1. 痛點問題
《中國教育現代化2035》提出“利用現代技術加快推動人才培養(yǎng)模式改革,實現規(guī)模化教育與個性化培養(yǎng)的有機結合”。2021年7月國家發(fā)布“雙減”政策以后,如何在減少學生學習時間的前提下提升學習效果,就成為擺在學校與老師面前的一個重要課題。學生的學習行為是因人而異的,受到知識水平與認知能力等因素的影響。現有的學習資源是非常豐富的,通過在課后為學生提供有針對性的學習資源、滿足學習者個性化的學習需求,是提升學生學習效果的重要途徑。要達成這個目標,就必須依靠知識圖譜技術的支撐,突破學習資源語義化分析、個性化推薦等技術在教育領域的瓶頸,最終實現個性化的學習。而當前國內缺乏一個全學科的、可訪問的基礎教育知識圖譜系統,本項目成果填補了此方面空白。
2. 解決方案
知識圖譜是當前計算機中知識表示的一種重要方式,利用知識圖譜可以改善搜索結果、進行基于語義的數據集成、以及提升智能問答的準確性。在基礎教育領域,如何構建高質量的知識圖譜是一個重要挑戰(zhàn)。本項目在國內率先研究提出一種準確高效的領域知識圖譜構建方法——“四步法”,研發(fā)了相應的軟件平臺(資源管理系統、語義標注系統、知識管理系統、知識展示系統),用此方法構建了中國基礎教育知識圖譜EduKG,并利用該知識圖譜開展基于知識點的教學資源集成。EduKG涵蓋了基礎教育九門學科的知識,基于其研發(fā)的基礎教育知識記憶類問題自動問答系統準確率達到70%以上。目前該知識圖譜已經可以提供公開的訪問服務接口,供相關教育信息應用程序進行訪問調用。該知識圖譜相當于基礎教育的新基建,上層應用可以同時調用訪問基礎教育知識圖譜的內容,給學生提供自適應學習軟件應用、給老師提供強大豐富的備課資源及融合式教學方案、給學校管理提供教師授課評估等多種應用。
合作需求
期待與各個省市的教育信息化企業(yè)開展合作,采用技術許可等方式,提升這些企業(yè)的教育信息化產品的智能水平,服務于當地的教育局、電教館、中小學等單位。最終為政府、學校、師生提供教育現代化解決方案和優(yōu)質的課程資源及平臺技術服務,助力區(qū)域構建高質量的教育發(fā)展體系,為學校提供智慧教學系統創(chuàng)新課堂教學,從而提高課堂效率和質量,為學生提供個性化學習產品,通過互聯網擴大優(yōu)質教育資源覆蓋面,促進區(qū)域發(fā)展公平而有質量的教育。
為了向學生提供智能化、個性化的知識推送服務,需要讓計算機“理解”知識,實現知識表示與知識處理。當前,知識圖譜是人工智能領域一種重要的知識表示方式,它以結構化的形式描述現實世界中實體間的復雜關系,已經成為組織、管理和理解海量信息的重要工具,是實現認知智能的核心基礎。知識圖譜已經成為個性化學習與智能教學中必不可少的基礎。本項目團隊研發(fā)的基礎教育知識圖譜,是國內為數不多的覆蓋基礎教育全學科的知識圖譜,是一種全新的教育信息化新基建。從市場角度,基礎教育知識圖譜可以作為軟件系統提供給各地教育局、中小學進行使用,也可以與其他教育信息化軟件結合在一起進行銷售,全國的教育局、中小學等都是潛在用戶,具有廣闊的應用前景。
基于本成果可形成“基于知識圖譜的基礎教育知識服務系統”的產品形態(tài),主要客戶是全國各個市縣的教育局以及中小學校。從2022年開始,爭取在五年內,在國內超過15個市縣部署實施,服務于廣大的中小學校園。
國內能夠擁有基礎教育知識圖譜的企業(yè)主要有科大訊飛、百度基礎教育圖譜與松鼠AI等,這些企業(yè)已經在國內教育信息化市場深耕多年,在基礎教育知識圖譜方面也有相關產品積累。與之相比,本成果是一個全學科的知識圖譜,涵蓋了基礎教育九門學科內容;本成果的知識圖譜提供了訪問服務接口,可以廣泛服務于各個基礎教育的相關單位,包括教育信息應用研發(fā)企業(yè)、地方教育局、中小學等。目前,本項目成果的技術已比較成熟,申請了多項專利與軟件著作權,并已成功應用于中國移動“和教育”平臺。
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