CN104143163A - 一种知识地图的生成方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种知识地图的生成方法和装置，包括如下步骤：获取试题图像；通过图像识别技术来获取试题信息；试题信息与试题库中的信息进行匹配；根据匹配结果向学生发送反馈信息；根据上述试题信息向学生发送与相关的推荐信息；根据学生的历史使用记录，为该学生生成知识地图并形成学习档案。通过本发明能够提供一种自助能力，让学生们直接获取试题分析和答案，同时为学生们推荐相似知识点的练习题，帮助学生们及时了解自身对知识点掌握的不足，从而有针对性的练习，稳固知识点，最终提高各自的学习成绩。

Description

一种知识地图的生成方法和装置

技术领域

本发明属于通讯领域，特别涉及一种利用计算机技术、图像识别技术、数据压缩技术、大数据分析技术等生成知识地图的方法和装置。

背景技术

为了提高升学率，学生往往通过大量的练习题，提高和稳固现有的知识点熟练程度，但是成绩提高不显著。主要是原因是没有一个知识地图的结构，浪费了学生很多时间。

现有的自助知识地图系统虽然有一些是通过手机拍摄、上传实现的，但是没有整合、分析、推荐的功能。包括：整合现有的试题库信息，并根据相应的知识点进行分类和关联；能够跟踪分析学生的搜索情况，并提供学习档案，方便自身和其他人员了解；能够推荐搜索此试题的学生的其它搜索记录，方便学生了解相似情况。

因此迫切需要一种生成知识地图的技术手段，能够帮助学生们及时了解自身对知识点掌握的不足，从而有针对性的练习，最终提高各自的学习成绩。

知识地图需要解决的核心问题是自助，要让学生们自己通过以最便捷的方式完成对练习题的查阅、从而获取练习题的分析和答案，并向学生推荐与之相关的练习，方便学生稳固知识点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种知识地图的生成方法和装置，能够提供一种自助能力，让学生们直接获取试题分析和答案，同时为学生们推荐相似知识点的练习题，帮助学生们及时了解自身对知识点掌握的不足，从而有针对性的练习，稳固知识点，最终提高各自的学习成绩。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：一种知识地图的生成方法，包括如下步骤：

获取试题图像；

通过图像识别技术来获取试题信息；

试题信息与试题库中的信息进行匹配；

根据匹配结果向学生发送反馈信息；

根据上述试题信息向学生发送与相关的推荐信息；

根据学生的历史使用记录，为该学生生成知识地图并形成学习档案。

进一步的，上述知识地图生成步骤中，所述试题信息与试题库中的信息进行匹配，具体的匹配规则为：获取的试题信息若是与题库中的试题相似度>＝90％，则默认两道题有一定相似度，然后为学生推荐题库中试题的分析，从而便于学生理解此类试题的考察点和知识点，但不会向学生推荐试题答案(因为两者有差异，答案不一定相适应)；若是相似度达到100％，则默认两道题完全一致，为其推荐题库中的试题分析的同时，也向学生推荐答案，便于学生尽快理解此试题的解答思路，提高学习效率；若是与题库中的试题相似度<90％，则默认系统中暂无与此试题对应的试题，对学生进行提醒，同时把此试题放入试题库的采集区，便于以后相应人员对此试题进行分析和处理。

进一步的，上述知识地图生成步骤中，所述根据上述试题信息向学生发送相关的推荐信息，具体步骤为：

把学生搜索试题的情况进行记录；

确定搜索此试题信息的学生圈；

圈内其他学生搜索的试题记录最高者，推荐给此学生。

进一步的，上述知识地图生成步骤中，所述根据学生的历史使用记录，为该学生生成知识地图，具体方法为：

首先，找出学生的知识点洼地。通过两种方式实现，第一，根据学生扫描的试题进行分析，由于每个试题都与一个或是几个知识点相关联，因此，从数量上进行统计分析，确定学生在某个知识点的掌握程度(即：若是学生扫描的试题与此知识点经常出现交集，则认为学生对此知识点的掌握不强)；第二，根据学生扫描试题时获取与之接触此相关知识点的间隔频次，确定学生对相应知识点的掌握程度(即：若是学生扫描的试题与之关联的知识点数量不是很多，但是集中在某个时间段，则说明学生对此知识点具有健忘性或是查漏性)，说明此知识点也为学生的学习洼地，总之，通过这两种方式找到学生的知识点洼地。

然后根据知识点之间的紧密程度，确定知识点地图。如知识点一与知识点二的紧密程度为1；知识点一与知识点五的紧密程度为5；知识点一与知识点九的紧密程度为10；从而确定以知识点一为中心的知识地图。同理，也可以确定以知识点二为中心，知识点三为中心…....。最终形成知识地图。

接着，勾画出学生的学习档案，以知识洼地为基础，以知识地图为脉络，形成学习档案，便于学生及时了解自身学习状况。

根据本发明的另一方面，还提供了一种知识地图的生成装置，具体包括：

试题获取装置，用于获取试题图像；

图像识别装置，通过图像识别技术来获取试题信息；

匹配装置，用于将试题信息与试题库中的信息进行匹配；

反馈装置，用于向学生发送反馈信息或推荐信息；

推荐装置，用于根据上述试题信息选取向学生发送的相关推荐信息；

地图生成装置，用于根据学生的历史使用记录，为该学生生成知识地图并形成学习档案。

进一步的，所述匹配装置包括：

试题比较单元，用于比较获取的试题信息与试题库的试题信息的相似度；

反馈信息选取单元，与试题比较单元相关联，用于选取对学生的反馈信息；

试题库存储单元，用于采集并存储试题信息。

进一步的，所述推荐装置包括：

搜索记录单元，把学生搜索试题的情况进行记录；

推荐分析单元，确定搜索此试题信息的学生圈；并确定圈内其他学生搜索的试题记录最高者。

进一步的，所述地图生成装置包括:

知识点洼地确定单元，用于找出学生的知识点洼地；

知识地图确定单元，用于根据知识点之间的紧密程度，确定知识点地图；

学习档案勾画单元，用于与知识点洼地确定单元和知识地图确定单元相关联，形成学习档案。

本发明的要点为：

1)设计一套自助知识地图系统方法模型，从而便于学生第一时间了解试题分析，提高学习效率。

2)提供一种自助能力，学生通过手机拍摄相关试题后，上传到系统后台，通过后台分析及能够获取试题分析。

3)通过手机客户端，完成历史搜索试题的记录，能够查看到历史搜索试题的情况。

4)提供一种图像识别能力，能够在最低程度上，把学生拍摄的图片转化为相应的实际电子文档，便于与试题库中的试题信息进行比对。

5)提供一种大数据分析能力，通过大数据分析技术，能够把试题库中的相似度最好的试题信息反馈给用户，从而便于用户进行查看；能够让学生了解其他同学搜索此试题的情况，并推荐其他同学搜索此试题后，其他的搜索情况。

6)根据知识点之间的关联程度，形成知识地图，并以学生的知识洼地为基础，知识地图为架构形成电子学习档案，便于学生了解自身学习状况。

本发明的有益效果为：

一、学生做联系时，能够及时若遇到不熟悉的练习题时，能够第一时间获取试题分析和答案，从而使学生更加深刻的了解此类题型和知识点；

二、能够根据学生搜索的试题类型，关联相似知识点的试题，从而为学生推荐相应的试题，便于学生稳固相应知识点；

三、跟踪学生的搜索轨迹，根据学生的搜索情况，为学生提供学习档案，学习档案以图形的方式呈现，方便学生及时了解自身的状况；

四、能够提供搜索同类型试题的用户的状况，包括：搜索其它的试题和现有情况方便学生们了解相似状况。

五、获取图片信息的及时性和准确性得到大大提高。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的一种自助知识地图系统的框图；

图2示出了根据本发明的实施例的自助获取试题分析的流程图；

图3示出了根据本发明的实施例的推荐信息的流程图；

图4示出了根据本发明的实施例的学习档案生成流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，根据本发明的内容所设计的一种自助知识地图系统的框图，

其中包括：

学生侧手机客户端100，学生通过手机客户端，完成自助知识地图功能。包括：一、拍摄单元101，主要完成试题的拍摄和图片上传功能。拍摄模块1011：通过调用手机摄像头，完成试题的拍摄功能；上传单元1012，把完成拍摄的图片上传到后台。二、呈现单元102，主要包括：反馈呈现、学习档案、推荐呈现三部分。反馈呈现1021：主要是后台把此试题的分析和答案发送到手机客户端进行呈现；学习档案1022：主要是系统通过长期跟踪学生的搜索情况，进行统计和汇总，为学生量身打造一个学习档案；推荐呈现1023：能够把搜索此试题的其他同学的搜索情况推荐给此学生。

后台侧终端110，主要是后台的试题整合、统计分析、推荐等功能。包括：分析单元111(中间件设备1111：完成与手机客户端对接；图像识别单元1112：完成中间件传输过来的图像的处理，从而获取图像中的信息；大数据分析1113：完成图像中的试题信息与后台题库中的信息进行匹配，从而找到最相似的试题；推荐单元1114：完成把搜索此试题的其他学生的再次搜索的试题的信息推荐给本学生)、题库单元112(试题存储1121：完成试题在后台云平台中的存储；试题关联1122：完成试题与知识点的关联，同时为试题设定标签，从而更加清晰的对试题进行分类和描述)。

基础单元120，主要是通过压缩技术121单元：实现视频流的压缩，从而减少传输过程中的流量问题。安全技术122单元：避免其他人员能够查看到视频信息。

根据上述系统，知识地图的具体生成流程为：

(1)学生自助获取试题分析；

(2)向学生发送推荐信息；

(3)生成该学生的知识地图和学习档案；

其中，学生自助获取试题分析的流程如图2所示，

步骤201、学生通过手机客户端100，开打拍摄开关，从而进行试题的拍摄。

步骤202、完成试题的拍摄，点击上传按钮，通过3G网络，把图片信息传送到中间件设备1111；

步骤203、中间件设备1111收到手机客户端100的上传信息，并反馈给图像识别单元1112。

步骤204、图像识别单元1112，对图像信息进行处理，获取试题本身信息。

步骤205、分析单元111获取试题信息并与题库中信息进行匹配。

步骤206、找出与题库中的试题最为相似或是一致的试题。

步骤207、把题库中此试题的分析和答案通过中间件设备1111发送给学生侧的手机客户端。

步骤208、手机客户端100的反馈呈现区1021进行呈现。

步骤209、学生能够通过手机客户端100查看到此反馈信息。

其中，步骤205的匹配规则为：获取的试题信息若是与题库中的试题相似度>＝90％，则默认两道题有一定相似度，然后为学生推荐题库中试题的分析，从而便于学生理解此类试题的考察点和知识点，但不会向学生推荐试题答案(因为两者有差异，答案不一定相适应)；若是相似度达到100％，则默认两道题完全一致，为其推荐题库中的试题分析的同时，也向学生推荐答案，便于学生尽快理解此试题的解答思路，提高学习效率；若是与题库中的试题相似度<90％，则默认系统中暂无与此试题对应的试题，对学生进行提醒，同时把此试题放入试题库的采集区，便于以后相应人员对此试题进行分析和处理。

如图3所示，推荐信息的提供方法包括：

步骤301、把学生搜索试题的情况进行记录，包括：学生ID+搜索时间+试题ID等。

步骤302、某学生搜索到此试题信息，并记录。

步骤303、确定搜索此试题信息的学生圈。

步骤304、圈内其他学生搜索的试题记录最高者，推荐给此学生。

如图4所示，知识地图和学习档案生成过程，包括：

步骤401、后台系统记录学生的历史搜索记录。

步骤402、根据搜索的试题进行统计分析，并根据搜索的试题的知识点，对学生的学习情况进行建模。

步骤403、根据学生的学习模型生成学生的学习档案。

步骤404、反馈到学生的客户端的学习档案区便于查看。

其中，步骤402的建模方法为：首先，找出学生的知识点洼地。通过两种方式实现，第一，根据学生扫描的试题进行分析，由于每个试题都与一个或是几个知识点相关联，因此，从数量上进行统计分析，确定学生在某个知识点的掌握程度(即：若是学生扫描的试题与此知识点经常出现交集，则认为学生对此知识点的掌握不强)；第二，根据学生扫描试题时获取与之接触此相关知识点的间隔频次，确定学生对相应知识点的掌握程度(即：若是学生扫描的试题与之关联的知识点数量不是很多，但是集中在某个时间段，则说明学生对此知识点具有健忘性或是查漏性)，说明此知识点也为学生的学习洼地，总之，通过这两种方式找到学生的知识点洼地。

然后根据知识点之间的紧密程度，确定知识点地图。如知识点一与知识点二的紧密程度为1；知识点一与知识点五的紧密程度为5；知识点一与知识点九的紧密程度为10；从而确定以知识点一为中心的知识地图。同理，也可以确定以知识点二为中心，知识点三为中心…....。最终形成知识地图。

上述系统和流程在现有的知识地图系统的基础上，进行了总结和创新，不仅重点考虑了系统的安全和图像识别和视频压缩等关键技术，同时也把数据整合和分析以及推荐的能力整合到整个平台当中，同时也尽量保持学生侧的操作便捷性，提高了用户的体验。本发明的优化之处在于以下几点：

1)充分考虑了系统的安全性和易操作性，从而使学生尽量少的操作步骤，实现其功能。

2)由于学生端是移动客户端方式，因此通过视频压缩技术，从而尽量节省传输流量。

3)提供一种优化的图像识别能力，从而使学生传递过来的图像，能够第一时间获取相应的信息，便于与试题库中的信息进行比对。

4)提供一种大数据分析能力，方便及时找到与题库中相似或一致的试题，从而为客户进行反馈。

5)提供一种推荐能力，从而便于用户及时了解搜索此试题的其他用户的行为记录，从而方便为其推荐。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受上述公开的具体实施例的限制。

Claims (8)

1.一种知识地图的生成方法，其特征在于：包括如下步骤：

获取试题图像；

通过图像识别技术来获取试题信息；

试题信息与试题库中的信息进行匹配；

根据匹配结果向学生发送反馈信息；

根据上述试题信息向学生发送与相关的推荐信息；

根据学生的历史使用记录，为该学生生成知识地图并形成学习档案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述试题信息与试题库中的信息进行匹配，具体的匹配规则为：获取的试题信息若是与题库中的试题相似度>＝90％，则默认两道题有一定相似度，然后为学生推荐题库中试题的分析，从而便于学生理解此类试题的考察点和知识点，但不会向学生推荐试题答案(因为两者有差异，答案不一定相适应)；若是相似度达到100％，则默认两道题完全一致，为其推荐题库中的试题分析的同时，也向学生推荐答案，便于学生尽快理解此试题的解答思路，提高学习效率；若是与题库中的试题相似度<90％，则默认系统中暂无与此试题对应的试题，对学生进行提醒，同时把此试题放入试题库的采集区，便于以后相应人员对此试题进行分析和处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据上述试题信息向学生发送相关的推荐信息，具体步骤为：

把学生搜索试题的情况进行记录；

确定搜索此试题信息的学生圈；

圈内其他学生搜索的试题记录最高者，推荐给此学生。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据学生的历史使用记录，为该学生生成知识地图，具体方法为：

首先，找出学生的知识点洼地，通过两种方式实现，第一，根据学生扫描的试题进行分析，由于每个试题都与一个或是几个知识点相关联，因此，从数量上进行统计分析，确定学生在某个知识点的掌握程度；第二，根据学生扫描试题时获取与之接触此相关知识点的间隔频次，确定学生对相应知识点的掌握程；

然后，根据知识点之间的紧密程度，确定知识点地图；

接着，勾画出学生的学习档案，以知识洼地为基础，以知识地图为脉络，形成学习档案。

5.一种知识地图的生成装置，其特征在于,包括：

试题获取装置，用于获取试题图像；

图像识别装置，通过图像识别技术来获取试题信息；

匹配装置，用于将试题信息与试题库中的信息进行匹配；

反馈装置，用于向学生发送反馈信息或推荐信息；

推荐装置，用于根据上述试题信息选取向学生发送的相关推荐信息；

地图生成装置，用于根据学生的历史使用记录，为该学生生成知识地图并形成学习档案。

6.根据权利要求5所述的知识地图的生成装置，其特征在于，所述匹配装置包括：

试题比较单元，用于比较获取的试题信息与试题库的试题信息的相似度；

反馈信息选取单元，与试题比较单元相关联，用于选取对学生的反馈信息；

试题库存储单元，用于采集并存储试题信息。

7.根据权利要求5所述的知识地图的生成装置，其特征在于，所述推荐装置包括：

搜索记录单元，把学生搜索试题的情况进行记录；

推荐分析单元，确定搜索此试题信息的学生圈；并确定圈内其他学生搜索的试题记录最高者。

8.根据权利要求5所述的知识地图的生成装置，其特征在于，所述地图生成装置包括:

知识点洼地确定单元，用于找出学生的知识点洼地；

知识地图确定单元，用于根据知识点之间的紧密程度，确定知识点地图；

学习档案勾画单元，用于与知识点洼地确定单元和知识地图确定单元相关联，形成学习档案。