的全局完整性知识点之间的关系是连接知识点的纽带，使分散的知识点形成相互关联的知识结构。本发明提出了一种基于知识图谱的学习能力建模及动态自适应的目标驱动的学习点组织及执行路径推荐方法，将学习点从数据、信息和知识三个有递进关系的层面上进一步地细化，根据学习者的当前学习状况和学习目标有针对性地为学习者提供一个高效的导学策略，考虑学习者特征的差异，因材施教，保证学习者按需学习。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于知识图谱的学习能力建模及动态自适应的目标驱动的学习点组织及执行路径推荐方法，针对学习者的学习需求和学习目标，将学习点从数据、信息和知识三个有递进关系的层面上进一步地细化，向学习者推荐合理的学习点内容和学习策略，引导学习者达成学习目标，帮助学习者提高学习效率，优化学习效果。

技术方案：本发明是一种策略性方法，可以应用于为学习者提供学习指导，有助于解决网络学习环境下，大量学习资源导致的认知过载和学习迷航问题。在一个知识点图谱上，本发明假设学习者单位时间下和单位精力可学知识是固定的，知识图谱上的结点不一定是独立的，本发明划分知识点的依据是根据教科书的组织为基础，将知识点划分为元知识、章知识和篇知识，元知识是知识体系中相对独立、不能再分割的基本知识点；章知识是由相关元知识关联组合得到的，表达一定范围内比较完整的知识；篇知识是对章知识进一步的分类和总结得到的。在图谱上存在结构相似的知识点集合，但知识点间的语义关系可能是不同的，对于知识结点之间的关系本发明定义有以下有五种（语义）关系如图1所示：

1.先序关系：必须先学习结点A才能学习结点B，即学习知识点B需要知识点A的支持。先序关系具有传递性，包括直接先序关系和间接先序关系。如果学习知识点A后可以直接学习知识点B，则两者满足直接先序关系。如果学习知识点A后还需要学习其他知识点才能学习知识点B，则两者满足间接先序关系;

2.涵盖关系：结点A包含的知识点涵盖了结点B，学了结点A可以不用再去学习结点B;

3.或关系：对于最终学习目标，学习结点A和结点B都可以达成学习目标；

4.与关系（平行关系）：即结点间是独立的，具有与关系的知识点在学习过程中不存在先后顺序；

5.必要结点：对于最终学习目标，一定要去学习的结点；

6.游离结点：对于某个知识体系来讲，游离结点是对这个知识体系无用的知识点。

方法流程：

1. 一种基于知识图谱的学习能力建模及动态自适应的目标驱动的学习点组织及执行路径推荐方法，其特征在于学习点推荐和路径优化的步骤：