一种课程知识图谱构建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种课程知识图谱构建方法及系统，其根据教学大纲以及预设权重值生成大纲知识图谱；根据教案生成教案知识图谱；以大纲知识图谱中的核心知识点为根节点，建立知识点之间的向量表示；用余弦相似度公式计算所述大纲知识图谱和所述教案知识图谱中实体的向量之间的相似度；若相似度大于等于设定阈值则认为是同一实体，以所述教案知识图谱中知识点为准，确定课程知识点，将以教案知识图谱中知识点为根节点的子图存入课程知识图谱相应位置中；若相似度小于设定阈值则认为是不同实体，将以两个实体为根节点的子图分别存入课程知识图谱的相应位置中；整合形成完整的课程知识图谱。本发明专利技术实现了课程知识图谱依赖教学大纲和教案的自动构建。纲和教案的自动构建。纲和教案的自动构建。

【技术实现步骤摘要】
一种课程知识图谱构建方法及系统


[0001]本专利技术涉及自然语言处理
，尤其是涉及一种课程知识图谱构建方法及系统。

技术介绍

[0002]知识图谱，在图书情报界称为知识域可视化或者知识领域映射地图，是显示知识发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形，用可视化技术描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互关系。
[0003]自然语言处理是计算机科学领域与人工智能领域中的一个重要方向。它研究能实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的各种理论和方法。自然语言处理是一门融语言学、计算机科学、数学与一体的科学。
[0004]现有技术中，知识图谱的构建一般有两种方式：一种是基于现有的通用知识图谱进行知识扩充，一般用于百科知识的搜索；另一种需要用户预先定义构建知识图谱，这种方式需要专家人员的顶层设计，一般适用于专业领域（如电力行业）。
[0005]而在构建课程知识图谱时，由于第一种方式依赖于通用知识图谱，因此并不能采用此方式；而第二种方式太依赖于专家人员的顶层设计，同时需要的大量的人力参与实体提取、关系判断、实体消歧等，且知识图谱更新不及时，致使实际应用效果不佳。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种课程知识图谱构建方法及系统，解决当前课程知识图谱构建过于依赖专家人员，实际应用效果不佳的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种课程知识图谱构建方法，包括：根据教学大纲以及预设权重值生成大纲知识图谱；根据教案生成教案知识图谱；以大纲知识图谱中的核心知识点为根节点，建立知识点之间的向量表示；用余弦相似度公式计算所述大纲知识图谱和所述教案知识图谱中实体的向量之间的相似度；若相似度大于等于设定阈值则认为是同一实体，以所述教案知识图谱中知识点为准，确定课程知识点，将以该节点为根节点的子图存入课程知识图谱相应位置中；若相似度小于设定阈值则认为是不同实体，将以两个实体为根节点的子图分别存入课程知识图谱的相应位置中；整合形成完整的课程知识图谱。
[0008]结合第一方面，进一步的，根据教学大纲以及预设权重值生成大纲知识图谱的方法，包括：去除教学大纲中的非知识点内容，形成教学目标和单元教学设计大纲文档；
依据教学大纲、教学目标和单元教学设计大纲文档形成大纲顶层知识点树状图及大纲教学单元知识点树状图，对大纲顶层知识点树状图及大纲教学单元知识点树状图进行整合形成大纲知识点树状图；根据单元权重、知识点的重要性和从属关系，对所述大纲知识点树状图的知识点设置相应的权重值，形成属性关系；根据所述属性关系完成知识点之间关系的建立，形成大纲知识点
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属性
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知识点三元组；对大纲知识点树状图、属性关系及大纲知识点
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属性
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知识点三元组进行整合，存储生成大纲知识图谱。
[0009]结合第一方面，进一步的，所述大纲知识点树状图的形成方法包括：依据所述教学目标和所述单元教学设计大纲文档中单元名称和教学安排先后顺序确定大纲顶层知识点树状图；对教学大纲中每个教学单元名称对应的教学内容进行分词和语义分析，获取单元知识点，形成大纲教学单元知识点树状图；依据教学大纲中的教学单元结构和顺序，将所述大纲顶层知识点树状图和所述大纲教学单元知识点树状图进行整合，形成大纲知识点树状图。
[0010]结合第一方面，进一步的，根据教案生成教案知识图谱的方法，包括：去除教案中的非知识点内容，形成单元课时教案文档；依据所述单元课时教案文档，形成单元课时知识点树状图；根据所述单元课时知识点树状图和所述大纲顶层知识点树状图，形成教案单元知识点树状图；建立教案知识点之间的关系，形成教案知识点
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属性
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知识点三元组；对单元课时知识点树状图、教案知识点
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属性
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知识点三元组进行整合，存储生成教案知识图谱。
[0011]结合第一方面，进一步的，形成单元课时知识点树状图的方法，包括：依据所述单元课时教案文档中的单元名称和课时安排先后顺序对教学内容、教学重点和教学难点内容进行分词和文本分析，确定每次课时的知识点；将所述每次课时的知识点分为重点知识点、难点知识点和一般知识点，并分别对重点知识点、难点知识点和一般知识点赋权，形成单元课时知识点树状图。
[0012]结合第一方面，进一步的，所述核心知识点是大纲知识图谱中的大纲顶层知识点树状图的核心知识点。
[0013]结合第一方面，进一步的，所述大纲知识图谱和所述教案知识图谱均按照RDF数据格式进行存储。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种课程知识图谱构建系统，所述构建系统包括：大纲知识图谱生成模块：用于根据教学大纲以及预设权重值生成大纲知识图谱；教案知识图谱生成模块：用于根据教案生成教案知识图谱；课程知识图谱生成模块：用于以大纲知识图谱中的核心知识点为根节点，建立知识点之间的向量表示；用余弦相似度公式计算所述大纲知识图谱和所述教案知识图谱中实体的向量之间的相似度；若相似度大于等于设定阈值则认为是同一实体，以所述教案知识
图谱中知识点为准，确定课程知识点，将以该节点为根节点的子图存入课程知识图谱相应位置中；若相似度小于设定阈值则认为是不同实体，将以两个实体为根节点的子图分别存入课程知识图谱的相应位置中；整合形成完整的课程知识图谱。
[0015]结合第二方面，进一步的，所述大纲知识图谱生成模块包括：大纲预处理单元：用于去除教学大纲中的非知识点内容，形成教学目标和单元教学设计大纲文档；获取大纲知识点单元：用于依据教学目标和单元教学设计大纲文档中单元名称和教学安排先后顺序确定大纲顶层知识点树状图；对教学大纲中每个教学单元名称对应的教学内容进行分词和语义分析获取单元知识点形成大纲教学单元知识点树状图；依据教学大纲中教学单元结构和顺序，将大纲顶层知识点树状图和大纲教学单元知识点树状图进行整合，形成大纲知识点树状图；设置大纲知识点权重值单元：用于根据单元权重、知识点的重要性和从属关系，对所述大纲知识点树状图的知识点设置相应的权重值，形成属性关系；建立知识点关系库单元：用于根据属性关系完成知识点之间关系的建立，形成大纲知识点
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属性
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知识点三元组；生成预置大纲知识点图谱单元：用于根据获取大纲知识点单元、设置大纲知识点权重值单元和建立知识点关系库单元所生成的数据，存储生成大纲知识图谱。
[0016]结合第二方面，进一步的，所述教案知识图谱生成模块包括：教案预处理单元：用于去除教案中的非知识点内容，形成单元课时教案文档；单元课时知识点提取单元：用于依据所述单元课时教案文档中的单元名称和课时安排先后顺序确定每次课时的知识点，形成单元课时知识点树状图；建立课时知识点关系库单元：用于根据所述单元课时知识点树状图和所述大纲顶层知识点树状图形成教案单元知识点树状图，同时用于建立教案知识点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种课程知识图谱构建方法，其特征在于，包括：根据教学大纲以及预设权重值生成大纲知识图谱；根据教案生成教案知识图谱；以大纲知识图谱中的核心知识点为根节点，建立知识点之间的向量表示；用余弦相似度公式计算所述大纲知识图谱和所述教案知识图谱中实体的向量之间的相似度；若相似度大于等于设定阈值则认为是同一实体，以所述教案知识图谱中知识点为准，确定课程知识点，将以教案知识图谱中知识点为根节点的子图存入课程知识图谱相应位置中；若相似度小于设定阈值则认为是不同实体，将以两个实体为根节点的子图分别存入课程知识图谱的相应位置中；整合形成完整的课程知识图谱。2.根据权利要求1所述的课程知识图谱构建方法，其特征在于，根据教学大纲以及预设权重值生成大纲知识图谱的方法，包括：去除教学大纲中的非知识点内容，形成教学目标和单元教学设计大纲文档；依据教学大纲、教学目标和单元教学设计大纲文档形成大纲顶层知识点树状图及大纲教学单元知识点树状图，对大纲顶层知识点树状图及大纲教学单元知识点树状图进行整合形成大纲知识点树状图；根据单元权重、知识点的重要性和从属关系，对所述大纲知识点树状图的知识点设置相应的权重值，形成属性关系；根据所述属性关系完成知识点之间关系的建立，形成大纲知识点
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属性
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知识点三元组；对大纲知识点树状图、属性关系及大纲知识点
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属性
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知识点三元组进行整合，存储生成大纲知识图谱。3.根据权利要求2所述的课程知识图谱构建方法，其特征在于，所述大纲知识点树状图的形成方法包括：依据所述教学目标和所述单元教学设计大纲文档中单元名称和教学安排先后顺序确定大纲顶层知识点树状图；对教学大纲中每个教学单元名称对应的教学内容进行分词和语义分析，获取单元知识点，形成大纲教学单元知识点树状图；依据教学大纲中的教学单元结构和顺序，将所述大纲顶层知识点树状图和所述大纲教学单元知识点树状图进行整合，形成大纲知识点树状图。4.根据权利要求3所述的课程知识图谱构建方法，其特征在于，根据教案生成教案知识图谱的方法包括：去除教案中的非知识点内容，形成单元课时教案文档；依据所述单元课时教案文档，形成单元课时知识点树状图；根据所述单元课时知识点树状图和所述大纲顶层知识点树状图，形成教案单元知识点树状图；建立教案知识点之间的关系，形成教案知识点
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属性
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知识点三元组；
对单元课时知识点树状图、教案知识点
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属性
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知识点三元组进行整合，存储生成教案知识图谱。5.根据权利要求4所述的课程知识图谱构建方法，其特征在于，形成单元课时知识点树状图的方法，包括：依据所述单元课时教案文档中的单元名称和课时安排先后顺序对教学内容、教学重点和教学难点内容进行分词和文本分析，确定每次课时的知识点；将所述每次课时的知识点分为重点知识点、难点知识点和一般知识点，并分别对重点知识...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，褚哲，陈晓琳，丛巧花，
申请(专利权)人：南京信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：