CN111090751A - 基于知识图谱的教学推荐方法、系统、存储介质、及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于知识图谱的教学推荐方法、系统、存储介质、及终端，其包括：根据受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系，向受教者推荐对应的教学项。本发明基于施教者、教学教材、以及教学路径等教学项，做出与受教者还未掌握的知识节点关联的推荐，也即针对学生尚未掌握的知识节点向学生推荐最为匹配的教学项，从而大大提升教学质量和教学效果。

Description

基于知识图谱的教学推荐方法、系统、存储介质、及终端

技术领域

本发明涉及教学领域，特别是涉及基于知识图谱的教学推荐方法、系统、存储介质、及终端。

背景技术

随着信息科技和计算机技术的不断发展，将信息科技和计算机技术应用于教育系统成为该领域内明显的发展趋势。

现有教育系统的教学项通常都是固定的，也即多名学生对应于同样的教师，同样的教材，同样的教学路径。但众所周知的是，学生与学生之间因学习能力或者学习基础等原因，各学生适应的教学项是不同的。

因此，如何为学生推荐适合的教学项成为教学领域亟需解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供基于知识图谱的教学推荐方法、系统、存储介质、及终端，用于解决现有技术中无法为学生推荐适合的教学项的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于知识图谱的教学推荐方法，所述知识图谱包括一或多层知识层，各知识层包括一或多个供受教者掌握的知识节点，且各前置知识节点能够分解为一或多个与之相关联的后置知识节点；所述教学推荐方法应用于教学终端，其包括：根据受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系，向受教者推荐对应的教学项。

于本发明的一实施例中，所述方法包括：在所述知识图谱中选出受教者尚未掌握的知识节点；所述尚未掌握的知识节点包括：尚未掌握的当前知识节点、尚未掌握的当前知识节点对应的前置知识节点、尚未掌握的当前知识节点对应的后置知识节点中的任一种或多种组合；推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学项；所述教学项包括施教者、教学教材、教学路径中的任一种或多种组合。

于本发明的一实施例中，所述教学项包括施教者，推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的施教者的方式包括：在施教者画像中选择与该受教者尚未掌握的知识节点最匹配的施教者。

于本发明的一实施例中，所述施教者画像包括：施教者的社会属性信息、施教者的职业属性信息、施教者负责教授的知识节点、过往与该施教者合作的受教者的评价和/或反馈、或者过往与该施教者合作的受教者针对知识节点掌握的改善程度中的任一种或多种组合；所述最匹配的施教者包括：对该受教者尚未掌握的知识节点讲解次数最多的施教者、针对该受教者尚未掌握的知识节点受到来自其他受教者好评最多的施教者、或者在该受教者尚未掌握的知识节点上改善程度较大的其他受教者对应的施教者。

于本发明的一实施例中，所述教学项包括教学教材，推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学教材的方式包括：基于所有的教学教材，推荐其中包含与该受教者尚未掌握的知识节点关联度最大的教学教材。

于本发明的一实施例中，所述关联度最大的教学教材包括：出现与该受教者尚未掌握的知识节点的次数最多或频率最高的教学教材、包含该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的前置知识节点的教学教材、包含该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的后置知识节点的教学教材、或者包含该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的前置知识节点和后置知识节点的教学教材。

于本发明的一实施例中，所述教学项包括教学路径，推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学路径的方式包括：根据该受教者尚未掌握的知识节点，调整该受教者的教学路径。

于本发明的一实施例中，调整该受教者的教学路径的方式包括：将该受教者的包括尚未掌握的当前知识节点的教学路径扩展，以令扩展后的教学路径既包括尚未掌握的当前知识节点，还包括对应的前置知识节点和/或后置知识节点。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于知识图谱的教学推荐系统，所述知识图谱包括一或多层知识层，各知识层包括一或多个供受教者掌握的知识节点，且各前置知识节点能够分解为一或多个与之相关联的后置知识节点；所述教学推荐系统包括：分析模块，用于分析受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系；处理模块，用于根据受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系向受教者推荐对应的教学项。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述基于知识图谱的教学推荐方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子终端执行所述基于知识图谱的教学推荐方法。

如上所述，本发明的基于知识图谱的教学推荐方法、系统、存储介质、及终端，具有以下有益效果：本发明基于施教者、教学教材、以及教学路径等教学项，做出与受教者还未掌握的知识节点关联的推荐，也即针对学生尚未掌握的知识节点向学生推荐最为匹配的教学项，从而大大提升教学质量和教学效果。

附图说明

图1显示为本发明一实施例中知识图谱的结构示意图。

图2显示为本发明一实施例中基于知识图谱的教学推荐方法的流程示意图。

图3显示为本发明一实施例中教学推荐系统的示意图。

图4显示为本发明一实施例中电子终端的结构示意图。

元件标号说明

31 分析模块

32 处理模块

41 处理器

42 存储器

43 收发器

44 通信接口

45 系统总线

S21～S22 方法步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供基于知识图谱的教学推荐方法、系统、存储介质、及终端，用于为受教者推荐与之匹配的教学项，从而有效做到因材施教并大幅提升教学质量。

所述教学项是指与教学活动相关的项目，例如：施教者、教学教材、教学路径等等。其中，施教者和受教者是指教学活动中的一方及另一方，例如可以是教师与学生、培训提供方和培训接受方、或者会议提起方和会议参与方等等。所述教学教材是供施教者在授课过程中使用的教学材料，其可以是文字材料也可以是多媒体材料；所述文字材料例如为讲义、演讲稿、课程纪要、或者文章等等，所述多媒体材料例如为音频材料或者视频材料等等。所述教学路径主要是指教学活动中的教学顺序，例如按照章节顺序教学等等。

所述知识图谱是知识领域可视化的映射地图，是显示知识发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形，采用可视化描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及知识之间的相互关系，下文将结合附图来具体说明知识图谱的结构。

如图1所示，展示本发明一实施例中知识图谱的结构示意图。一般而言，知识图谱包括一或多层知识层，各知识层包括一或多个供受教者掌握的知识节点，且各前置知识节点能够分解为一或多个与之相关联的后置知识节点。于本实施例中，知识图谱包括N层知识层，各层知识层又包括多个知识节点。各知识节点向上连接前置知识节点，向下连接后置知识节点。

以一元二次方程计算为例，学生在解答一元二次方程时需要用到一元一次方程计算以及平方计算相关的知识，故一元一次方程计算和平方计算可作为一元二次方程计算的下层知识节点。而一元二次方程计算又是二元二次方程计算过程中需要用到的知识，故二元二次方程计算可作为一元二次方程计算的上层知识节点。于本实施例中，将一元二次方程作为当前知识节点，则其前置知识节点为二元二次方程，其后置知识节点则为一元一次方程和平方计算。

上文针对知识图谱的结构已做相应的解释；需说明的是，关于如何搭建或构造该知识图谱并非本发明涉及的内容，故对此不作赘述；下文将结合具体的实施例针对基于知识图谱的教学推荐方法做详细阐释。

如图2所示，展示本发明一实施例中基于知识图谱的教学推荐方法的流程示意图。所述教学推荐方法包括：根据受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系，向受教者推荐对应的教学项。所述教学推荐方法具体包括如下步骤：

S21：在所述知识图谱中选出受教者尚未掌握的知识节点。需要说明的是，尚未掌握的知识节点可以是尚未掌握的当前知识节点、尚未掌握的当前知识节点对应的前置知识节点、尚未掌握的当前知识节点对应的后置知识节点、或者也可以是一或多个前述的知识节点的结合。

值得注意的是，现有的教学系统通常只围绕学生尚未掌握的当前知识节点，做相应的教学或复习等教学工作。但本领域技术人员应当知晓的是，知识节点并非孤立存在于知识体系中，知识节点与知识节点之间有着千丝万缕的关系。

举例来说：若学生A答错一关于重力计算的物理习题，也即学生A还未掌握“F＝m*g”的物理公式。以“F＝m*g”的物理公式为当前知识节点，则其后置知识节点包括“F的含义”、“m的含义”、以及“g的含义”等等。因此，在学生还未理解“F的含义”、“m的含义”、“g的含义”等后置知识节点的前提下，仅仅针对“F＝m*g”这一当前知识节点展开教学工作，往往是事倍功半的。本发明中考虑的学生尚未掌握的知识节点则既包括当前知识节点，还包括与当前知识节点相关联的前置知识节点、后置知识节点，从而达到事半功倍的效果，大大提升教学质量。

S22：推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学项。如上文所描述的，所述教学项具体包括施教者、教学教材、教学路径、或者前述三者的两两组合、或者前述三者组合。

在一实施例中，所述教学项包括施教者。推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的施教者的方式包括：在施教者画像中选择与该受教者尚未掌握的知识节点最匹配的施教者。需要说明的是，本发明所称的画像并非传统意义上的图画或素描，所述画像是指施教者的信息集合。具体而言，所述施教者画像包括：施教者的社会属性信息、施教者的职业属性信息、施教者负责的知识节点、过往与该施教者合作的受教者的评价和/或反馈、或者过往与该施教者合作的受教者针对知识节点掌握的改善程度中的任一种或多种组合。其中，所述社会属性信息例如为施教者的姓名、性别、年龄、常住地址、或者国籍等等；所述职业属性信息例如为施教者授课科目、授课经验值、过往授课对象的年龄段等等。

所述最匹配的施教者包括：对该受教者尚未掌握的知识节点讲解次数最多的施教者、针对该受教者尚未掌握的知识节点受到来自其他受教者好评最多的施教者、或者在该受教者尚未掌握的知识节点上改善程度较大的其他受教者对应的施教者，也即为学生推荐的老师的匹配程度与知识节点密切关联。

举例来说，若学生未掌握英语教学中“将来时态”的知识节点，则教学终端为该名学生推荐的最匹配的老师可以是讲解“将来时态”这一知识节点次数最多的教师，或者可以是同为教授“将来时态”这一知识节点的教师中受到好评最多的教师，或者还可以是针对“将来时态”这一知识节点的学习上改善程度最大的其他学生对应的教师等等。需要说明的是，教师讲解知识节点的次数，受到的好评数，或者改善程度等等，可通过教学终端设置的功能采集或者也可通过手动输入该些数据，本发明对此不作限定。

值得注意到是，现有的教学系统通常通过随机的方式向学生推荐教师，这就无法做到因材施教，无法为学生推荐最适合的教师，影响教学质量。本发明推荐教师的方法与知识节点具有极为密切的关联关系，针对学生尚未掌握的知识节点向学生推荐最为匹配的教师，从而大大提升教学质量和教学效果。

在一实施例中，所述教学项包括教学教材，推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学教材的方式包括：基于所有的教学教材，推荐其中包含与该受教者尚未掌握的知识节点关联度最大的教学教材。

所述关联度最大的教学教材包括：出现与该受教者尚未掌握的知识节点的次数最多或频率最高的教学教材、包含该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的前置知识节点的教学教材、包含该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的后置知识节点的教学教材、或者含括该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的前置知识节点和后置知识节点的教学教材。、仍以“一元二次方程”这一知识节点为例，所述关联度最大的教学教材例如可以是出现“一元二次方程”这一知识节点次数最多或者频率最高的教学教材，或者可以是既包含“一元二次方程”这一当前知识节点又包含“二元二次方程”这一前置知识节点的教学教材，还可以是既包含“一元二次方程”这一当前知识节点又包含“一元一次方程”及“平方”这两个后置知识节点的教学教材，还可以是既包含“一元二次方程”这一当前知识节点又包含“二元二次方程”、“一元一次方程”、“平方”等知识节点的教学教材。

本发明的教学推荐方法中推荐教材的方式并不局限于当前知识节点，同时还推荐与当前知识节点相关联的前置知识节点或者后置知识节点，为学生未掌握知识节点找到更加全面的原因，从而有效帮助学生更快更高效地掌握知识节点。

在一实施例中，所述教学项包括教学路径，推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学路径的方式包括：根据该受教者尚未掌握的知识节点，调整该受教者的教学路径。其中，调整该受教者的教学路径的方式包括：将该受教者的包括尚未掌握的当前知识节点的教学路径扩展，以令扩展后的教学路径既包括尚未掌握的当前知识节点，还包括对应的前置知识节点和/或后置知识节点。

举例来说：若一学生原先的教学路径中包括“圆面积S＝πr²”这一知识节点，但并不包括“π”这一知识节点。教学终端在获悉该名学生尚未掌握“π”这一知识节点，则教学终端可针对原先的教学路径做出调整，将“π”这一知识节点插入“圆面积S＝πr²”这一知识节点的前端，从而使学生的学习过程连贯而顺畅。

值得注意的是，现有的教学系统通常都不设有推荐功能，或者即使有推荐功能但推荐项不够丰富也不够智能，无法与受教者匹配，从而影响教学质量。本发明基于施教者、教学教材、以及教学路径等教学项，做出与受教者还未掌握的知识节点关联的推荐，也即针对学生尚未掌握的知识节点向学生推荐最为匹配的教学项，从而大大提升教学质量和教学效果。

如图3所示，展示本发明一实施例中教学推荐系统的示意图。所述教学推荐系统包括分析模块31和处理模块32，所述分析模块31用于分析受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系，所述处理模块32用于根据受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系向受教者推荐对应的教学项。因教学推荐系统的实施方式与上文中的教学推荐方法的实施方式类似，故不再赘述。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，处理模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digitalsingnalprocessor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

如图4所示，展示本发明实施例提供的再一种电子终端的结构示意图。本实例提供的电子终端包括：处理器41、存储器42、收发器43、通信接口44和系统总线45；存储器42和通信接口44通过系统总线45与处理器41和收发器43连接并完成相互间的通信，存储器42用于存储计算机程序，通信接口44和收发器43用于和其他设备进行通信，处理器41用于运行计算机程序，使电子终端执行如上教学推荐方法的各个步骤。

上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(PeripheralPomponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustryStandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本发明提供的基于知识图谱的教学推荐方法、系统、存储介质、及终端，其基于施教者、教学教材、以及教学路径等教学项，做出与受教者还未掌握的知识节点关联的推荐，也即针对学生尚未掌握的知识节点向学生推荐最为匹配的教学项，从而大大提升教学质量和教学效果。因此，发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种基于知识图谱的教学推荐方法，其特征在于，所述知识图谱包括一或多层知识层，各知识层包括一或多个供受教者掌握的知识节点，且各前置知识节点能够分解为一或多个与之相关联的后置知识节点；所述教学推荐方法应用于教学终端，其包括：

根据受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系，向受教者推荐对应的教学项。

2.根据权利要求1所述的基于知识图谱的教学推荐方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述知识图谱中选出受教者尚未掌握的知识节点；所述尚未掌握的知识节点包括：尚未掌握的当前知识节点、尚未掌握的当前知识节点对应的前置知识节点、尚未掌握的当前知识节点对应的后置知识节点中的任一种或多种组合；

推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学项；所述教学项包括施教者、教学教材、教学路径中的任一种或多种组合。

3.根据权利要求2所述的基于知识图谱的教学推荐方法，其特征在于，所述教学项包括施教者，推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的施教者的方式包括：在施教者画像中选择与该受教者尚未掌握的知识节点最匹配的施教者。

4.根据权利要求3所述的基于知识图谱的教学推荐方法，其特征在于，所述施教者画像包括：施教者的社会属性信息、施教者的职业属性信息、施教者负责教授的知识节点、过往与该施教者合作的受教者的评价和/或反馈、或者过往与该施教者合作的受教者针对知识节点掌握的改善程度中的任一种或多种组合；所述最匹配的施教者包括：对该受教者尚未掌握的知识节点讲解次数最多的施教者、针对该受教者尚未掌握的知识节点受到来自其他受教者好评最多的施教者、或者在该受教者尚未掌握的知识节点上改善程度较大的其他受教者对应的施教者。

5.根据权利要求2所述的基于知识图谱的教学推荐方法，其特征在于，所述教学项包括教学教材，推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学教材的方式包括：基于所有的教学教材，推荐其中包含与该受教者尚未掌握的知识节点关联度最大的教学教材。

6.根据权利要求5所述的基于知识图谱的教学推荐方法，其特征在于，所述关联度最大的教学教材包括：出现与该受教者尚未掌握的知识节点的次数最多或频率最高的教学教材、包含该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的前置知识节点的教学教材、包含该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的后置知识节点的教学教材、或者包含该受教者尚未掌握的当前知识节点以及对应的前置知识节点和后置知识节点的教学教材。

7.根据权利要求2所述的基于知识图谱的教学推荐方法，其特征在于，所述教学项包括教学路径，推荐与该受教者尚未掌握的知识节点所对应的教学路径的方式包括：根据该受教者尚未掌握的知识节点，调整该受教者的教学路径。

8.根据权利要求7所述的基于知识图谱的教学推荐方法，其特征在于，调整该受教者的教学路径的方式包括：将该受教者的包括尚未掌握的当前知识节点的教学路径扩展，以令扩展后的教学路径既包括尚未掌握的当前知识节点，还包括对应的前置知识节点和/或后置知识节点。

9.一种基于知识图谱的教学推荐系统，其特征在于，所述知识图谱包括一或多层知识层，各知识层包括一或多个供受教者掌握的知识节点，且各前置知识节点能够分解为一或多个与之相关联的后置知识节点；所述教学推荐系统包括：

分析模块，用于分析受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系；

处理模块，用于根据受教者对各知识节点的掌握程度以及各知识节点之间的关联关系向受教者推荐对应的教学项。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的基于知识图谱的教学推荐方法。

11.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子终端执行如权利要求1至8中任一项所述的基于知识图谱的教学推荐方法。

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