1. 痛点问题
《中国教育现代化2035》提出“利用现代技术加快推动人才培养模式改革,实现规模化教育与个性化培养的有机结合”。2021年7月国家发布“双减”政策以后,如何在减少学生学习时间的前提下提升学习效果,就成为摆在学校与老师面前的一个重要课题。学生的学习行为是因人而异的,受到知识水平与认知能力等因素的影响。现有的学习资源是非常丰富的,通过在课后为学生提供有针对性的学习资源、满足学习者个性化的学习需求,是提升学生学习效果的重要途径。要达成这个目标,就必须依靠知识图谱技术的支撑,突破学习资源语义化分析、个性化推荐等技术在教育领域的瓶颈,最终实现个性化的学习。而当前国内缺乏一个全学科的、可访问的基础教育知识图谱系统,本项目成果填补了此方面空白。
2. 解决方案
知识图谱是当前计算机中知识表示的一种重要方式,利用知识图谱可以改善搜索结果、进行基于语义的数据集成、以及提升智能问答的准确性。在基础教育领域,如何构建高质量的知识图谱是一个重要挑战。本项目在国内率先研究提出一种准确高效的领域知识图谱构建方法——“四步法”,研发了相应的软件平台(资源管理系统、语义标注系统、知识管理系统、知识展示系统),用此方法构建了中国基础教育知识图谱EduKG,并利用该知识图谱开展基于知识点的教学资源集成。EduKG涵盖了基础教育九门学科的知识,基于其研发的基础教育知识记忆类问题自动问答系统准确率达到70%以上。目前该知识图谱已经可以提供公开的访问服务接口,供相关教育信息应用程序进行访问调用。该知识图谱相当于基础教育的新基建,上层应用可以同时调用访问基础教育知识图谱的内容,给学生提供自适应学习软件应用、给老师提供强大丰富的备课资源及融合式教学方案、给学校管理提供教师授课评估等多种应用。
合作需求
期待与各个省市的教育信息化企业开展合作,采用技术许可等方式,提升这些企业的教育信息化产品的智能水平,服务于当地的教育局、电教馆、中小学等单位。最终为政府、学校、师生提供教育现代化解决方案和优质的课程资源及平台技术服务,助力区域构建高质量的教育发展体系,为学校提供智慧教学系统创新课堂教学,从而提高课堂效率和质量,为学生提供个性化学习产品,通过互联网扩大优质教育资源覆盖面,促进区域发展公平而有质量的教育。
为了向学生提供智能化、个性化的知识推送服务,需要让计算机“理解”知识,实现知识表示与知识处理。当前,知识图谱是人工智能领域一种重要的知识表示方式,它以结构化的形式描述现实世界中实体间的复杂关系,已经成为组织、管理和理解海量信息的重要工具,是实现认知智能的核心基础。知识图谱已经成为个性化学习与智能教学中必不可少的基础。本项目团队研发的基础教育知识图谱,是国内为数不多的覆盖基础教育全学科的知识图谱,是一种全新的教育信息化新基建。从市场角度,基础教育知识图谱可以作为软件系统提供给各地教育局、中小学进行使用,也可以与其他教育信息化软件结合在一起进行销售,全国的教育局、中小学等都是潜在用户,具有广阔的应用前景。
基于本成果可形成“基于知识图谱的基础教育知识服务系统”的产品形态,主要客户是全国各个市县的教育局以及中小学校。从2022年开始,争取在五年内,在国内超过15个市县部署实施,服务于广大的中小学校园。
国内能够拥有基础教育知识图谱的企业主要有科大讯飞、百度基础教育图谱与松鼠AI等,这些企业已经在国内教育信息化市场深耕多年,在基础教育知识图谱方面也有相关产品积累。与之相比,本成果是一个全学科的知识图谱,涵盖了基础教育九门学科内容;本成果的知识图谱提供了访问服务接口,可以广泛服务于各个基础教育的相关单位,包括教育信息应用研发企业、地方教育局、中小学等。目前,本项目成果的技术已比较成熟,申请了多项专利与软件著作权,并已成功应用于中国移动“和教育”平台。
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