一种基于知识图谱的智能教学管理方法及系统

本发明涉及教学管理，特别是涉及一种基于知识图谱的智能教学管理方法及系统。

背景技术：

1、教学管理工作作为高校教育教学体系中的核心环节，是确保教育质量得以维持和提升的关键。然而由于教学管理工作繁琐、错综复杂、工作强度大等各种原因，出现了很多问题。故现在几乎所有高校均采用教学管理系统来进行教师和教学的管理，方便了高校管理工作的进行。

2、然而目前教学管理系统及使用，在实际应用中可能存在一些缺陷，例如：1）功能不够全面和灵活：有些系统功能单一，无法满足教学管理的多样化需求，缺乏灵活扩展性。2）数据安全性不足：数据安全是教学管理系统面临的一个重要问题，缺乏有效的数据加密和安全保障措施。3）缺乏个性化服务：部分系统缺乏个性化推荐、学习路径优化等个性化服务，未能满足用户的个性化需求等。

3、因此，为了更好地支持教学管理工作，提高教学质量，本发明提出了一种基于知识图谱的智能教学管理方法及系统。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于知识图谱的智能教学管理方法及系统，实现了教学管理人员的个性化学习和管理，帮助他们更好地掌握教学知识和管理教学工作，提高教学管理效率和质量，并且本发明还具有较高的安全性和可靠性，节省了大量维护时间和成本，促进了教学管理工作的进行。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下方案：一种基于知识图谱的智能教学管理方法，包括以下步骤：

3、调研教学管理部需求，收集数据并保存在数据库中，同时基于收集的数据建立知识图谱；其中，所述数据库包括知识数据库和人员数据库，所述数据库内设置有索引机制和安全机制；

4、基于所述知识图谱，进行链接和关联，建立知识之间的关系，同时利用自然语言处理技术，进行智能文件管理；

5、输入教学管理人员的身份信息，进行个性化的智能学习和学习进度跟踪，再通过数据分析，得到学情分析报告；

6、利用学习数据和行为，生成学习画像，根据所述学习画像，进行智能考核和评估。

7、可选的，收集数据的过程为：

8、收集并整合教学相关知识，生成知识图谱；

9、将所述知识图谱保存在知识数据库中，收集和整合教学管理人员的相关信息，生成个人信息，将所述个人信息保存在人员数据库中；

10、在数据初次输入所述数据库时，判断所述数据库中是否存在同样的数据，若是，则拒绝写入同样的数据；若否，则将输入数据写入所述数据库。

11、可选的，所述索引机制的建立过程为：

12、基于收集数据的内容和特点，确定索引字段，基于查询需求和数据结构，选择适合的索引类型，基于所述索引字段和所述索引类型在所述数据库中创建知识索引；

13、根据新增收集数据，定期更新所述知识索引，同时实时监控所述知识索引的性能和效率，以进行调整和优化。

14、可选的，所述安全机制的建立过程为：

15、通过在所述数据库中查询敏感数据并进行敏感数据标记，基于所述敏感数据，选择aes或rsa算法，对所述敏感数据进行加密，生成加密密钥，使只有授权用户才能访问，同时自定义密钥更新周期，进行密钥的自动更新；

16、在所述数据库中建立一个用于备份所述数据库内容的镜像备份空间，在所述镜像备份空间上设置定期自动备份任务，并定期检查备份结果，以确保备份数据的完整性和一致性；

17、当数据丢失时，停止管理系统的运行，并从所述镜像备份空间中选择最近的备份文件进行数据恢复，数据恢复完成后，管理系统自动恢复运行；

18、其中，所述镜像备份空间内设置有增量备份机制，所述增量备份机制只备份新增数据，以节省存储空间。

19、可选的，所述知识图谱的建立过程为：

20、整理分类收集数据，建立知识图谱概念模型；所述概念模型包括知识实体、知识实体间的关系和知识实体的属性；

21、将所述概念模型部署到管理系统中，并设计知识图谱查询接口，所述知识图谱查询接口包括图形化界面和api接口。

22、可选的，智能文件的管理过程为：

23、利用自然语言处理技术，对所述知识图谱中的文件进行语义化标注，丰富文件的语义表示，再对文件进行自动分类处理；

24、基于处理后的文件进行自动判断，判断内容包括文件对同一事项是否存在重复制定、不同文件对同一事项的要求是否存在矛盾、文件是否存在被废除问题；

25、若任一判断过程的结果为是，则所述数据库开始进行自动检索并整理相关问题文件，得到问题结果，同时自动发送所述问题结果，以进行下一步的文件优化。

26、可选的，进行个性化的智能学习和学习进度跟踪，得到学情分析报告的过程为：

27、收集教学管理人员的学习数据，将所述学习数据进行数据清洗和数据转换，得到处理学习数据，提取所述处理学习数据的学习特征，利用协同过滤算法或内容推荐算法建立个性化学习模型；其中，所述学习数据包括学习内容、学习时间、学习进度和学习成绩；所述学习特征包括学习目标、学习时长、学习方式和学习历史；

28、利用所述个性化学习模型，基于教学管理人员的学习特点和需求，智能推荐学习资源，并利用机器学习算法监控和跟踪教学管理人员的学习进度，通过对比实际学习情况和预期学习效果，提供个性化的学习进度跟踪和反馈；

29、收集教学管理人员的学习特征和学习结果，建立学习档案；所述学习档案通过统计学或机器学习算法分析学习规律和学习模式，评估学习状态，得到学情分析报告。

30、本发明还采用了一种基于知识图谱的智能教学管理系统，包括：

31、知识图谱模块，用于调研教学管理部需求，收集数据并保存在数据库中，同时基于收集的数据建立知识图谱，其中，所述数据库包括知识数据库和人员数据库，所述数据库内设置有索引机制和安全机制；

32、文件管理模块，用于基于所述知识图谱，进行链接和关联，建立知识之间的关系，同时利用自然语言处理技术，进行智能文件管理；

33、智能学习模块，用于输入教学管理人员的身份信息，进行个性化的智能学习和学习进度跟踪，再通过数据分析，得到学情分析报告；

34、智能考核模块，用于利用学习数据和行为，生成学习画像，根据所述学习画像，进行智能考核和评估。

35、本发明通过提供一种基于知识图谱的智能教学管理方法及系统，公开了以下技术效果：

36、1、本发明通过构建安全性高的数据库，来存储教学管理知识和教学管理人员信息，可以实现对知识图谱中的敏感数据进行加密存储，只有授权用户才能解密访问，加强数据的保密性和安全性。

37、2、本发明利用索引机制，可以进行高效的教学知识图谱数据库的快速索引，提高查询效率，加快数据检索速度，提升用户体验。利用安全机制，有效利用镜像备份空间备份数据库中的数据，并在数据丢失时能够及时恢复数据，保证知识图谱数据的安全性和可靠性。

38、3、本发明通过智能化学习和智能化考核，根据每个人的学习情况，智能推荐学习资源和学习方式，提高学习效率和学习体验，帮助他们更好地掌握教学知识和技能，提升教学管理水平。同时学情分析报告和学习画像的生成，不仅可以直接观察学习情况，还能为个性化学习和教学提供参考和支持。

39、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。