本發(fā)明是一種基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)能力建模及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)組織及執(zhí)行路徑推薦方法。主要用于使學(xué)習(xí)者花費(fèi)最少時(shí)間和精力（假定時(shí)間、精力均勻分布，單位時(shí)間和精力獲得的知識(shí)一樣多）得到最高效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，關(guān)注學(xué)習(xí)者特征和學(xué)習(xí)需求差異，因材施教，滿(mǎn)足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，屬于分布式計(jì)算和軟件工程學(xué)技術(shù)交叉領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)人們的知識(shí)掌握程度提出了更高的要求，智能教學(xué)系統(tǒng)中選擇合適的學(xué)習(xí)點(diǎn)推薦給學(xué)習(xí)者和個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的推薦與優(yōu)化已經(jīng)成為重要課題。目前，在線(xiàn)學(xué)習(xí)面臨的問(wèn)題是網(wǎng)上數(shù)據(jù)龐雜，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者難以快速找到適合自己的學(xué)習(xí)資源。適應(yīng)性學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)程教育發(fā)展質(zhì)的飛躍，其直接原因是以計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程通信和認(rèn)知科學(xué)結(jié)合的知識(shí)媒體的綜合運(yùn)用。適應(yīng)性學(xué)習(xí)能根據(jù)學(xué)習(xí)者的特征選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法作為推薦。學(xué)習(xí)路徑是指學(xué)習(xí)活動(dòng)的路線(xiàn)與序列，是學(xué)習(xí)者在一定的學(xué)習(xí)策略指導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)所需完成的學(xué)習(xí)活動(dòng)的排序。學(xué)習(xí)路徑是把學(xué)習(xí)的資源、方法、目標(biāo)、程序、評(píng)價(jià)和監(jiān)控等有機(jī)成和在一起，把學(xué)習(xí)內(nèi)容以不同的策略展現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。

知識(shí)圖譜于2012年5月17日被google正式提出，其初衷是為了提高搜索引擎的能力，增強(qiáng)用戶(hù)的搜索質(zhì)量以及搜索體驗(yàn)。目前，隨著智能化和個(gè)性化信息服務(wù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，知識(shí)圖譜被廣泛地應(yīng)用于智能搜索、智能問(wèn)答、個(gè)性化推薦等領(lǐng)域。知識(shí)圖譜已經(jīng)成為用標(biāo)記的有向圖形式表示知識(shí)的強(qiáng)大工具，并給出文本信息的語(yǔ)義。知識(shí)圖譜是通過(guò)將每個(gè)項(xiàng)目、實(shí)體或用戶(hù)作為結(jié)點(diǎn)表示，并且通過(guò)邊緣將彼此相互作用的那些結(jié)點(diǎn)鏈接起來(lái)構(gòu)造的圖形。結(jié)點(diǎn)之間的邊可以表示任意關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)是學(xué)習(xí)活動(dòng)中傳遞知識(shí)信息的基本單元，單獨(dú)的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)能體現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容本身的拒不完整性，知識(shí)點(diǎn)的集合能保證專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系的全局完整性知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系是連接知識(shí)點(diǎn)的紐帶，使分散的知識(shí)點(diǎn)形成相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出了一種基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)能力建模及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)組織及執(zhí)行路徑推薦方法，將學(xué)習(xí)點(diǎn)從數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)三個(gè)有遞進(jìn)關(guān)系的層面上進(jìn)一步地細(xì)化，根據(jù)學(xué)習(xí)者的當(dāng)前學(xué)習(xí)狀況和學(xué)習(xí)目標(biāo)有針對(duì)性地為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)高效的導(dǎo)學(xué)策略，考慮學(xué)習(xí)者特征的差異，因材施教，保證學(xué)習(xí)者按需學(xué)習(xí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)能力建模及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)組織及執(zhí)行路徑推薦方法，針對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)目標(biāo)，將學(xué)習(xí)點(diǎn)從數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)三個(gè)有遞進(jìn)關(guān)系的層面上進(jìn)一步地細(xì)化，向?qū)W習(xí)者推薦合理的學(xué)習(xí)點(diǎn)內(nèi)容和學(xué)習(xí)策略，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，幫助學(xué)習(xí)者提高學(xué)習(xí)效率，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。

技術(shù)方案：本發(fā)明是一種策略性方法，可以應(yīng)用于為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)，有助于解決網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境下，大量學(xué)習(xí)資源導(dǎo)致的認(rèn)知過(guò)載和學(xué)習(xí)迷航問(wèn)題。在一個(gè)知識(shí)點(diǎn)圖譜上，本發(fā)明假設(shè)學(xué)習(xí)者單位時(shí)間下和單位精力可學(xué)知識(shí)是固定的，知識(shí)圖譜上的結(jié)點(diǎn)不一定是獨(dú)立的，本發(fā)明劃分知識(shí)點(diǎn)的依據(jù)是根據(jù)教科書(shū)的組織為基礎(chǔ)，將知識(shí)點(diǎn)劃分為元知識(shí)、章知識(shí)和篇知識(shí)，元知識(shí)是知識(shí)體系中相對(duì)獨(dú)立、不能再分割的基本知識(shí)點(diǎn)；章知識(shí)是由相關(guān)元知識(shí)關(guān)聯(lián)組合得到的，表達(dá)一定范圍內(nèi)比較完整的知識(shí)；篇知識(shí)是對(duì)章知識(shí)進(jìn)一步的分類(lèi)和總結(jié)得到的。在圖譜上存在結(jié)構(gòu)相似的知識(shí)點(diǎn)集合，但知識(shí)點(diǎn)間的語(yǔ)義關(guān)系可能是不同的，對(duì)于知識(shí)結(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系本發(fā)明定義有以下有五種（語(yǔ)義）關(guān)系如圖1所示：

1.先序關(guān)系：必須先學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)a才能學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)b，即學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)b需要知識(shí)點(diǎn)a的支持。先序關(guān)系具有傳遞性，包括直接先序關(guān)系和間接先序關(guān)系。如果學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)a后可以直接學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)b，則兩者滿(mǎn)足直接先序關(guān)系。如果學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)a后還需要學(xué)習(xí)其他知識(shí)點(diǎn)才能學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)b，則兩者滿(mǎn)足間接先序關(guān)系;

2.涵蓋關(guān)系：結(jié)點(diǎn)a包含的知識(shí)點(diǎn)涵蓋了結(jié)點(diǎn)b，學(xué)了結(jié)點(diǎn)a可以不用再去學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)b;

3.或關(guān)系：對(duì)于最終學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)a和結(jié)點(diǎn)b都可以達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)；

4.與關(guān)系（平行關(guān)系）：即結(jié)點(diǎn)間是獨(dú)立的，具有與關(guān)系的知識(shí)點(diǎn)在學(xué)習(xí)過(guò)程中不存在先后順序；

5.必要結(jié)點(diǎn)：對(duì)于最終學(xué)習(xí)目標(biāo)，一定要去學(xué)習(xí)的結(jié)點(diǎn)；

6.游離結(jié)點(diǎn)：對(duì)于某個(gè)知識(shí)體系來(lái)講，游離結(jié)點(diǎn)是對(duì)這個(gè)知識(shí)體系無(wú)用的知識(shí)點(diǎn)。

方法流程：

1.一種基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)能力建模及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)組織及執(zhí)行路徑推薦方法，其特征在于學(xué)習(xí)點(diǎn)推薦和路徑優(yōu)化的步驟：

步驟1)構(gòu)建有向的學(xué)習(xí)點(diǎn)知識(shí)圖譜，通過(guò)大數(shù)據(jù)訓(xùn)練得出學(xué)習(xí)者群體學(xué)習(xí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)所要花費(fèi)時(shí)間和精力的平均水平，即學(xué)習(xí)投入，作為學(xué)習(xí)點(diǎn)的權(quán)重在圖譜上做出標(biāo)記；

步驟2）構(gòu)建習(xí)題測(cè)試庫(kù)和能力調(diào)查問(wèn)卷。根據(jù)學(xué)習(xí)點(diǎn)構(gòu)建相應(yīng)的習(xí)題測(cè)試，根據(jù)能力考查類(lèi)型構(gòu)建學(xué)習(xí)者能力調(diào)查問(wèn)卷；

步驟3）提示學(xué)習(xí)者進(jìn)行習(xí)題測(cè)試。根據(jù)習(xí)題測(cè)試結(jié)果，初步獲取學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)點(diǎn)的掌握情況；

步驟4）根據(jù)步驟3得到的學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，建立學(xué)習(xí)者資源子模型；

步驟5)以問(wèn)卷的形式對(duì)學(xué)習(xí)者能力進(jìn)行調(diào)查。本發(fā)明將學(xué)習(xí)者能力水平劃分三個(gè)等級(jí)分別是“弱”“中”“強(qiáng)”，根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，獲取學(xué)習(xí)者記憶能力、計(jì)算能力和推理能力等水平，初步評(píng)估學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率；

步驟6)根據(jù)步驟5的結(jié)果，建立學(xué)習(xí)者能力子模型；

步驟7)比較學(xué)習(xí)者個(gè)體與學(xué)習(xí)者群體的平均能力水平差異，劃分出學(xué)習(xí)者的能力等級(jí)；

步驟8)建立學(xué)習(xí)者模型。根據(jù)步驟4和步驟6的結(jié)果，建立學(xué)習(xí)者模型；

步驟9)獲取學(xué)習(xí)者預(yù)期學(xué)習(xí)投入expected_effort。學(xué)習(xí)投入是指學(xué)習(xí)者計(jì)劃可以為達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)投入的時(shí)間和精力；

步驟10)獲取學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)，并根據(jù)公式1計(jì)算預(yù)期學(xué)習(xí)效率expected_effi，其中total_know是指目標(biāo)知識(shí)包含的知識(shí)點(diǎn)總量：

(1)；

步驟11)根據(jù)步驟8得到的學(xué)習(xí)者模型和步驟10獲取到的學(xué)習(xí)者目標(biāo)對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行模式匹配。將學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行劃分，確定目標(biāo)類(lèi)型；

步驟12)根據(jù)步驟11得到的目標(biāo)類(lèi)型，確定在哪一層資源處理框架上進(jìn)行遍歷。若學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)比較簡(jiǎn)單，預(yù)期學(xué)習(xí)投入較少，學(xué)習(xí)能力較弱，則在數(shù)據(jù)圖譜上基于元知識(shí)向?qū)W習(xí)者推薦學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑；若學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)難度一般，預(yù)期學(xué)習(xí)投入一般，學(xué)習(xí)能力一般，則在信息圖譜上基于章知識(shí)向?qū)W習(xí)者推薦學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑；若學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)難度較大，預(yù)期學(xué)習(xí)投入多，學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，則在知識(shí)圖譜上基于篇知識(shí)向?qū)W習(xí)者推薦學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑；

步驟13)在資源處理框架上標(biāo)記學(xué)習(xí)者已學(xué)知識(shí)和目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)；

步驟14)依賴(lài)于步驟13所得到的結(jié)果，遍歷圖譜找出目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)的所有先序結(jié)點(diǎn)；

步驟15)將步驟14產(chǎn)生的所有未學(xué)知識(shí)點(diǎn)，將存在或關(guān)系的知識(shí)結(jié)點(diǎn)按學(xué)習(xí)該知識(shí)點(diǎn)所需學(xué)習(xí)投入（即權(quán)重）進(jìn)行排序；

步驟16)對(duì)于存在涵蓋關(guān)系的結(jié)點(diǎn)，假定結(jié)點(diǎn)a涵蓋結(jié)點(diǎn)b和結(jié)點(diǎn)c所含知識(shí)，判斷結(jié)點(diǎn)b和結(jié)點(diǎn)c是否都是學(xué)習(xí)者為達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)所需要的知識(shí)。若需要，計(jì)算學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)a和同時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)b和結(jié)點(diǎn)c所需的時(shí)間和精力；若不需要，選擇需要時(shí)間和精力較少的結(jié)點(diǎn)添加到學(xué)習(xí)路徑中；

步驟17)基于步驟16產(chǎn)生的結(jié)果，將其它必要結(jié)點(diǎn)和并行結(jié)點(diǎn)添加至學(xué)習(xí)路徑中；

步驟18)輸出完整的學(xué)習(xí)路徑，推薦給學(xué)習(xí)者；

步驟19)在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程中，不斷獲取學(xué)習(xí)者的反饋，并監(jiān)測(cè)外部學(xué)習(xí)環(huán)境的變化；

步驟20)根據(jù)步驟19得到的結(jié)果，根據(jù)公式2計(jì)算學(xué)習(xí)者實(shí)際學(xué)習(xí)效率actual_effi，got_know表示學(xué)習(xí)者已學(xué)到的學(xué)習(xí)點(diǎn)，actual_effort是學(xué)習(xí)者的實(shí)際學(xué)習(xí)投入，并統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)者的能力變化，更新學(xué)習(xí)者模型；根據(jù)外部學(xué)習(xí)環(huán)境的變化，更新處理資源框架：

(2)；

步驟21)根據(jù)步驟20得到的更新后的學(xué)習(xí)者模型，返回步驟9重新獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)目標(biāo)及預(yù)期學(xué)習(xí)投入，根據(jù)學(xué)習(xí)者當(dāng)前學(xué)習(xí)狀況重新規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑。

體系結(jié)構(gòu)：

圖2給出了一種基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)能力建模及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)組織及執(zhí)行路徑推薦方法的體系結(jié)構(gòu)，首先構(gòu)建相應(yīng)學(xué)科的知識(shí)體系圖譜，獲取學(xué)習(xí)者的當(dāng)前學(xué)習(xí)狀況和最終要實(shí)現(xiàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并在圖譜上標(biāo)記出學(xué)習(xí)者的已學(xué)知識(shí)點(diǎn)和未學(xué)知識(shí)點(diǎn)，將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)目標(biāo)根據(jù)目標(biāo)模式匹配，識(shí)別出所屬類(lèi)別。基于數(shù)據(jù)圖譜向?qū)W習(xí)者推薦元數(shù)據(jù)，即離散的知識(shí)點(diǎn)；基于信息圖譜向?qū)W習(xí)者推薦章數(shù)據(jù)，即相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的集合；基于知識(shí)圖譜向?qū)W習(xí)者推薦篇知識(shí)。通過(guò)遍歷圖譜，向?qū)W習(xí)者推薦需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)以及高效的學(xué)習(xí)策略。

下面給出數(shù)據(jù)圖譜、信息圖譜和知識(shí)圖譜的具體說(shuō)明。

數(shù)據(jù)圖譜：數(shù)據(jù)圖譜能記錄元知識(shí)出現(xiàn)的頻度，包括結(jié)構(gòu)、時(shí)間和空間三個(gè)層次的頻度。我們定義結(jié)構(gòu)頻度為元知識(shí)出現(xiàn)在不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的次數(shù)，時(shí)間頻度為元知識(shí)的時(shí)間軌跡，空間頻度被定義為元知識(shí)的空間軌跡。數(shù)據(jù)圖譜上可以描述圖中各個(gè)結(jié)點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)的緊密程度，我們稱(chēng)為密度，可以反映出哪些元知識(shí)聯(lián)系緊密，哪些元知識(shí)聯(lián)系稀疏。但數(shù)據(jù)圖譜上未對(duì)元知識(shí)的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析，可能出現(xiàn)不同名稱(chēng)的元知識(shí)但表示同一基本知識(shí)點(diǎn)，即知識(shí)冗余。綜上，數(shù)據(jù)圖譜只能對(duì)圖譜上表示的數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)分析，無(wú)法分析和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化。

數(shù)據(jù)是通過(guò)觀察獲得的數(shù)字或其他類(lèi)型信息的基本個(gè)體項(xiàng)目，但是在沒(méi)有上下文語(yǔ)境的情況下，它們本身沒(méi)有意義。數(shù)據(jù)圖譜可以通過(guò)數(shù)組、鏈表、隊(duì)列、樹(shù)、棧、圖等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表達(dá)。在數(shù)據(jù)圖譜上，通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)的頻度，得出數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)圖譜上的支持度和置信度來(lái)刪除錯(cuò)誤或無(wú)用數(shù)據(jù)，刪除的條件是必須同時(shí)滿(mǎn)足支持度和置信度的閾值要求，閾值過(guò)大不利于圖譜表達(dá)的準(zhǔn)確性，過(guò)小會(huì)不利于表達(dá)的完整性，可以根據(jù)計(jì)算圖譜反饋的結(jié)果信息動(dòng)態(tài)調(diào)整。

信息圖譜：信息是通過(guò)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)組合之后的上下文傳達(dá)的，經(jīng)過(guò)概念映射和相關(guān)關(guān)系組合之后的適合分析和解釋的信息。信息圖譜的可以通過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)表達(dá)。信息圖譜上進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，消除冗余數(shù)據(jù)，根據(jù)結(jié)點(diǎn)之間的交互度進(jìn)行初步抽象，提高設(shè)計(jì)的內(nèi)聚性，將元數(shù)據(jù)集成到章數(shù)據(jù)。通過(guò)圈定特定數(shù)量的實(shí)體，計(jì)算內(nèi)部交互度和外部交互度，內(nèi)聚性cohesion等于內(nèi)部交互度和外部交互度的比值，我們?cè)O(shè)定所圈定的知識(shí)點(diǎn)之間必須相互連通。

知識(shí)圖譜：知識(shí)是從積累的信息中獲得的總體理解和意識(shí)，將章知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的抽象和歸類(lèi)可以形成篇知識(shí)。知識(shí)圖譜的可以通過(guò)包含結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)之間關(guān)系的有向圖來(lái)表達(dá)。知識(shí)圖譜上可以包含各種語(yǔ)義關(guān)系，并能進(jìn)行信息推理和實(shí)體鏈接，知識(shí)圖譜的無(wú)結(jié)構(gòu)特性使得知識(shí)圖譜可以無(wú)縫鏈接，從而提高知識(shí)圖譜的邊緣密度和結(jié)點(diǎn)密度。信息推理需要有相關(guān)關(guān)系規(guī)則的支持，這些規(guī)則可以由人手動(dòng)構(gòu)建，但往往耗時(shí)費(fèi)力。目前，它主要依賴(lài)于關(guān)系的同現(xiàn)，并使用關(guān)聯(lián)挖掘技術(shù)自動(dòng)查找推理規(guī)則。路徑排序算法使用每個(gè)不同的關(guān)系路徑作為一維特征，通過(guò)在知識(shí)圖中構(gòu)建大量的關(guān)系路徑來(lái)構(gòu)建關(guān)系分類(lèi)的特征向量和關(guān)系分類(lèi)器來(lái)提取關(guān)系。關(guān)系的正確度cr可以通過(guò)以下公式衡量：

q表示實(shí)體e1到實(shí)體e2的所有關(guān)系，π表示一類(lèi)關(guān)系，表示關(guān)系的權(quán)重，可由訓(xùn)練得出，最后正確度超過(guò)某一閾值后認(rèn)為該關(guān)系成立。

學(xué)習(xí)者模型：學(xué)習(xí)者模型中包含學(xué)習(xí)者的基本信息和學(xué)習(xí)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)信息?；拘畔ㄒ褜W(xué)知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)目標(biāo)和未學(xué)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)習(xí)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)信息包括學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力，在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷評(píng)估學(xué)習(xí)者能力的變化。

有益效果：本發(fā)明方法提出了一種基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)能力建模及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)組織及執(zhí)行路徑推薦方法。具有如下一些顯著優(yōu)點(diǎn)：

（1）合理配置資源，提高學(xué)習(xí)資源的使用效率：學(xué)習(xí)資源的合理配置和有效使用是我國(guó)遠(yuǎn)程教育發(fā)展的重要內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)上的學(xué)習(xí)資源豐富，質(zhì)量良莠不齊，基于知識(shí)圖譜的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)推薦幫助學(xué)習(xí)者按需學(xué)習(xí)，不必花費(fèi)大量時(shí)間在海量的資源中尋找自己需要的學(xué)習(xí)資源；

（2）為學(xué)習(xí)者指引學(xué)習(xí)方向，避免知識(shí)迷航：向?qū)W習(xí)者推薦和優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑，提供學(xué)習(xí)高效的策略，幫助學(xué)習(xí)者建立合適的知識(shí)體系，使學(xué)習(xí)者有針對(duì)性的進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率；

（3）通過(guò)分析建立不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，建立學(xué)習(xí)者模型，有針對(duì)性地為不同學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)；

（4）根據(jù)外界學(xué)習(xí)環(huán)境，動(dòng)態(tài)調(diào)整知識(shí)點(diǎn)分布和學(xué)習(xí)路徑。

附圖說(shuō)明

圖1是知識(shí)圖譜上結(jié)點(diǎn)之間可能含有的關(guān)聯(lián)關(guān)系的展示。

圖2是基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)能力建模及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)組織及執(zhí)行路徑推薦方法的體系結(jié)構(gòu)。

圖3是學(xué)習(xí)者模型。

具體實(shí)施方式

一種基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)能力建模及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)點(diǎn)組織及執(zhí)行路徑推薦方法的具體實(shí)施方案為：

步驟1)對(duì)應(yīng)于圖2中的操作001，通過(guò)已有的資源構(gòu)建有向的學(xué)習(xí)點(diǎn)處理資源框架，通過(guò)大數(shù)據(jù)訓(xùn)練得出學(xué)習(xí)者群體學(xué)習(xí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)所要花費(fèi)時(shí)間和精力的平均水平，即學(xué)習(xí)投入，作為學(xué)習(xí)點(diǎn)的權(quán)重在圖譜上做出標(biāo)記；

步驟2）對(duì)應(yīng)圖2中操作002構(gòu)建習(xí)題測(cè)試庫(kù)和能力調(diào)查問(wèn)卷。根據(jù)學(xué)習(xí)點(diǎn)構(gòu)建相應(yīng)的習(xí)題測(cè)試，根據(jù)能力考查類(lèi)型構(gòu)建學(xué)習(xí)者能力調(diào)查問(wèn)卷；

步驟3）對(duì)應(yīng)圖2中操作003提示學(xué)習(xí)者進(jìn)行習(xí)題測(cè)試。根據(jù)習(xí)題測(cè)試結(jié)果，初步獲取學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)點(diǎn)的掌握情況；

步驟4）對(duì)應(yīng)圖2中操作004根據(jù)步驟3得到的學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，005建立學(xué)習(xí)者資源子模型；

步驟5)對(duì)應(yīng)圖2中操作006以問(wèn)卷的形式對(duì)學(xué)習(xí)者能力進(jìn)行調(diào)查。本發(fā)明將學(xué)習(xí)者能力水平劃分三個(gè)等級(jí)分別是“弱”“中”“強(qiáng)”，根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，獲取學(xué)習(xí)者記憶能力、計(jì)算能力和推理能力等水平，007初步評(píng)估學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率；

步驟6)對(duì)應(yīng)圖2中操作008根據(jù)步驟5的結(jié)果，建立學(xué)習(xí)者能力子模型；

步驟7)對(duì)應(yīng)圖2中操作009比較學(xué)習(xí)者個(gè)體與學(xué)習(xí)者群體的平均能力水平差異，010劃分出學(xué)習(xí)者的能力等級(jí)；

步驟8)對(duì)應(yīng)圖2中操作011建立學(xué)習(xí)者模型。根據(jù)步驟4和步驟6的結(jié)果，建立學(xué)習(xí)者模型；

步驟9)對(duì)應(yīng)圖2中操作012獲取學(xué)習(xí)者預(yù)期學(xué)習(xí)投入expected_effort。學(xué)習(xí)投入是指學(xué)習(xí)者計(jì)劃可以為達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)投入的時(shí)間和精力；

步驟10)對(duì)應(yīng)圖2中操作013獲取學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)，014根據(jù)公式1計(jì)算預(yù)期學(xué)習(xí)效率expected_effi，其中total_know是指目標(biāo)知識(shí)包含的知識(shí)點(diǎn)總量：

(1)；

步驟11)對(duì)應(yīng)圖2中操作015根據(jù)步驟8得到的學(xué)習(xí)者模型和步驟10獲取到的學(xué)習(xí)者目標(biāo)對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行模式匹配。016將學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行劃分，確定目標(biāo)類(lèi)型；

步驟12)根據(jù)步驟11得到的目標(biāo)類(lèi)型，對(duì)應(yīng)圖2中操作017確定在哪一層資源處理框架上進(jìn)行遍歷。若學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)比較簡(jiǎn)單，預(yù)期學(xué)習(xí)投入較少，學(xué)習(xí)能力較弱，則在數(shù)據(jù)圖譜上基于元知識(shí)向?qū)W習(xí)者推薦學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑；若學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)難度一般，預(yù)期學(xué)習(xí)投入一般，學(xué)習(xí)能力一般，則在信息圖譜上基于章知識(shí)向?qū)W習(xí)者推薦學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑；若學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)難度較大，預(yù)期學(xué)習(xí)投入多，學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，則在知識(shí)圖譜上基于篇知識(shí)向?qū)W習(xí)者推薦學(xué)習(xí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑；

步驟13)對(duì)應(yīng)圖2中操作018在資源處理框架上標(biāo)記學(xué)習(xí)者已學(xué)知識(shí)和目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)；

步驟14)依賴(lài)于步驟13所得到的結(jié)果，對(duì)應(yīng)圖2中操作019遍歷圖譜找出目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)的所有先序結(jié)點(diǎn)；

步驟15)對(duì)應(yīng)圖2中操作020將步驟14產(chǎn)生的所有未學(xué)知識(shí)點(diǎn)，將存在或關(guān)系的知識(shí)結(jié)點(diǎn)按學(xué)習(xí)該知識(shí)點(diǎn)所需學(xué)習(xí)投入（即權(quán)重）進(jìn)行排序；

步驟16)對(duì)于存在涵蓋關(guān)系的結(jié)點(diǎn)，假定結(jié)點(diǎn)a涵蓋結(jié)點(diǎn)b和結(jié)點(diǎn)c所含知識(shí)，判斷結(jié)點(diǎn)b和結(jié)點(diǎn)c是否都是學(xué)習(xí)者為達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)所需要的知識(shí)。若需要，計(jì)算學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)a和同時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)點(diǎn)b和結(jié)點(diǎn)c所需的時(shí)間和精力；若不需要，選擇需要時(shí)間和精力較少的結(jié)點(diǎn)添加到學(xué)習(xí)路徑中；

步驟17)基于步驟16產(chǎn)生的結(jié)果，將其它必要結(jié)點(diǎn)和并行結(jié)點(diǎn)添加至學(xué)習(xí)路徑中；

步驟18)對(duì)應(yīng)圖2中操作021輸出完整的學(xué)習(xí)路徑，022推薦給學(xué)習(xí)者；

步驟19)對(duì)應(yīng)圖2中操作023在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程中，不斷獲取學(xué)習(xí)者的反饋，并監(jiān)測(cè)外部學(xué)習(xí)環(huán)境的變化；

步驟20)對(duì)應(yīng)圖2中操作024根據(jù)步驟19得到的結(jié)果，根據(jù)公式2計(jì)算學(xué)習(xí)者實(shí)際學(xué)習(xí)效率actual_effi，got_know表示學(xué)習(xí)者已學(xué)到的學(xué)習(xí)點(diǎn)，actual_effort是學(xué)習(xí)者的實(shí)際學(xué)習(xí)投入，并統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)者的能力變化，更新學(xué)習(xí)者模型；根據(jù)外部學(xué)習(xí)環(huán)境的變化，更新處理資源框架：

(2)；

步驟21)對(duì)應(yīng)圖2中操作025根據(jù)步驟20得到的更新后的學(xué)習(xí)者模型，返回步驟9重新獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)目標(biāo)及預(yù)期學(xué)習(xí)投入，根據(jù)學(xué)習(xí)者當(dāng)前學(xué)習(xí)狀況重新規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑。