基于知识图谱的高效学习管理

秦红斌

随着智慧教育的发展及未来学习的到来，学习管理系统也必将发生新的变革，以更好地融入学生学习的各个环节，实现随时随地地学、科学有效地管、公正客观地评。

为什么学习需要管理

高效的学习需要管理。高效学习需满足以下特征：一是在有限时间内学习更多内容;二是始终在学习没有掌握的内容;三是全局学习效率最高。这就需要学生掌握学习方法，了解学习漏洞，明确学习重点，在数字化学习环境中，学习管理系统是解决上述问题的良方。学习管理系统可以有效地对学习进行管理。

1.学习数据全息记录，学习效果即时评价

学习管理系统能记录学习者全过程学习数据，实现安全存储。学习者的基本信息、学习行为习惯、学习内容、学习进程、学习评价等数据均能无漏地收集，形成学生学习成长的数据集，大多数学习管理系统都具有高级加密功能，保证了数据的安全。

数据的全程记录为即时反馈、评价提供了依据。学习管理系统即时根据学习者的学习实情，对学习表现做出个性化评价，帮助学习者对学习的目标或需要进行微小调整。通过内置的报告和分析功能，可以监控个人和小组的在线学习，通过可视化的图形和图表查看，可识别模式和趋势。

2.学习资源个性推送，学习路径私人定制

学习管理系统可改善资源分配，通过多种方式帮助学习者更有效地分配在线学习资源。首先，可以及时了解学习者学习进程、薄弱点，对不符合预期的在线学习计划进行及时调整。学习者的参与度、掌握水平等都将成为重新评估在线学习内容或活动的指标。其次，学习管理系统根据学习者不同的学习水平、学习等级，推进个性化资源。学习资源的推送是根据学生的学情，针对学生学习的薄弱点，修补学生学习的“残缺柱子”。再次，学习管理系统可帮助教师更快地更新在线学习资源。根据系统对学生学情的把脉情况，结合数据分析与专家经验，教师可随时更新、调整学习资源，以保证学习者的学习发生在最近发展区，学生一直保持着最新的甜蜜状态。

3.学习过程即时响应，学习支持全局覆盖

根据数据实时调整学习过程，让学生“在不会处学习”，为每个学生定制“个性化学习路径”，为学生提供“广泛的社区交流”，真正实现个性化学习。

支持多平台、多设备的在线学习资源可以让每个人都有机会从在线学习中受益，任何学习行为都将被记录并及时响应，学习者可根据自己的学习目标、学习习惯和学习风格选择不同的学习方式、学习内容或作业，实现了对学习过程的全程、全局支持。

学习管理系统最常见的用途是部署和跟踪在线学习计划。游戏化功能、社交学习支持、在线评估工具、改善在线学习辅助功能（如智能手机和可穿戴技术）等，为学习者提供了广泛的、更高级的支持服务。

知识图谱怎样支撑学习管理

知识图谱是人工智能教育应用的基础工程，是推动人工智能发展的重要技术手段之一。知识图谱能更好地支撑学习管理，实现伴随式评价、个性化推送、科学性预测等。

1.面向学习的知识点拆分及结构化资源让问题发现更精准

知识图谱建立了学科知识的网络结构，专家对学科知识进行拆分，建立知识点的结构图，根据学生知识学习强度与范围，建立纳米级知识的知识图谱。根据学生学习需要，对每个知识点建立相应的结构化资源。在学生学习过程中，可以非常清晰地根据学生的问题进行诊断，发现在万千的知识点中到底哪里出了问题，然后对症下药，给学生配置适应的内容，让学生解决自己的弱点。

2.基于知识空间理论让错因分析更准确

学生在掌握知识点后，测评过程中还会出错，或者对于同一个练习，不同学生出错的原因也是不同的，通过知识图谱，构建学生出错的原因，形成错因知识地图。当学生在练习出现错误时，便可通过错因知识图谱，找到出错的可能性，根据更准确的分析针对性地解决学生的学习问题。

3.非关联知识的关系概率让学习提升瓶颈问题迎刃而解

知识点之间是有关联的，在知识图谱中，除了可以通过关联知识点判断学生对知识的掌握情况，还可以通过非直接关联知识点判断。在大量数据的滋养下，知识点之间的关系可以通过具体量化的值进行表达，一个学科的所有知识点都有非关系性的必然联系。知识点关系概率的存在可以最大化提升学生学习的效率。

4.基于全局的学习及评估让学习路径选择更加科学

学科知识图谱将知识点及与知识点对应的资源建成一张知识网络，学生的学习过程犹如在棋盘上进行布局，知识掌握情况一目了然，学习情况会随时评估，可以通过“全局最优”实现适合每个学生的最佳学习路径，学生的学习过程更加高效、科学。

教师面临哪些挑战和要求

在线教学已成为趋势，学生需要学习管理，教师需要掌握并熟练使用学习管理系统。面对挑战和要求，教师需要掌握什么样的知识和技能呢？

（1）学习使用学习管理系统。教师要学习管理系统的使用，要知道如何有效使用学习管理系统的工具，了解学习管理系统的功能，在碰到简单问题时能够妥善处理，并在需要的时候知道如何寻求帮助、找谁帮助。

（2）熟练运用系统创新教学。学习管理系统在资源供给、教学评价、特别是个性化方面具有无可比拟的优势，可以帮助教师探索新的教学方式，如基于项目的学习、学生的自适应学习、翻转课堂等，这就需要教师坚持以学生为本的教学理念，将线下、线上融合，构建教与学的新生态。

（3）参与资源建设与分享。学习管理系统的核心是资源，即课程，每个教师都拥有各自的授课资源，在使用学习管理系统的过程中，教师要善于将自己的资源进行分享，同时要积极参与到在线资源的制作，以优质的学习资源滋养学习管理系统，确保学习管理系统更好地发挥管、教、学、评的作用。

如何建设优秀的学习管理系统

人工智能不断地深入教育领域，在学习中，它有助于预测学习者的学习路径和行为，预测学习者的学习需求，并为学习者提供学习进程管理和有效学习资源，全面提升学习效率。未来的学习管理系统将在人工智能的助力下更加智能。

1.从“以学校为中心”走向“以学生为中心”

一直以来学习管理系统本质上“以学校为中心”，往往被设计成一种复制和简化在封闭式教室开展教学的工具，因此能够轻松处理文件传输、组织测试以及记录分数。但是，联网、社会资源建设、开放式内容传播以及群体效应等许多功能被机构封闭的防火墙拒之门外。未来的学习管理系统要以学生为中心，系统应提供方便的在线学习，对在线学习进行最优化管理，或提供学习交流空间，或提供适切学习资源，支持学习者生成内容的共享，促进学习者知识、技能、情感的全面发展。

2.从“资源的提供者”走向“学习的定制者”

通过模式识别，学习管理系统收集学生的数据并统计数据，以发现教师可能没有注意到或意识到的学习差距和机会，将新想法与先前主题合并，从而为学习者创建全面的学习体验。这使管理人員和教师能够弥补学生的学习差距。

通过游戏化方式，可以使学习更具吸引力并增加信息保留。这些信息有助于不断提升课程有效性，从而更具针对性地帮助学生实现学习的私人定制。

3.从“工具形态”走向“教学生态”

学习管理系统提供了更多教与学工具，支持学习者的教与学。未来的学习管理系统不只是学习管理和在线学习，而是将所有的学习整合在一个简单的平台上，实现自主学习、在职学习和社交学习，打造线上线下融合的教与学生态。

未来的学习管理系统是基于云端的，支持移动端，支持动画、视频等不同的学习媒介，根据学习者风格，提供游戏化、项目化等多种学习方式。

学习管理系统将学习、评估、发展无缝整合，可以汇聚并分析实时数据，对学习者的学习做出明智的决策并引导学习。

4.从“专注线上”走向“有机融合”

线上线下学习不断融合是未来学习发展的方向。学习管理系统搭建了学习者在平台上进行互动、协作的平台，未来的学习管理系统将通过物联网等技术，对接各类学习环境，实现线下学习数据及时捕捉与上传，与线上学习数据有机融合，打通线上线下，构建智慧、泛在的学习新家园。

作者单位：上海市电化教育馆