AI教育淺析知識圖譜在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 論文

2022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選AI教育，淺析知識圖譜在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用摘 要：隨著計算機及人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)給中小學(xué)教育帶來了顯著的變化。2017年，國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,提出要推進“智推動人工智能在教學(xué),管理,資源建設(shè)等全流程應(yīng)用”圖譜,提升知識服務(wù)技術(shù)的重要性。2022年，教育部頒布的義務(wù)教育《信息科技課程標科學(xué)知識圖譜的研究逐漸興起。知識圖譜已可以對知識進行查找、匹配、獲取等，還具有可視化特性，因此知識圖譜在中小學(xué)教學(xué)領(lǐng)域得到了快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于教材知識庫、個性化學(xué)習(xí)推薦、智能評卷、知識檢索等方向。關(guān)鍵詞：知識圖譜新課標中學(xué)知識庫人工智能教育引 2012年提出，用于增強其搜索引擎功能。它將現(xiàn)實世界中的知識，包括文字、圖像，甚至現(xiàn)實生活中的實體對象和他們之間的關(guān)系用圖形化進行表達，形成一個圖狀的結(jié)構(gòu)，用以描述實體對象間的關(guān)系，隨著智能技術(shù)和服務(wù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，已被廣泛應(yīng)用于知識使用開源圖譜構(gòu)建工具具體運用實踐。一、知識圖譜在構(gòu)建教材知識庫中的作用（一）．知識圖譜有助于系統(tǒng)性展示文章結(jié)構(gòu)體系12022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選智能化聯(lián)想搜索。（二）．借助知識圖譜方便進行課文概覽關(guān)鍵詞、重點內(nèi)容以及和其他相關(guān)聯(lián)的文章信息。（三）．可視化技術(shù)提供多元、豐富的功能使用知識圖譜開源工具Neo4j，Neo4j可以用命令創(chuàng)建實體結(jié)點，關(guān)系等，生成圖譜。結(jié)合CSS、HTML、JavaScript等語言工具實現(xiàn)了課文知識圖譜網(wǎng)頁端的可視化，知識圖譜放大縮小、節(jié)點拖曳以及課文檢索等功能。對于使用者而言，不僅學(xué)習(xí)成本低廉，而且上手快，操作簡易，使用方便。此外，相較于傳統(tǒng)的文字目錄，形象化、可視提高教學(xué)效果。圖1Neo4j創(chuàng)建古詩圖譜實例二、如何利用知識圖譜構(gòu)建初中語文教材知識庫基于自然語言處理技術(shù)，結(jié)合初中語文教材課文全文，可以構(gòu)建初中語文教材課文知識圖譜，涉及不同的計算機技術(shù)。概言之，初中語文教材課文知識圖譜主要包括四（4）知識圖譜可視化展示。下面，將依次對上述四個部分進行介紹。22022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選（一）．教材知識圖譜體系建模譜的基本元素。體，如課文《皇帝的新裝》及其標簽“騙子”都是實體。此相連以及主題聚類的效果。這些標簽的主題不僅包含課文所在單元蘊含的人文主題，也包含課文蘊含的人文精神，因此一篇課文可以有多個主題標簽。19（二）．抽取文章關(guān)鍵詞標簽皇帝、衣服、聰明、愚蠢、虛榮等。針對知識圖譜中的每一篇課文，都會對其生成不同因為《雨的四季》課文篇幅更長，且提到了四個季節(jié)，內(nèi)容更為多元。聚類中心個數(shù)根據(jù)聚類結(jié)果權(quán)衡；（2）刪去常用詞后進行詞頻排序，選擇排名前幾位的詞作為關(guān)鍵詞標簽。兩種方法涉及的技術(shù)如下。中文分詞及詞性標注作為各類自然語言處理的第一個階段，是其他上層處理應(yīng)用的32022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選過程融合在一起，有利于消除歧義和提高整體效率。圖2中文分詞原理LSTM（LongShort-TermMemory，長短時記憶）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸出層輸出深度學(xué)習(xí)所學(xué)習(xí)到的特征；最后將深度學(xué)習(xí)得到的特征輸入給CRF（ConditionalRandomField，條件隨機場）層，得到最終的分詞結(jié)果。關(guān)鍵詞是一些能夠描繪出給定文本主題的詞匯，是表達文檔主題含義的最小單位。鍵詞抽取的任務(wù)就是要從輸入的文章中找出能夠描述文檔內(nèi)容和主題思想的詞和短語。據(jù)重要性進行排序并選取top-N重要詞語作為關(guān)鍵詞。Bert42022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選天”進行聚類。（三）．數(shù)據(jù)處理及圖譜搭建知識圖譜搭建過程中，涉及的技術(shù)如下。1.據(jù)存儲為json格式文件，以便進行數(shù)據(jù)解析，它在數(shù)據(jù)獲取后即可完成。圖譜數(shù)據(jù)提取和格式化保存，是指從格式化文件中提取出課文標題、對應(yīng)作者和文本內(nèi)容等信息，與課文標簽一同進行格式化存儲。2.3.成。（四）.知識圖譜可視化展示可視化技術(shù)指的是利用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像滲透到教育教學(xué)等多個領(lǐng)域，知識圖譜便是一種利用可視化技術(shù)記錄、描述、展現(xiàn)事物之間聯(lián)系的圖形數(shù)據(jù)庫。利用CSS、HTML、JavaScript等語言工具對課文知識圖譜進行了網(wǎng)頁上的可視化，即使用HTML編寫網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)，使用CSS設(shè)置網(wǎng)頁樣式，使用JavaScript課文關(guān)系圖界面及課文檢索界面可視化及相互跳轉(zhuǎn)；知識圖譜放大、縮小及頁面移動；節(jié)點拖曳，以亮暗區(qū)分是否被選中；可選用兩種節(jié)點/文字圖譜查看方式；課文概要可視化。52022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選三、知識圖譜在中小學(xué)教育領(lǐng)域的意義知識圖譜作為人工智能領(lǐng)域中感知智能的重要依賴載體，已經(jīng)在教育領(lǐng)域發(fā)揮重要從技術(shù)視角來看，其重要作用體現(xiàn)在以下幾點：（一）.知識圖譜是教育知識的集中載體圖譜正是一種結(jié)構(gòu)化、規(guī)范化表達與承載教師經(jīng)驗或?qū)W科知識的技術(shù)手段。（二）.知識圖譜實現(xiàn)碎片化教學(xué)資源的關(guān)聯(lián)價值。知識圖譜正是通過建立碎片化教育要素之間的關(guān)聯(lián)而創(chuàng)造其技術(shù)價值。（三）.知識圖譜實現(xiàn)教育智能服務(wù)。知識與推理是一個智能系統(tǒng)的核心要素。作為教育知識的載體，教育知識圖譜是教教育知識圖譜為信息搜索、個性化學(xué)習(xí)資料推薦、智能閱卷分析、知識問答、錯題關(guān)聯(lián)知識點分析等一系列智能服務(wù)提供不可或缺的知識支撐。