面向AI教育的学科知识图谱构建

来源 :西安工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:petitlxr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,将大数据、人工智能等最新科学技术广泛应用于教育行业的发展趋势日益明显,以往传统的以教师授课、学生汲取为主要学习方式的传统知识传播模式正在向着AI教育模式快速演变。然而,海量教育数据的不断增加,产生了数据无法被有效的组织与管理、利用与共享、搜索与理解的问题,这严重阻碍了 AI教育发展的步伐。因此,本文针对该问题,提出了将知识图谱应用于AI教育领域,构建了一套从底层数据采集,到学科知识图谱构建与融合的方法,并且将其应用于高层智能知识搜索和问答应用,从而为教育信息化发展进行了实践性探索。最后,对论文中所提出的方法进行了实验验证,结果表明了其方法的有效性。本文的主要研究工作有三点:(1)本文针对AI教育领域,通过对通用知识图谱构建技术的研究,结合学科知识的层次性、前后先学关系的特性,提出了学科知识图谱构建的总体框架结构。其包括:学科领域内实体和实体间关系的抽取、学科本体构建两个方面。首先,本文利用实体识别工具识别实体,以及为了减少人手工标注,达到更为有效的抽取实体间的关系,提出了CNN+Attention的远程监督关系抽取模型。此外,为了构建本体,指导学科知识图谱的构建,本文提出了利用关键词抽取方法获取学科概念集,以及利用本文提出的实例填充算法将抽取出的学科知识连接到本体中,完成了学科知识图谱的构建工作。(2)为了构建更为准确的学科知识图谱,本文提出了学科知识图谱融合的总体框架,其包括数据预处理、相似性计算、知识融合三个部分。首先,本文对知识子图进行约简处理,去除冗余数据;此外,本文提出了知识子图的相似性计算方法,用于计算两个知识子图的相似度;最终,本文利用提出的矩阵融合算法,结合学科知识子图的结构信息实现了学科知识图谱的融合。(3)本文将构建好的知识图谱进行应用,构建了一套基于学科知识图谱的知识搜索、知识问答系统,实现了 AI教育知识图谱的高层应用。综合实验结果表明,与通用知识图谱的构建方法相比,本文所提出的一系列方法在构建效率、准确性等方面具有良好的表现,充分证明了本文提出的构建方法能够实现高效、快速地构建学科领域内的知识图谱。本文研究成果为教育知识大数据的管理与应用提供了借鉴,以期推动AI教育领域的进步。
其他文献
二维过渡金属硫化物(2D-TMDs)材料(如MoS2、WS2、SnS2、NbS2)具有优异的光学、电学、光电学、力学等性能,材料厚度为0.1~1 nm,具有理想的半导体带隙(1.5~2.1 eV),以及强烈的光-物质相互作用,成为下一代微型、高灵敏度、高稳定、透明性的光电探测器的理想材料。本文重点研究了化学气相沉积法生长的单层MoS2从蓝宝石生长衬底向SiO2/Si、PET、PI器件衬底的无损转移
随着机器视觉和人工智能技术的发展,机器视觉辅助操控方法和技术受到了越来越多的关注并开始应用于机械臂操控领域。为了提高传统机械臂的作业能力,引入机器视觉技术,让传统的控制操作更加智能化。本文研究了基于改进残差网络的手势识别、对采集的骨骼关节点坐标信息进行卡尔曼滤波、空间向量关节角度信息计算、机械臂D-H建模以及机械臂硬件设计等内容。1)针对传统残差网络存在训练速度慢、鲁棒性差、泛化性差等缺点,本文提
基于MEMS技术研发的姿态传感器在军事、测绘、航空航天等领域广泛应用,为不同领域提供高精度姿态惯导数据。在不同工作温度下,姿态传感器检测数据稳定性及抗干扰能力强弱是其重要指标,因此姿态传感器在实际投入使用之前需要进行严格的测试标定。而温度补偿是姿态传感器测试标定中重要项目,对此本文主要针对实验室自研XGZT-Ⅲ型姿态传感器,设计并实现一套高精度高稳定性的温度补偿控制系统。系统以姿态传感器温度补偿中
光纤线包作为光纤制导导弹的关键装置之一,主要用于导弹与地面发射系统之间的图像信号传输,而光纤在线筒上的缠绕质量直接影响着导弹的发射成功率。因大量超远程缠绕适应性试验增大了光纤成本,也使得线包缠绕结构设计的正确性和可靠性难以验证,因此需要建立光纤线包的参数化模型和优化算法,开发光纤线包参数化设计系统软件。论文的具体工作如下:1)分析了光纤线包模型的几何结构并作出模型假设,采用数学积分法计算了光纤的运
Al-Si合金因具有良好的铸造性能、热稳定性、耐磨性、密度小和比强度高等优点,广泛用于内燃机零部件的制造。活塞作为发动机核心部件,随着发动机功率不断提升,其材料强度严重不足。为满足高功率密度发动机研制,必须提高活塞材料的强度及可靠性,从而满足高功率密度发动机动力系统的不断发展。本课题以Al-Si多元合金为研究对象,通过在凝固过程中施加外场振动来细化合金组织,探求其强化效果及原理。分别研究了振动位置
本文针对火箭撬数据测试的需求,结合课题的研究指标,设计了基于FPGA+STM32的橇载大容量高速数据采集与存储模块设计方案,其不仅具备数据存储,更具有数据处理、判断和控制功能。本课题采用模块化设计思想,按采集信号类型将硬件电路与逻辑电路划分为模拟量存储模块、数字量存储模块、串行数据存储模块、同步触发模块。本文主要工作如下:1)设计系统整体方案:采用高速AD芯片进行数据采集,使用大容量SD卡缓存数据
多元共晶合金的共晶转变机制目前还存在很多未解决的问题,尤其是对非共晶成分合金的共晶转变研究甚少,这不仅限制了人们对多元合金相变机制的理解,也影响了设计新合金的工艺思路。因而,本文理论研究了共晶生长过程,并利用深过冷快速凝固,高速摄影,Matlab图像处理等手段,系统研究Fe-Ni-B合金凝固过程的再辉度、合金成分与再辉速率、界面形态、生长速率、相分数、体积变化和组织形貌之间的关系,以及热处理对Fe
目前,Agent学习领域有许多研究成果,但并没有让人们感受到Agent学习具有像人类学习一样的智能。出现这一问题的主要原因是人们对智能本质认识不清,不知道智能从何而来,以及人们对人类学习机制的本质、组成和需求认识不清。对此作者所在的科研团队通过对各种心理学流派的研究,认为唯识心理学对此揭示的比较透彻,他们根据唯识心理学的相关理论提出了一个智能模型——AORBCO模型(Agent-Object-Re
随着设备复杂程度的不断提高,纸质技术手册的众多缺点逐渐显露出来,如不易携带、不易查询、不便于更新等。因此,许多国家和组织开始对交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manual,IETM)进行研究,IETM 的出现,克服了传统纸质技术手册带来的众多弊端,大大提高了保障工作的效率。目前,随着科技的飞速发展,IETM和神经网络、虚拟现实等新技术的融合已经
随着现代计算机科学技术的发展以及互联网技术的进步,全球性信息化社会正在快速地形成,与此同时信息安全对于国家经济发展和社会稳定的重大影响正日益凸显,发展自主可控的国产化操作系统技术已刻不容缓。我国目前主流的嵌入式操作系统大都是从国外引进的,尤其当涉及国家军事、航空航天等重要领域时,安全问题成为重中之重,要时刻警惕外部攻击者会利用操作系统的特权“升级”或者后门程序等技术漏洞绕过系统的安全运行机制,获取