知识图谱技术的发展为现代教育领域挖掘、分析、构建、绘制多元实体之间的关系创造了条件。本文利用知识图谱技术,挖掘出学生、知识点和题目之间的关系,构建了初中数学题目知识图谱,并设计实现了初中数学在线学习系统,完成了以学生为主导的自动问答和选题功能,辅助教师教学。具体研究如下:(1)初中数学题目知识图谱的构建。首先,利用爬虫工具从web网站爬取一定数量的题目数据,并通过分词、word2vec等自然语言处理技术完成词向量的构建。通过平均最高相似度和关键字相似度计算方法分别在题干和答案解析上做计算,将计算结果作为多元线性回归模型的变量,判别相似题目,完成题目去重。然后,从题目语料中抽取实体和关系。最后设计概念层,完成实体填充,将构建好的题目知识图谱可视化展示。(2)基于题目知识图谱的自动问答模型与自动选题模型的构建。自动问答模型采用基于模板匹配的方式,通过分词工具HanLP,添加人工标注的命名实体,完成句子抽象。并根据抽象句子,创建问题模板和编号。然后,引入自定义词典作为语料,使用贝叶斯分类器训练,最终把自然语言转化成本体实例模板,从而在题目知识图谱中查询结果,返回给用户。自动选题模型采用基于学习进度和学习水平的策略,为学生推荐合适的练习题。(3)在线学习系统的开发。本文从应用需求、用户需求和功能需求分析出发,设计并开发了一个B/S端的初中数学在线学习系统。该系统实现了基于自动问答模型的知识点学习功能和基于自动选题模型的练习题推荐功能,帮助学生快速学习知识点并练习个性化题目。同时,系统还提供了查看排名等功能,方便教师查看学生排名,有利于教师对学生的学习状态进行及时评估,对困惑进行及时指导。该系统已投入某初中的实际教学应用场景中,近五个月的实际运行情况表明,基于知识图谱的初中数学在线学习系统对提高学生的学习效率和学习积极性有一定促进作用。