知识图谱与教育大数据协同驱动的自适应学习模式研究

为了有机融入领域知识的内在信息与关联,将知识图谱引入智慧教学过程,构建了知识图谱与教育大数据协同驱动的自适应学习模式.通过对多源、异构的大数据进行数据采集与数据分析,认知学生的学习行为特征,为自适应学习构筑重要前提;将课程的知识体系化,构建多维度下的知识图谱,其拓扑结构蕴含领域专家经验、知识关联与学习路径,为基于课程内...     

面向精准教研的立体知识图谱构建方法研究

知识图谱作为知识存储工具的应用对教学教研具有重要意义,近年来受到研究者和教师的广泛关注。文章针对传统学科知识图谱构建方法难以适应智能时代知识快速增长、更新的需要,基础教育学科知识图谱未能用于综合解析教与学的过程和智能评估学习发展的问题,从学科知识、教学活动、学生学习三个角度出发,提出建构包含学科知识、教学活动、个体学习的三层立体动态知识图谱模型的思路,结合自顶向下和自底向上的构建方法,从数据采集、本体构建、知识抽取、知识融合、知识更新五个方面设计图谱构建框架,实现三层图谱相互关联、相互影响和相互解释,支持基于教学过程大数据的教学过程和学习成效解释和诊断。基于提出的模型和方法,研究以数学学科内容进行了应用示例,以期为知识图谱领域的实践提供应用参照。     

基于数据分析的初中生自适应学习系统的设计与开发

现有网络学习系统提供千篇一律的学习资源,不能根据用户特性动态地呈现个性化学习内容,而构建自适应学习系统是满足学生需求个性化与教学资源动态化的有效方案。文章以电子书包为载体,构建初中生学习者模型和知识模型,设计并开发基于数据分析的初中生自适应学习系统,发现学习规律,根据每一个学习者的需求和能力为其提供个性化学习服务。     

面向适应性学习系统的课程知识图谱构建研究——以“Java程序设计基础”课程为例

适应性学习系统是实现个性化学习的一条有效途径,领域知识模型是其中的一个核心组件。然而,现有的领域知识模型大多泛化能力不足,应用性不强。针对以上问题,文章以教材组织理论为指导,依据适应性学习系统的功能需求,设计了一个包含章、节、知识点三种知识单元和包含、顺序、相关三种语义关系的课程知识图谱,并以"Java程序设计基础"课程为例开发了一个课程知识图谱案例。通过对这种课程知识图谱的应用情景进行深入分析,文章发现:该课程知识图谱能够很好地支撑适应性学习系统中的适应性内容选择和适应性学习导航,并且具有很好的泛化能力。     

人工智能支持下的智慧学习模型构建研究

智慧学习是人工智能时代教育的基本内涵,智慧学习模型构建是实施智慧学习的关键和基础,也是该领域研究中的瓶颈问题.文章针对智慧学习内在机理难以表征的问题,利用人工智能技术,提出了能够阐述智慧学习特征、要素及运行机制的智慧学习E-GPPE-C模型.该模型由学习环境、教育知识图谱、学习者画像、学习路径、学习评价、学习共同体六大核心要素和基础层、支撑层、服务层、关键层、应用层五个层面构成.基于人工智能相关算法,从教育知识图谱构建、学习者画像构建、学习共同体构建、学习路径推荐四个方面,提出了E-GPPE-C模型的实现方法.研究为人工智能在教育领域应用、智慧学习开展提供了基础,为后续智慧学习模型研究提供了参考.     

基于知识图谱的汉语词汇学习资源推荐研究——以HSK三级词汇为例

为解决初级汉语水平学习者的词汇学习迷航问题,提高其学习效率和词汇应用能力,文章首先梳理了信息技术促进词汇学习的研究现状,并指出学习资源推荐技术存在的问题。随后,文章设计了汉语水平考试(HSK)三级词汇的学习资源、10种关系及其特性和优先级,构建了本体,提出了推荐流程,并参考Jena框架,构建了基于知识图谱的汉语词汇学习资源推荐系统。最后,文章采用问卷调查和访谈法进行了推荐系统的学习体验评价,结果表明:学习者对推荐系统的满意度较高,认为推荐系统可促进汉语词汇的学习。基于知识图谱的汉语词汇学习资源推荐系统能够提升汉语词汇的学习效率,实现汉语词汇学习规模化和个性化的统一。     

基于知识图谱的“水文预报”课程教学改革实践

知识图谱以图形化、结构化的方式呈现复杂的学科知识体系,帮助学生更好地理解和掌握知识,提高学习效率和质量。文章主要介绍了水文预报课程知识图谱建设,阐述了知识图谱在水文预报课程中的应用优势,包括构建完整的知识体系、提供个性化的学习支持等,探讨了知识图谱建设在水文预报课程教学实践改革中的成效。实践表明,水文预报课程知识图谱建设是提高课程教学质量的有效途径之一。     

教育知识图谱构建中的标准词汇参考模型研究

教育是典型的知识密集型领域,因此,进行领域知识的共享研究对教育领域的发展非常重要。多年信息化的历史经验告诫我们:共享的前提是必须对领域资源实施标准化。尽管我国教育领域研发了系列教育元数据标准,但是从智慧教育的需求来看,这些标准普遍表现为缺乏语义、比较零散、体系不够完善等。随着近些年知识图谱的提出,为教育资源的知识整合发展提供了重要的技术手段。然而,目前知识图谱构建的主要焦点在构建技术方面,忽视了构建中的标准化问题。长此以往,领域将会构建出很多“知识孤岛”。为解决这些问题,本文在对国内外教育领域内标准进行研究的基础上,以系统理论为依据提出并构建了一个集预定义词汇的W3C语义Web标准、顶层词汇标准和领域词汇标准于一体的三层架构模型——教育资源知识图谱标准词汇参考模型。基于该模型建构知识图谱,不仅为教育领域数据的标准化提供标准词汇参考,而且也为规范构建教育领域知识图谱提供了参考。     

面向高校教学的知识融合与应用模型研究

为了提升专业知识检索服务质量、满足高等院校教学服务需求,文章提出基于人工智能、自然语言处理等技术构建知识融合模型的方案;利用多源异构大数据资源,面向高等院校专业课程,采用知识图谱与语义扩展搜索等技术与方法,设计基于知识图谱关联导航的教学服务平台,为教师与学生获取精准知识点以及相关内容提供方便。最后介绍模型实现面临的一些挑战,为专业课程教学软件的开发与升级提供参考。     

基于学习认知图谱的适应性学习框架构建与应用

学习者模型用于描述学习者行为、认知、情感等方面的特征,是适应性学习得以实现的基础。针对当前学习者建模在认知要素上主要依赖学生的知识掌握情况和学习风格,而在对个体认知具有重要影响的知识结构和元认知能力等方面关注不足的问题,提出了对学习者的学习认知图谱建模以提升适应性学习过程中认知支持的设想,并从多模态异构数据采集、学科知识图谱的构建、认知诊断模型的设计、学习认知图谱建模和适应性学习服务推送五个方面设计技术框架。随后,通过学习认知图谱在学习元平台和雷达数学系统中的应用,介绍了学习认知图谱的实践示例——学习认知地图,并阐述了其构建原理及所提供的个性化学习支持服务,以期为适应性学习领域的研究者提供理论和实践上的参考。