一種基于知識(shí)地圖的資源檢索方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于知識(shí)地圖的資源檢索方法，用于幫助學(xué)習(xí)者快速定位至所需的學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)；本方法包括以下步驟：（1）知識(shí)點(diǎn)整理；（2）知識(shí)地圖構(gòu)建；（3）資源實(shí)體向知識(shí)地圖映射；（4）資源檢索與呈現(xiàn)。本發(fā)明檢索快速，定位精確。
【專利說明】—種基于知識(shí)地圖的資源檢索方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種基于知識(shí)地圖的資源檢索方法，用于幫助學(xué)習(xí)者快速定位至所需的學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。
【背景技術(shù)】
[0002]信息技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的普及，使各種教育資源急速增長(zhǎng)，學(xué)習(xí)者在網(wǎng)上搜索時(shí)往往會(huì)迷失在資源海洋中，找不到自己想要的資源。網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)的日益龐大，雖為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者提供更多學(xué)習(xí)資源的選擇，但同時(shí)增加了檢索資源的難度，找到目標(biāo)資源變得困難。
[0003]傳統(tǒng)的學(xué)科資源檢索主要是基于關(guān)鍵詞方法,它的三種模型如布爾模型、向量模型和概率模型，簡(jiǎn)單快捷容易實(shí)現(xiàn)，很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)滿足著人們的需求，也是實(shí)際應(yīng)用中使用得最為廣泛的檢索模式。但隨著資源庫(kù)不斷擴(kuò)大，通過關(guān)鍵字檢索的結(jié)果僅僅是大量資源的堆積，缺乏課程內(nèi)容的整體性和系統(tǒng)性，層次不夠清晰，且在查全率和查準(zhǔn)率等方面已經(jīng)不再能夠滿足人們的需求。
[0004]當(dāng)今市面上已經(jīng)有很多網(wǎng)絡(luò)課程資源，雖然有巨大的資源庫(kù)作支撐、內(nèi)容豐富，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜不清，學(xué)習(xí)者無法辨識(shí)自己所學(xué)知識(shí)與資源庫(kù)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，無法選擇合適的學(xué)習(xí)路徑，容易造成迷航現(xiàn)象。所以如何組織海量網(wǎng)絡(luò)學(xué)科資源，為學(xué)習(xí)者提供良好的資源導(dǎo)航，已成為現(xiàn)階段開發(fā)組織網(wǎng)絡(luò)學(xué)科教學(xué)資源研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】中的資源檢索的現(xiàn)狀與問題，提出了一種基于知識(shí)地圖的資源檢索方法，該方法通過知識(shí)樹直觀形象地描述學(xué)科知識(shí)點(diǎn)間的結(jié)構(gòu)及關(guān)系，學(xué)習(xí)者可輕松點(diǎn)擊知識(shí)地圖中某節(jié)點(diǎn)，方便地對(duì)學(xué)科資源進(jìn)行檢索和瀏覽。知識(shí)地圖作為一種有效的知識(shí)表示工具，學(xué)習(xí)者可以通過直觀的方式來獲取、組織與呈現(xiàn)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)資源的快速檢索，避免了檢索中的迷航現(xiàn)象，使傳統(tǒng)的基于關(guān)鍵詞的檢索，上升到模糊匹配、語義檢索的高度，提高信息檢索的效率，從而提高資源管理的水平和資源服務(wù)的質(zhì)量。
[0006]一種基于知識(shí)地圖的教學(xué)資源檢索方法，該方法包括:
知識(shí)地圖的構(gòu)建，對(duì)知識(shí)大綱進(jìn)行收集與整理，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都擁有自己的關(guān)系，如先驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)、后繼知識(shí)點(diǎn)或者子知識(shí)點(diǎn)，最終歸檔為Excel表格，上傳保存至數(shù)據(jù)庫(kù)，再由數(shù)據(jù)處理單元分析呈現(xiàn)知識(shí)地圖。
[0007]資源實(shí)體向知識(shí)地圖的映射，對(duì)各種資源進(jìn)行屬性描述，標(biāo)注其知識(shí)點(diǎn)，其描述標(biāo)注信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)資源描述表中。
[0008]選擇知識(shí)地圖中待檢索資源的節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)資源描述表檢索，進(jìn)行模糊匹配，列舉出數(shù)據(jù)庫(kù)中此知識(shí)點(diǎn)及其子知識(shí)點(diǎn)的所有資源列表，最終呈現(xiàn)資源實(shí)體對(duì)象。[0009]在上述技術(shù)方案中，所述知識(shí)地圖的構(gòu)建過程包括以下步驟:
第一步，知識(shí)點(diǎn)整理。首先列舉出本學(xué)科所有知識(shí)點(diǎn)，包括編號(hào)和權(quán)重，按層級(jí)的方式直觀標(biāo)識(shí)各知識(shí)點(diǎn)的社會(huì)關(guān)系，如“父節(jié)點(diǎn)”、“先驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)”，通過層級(jí)父子關(guān)系尋找“后繼知識(shí)點(diǎn)”，形成Excel表格，包括的列有知識(shí)點(diǎn)編號(hào)，主要知識(shí)點(diǎn)，次要知識(shí)點(diǎn)，子次要知識(shí)點(diǎn)，子次要知識(shí)點(diǎn)，子次要知識(shí)點(diǎn)，先備知識(shí)點(diǎn)(PR)，是否為?？贾R(shí)點(diǎn)等。
[0010]第二步，壓縮并上傳Excel表格至數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)點(diǎn)表中。由于Excel表格中表示五級(jí)知識(shí)點(diǎn)的1-5列只能有一列有數(shù)據(jù)，表格中存在大量空單元格，為了減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，在將Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)進(jìn)行壓縮，即數(shù)據(jù)庫(kù)大綱表只設(shè)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)字段，但同時(shí)添加父知識(shí)點(diǎn)字段，用于標(biāo)識(shí)后繼與層次關(guān)系。因此，數(shù)據(jù)表中的字段有知識(shí)點(diǎn)編號(hào)，知識(shí)點(diǎn)名，先備知識(shí)點(diǎn)PR，是否為?？迹腹?jié)點(diǎn)，當(dāng)父節(jié)點(diǎn)不存在時(shí)用-1表示根節(jié)點(diǎn)。
[0011]第三步，讀取解析數(shù)據(jù)庫(kù)中知識(shí)點(diǎn)表，可視化知識(shí)地圖。用SQL語言讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中知識(shí)點(diǎn)表，保存至程序的臨時(shí)表DataTable對(duì)象中，foreach循環(huán)進(jìn)行逐條解析,并把知識(shí)點(diǎn)名賦值給TreeViewItem對(duì)象的header屬性，添加此對(duì)象到知識(shí)樹TreeView中，同時(shí)遞歸構(gòu)建其子節(jié)點(diǎn)。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述資源實(shí)體向知識(shí)地圖的映射過程包括以下步驟:
第一步，資源實(shí)體常規(guī)描述。除了資源所屬知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)數(shù)字資源都有多方面的屬性，
如資源編號(hào)、資源名、類型、下載所需積分、上傳時(shí)間、上傳者、重要程度等，形成資源實(shí)體記錄存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)資源描述表中。
[0013]第二步，資源實(shí)體知識(shí)點(diǎn)描述。要實(shí)現(xiàn)根據(jù)知識(shí)地圖來查找資源，就要建立資源到知識(shí)地圖的映射關(guān)系，所以在每條資源實(shí)體記錄中加入知識(shí)點(diǎn)的描述，其知識(shí)點(diǎn)可關(guān)聯(lián)到知識(shí)點(diǎn)表中，建立表間關(guān)聯(lián)，為保證其準(zhǔn)確性，此處只允許用戶選擇知識(shí)點(diǎn)而不允許輸入。
[0014]在上述技術(shù)方案中，所述資源的檢索與呈現(xiàn)過程包括以下步驟:
第一步，用戶發(fā)出檢索請(qǐng)求。知識(shí)地圖已向用戶直觀呈現(xiàn)學(xué)習(xí)的框架與流程，用戶根據(jù)已有知識(shí)選擇需要知識(shí)點(diǎn)，記錄此知識(shí)點(diǎn)名，將此請(qǐng)求和知識(shí)點(diǎn)名發(fā)送至服務(wù)器。
[0015]第二步，模糊匹配并返回查詢結(jié)果。服務(wù)器結(jié)合資源描述與知識(shí)點(diǎn)標(biāo)記在資源數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行模糊匹配，如用戶選擇了“ [MJ1]有理數(shù)”知識(shí)點(diǎn)，程序讀取“ [MJ1”，然后在資源表中查找知識(shí)點(diǎn)名以“ [MJ1] ”或“ [MJ1-”開頭的資源，以資源列表形式返回。
[0016]第三步，資源呈現(xiàn)。根據(jù)上步返回的資源列表，以資源特有的格式呈現(xiàn)在用戶界面中，實(shí)現(xiàn)資源的在線顯示。
[0017]本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有的資源檢索方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)知識(shí)地圖可視化，形象直觀。以可視化的方式顯示知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)者一目了然，能輕松把握知識(shí)框架的同時(shí)，也能快速檢索所需知識(shí)點(diǎn)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，節(jié)約檢索時(shí)間，避免思路分散，提高學(xué)習(xí)積極性與連貫性。
[0018](2)整合學(xué)習(xí)資源。形成完整的、條理清晰的課程框架，利用知識(shí)地圖，整合各種學(xué)習(xí)資源，包括教學(xué)素材(如圖片、動(dòng)畫、視音頻、文檔等)、課件、教案、課堂實(shí)錄、試題等，使得知識(shí)的學(xué)習(xí)不再局限于書本或參考書，而是擁有相關(guān)的專業(yè)知識(shí)庫(kù)，拓寬了學(xué)習(xí)者視野。
[0019](3)學(xué)習(xí)導(dǎo)航作用。在知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間建立關(guān)聯(lián)，并按層級(jí)方式進(jìn)行組織，使無序的資源實(shí)體以有序的面貌呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生建立并鞏固合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，有助于提聞學(xué)習(xí)效率。[0020](4)快速檢索，定位精確。采用知識(shí)地圖和關(guān)鍵字的模糊匹配，能快速定位至所需資源，檢索效率高定位準(zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明一種基于知識(shí)地圖的檢索方法分層結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施條例中基于知識(shí)地圖的檢索方法的流程圖。
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施條例中知識(shí)地圖的構(gòu)建的原理示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施條例中資源實(shí)體向知識(shí)地圖的映射及檢索方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0026]如圖1所示，是本發(fā)明的分層結(jié)構(gòu)圖。最底層為資源實(shí)體層，包括各種格式的教學(xué)資源，存儲(chǔ)在服務(wù)器上。中間層為語義層，是整個(gè)框架最重要的部分，實(shí)際是用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)資源實(shí)體描述和知識(shí)點(diǎn)信息，形成資源描述表和知識(shí)點(diǎn)表。其中知識(shí)點(diǎn)表由各學(xué)科專家整理成Excel表格，經(jīng)壓縮解析導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄著知識(shí)節(jié)點(diǎn)的關(guān)系和資源向知識(shí)地圖的映射關(guān)系等信息。最頂層為顯示層，呈現(xiàn)根據(jù)知識(shí)地圖檢索出的資源列表。
[0027]如圖2所示，是本發(fā)明完成基于知識(shí)地圖的資源檢索與呈現(xiàn)的基本流程圖。
[0028]1.1知識(shí)點(diǎn)整理。獲取知識(shí)點(diǎn)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)分類整理，標(biāo)識(shí)各知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系，生成Excel表格。
[0029]1.2 知識(shí)地圖構(gòu)建。解析Excel文檔至數(shù)據(jù)庫(kù)，通過程序讀取數(shù)據(jù)，可視化知識(shí)地圖。
[0030]1.3資源實(shí)體向知識(shí)地圖映射。描述資源實(shí)體并對(duì)資源實(shí)體進(jìn)行標(biāo)記。
[0031]1.4資源檢索與呈現(xiàn)。用戶發(fā)出檢索請(qǐng)求至服務(wù)器，服務(wù)器結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中描述信息進(jìn)行模糊匹配，最終將資源結(jié)果返回以供用戶預(yù)覽。
[0032]以上所述基于知識(shí)地圖的資源檢索與呈現(xiàn)的過程中，知識(shí)地圖的構(gòu)建是整個(gè)檢索與呈現(xiàn)的核心過程，知識(shí)地圖的質(zhì)量將直接影響學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)科框架的理解，決定檢索和學(xué)習(xí)的效率，其流程如圖3所示，基本步驟如下:
第一步，知識(shí)點(diǎn)獲取。學(xué)科老師列舉出該學(xué)科所有知識(shí)點(diǎn)和它的權(quán)重，是否為?？贾R(shí)點(diǎn)，按5層級(jí)排列在表格中，突出知識(shí)節(jié)點(diǎn)的“兄弟關(guān)系”和“后繼關(guān)系”。
[0033]第二步，對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鏈接，找出各知識(shí)節(jié)點(diǎn)的先備知識(shí)點(diǎn)，形成隱形的向上網(wǎng)絡(luò)。
[0034]第三步，確定知識(shí)地圖的有效性并最終整理成Excel文檔，回顧組織知識(shí)點(diǎn)的定義、提取和鏈接的過程，檢查是否存在未發(fā)現(xiàn)、未確認(rèn)的知識(shí)點(diǎn)，是否建立了正確的鏈接關(guān)系。最終包括知識(shí)點(diǎn)社會(huì)關(guān)系的Excel表格如下圖所示:
【權(quán)利要求】
1.一種基于知識(shí)地圖的教學(xué)資源檢索方法，其特征在于該方法包括以下步驟: (1)知識(shí)地圖的構(gòu)建 列舉學(xué)科內(nèi)所有知識(shí)點(diǎn)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類和分層，使其相互鏈接形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并歸檔成Excel文檔，上傳保存至數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容分析呈現(xiàn)知識(shí)地圖； (2)資源實(shí)體向知識(shí)地圖的映射 對(duì)各種資源進(jìn)行屬性描述，標(biāo)注其知識(shí)點(diǎn)，其描述信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)資源描述表中； (3)資源的檢索與呈現(xiàn) 選擇知識(shí)地圖中待檢索的節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)資源描述表檢索，進(jìn)行模糊匹配，列舉出數(shù)據(jù)庫(kù)中此知識(shí)點(diǎn)及其子知識(shí)點(diǎn)的所有資源列表，最終呈現(xiàn)資源實(shí)體對(duì)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于知識(shí)地圖的資源檢索方法，其特征在于所述知識(shí)地圖的構(gòu)建過程步驟如下: 第一步，知識(shí)點(diǎn)整理，列舉出本學(xué)科所有知識(shí)點(diǎn)，包括編號(hào)和權(quán)重，按層級(jí)的方式直觀標(biāo)識(shí)各知識(shí)點(diǎn)的社會(huì)關(guān)系，通過層級(jí)父子關(guān)系尋找后繼知識(shí)點(diǎn)，形成Excel表格，包括的列有知識(shí)點(diǎn)編號(hào)，主要知識(shí)點(diǎn)，次要知識(shí)點(diǎn)，子次要知識(shí)點(diǎn)，子次要知識(shí)點(diǎn)，子次要知識(shí)點(diǎn)，先備知識(shí)點(diǎn)(PR)，是否為?？贾R(shí)點(diǎn)； 第二步，壓縮并上傳Excel表格至數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)點(diǎn)表中，為縮小存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，在將Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)進(jìn)行壓縮，即數(shù)據(jù)庫(kù)大綱表只設(shè)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)字段，但同時(shí)添加父知識(shí)點(diǎn)字段，標(biāo)識(shí)其后繼與層次關(guān)系`，數(shù)據(jù)表中字段有知識(shí)點(diǎn)編號(hào)，知識(shí)點(diǎn)名，先備知識(shí)點(diǎn)PR，是否為常考，父節(jié)點(diǎn)，當(dāng)父節(jié)點(diǎn)不存在時(shí)用-1表示根節(jié)點(diǎn)； 第三步，讀取解析數(shù)據(jù)庫(kù)中知識(shí)點(diǎn)表，可視化知識(shí)地圖，用SQL語言讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中知識(shí)點(diǎn)表，保存至程序臨時(shí)表DataTable實(shí)例中，foreach循環(huán)進(jìn)行逐條解析,并把知識(shí)點(diǎn)名賦值給TreeViewItem對(duì)象的header屬性,添加此對(duì)象到知識(shí)樹TreeView中，同時(shí)遞歸構(gòu)建其子節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于知識(shí)地圖的資源檢索方法，其特征在于資源實(shí)體向知識(shí)地圖的映射過程包括以下步驟: 第一步，資源實(shí)體描述，對(duì)資源進(jìn)行多方面的描述，形成資源實(shí)體記錄存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)資源描述表中； 第二步，知識(shí)點(diǎn)標(biāo)注，在每條資源實(shí)體記錄中加入知識(shí)點(diǎn)的描述，其知識(shí)點(diǎn)可關(guān)聯(lián)到知識(shí)點(diǎn)表中，建立表間關(guān)聯(lián)，為保證其準(zhǔn)確性，此處只允許用戶根據(jù)知識(shí)地圖選擇知識(shí)點(diǎn)而不允許輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于知識(shí)地圖的資源檢索方法，其特征在于所述資源的檢索與呈現(xiàn)過程包括以下步驟: 第一步，用戶發(fā)出檢索請(qǐng)求，知識(shí)地圖已直觀呈現(xiàn)學(xué)習(xí)的框架與流程，用戶根據(jù)已有知識(shí)選擇需要知識(shí)點(diǎn)，將此請(qǐng)求發(fā)送至服務(wù)器； 第二步，模糊匹配并返回查詢結(jié)果，服務(wù)器結(jié)合資源描述與知識(shí)點(diǎn)標(biāo)記在資源數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行模糊匹配，并從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取用戶所需的資源數(shù)據(jù)，最終將資源信息結(jié)果以列表形式返回用戶； 第三步，資源呈現(xiàn)，用戶發(fā)出查看單個(gè)資源請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器分析資源格式，以資源特有的方式呈現(xiàn)在用戶界面中 ，實(shí)現(xiàn)資源的在線顯示。
【文檔編號(hào)】G09B29/10GK103605706SQ201310555427
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】黃濤, 楊華利, 邢桂欣, 李小鵬 申請(qǐng)人:華中師范大學(xué)