基于知识图谱的个性化学习平台的设计与实现

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在线学习的重要目标之一是实现基于智能技术的个性化学习服务,从而促进规模化下的个性化教育。为此,教学资源服务的智能化、个性化改造成为两项核心任务。论文以此为目标,通过对教学资源基于知识图谱技术的重构组织,配套对学习者学习水平和需求的测评分析,实现面向学习者的个性化学习服务。为此开展了相关技术的研究和系统原型实现,形成基于知识图谱的个性化学习平台,它将知识点的学习、习题的训练和个性化推荐相融合,构成一个个性化学习服务的闭环。主要完成工作有:(1)基于知识图谱的学习资源构建:根据需求定义课程资源图谱的结构,设计一种可视化的课程资源图谱构建工具,以此完成课程知识体系和教学资源的整合。(2)个性化推荐:基于协同过滤算法设计了基于知识图谱的个性化推荐方法,该方法通过习题作答成绩诊断学生未掌握的知识点,并通过协同过滤算法预测学生未学习且未掌握的知识点。根据诊断和预测的结果,结合课程资源图谱,生成知识掌握图谱,依据图谱中知识点的掌握度,以及图谱中知识点之间的关系,为学生进行个性化推荐。(3)平台实现:根据需求和设计,将个性化学习平台划分为五个微服务,分别是系统管理、学校管理、考试测评、课程资源图谱构建和个性化推荐。采用前后端分离的开发方式开发,前端使用Vue全家桶技术栈,知识图谱可视化使用D3.js中的力导向图。后端使用Spring Cloud作为微服务框架,相应的业务微服务开发框架使用Spring Boot,通过以上技术对五个微服务进行开发与实现。
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