一种知识网络构建及可视化方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种知识网络构建及可视化方法，包括以下步骤：S1.使用知识点的关系属性和非关系属性对知识点进行表示；S2.使用知识点的表示构建知识库；S3.基于知识库进行知识网络的构建；S4.利用知识网络引擎获取知识网络中知识点的关系属性，传递给可视化插件进行可视化处理。

Knowledge network construction and visualization method and system

The invention relates to a knowledge network construction and visualization method, which comprises the following steps: the relationship between attributes and non relational attributes S1. using knowledge points to represent the knowledge point; S2. knowledge representation is constructed using knowledge base; S3. based on knowledge base construction of knowledge network; knowledge network using S4. engine to obtain attribute knowledge points of knowledge in the network, transfer to the visual visualization plugin.

【技术实现步骤摘要】
一种知识网络构建及可视化方法和系统
本专利技术涉及知识网络构建领域，更具体地，涉及一种知识网络构建及可视化方法和系统。
技术介绍
根据联接主义（Connectivism）认知理论的观点，学习是一个不断联接知识节点/资源的过程，知识点间的内在联系在该过程中具有重要作用。最新的认知科学表明，知识间的关联关系对认知具有显著影响。知识网络通过知识节点及知识节点之间的关系很好地展现了知识间的关联关系。传统的知识点表示法对知识点关联的界限比较模糊，很难区分知识点之间的关系；按照加涅(Gagne)关于学习结果的分类对知识点类型的划分过于笼统，不利于知识点的计算机处理；因此，如何使得知识点信息更加详细和易于计算机处理是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决以上现有技术对知识点类型及关系划分过于笼统的的缺陷，提供了一种知识网络构建及可视化方法，该方法对知识点类型、知识点关系属性、知识点非关系属性进行了恰当的划分，使知识点的关系适合计算机处理和展示。为实现以上专利技术目的，采用的技术方案是：一种知识网络构建及可视化方法，包括以下步骤：S1.使用知识点的关系属性和非关系属性对知识点进行表示；S2.使用知识点的表示构建知识库；S3.基于知识库进行知识网络的构建；S4.利用知识网络引擎获取知识网络中知识点的关系属性，传递给可视化插件进行可视化处理。优选地，所述知识点的类型包括事实、概念、规则、高级规则、认知策略和步骤。优选地，所述知识点的关系属性包括：前续知识点、后续知识点、父知识点、子知识点、兄弟知识点、相关知识点；所述知识点的非关系属性包括：知识点编号、知识点名称、关键字、知识点简介、知识点标签、学习目标、重要程度、知识点难度、考试频率、知识点类型、参考资料、学习建议、关联知识点、学习资料、测试题、测试阈值、知识点内容、备注等。优选地，所述步骤S4中的可视化插件根据接收的知识点的关系属性从知识网络中提取出知识点的父知识点、子知识点、前续知识点、后续知识点、兄弟知识点、相关知识点，将相关知识点映射到三维空间中的x平面，将前续知识点、后续知识点映射到y平面，将父知识点、子知识点、兄弟知识点映射到z平面，形成三维立体的知识网络空间结构。每个平面上的知识网络作为该知识网络空间的子知识网络，展示了知识点关系中的部分关系。该知识网络空间和子知识网络提供一系列方便查看的交互操作如移动、缩放、旋转以及链接等，通过二维三维空间切换查看不同关联的知识点，通过位置变换查看或聚焦其他知识点，通过资源链接进行知识点的具体内容、学习资料的学习。通过修改可视化插件的某些属性，可实现基于知识网络的人机交互，进而实现知识点的学习轨迹追踪、资源链接等功能。优选地，所述知识库包括知识点表、知识点关系表、知识点学习资源表、知识点测试题表，其中知识点表存储知识点的非关系属性，知识点关系表存储知识点的关系属性，知识点学习资源表存储知识点与学习资源的关联信息，知识点测试题表存储知识点的测试题信息。优选地，所述知识点基本模型表示为kp_base={kp_id，kp_name，keywords，kp_intro，label，learn_target，importanty，dificulty，test_frequency，kp_type，reference，learn_suggest，associated_kps，material，testing，passs_core，content，memo}，以上字段分别表示知识点编号、知识点名称、关键字、知识点简介、标签、学习目标、重要程度、知识点难度、考试频率、知识点类型、参考资料、学习建议、关联知识点、学习资料、测试题、测试阈值、知识点内容、备注；其中，知识点标签表示为label={edu_stage_tag，subject_tag，subject_chapter_tag，subject_section_tag}，各字段分别表示知识点教育阶段标签、知识点学科标签、学科章标签、学科节标签；关联知识点表示为associated_kps={pre_kp，next_kp，father_kp，child_kp，brother_kp，other_kp}，各字段分别表示前续知识点、后续知识点、父知识点、子知识点、兄弟知识点、相关知识点。同时，本专利技术还提供了一种应用以上方法的系统，其具体的方案如下：包括知识网络引擎、知识库模块、互联网信息爬取模块、数据分析单元和可视化插件，其中互联网信息爬取模块用于爬取互联网数据，数据分析单元用于基于知识点学习资料或爬取的互联网数据获取知识点的关系属性和非关系属性，知识库模块用于基于获取的知识点的关系属性和非关系属性构建知识库；知识网络引擎用于基于数据库的数据构建知识网络，可视化插件用于基于知识网络引擎获取知识点的关系属性进行可视化处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种知识网络构建及可视化方法，用以将不同学科的知识点构建成知识网络，展示知识点之间的关系、学习链接、内容结构等。本专利技术提供的方法通过对知识点类型、知识点属性进行了恰当的划分，使知识点的关系适合计算机处理和展示。附图说明图1为系统的架构示意图。图2为知识网络的可视化效果图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。实施例1知识网络在不同研究视觉下有不同研究产物，从教育心理学领域对知识网络的探究来看，最早明确提出“知识网络”概念的是现代认知心理学家E·加涅（1985）。构建完整的学科知识网络，可打破传统的以年级、学期、教材对知识点进行划分的机制，将一个学科的知识点甚至跨学科知识点的知识体系全面展示出来，对于学生的学习具有一定的指导意义，下面将结合附图对本专利技术实施例做进一步详细阐述。本专利技术提供的方法包括以下步骤：S1.使用知识点的关系属性和非关系属性对知识点进行表示；S2.使用知识点的表示构建知识库；S3.基于知识库进行知识网络的构建；S4.利用知识网络引擎获取知识网络中知识点的关系属性，传递给可视化插件进行可视化处理。在具体的实施过程中所述步骤S4中的可视化插件根据接收的知识点的关系属性从知识网络中提取出知识点的父知识点、子知识点、前续知识点、后续知识点、兄弟知识点、相关知识点，将相关知识点映射到三维空间中的x平面，将前续知识点、后续知识点映射到y平面，将父知识点、子知识点、兄弟知识点映射到z平面，形成三维立体的知识网络空间结构。每个平面上的知识网络作为该知识网络空间的子知识网络，展示了知识点关系中的部分关系。该知识网络空间和子知识网络提供一系列方便查看的交互操作如移动、缩放、旋转以及链接等，通过二维三维空间切换查看不同关联的知识点，通过位置变换查看或聚焦其他知识点，通过资源链接进行知识点的具体内容、学习资料的学习。通过修改可视化插件的某些属性，可实现基于知识网络的人机交互，进而实现知识点的学习轨迹追踪、资源链接等功能。知识点的关系属性是根据一定的学习认知、组成关系等人为划分或机器识别的，包括前续知识点、后续知识点、父知识点、子知识点、兄弟知识点、相关知识点。前续知识点是指学习知识点前必须要掌握的知识点集合，后续知识点是指学习当前知识点后可以直接学习的知识点集合，把本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种知识网络构建及可视化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.使用知识点的关系属性和非关系属性对知识点进行表示；S2.使用知识点的表示构建知识库；S3.基于知识库进行知识网络的构建；S4.利用知识网络引擎获取知识网络中知识点的关系属性，传递给可视化插件进行可视化处理。

【技术特征摘要】
1.一种知识网络构建及可视化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.使用知识点的关系属性和非关系属性对知识点进行表示；S2.使用知识点的表示构建知识库；S3.基于知识库进行知识网络的构建；S4.利用知识网络引擎获取知识网络中知识点的关系属性，传递给可视化插件进行可视化处理。2.根据权利要求1所述的知识网络构建及可视化方法，其特征在于：所述知识点的类型包括事实、概念、规则、高级规则、认知策略和步骤。3.根据权利要求1所述的知识网络构建及可视化方法，其特征在于：所述知识点的关系属性包括：前续知识点、后续知识点、父知识点、子知识点、兄弟知识点、相关知识点，这些都称为知识点的关联知识点；所述知识点的非关系属性包括：知识点编号、知识点名称、关键字、知识点简介、知识点标签、学习目标、重要程度、知识点难度、考试频率、知识点类型、参考资料、学习建议、关联知识点、学习资料、测试题、测试阈值、知识点内容、备注等。4.根据权利要求3所述的知识网络构建及可视化方法，其特征在于：所述步骤S4中的可视化插件根据接收的知识点的关系属性从知识网络中提取出知识点的父知识点、子知识点、前续知识点、后续知识点、兄弟知识点、相关知识点，将相关知识点映射到三维空间中的x平面，将前续知识点、后续知识点映射到y平面，将父知识点、子知识点、兄弟知识点映射到z平面，形成三维立体的知识网络空间结构。5.根据权利要求1所述的知识网络构建及可视化方法，其特征在于：所述知识库包括知识点表、知识点关系表、知识点学习资源表、知识点测试题表，其中知识点表存储知识点的非关系属性，知识点关系表存储知识点的关系属性，知识点学习资源表存储知识点与学习资源的关联信息，知识点测试题表存储知识点的测试题信息。6.根据权利要求3所述的知识网络构建及可视化方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：温武少，徐富秀，秦景辉，王诗萌，
申请(专利权)人：广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44