【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及教育集成系统，尤其涉及基于馆校结合的天文科学教育集成系统。
技术介绍
1、随着天文学的发展和普及，对天文教育的需求日益增加。传统的天文教育通常分为学校天文教育和天文馆教育两大类，学校天文教育注重理论知识的传授，而天文馆教育则更加注重实际的观测经验和对天文知识的直观呈现。然而，在实际的教育过程中，由于资源配置、教材内容和实际观测条件的限制，学生往往无法获得完整、连续和系统的天文学习体验。
2、此外，学校天文教育中的课程内容与天文馆的资源往往存在隔阂。传统的课程结构和教材内容不一定能够充分利用天文馆的丰富资源，这导致了教育资源的浪费和教育效果的不尽人意，天文观测是天文学习的重要部分，但由于多种因素如天气、地理位置和观测时间的限制，学生在实际观测中可能遭遇许多困难，导致观测效果不佳，从而影响到学生的学习兴趣和效果。
3、因此，急需一种新的系统或方法，能够整合学校与天文馆的资源，优化课程结构，为学生提供实时、个性化的观测建议，确保天文教育的连续性和系统性，提高教育效果。
技术实现思路
1、基于上述目的，本专利技术提供了基于馆校结合的天文科学教育集成系统。
2、基于馆校结合的天文科学教育集成系统，包括资源整合模块、教材分析模块、资源优化模块以及智能观测建议模块，该集成系统还内置有中央数据库，所述中央数据库与资源优化模块、资源整合模块、智能观测建议模块进行数据交互，储存并动态更新各类天文教育资源；
3、所述资源整合模块将天文馆资源与
4、所述教材分析模块针对初中教材知识进行分析和研究，保证集成系统内容与初中生课堂内容进行紧密衔接；
5、所述资源优化模块从中央数据库中提取天文资源数据，并对该天文资源数据进行分级与分类，确保不同年级和知识点的学生获取到与其学习进度相匹配的资料，根据学生的实际学习情况，该资源优化模块动态调整数据，确保学生始终获得匹配的学习资源；
6、所述智能观测建议模块根据学生的学习进度、地理位置以及当地的天气和时间条件，为学生提供实际的天文观测建议，包括最佳观星地点、时间和需要观测的星体，帮助学生将理论知识与实际观测相结合，加深对天文学的理解。
7、进一步的，所述资源整合模块具体包括：
8、通过接口与各大天文馆的数据资源库进行连接，实时同步并获取天文馆的最新资源，最新资源包括观测数据、研究报告、多媒体教学内容和实验模拟材料；
9、设有一个资源映射子模块，用于将天文馆资源与学校天文教育标准进行匹配，该子模块分析天文教材的每一章节内容，确定其关键知识点，并根据该关键知识点从天文馆资源中提取相应的学习和教学材料，首先对天文馆资源进行深度标签化处理，为每一份资源打上关键词标签，表示其涵盖的天文学知识点和应用场景，根据学校天文教育标准和教材，对每一章节内容进行关键词提取，生成一个知识点列表，通过自然语言处理技术和关键词匹配算法，对比天文馆资源的标签与教材章节的知识点列表，以此确定每一章节或每一知识点与其最匹配的天文馆资源，为教师和学生提供一个交互界面，允许根据教材章节浏览与之匹配的天文馆资源，并根据实际教学和学习需要进行筛选和调整；
10、设有一个课程结构优化子模块，针对学校的天文课程结构，该课程结构优化子模块根据馆校共享资源的内容和特点，进行课程章节的有机排布和调整，确保课程内容与天文馆资源的衔接性和连续性，采集学校天文教育的课程大纲和教学进度表，获取当前的课程结构和章节设置信息，通过与资源映射子模块交互，获取每一章节或知识点与之匹配的天文馆资源量和种类，为每一章节生成一个资源丰富度指数，根据资源丰富度指数，对课程的章节进行动态优化和调整。
11、进一步的，所述资源丰富度指数用于量化每一章节或知识点与之匹配的天文馆资源的丰富程度的指标，具体计算和组成如下：
12、资源数量因子：
13、为每种类型的资源设定一个权重，权重的确定基于该类型资源在教学中的实际重要性；
14、对每一章节或知识点，统计与之匹配的每种资源的数量；
15、使用权重与数量的乘积，求和得到该章节的资源数量得分；
16、资源多样性因子：
17、对于每一章节或知识点，计算与之匹配的资源的种类数目；
18、种类数目越多，该因子值越高，反映资源的多样性；
19、资源更新度因子：
20、考虑天文馆资源的时效性，为每一份资源设定一个更新日期；
21、对于每一章节或知识点，计算其匹配的资源中的平均更新日期；
22、最近的更新日期将会赋予更高的权重，确保资源的时效性得到考虑；
23、资源互动性因子：
24、针对多媒体教学内容和实验模拟材料，计算资源中允许学生互动和参与度的程度，高互动的资源赋予高权重；
25、综上，资源丰富度指数由四个因子综合计算得出：资源丰富度指数＝α×资源数量因子+β×资源多样性因子+γ×资源更新度因子+δ×资源互动性因子；
26、其中，α,β,γ,δ是各个因子的权重，根据实际教学需求和重要性进行调整。
27、进一步的，所述教材分析模块具体包括：
28、文本分析子系统：
29、对初中天文教材进行语义分析，识别和提取文本中的关键知识点、主题、概念和实例，利用主题模型(如lda)确定每个章节的主要内容和焦点，以此作为连接天文馆资源的参考点；
30、知识图谱构建子系统：
31、基于教材内容提取的知识点，构建知识图谱，每一个知识点作为图谱中的一个节点，将知识点之间的关联和依赖关系作为边，利用图数据库技术(如neo4j)存储和查询知识图谱，以便于快速找到相关的知识点和资源，为每个知识点节点附加属性；
32、资源推荐系统：
33、结合知识图谱，根据学生的学习进度和教材的当前章节，为教师和学生推荐与初中生课堂内容紧密相关的天文馆资源，采用协同过滤算法，根据其他学生和教师的资源使用情况，优化资源的推荐列表。
34、进一步的，所述协同过滤算法具体包括：
35、构建一个用户-物品矩阵，其中行代表学生或教师，列代表天文馆资源，矩阵的每个元素表示用户对物品的评价或互动情况；
36、相似度计算：基于余弦相似度计算用户与用户之间的相似度、计算物品与物品之间的相似度，
37、用户基于的推荐：找到与目标用户相似度排序第一的一组用户，然后推荐这组用户喜欢但目标用户未互动过的物品，对于目标用户已经互动过的物品，找到与该物品相似的其他物品进行推荐。
38、进一步的，所述资源优化模块具体包括：
39、采用数据提取子模块，直接与中央数据库进行通信，实时提取天文资源数据，包括图像、视频、观测数据、论文摘要和多媒体教学内容；
【技术保护点】
1.基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，包括资源整合模块、教材分析模块、资源优化模块以及智能观测建议模块，该集成系统还内置有中央数据库，所述中央数据库与资源优化模块、资源整合模块、智能观测建议模块进行数据交互，储存并动态更新各类天文教育资源；
2.根据权利要求1所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述资源整合模块具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述资源丰富度指数用于量化每一章节或知识点与之匹配的天文馆资源的丰富程度的指标，具体计算和组成如下：
4.根据权利要求3所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述教材分析模块具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述协同过滤算法具体包括：
6.根据权利要求5所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述资源优化模块具体包括：
7.根据权利要求6所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述知识点索引库具体
8.根据权利要求7所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述智能观测建议模块，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述最佳观星时间窗口的确定基于加权分数算法，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，包括资源整合模块、教材分析模块、资源优化模块以及智能观测建议模块，该集成系统还内置有中央数据库，所述中央数据库与资源优化模块、资源整合模块、智能观测建议模块进行数据交互，储存并动态更新各类天文教育资源；
2.根据权利要求1所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述资源整合模块具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特征在于，所述资源丰富度指数用于量化每一章节或知识点与之匹配的天文馆资源的丰富程度的指标，具体计算和组成如下：
4.根据权利要求3所述的基于馆校结合的天文科学教育集成系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙向锋，
申请(专利权)人：拉萨经济技术开发区圣地星途信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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