基于知识图谱的在线课程教学系统的设计与实现

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在线教育行业在近几年逐渐兴起,线上学习成为主流的一种学习方式。在线教育带来了很多便捷,却也遇到了不同程度的挑战,例如传统线上学习方式对学生的吸引力下降导致用户量流失、学习者缺乏学习动力和其所学习的课程知识点的掌握程度无法实时反馈等。基于对以上问题的认识,本文独立设计和开发了的一个基于知识图谱的在线课程教学系统。本系统主要服务于教学人员和学习者使用,为他们提供一个在线教育和学习管理的平台;融合知识图谱和在线课件,通过知识图谱节点准确定位到知识点所在课件页面,呈现一种全新且便捷的学习方式;同时采集学生学习行为进行相关性分析,构建知识点掌握程度计算模型,为教学者和学习者提供实时学习反馈和知识点学习推荐。系统基于前后端分离开发,采用浏览器/服务器架构,主要模块包括课程管理与用户管理、在线图谱与课件学习、通知与作业管理、行为分析及推荐四大模块。提出了两个主要创新点:(1)在线图谱与课件学习模块中,为解决课件页数偏多导致学习者难以找到知识点所在页面的问题,设计开发了知识图谱节点关联课件页面的方法,同时采集记录学生学习时长等学习行为数据;(2)在行为分析及推荐模块中,结合工程教育认证相关标准,将学生学习行为划分为学习过程特征和学习结果特征,对系统采集到的学生学习特征数据进行聚类、独立性检验和相关性分析等,将分析得到的结果进行了可视化,设置对应参数权重。基于建立的知识点掌握程度计算模型,为学习者提供知识点学习顺序的推荐。最后,作者对该系统进行了各项测试,并投入真实课程教学使用。本系统满足了工程要求且具有创新性,未来改进方向在于加强课件和图谱构建的智能化,以及进一步完善知识点掌握程度计算模型。
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