[发明专利]一种基于课程知识图谱的智慧教育系统平台设计方法

权利要求书

1.一种基于课程知识图谱的智慧教育系统平台设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、搭建学生端和教师端，以及构建服务器端，学生端用于学生用户日常课程活动，包括在线作业模块、在线练习模块，教师端用于教师布置作业和公告、对学生数据进行分析；学生端和教师端共用登录系统平台，课程问答社区、构建课程知识图谱；系统服务器端用于学生端和教师端的数据传输和处理；

步骤二、在系统平台中通过大数据埋点获取学生历史交互数据通过预定长度时间内系统收集到的数据形成时序数据，将学生历史交互数据存储在服务器端的数据库中；

步骤三、构建知识图谱，根据课程的大纲要求、PPT课件以及课本内容梳理课程的知识图谱，并根据学生对于课程知识单元的掌握程度对知识图谱进行可视化，将构建的知识图谱存储在服务器端的数据库中；

步骤四、构建预测模块，包括：将学生历史交互数据与知识图谱相结合，构建基于异质图的知识追踪模型；所述的知识追踪模型指的是使用循环神经网络各种变体学习学生历史交互数据中的时序依赖关系，并通过利用知识图谱对每一个概念产生的空间特征信息和时序依赖相结合，从而实现对学生的知识掌握程度的预测，将预测模块部署在服务器端；

步骤五、构建学习推荐模块，其基于系统平台对学生对知识掌握程度的追踪模型产生的结果，通过知识图谱为学生用户提供个性化推荐的学习路线，并且智能生成不同难度的试卷，分别用于巩固、复习和提高不同要求的学习计划。

2.根据权利要求1所述的一种基于课程知识图谱的智慧教育系统平台设计方法，其特征在于，所述步骤一，采用web模块化模型设计，采用B/S架构搭建学生端和教师端，以及构建服务器端，其包括数据库层、业务逻辑层、数据分析层和表现层。

3.根据权利要求1所述的一种基于课程知识图谱的智慧教育系统平台设计方法，其特征在于，所述步骤一，所述在线作业模块包括作业发布单元、作业提交单元以及作业批改单元，所述的作业发布单元支持在线试卷类型以及在线PDF文件类型两种发布方式，并将作业通过推送的方式通知学生用户；所述的作业提交单元提供学生端用于在线提交作业，支持提交状态保存；所述的作业批改单元用于整理和批阅上交的作业，能够对主观题进行自动批阅，具有帮助教师用户快速定位到没有批改的习题的功能，并且学生端能够看到系统平台对错题的标注和统计。

4.根据权利要求1所述的一种基于课程知识图谱的智慧教育系统平台设计方法，其特征在于，所述步骤二，作业提交单元能够通过大数据埋点，记录学生历史交互数据，包括完成时间、习题频率、做题顺序，习题耗时、习题收藏标注、答案是否申请优秀。

5.根据权利要求1所述的一种基于课程知识图谱的智慧教育平台设计，其特征在于，所述步骤三，所述构建知识图谱包括以下步骤：

步骤3.1：根据课程大纲、课程PPT、课程书籍内容梳理课程概念之间的依赖关系，并且每个课程概念都具有四种描述，分别为自然语言定义、数学描述、逻辑描述和计算描述；

步骤3.2：将系统内容每一个相关课程资源对应的知识点进行标注得到资源-概念之间的三元关系；所述的课程资源包括课件、视频以及题目；

步骤3.3：根据概念-概念、资源-概念之间的关系，得到由课程知识点主导的课程异质知识图谱；

步骤4.4：web端利用neo4j存储知识图谱所需图数据，并结合D3.js进行web端可视化展示。