[发明专利]一种知识图谱驱动的个性化作业布置方法

说明书

本发明公开了一种知识图谱驱动的个性化作业布置方法，该方法包括：构建课程内容知识图谱的步骤；设计网状题库的步骤；采集学生作业答题情况数据的步骤；以及，布置个性化作业的步骤。本发明的该方法能有效改变目前作业布置方式的不足，实现真正的个性化作业布置，对于学生的因材施教有着重要意义，且具有通用性，不只是针对某一具体课程适用，其可适用于所有教学课程，能综合学生对知识掌握的多维数据进行教学，具有避免片面性的优势。

技术领域

本发明属于智慧教育技术领域，具体涉及一种知识图谱驱动的个性化作业布置方法。

背景技术

作业是老师检查学生对知识的掌握情况、反馈教学效果的有效途径，也是学生获取知识、养成学习习惯的重要方式，因此科学合理地布置作业是十分重要的。现有的作业布置方法重共性轻个性，通常是一个班的学生布置同一份作业，老师难以了解到每个人的学习状况。

虽然现在市面上也有一些个性化教学方法可以做到随机发放作业，但其用于教学中的主要目的是防止同学间作业抄袭，并没有和学生实际结合起来，学生的学习过程很难达到个性化，教育个性化中的智能性较弱、效果较差。

据教育部统计，我国有超过2亿的K12学生(包括小学、初中和高中)。随着我国经济的发展，千人一面的统一化教学方式已经不能满足学生、家长和老师的需求。因此，大家对一种能与学生的自身实际相贴合，适用性强，智能化程度高的教学方法的需求越来越迫切。

发明内容

因此，针对现有技术的上述问题，本发明意在提供一种知识图谱驱动的个性化作业布置方法，有效改变目前作业布置方式的不足，实现真正的个性化作业布置，对于学生的因材施教有着重要意义。

本发明所提供的知识图谱驱动的个性化作业布置方法，其首先会对课程内容知识图谱进行构建，课程内容知识图谱的构建主要是抽取课程内容的知识点以及知识点之间的关联，借助图谱工具生成课程内容知识图谱存储到计算机中。

具体而言，知识图谱本身包含了概念、概念间关系以及规则。对于课程内容来说，这里的概念就是指课程内容的知识点，概念间关系即指知识点之间的关联，而规则则是指各知识点间的关联深度，是课程内容知识的规律，基于规则，知识图谱本身可以进行推理。

利用知识图谱来构建课程内容知识图谱，能充分利用知识图谱本身的优势，有效建立起课程内容的知识点与知识点之间的关联，将课程内容中的知识点建立起网状结构，使课程内容系统化，有利于教师与学生之间的教与学，能显著提高教学过程的智能化程度。

进一步地，本发明的该方法基于上述课程内容知识图谱来设计网状题库，题库中的题目均具有题目编号、题目类型、题目题干、题目答案、题目分值、题目知识点(一个或多个)以及出题人等属性。与传统题库设计方法不同，本发明的该方法会对题库中的每个题目都增加考查用的一个或多个知识点，而这些知识点来自于上述所构建的课程内容知识图谱，即与知识图谱中的知识点相对应。基于课程内容知识图谱，将知识图谱与题目相结合，题库中的题目不只是包含题目类型、题干内容、题目答案、题目分值等内容，还包含了一个或多个图谱中的知识点，同时题目之间通过知识点建立关联。由此，本发明的该方法通过将题库中题目的属性建立关联来实现题库的知识图谱形式的存储，构建网状题库，网状题库有利于提升个性化作业布置的智能性。

进一步地，本发明的该方法还会对学生作业答题情况进行数据采集，学生作业答题情况的数据是用于衡量学生知识掌握情况的标准，同时也是个性化作业布置的数据依据。本发明的该方法主要是对教师批改后的各类作业成绩、知识点掌握成绩等数据进行采集以及题目完成时间等数据进行采集，数据采集按一定的格式与规则进行，其中数据的主内容可包含学生编号、题目编号、题目类型、题目题干、学生题目解答、题目分值、题目知识点得分、答题用时等，这几个方面有利于对学生进行较全面的评价，即从解答步骤、知识点掌握程度、答题速度和对题目类型等方面进行衡量。

进一步地，本发明的该方法布置个性化作业，首先，基于下述公式计算知识点掌握得分占总得分的比例K_m：