[发明专利]个性化培养方案生成方法和系统

权利要求书

1.一种个性化培养方案生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)计算学科能力：即根据学生ID和科目来计算该学生所述科目的学科能力，具体步骤为获取输入的学生ID和科目，从知识图谱数据库中获取相应信息，通过对与学生ID和科目对应的知识点掌握程度进行加权求和得到所述科目的学科能力，具体计算方式为：

其中N是已经学习的学科知识点数量，ω_j是知识点j的权重，为[0,1]之间的实数，u_ij是学生i对知识点j的掌握程度分值，为[0,1]之间的实数，u_i是学生i的学科能力值，如果学生i没有学过学习任何知识点，则u_i＝0；

(2)计算综合能力：即根据该学生的通用能力和所述科目的学科能力来计算学生的综合能力，具体步骤为首先利用智商测试测试学生i的智商分数，将智商分数划分为(0，79]、[80，89]、[90，109]、[110，119]、[120，+∞)五档，各档对应的通用能力等级l_i依次为1、2、3、4、5；

然后，计算学生i的通用能力v_i，则计算公式为：

v_i＝g(l_i)＝0.5+0.1*l_i

v_i的值为[0.6，1]之间的实数；

再根据学生i的通用能力v_i和所述科目的学科能力值u_i来计算学生的综合能力，所述综合能力的具体计算方式为：

s_i＝λv_i+(1-λ)u_i

其中λ是平衡因子，是(0,1)之间的实数，s_i是学生i的综合能力值，是[0,1]之间的实数；

(3)生成课程类型：即根据所述学生的综合能力和当前日期来生成课程类型，所述的生成课程类型，具体包括以下步骤：

①以科目名称为参数，从科目数据库中获取科目知识点信息，所述知识点信息包括知识点权重，知识点的建议授课时长；

②统计知识点的总数，及总的建议授课长；

③计算科目进度率：以一学年为计算周期，根据当前日期计算科目进度率，具体计算方法：

1)如果当前日期在9月-6月份之间，按照如下公式计算：

其中d是当期日期，d₀是9月1号，d-d₀是当前日期与9月1号之间间隔的天数，p_k是科目k的进度率，是[0，1]之间的数；

2)如果当前日期在7或8月份，则p_k＝0.0；

④生成课程类型：根据所述学生的综合能力和所述科目进度率，生成课程类型，

其中课程类型分为四种，分别是：同步巩固、培优拔高、查漏补缺和考前冲刺；

同步巩固是指学习中侧重基本科学知识和原理的理解和应用、基本学习方法的掌握、中低档难度题目的专题攻克；

培优拔高是指学习中侧重综合知识和原理的理解和应用、学习方法的灵活应用、中高档难度题目的专题攻克；

查缺补漏是指学习中侧重基本知识和语言运用的理解和应用、基本学习方法的掌握、薄弱知识技能题目的专题攻克；

考前冲刺是指学习中侧重综合知识和原理的理解和应用、学习方法的灵活应用、考前模拟题目的专题攻克；

根据所述学生i的综合能力s_i和所述科目进度率p_k，生成课程类型：

1)如果0.8p_k≤1，则直接返回“考前冲刺”课程类型；

2)如果0.8s_i≤1，则直接返回“培优拔高”课程类型；

3)如果0.6p_k≤0.8，则直接返回“查漏补缺”课程类型；

4)否则，返回“同步巩固”课程类型；

本步骤根据科目的进度率，选择最优的课程类型；

(4)生成培养方案：即根据所述的课程类型和所述学生的综合能力、科目进度率生成培养方案，具体为：

①获取学生的知识图谱，所述知识图谱是以结点表示为学科知识点，结点间的边表示知识点之间的依赖关系构成的有向图，结点属性描述和刻画知识点的内容及学生对知识点掌握程度，练习记录信息；

②根据课程类型及学生的知识能力和知识图谱，获取同年级，同科目学生的平均能力数据及各课程类型的平均课时数；

③根据学生i的综合能力s_i，设定不同的期望培养目标，计算方法如下：

如果s_i＜0.7，则设定期望提分分值为10-20之间的数，或设定期望分数为70-80之间的分数；

如果s_i＞0.7且s_i＜0.9，则设定期望提分分值为10-15之间的数，或设定期望分数为80-90之间的分数；

如果s_i＞0.9，则设定期望分数为90+；

④根据所述学生i的综合能力s_i和学生i对科目k的课程类型，安排课时数和各环节的时间分布：

1)计算学生i的课程课时数T_i：

其中T_u是课程的平均课时数，T_j是选择课程第j个学生的课时数，p_j是第j个学生的课程进度率，M是选择课程的所有学生数；

其中T_i是学生i的课程课时数，σ(x)＝x，是对等型函数，结果在(0，1)之间，学生i的综合能力分为s_i，同年级同科目所有学生的平均能力分为μ，T_u是课程的平均课时数，p_i是第i个学生的课程进度率；

μ和T_u都可以通过输入科目、年级和课程类型从课程信息数据库中获取；

2)根据课程类型不同在不同的学习环节安排不同的时间比例，环节包括：知识讲授，答疑课时，练习，单元考试，模拟考试，根据课程类型不同，这些环节时间安排是不同的，计算方式如下：

a)冲刺课程类型的时间分布

知识讲授15-20％；答疑20-25％；练习30-40％；单元考试15-20％；模拟考试5-10％；

b)其他类型

知识讲授20-30％；答疑20-25％；练习30-40％；单元考试10-15％；模拟考试5-10％；

(5)输出培养方案：即输出所述培养方案。

2.一种个性化培养方案生成系统，其特征在于，包括以下模块：

(1)计算学科能力模块：该模块为获取输入的学生ID和科目，从知识图谱数据库中获取相应信息，通过对与学生ID和科目对应的知识点掌握程度进行加权求和得到所述科目的学科能力，具体计算方式为：

其中N是已经学习的学科知识点数量，ω_j是知识点j的权重，为[0,1]之间的实数，u_ij是学生i对知识点j的掌握程度分值，为[0,1]之间的实数，u_i是学生i的学科能力值，如果学生i没有学过学习任何知识点，则u_i＝0；

(2)计算学生综合能力模块：该模块用于根据该学生的通用能力和所述科目的学科能力来计算学生的综合能力，具体步骤为首先利用智商测试测试学生i的智商分数，将智商分数划分为(0，79]、[80，89]、[90，109]、[110，119]、[120，+∞)五档，各档对应的通用能力等级l_i依次为1、2、3、4、5；

然后，计算学生i的通用能力v_i，则计算公式为：

v_i＝g(l_i)＝0.5+0.1*l_i

v_i的值为[0.6，1]之间的实数；

再根据学生i的通用能力v_i和所述科目的学科能力值u_i来计算学生的综合能力，所述计算学生 综合能力模块的具体计算方式为：

s_i＝λv_i+(1-λ)u_i

其中λ是平衡因子，是(0,1)之间的实数，s_i是学生i的综合能力值，是[0,1]之间的实数；

(3)生成课程类型模块：该模块用于根据所述学生的综合能力和当前日期来生成课程类型，所述生成课程类型模块：

①以科目名称为参数，从科目数据库中获取科目知识点信息，所述知识点信息包括知识点权重，知识点的建议授课时长；

②统计知识点的总数，及总的建议授课长；

③计算科目进度率：以一学年为计算周期，根据当前日期计算科目进度率，具体计算方法：

1)如果当前日期在9月-6月份之间，按照如下公式计算：

其中d是当期日期，d₀是9月1号，d-d₀是当前日期与9月1号之间间隔的天数，p_k是科目k的进度率，是[0，1]之间的数；

2)如果当前日期在7或8月份，则p_k＝0.0；

④生成课程类型：根据所述学生的综合能力和所述科目进度率，生成课程类型，

其中课程类型分为四种，分别是：同步巩固、培优拔高、查漏补缺和考前冲刺；

同步巩固是指学习中侧重基本科学知识和原理的理解和应用、基本学习方法的掌握、中低档难度题目的专题攻克；

培优拔高是指学习中侧重综合知识和原理的理解和应用、学习方法的灵活应用、中高档难度题目的专题攻克；

查缺补漏是指学习中侧重基本知识和语言运用的理解和应用、基本学习方法的掌握、薄弱知识技能题目的专题攻克；

考前冲刺是指学习中侧重综合知识和原理的理解和应用、学习方法的灵活应用、考前模拟题目的专题攻克；

根据所述学生i的综合能力s_i和所述科目进度率p_k，生成课程类型：

1)如果0.8p_k≤1，则直接返回“考前冲刺”课程类型；

2)如果0.8s_i≤1，则直接返回“培优拔高”课程类型；

3)如果0.6p_k≤0.8，则直接返回“查漏补缺”课程类型；

4)否则，返回“同步巩固”课程类型；

本步骤根据科目的进度率，选择最优的课程类型；

(4)生成培养方案模块：该模块用于根据所述学生的综合能力、课程类型和科目进度率生成培养方案，具体为：

①获取学生的知识图谱，所述知识图谱是以结点表示为学科知识点，结点间的边表示知识点之间的依赖关系构成的有向图，结点属性描述和刻画知识点的内容及学生对知识点掌握程度，练习记录信息；

②根据课程类型及学生的知识能力和知识图谱，获取同年级，同科目学生的平均能力数据及各课程类型的平均课时数；

③根据学生i的综合能力s_i，设定不同的期望培养目标，计算方法如下：

如果s_i＜0.7，则设定期望提分分值为10-20之间的数，或设定期望分数为70-80之间的分数；

如果s_i＞0.7且s_i＜0.9，则设定期望提分分值为10-15之间的数，或设定期望分数为80-90之间的分数；

如果s_i＞0.9，则设定期望分数为90+；

④根据所述学生i的综合能力s_i和学生i对科目k的课程类型，安排课时数和各环节的时间分布：

1)计算学生i的课程课时数T_i：

其中T_u是课程的平均课时数，T_j是选择课程第j个学生的课时数，p_j是第j个学生的课程进度率，M是选择课程的所有学生数；

其中T_i是学生i的课程课时数，σ(x)＝x，是对等型函数，结果在(0，1)之间，学生i的综合能力分为s_i，同年级同科目所有学生的平均能力分为μ，T_u是课程的平均课时数，p_i是第i个学生的课程进度率；

μ和T_u都可以通过输入科目、年级和课程类型从课程信息数据库中获取；

2)根据课程类型不同在不同的学习环节安排不同的时间比例，环节包括：知识讲授，答疑课时，练习，单元考试，模拟考试，根据课程类型不同，这些环节时间安排是不同的，计算方式如下：

a)冲刺课程类型的时间分布

知识讲授15-20％；答疑20-25％；练习30-40％；单元考试15-20％；模拟考试5-10％；

b)其他类型

知识讲授20-30％；答疑20-25％；练习30-40％；单元考试10-15％；模拟考试5-10％；

(5)输出培养方案模块：该模块用于输出所述培养方案。