基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法及系统与流程

本申请涉及在线教育与人机交互，具体而言，涉及一种基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法及系统。

背景技术：

1、随着在线教育平台的普及，学习者面临的海量课程资源与自身知识结构之间的匹配矛盾日益突出。现有的个性化课程推荐与生成方法，大多依赖于对学习者历史学习行为数据的统计分析，例如通过协同过滤或基于内容的推荐算法，向学习者推送与其过往学习记录相似的课程资源。这类方法虽然能够在一定程度上实现学习资源的个性化分发，但其本质上是对学习者已有学习偏好的延续性匹配，而非对其知识体系中真实薄弱环节的精准诊断与修复。具体而言，现有方案普遍缺乏对学习者知识掌握状态的结构化建模能力，无法从学科知识图谱的拓扑结构层面，精确识别学习者在前置知识与后继知识之间存在的认知断层。当学习者在某一知识节点上表现出掌握不足时，该薄弱环节往往并非孤立存在，而是与其前置知识节点的掌握缺陷存在深层因果关联，但现有技术无法沿着知识依赖关系进行逆向追溯，难以定位导致当前学习困难的根源性知识缺口。因此，所生成或推荐的课程内容往往停留在表面知识点的查漏补缺，无法构建出从根源薄弱环节到当前认知断点之间的闭环修复路径，导致学习效率低下，个性化课程的实际教学效果难以满足学习者的深层需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法及系统。

2、结合本申请的第一方面，提供一种基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，应用于基于知识图谱的个性化线上课程自动生成系统，所述方法包括：

3、获取目标学习用户的知识掌握状态网络，所述知识掌握状态网络包含从学科知识图谱中提取的多个知识节点单元，以及连接所述知识节点单元的知识依赖关系边，每条所述知识依赖关系边携带掌握深度标识码，所述掌握深度标识码用于记录所述目标学习用户对相邻知识节点单元间前置后继逻辑的当前掌握程度；

4、对所述知识掌握状态网络进行认知断层边界扫描处理，遍历所述知识依赖关系边携带的掌握深度标识码，将所述掌握深度标识码低于相邻区域平均掌握基准的知识依赖关系边标记为认知薄弱连接边，将所述认知薄弱连接边所指向的后继知识节点单元收集为认知断点节点集合，所述认知断点节点集合中每个认知断点节点单元均保留其在所述知识掌握状态网络中的原始知识依赖关系边连接结构；

5、利用所述认知断点节点集合与所述知识掌握状态网络进行知识子图重构处理，以所述认知断点节点集合中的认知断点节点单元为生长种子节点，沿所述认知断点节点单元的知识依赖关系边逆向回溯至其前置知识节点单元，提取由所述生长种子节点与所述前置知识节点单元构成的闭环知识缺口子图，并对所述闭环知识缺口子图中所有知识节点单元赋予学习紧迫度权重，所述学习紧迫度权重根据所述认知断点节点单元在所述知识掌握状态网络中的拓扑深度值及所述掌握深度标识码的衰减速率综合赋值；

6、基于所述闭环知识缺口子图及所述学习紧迫度权重生成个性化课程内容序列，将所述闭环知识缺口子图中的知识节点单元按照所述学习紧迫度权重的降序进行线性排列，对线性排列后的知识节点单元依次挂载对应知识节点单元的教学资源片段，并在相邻知识节点单元之间插入概念衔接引导内容，形成具有学习路径指引的个性化课程数据流。

7、结合本申请的第二方面，提供一种基于知识图谱的个性化线上课程自动生成系统，所述基于知识图谱的个性化线上课程自动生成系统包括包括机器可读存储介质及处理器，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述处理器在执行所述机器可执行指令时，该基于知识图谱的个性化线上课程自动生成系统实现前述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法。

8、结合本申请的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被执行时，实现前述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法。

9、结合上述任一方面，本发明实施例首先获取目标学习用户的知识掌握状态网络，其以学科知识图谱中的知识节点单元为基本单元，以携带掌握深度标识码的知识依赖关系边记录学习者对前置后继逻辑的当前掌握程度，从而将学习者的知识掌握状态从离散的知识点掌握记录提升为具有拓扑结构信息的网络化表征。在此基础上，通过遍历知识依赖关系边携带的掌握深度标识码进行认知断层边界扫描，将掌握深度标识码低于相邻区域平均掌握基准的知识依赖关系边标记为认知薄弱连接边，并收集其所指向的后继知识节点单元作为认知断点节点集合，实现了对学习者知识体系中薄弱环节的精准定位，且保留了认知断点节点单元在原始知识掌握状态网络中的完整依赖关系结构。随后，以认知断点节点单元为生长种子节点进行知识子图重构，沿知识依赖关系边逆向回溯至其前置知识节点单元，提取由生长种子节点与前置知识节点单元构成的闭环知识缺口子图，并对子图中所有知识节点单元赋予学习紧迫度权重，该学习紧迫度权重综合考量了认知断点节点单元的拓扑深度值与掌握深度标识码的衰减速率，使得根源性薄弱节点与表层薄弱节点在学习优先级上得以区分。最终，基于闭环知识缺口子图及学习紧迫度权重生成个性化课程内容序列，按照学习紧迫度权重降序排列知识节点单元并挂载教学资源片段，同时在相邻知识节点单元之间插入概念衔接引导内容，形成具有学习路径指引的个性化课程数据流。由此，能够从根源上修复导致该断点的前置知识缺陷，显著提升了线上课程的个性化精准度和学习修复效果。

1.一种基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述获取目标学习用户的知识掌握状态网络，所述知识掌握状态网络包含从学科知识图谱中提取的多个知识节点单元，以及连接所述知识节点单元的知识依赖关系边，每条所述知识依赖关系边携带掌握深度标识码，包括：

3.根据权利要求1所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述对所述知识掌握状态网络进行认知断层边界扫描处理，遍历所述知识依赖关系边携带的掌握深度标识码，将所述掌握深度标识码低于相邻区域平均掌握基准的知识依赖关系边标记为认知薄弱连接边，将所述认知薄弱连接边所指向的后继知识节点单元收集为认知断点节点集合，包括：

4.根据权利要求1所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述利用所述认知断点节点集合与所述知识掌握状态网络进行知识子图重构处理，以所述认知断点节点集合中的认知断点节点单元为生长种子节点，沿所述认知断点节点单元的知识依赖关系边逆向回溯至其前置知识节点单元，提取由所述生长种子节点与所述前置知识节点单元构成的闭环知识缺口子图，包括：

5.根据权利要求1所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述对所述闭环知识缺口子图中所有知识节点单元赋予学习紧迫度权重，所述学习紧迫度权重根据所述认知断点节点单元在所述知识掌握状态网络中的拓扑深度值及所述掌握深度标识码的衰减速率综合赋值，包括：

6.根据权利要求1所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述基于所述闭环知识缺口子图及所述学习紧迫度权重生成个性化课程内容序列，将所述闭环知识缺口子图中的知识节点单元按照所述学习紧迫度权重的降序进行线性排列，包括：

7.根据权利要求1所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述从所述学科知识图谱中提取与所述知识掌握状态网络中知识节点单元存在知识依赖关系边但尚未纳入所述知识掌握状态网络的外部关联知识节点单元，包括：

9.根据权利要求7所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法，其特征在于，所述计算所述外部关联知识节点单元与所述知识掌握状态网络中已存在知识节点单元的语义关联紧密度，包括：

10.一种基于知识图谱的个性化线上课程自动生成系统，其特征在于，包括处理器以及计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被计算机执行时实现权利要求1-9中任意一项所述的基于知识图谱的个性化线上课程自动生成方法。