本體驅(qū)動的網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術的日益進步和完善,因特網(wǎng)作為一種媒體、途徑以及協(xié)助力量,在智能教學系統(tǒng)開發(fā)領域所扮演的角色與地位也日趨顯著。將傳統(tǒng)的智能教學系統(tǒng)與E-Learning系統(tǒng)相結合并加以充分應用,以適應基于Web的智能教學系統(tǒng)開發(fā)的需要,是我們應予以充分重視的發(fā)展趨勢之一。本體作為一種知識表示方式,在基于Web的智能教學系統(tǒng)開發(fā)中起著舉足輕重的作用,本文提出了采用本體驅(qū)動的方法對網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)進行著作的設想并嘗試加以設計。使用該方法對教學系統(tǒng)

2、進行著作,既能充分滿足著作系統(tǒng)元模型角色的需要,又可促進智能教學系統(tǒng)在語義Web下的進一步發(fā)展。文中以本體技術的合理運用為核心,以充分促進網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)的著作與開發(fā)為目的,對本體與智能教學系統(tǒng)進行了較深入的研究,其中分析探討了使用本體對學習者信息、知識點、學習對象元數(shù)據(jù)、教學知識進行形式化表示等多方面內(nèi)容。論文首先對智能教學系統(tǒng)的發(fā)展歷程進行了回顧,對智能教學系統(tǒng)的模塊和功能進行了深入的剖析,并對智能教學系統(tǒng)著作工具研究的成果與現(xiàn)狀進

3、行了分析與總結。在技術方面,作者對語義Web和本體技術進行了較全方面的介紹與闡述。在分析研究現(xiàn)有科研成果與技術發(fā)展趨勢的基礎上,進一步論述了Web以及語義Web環(huán)境下智能教學系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和挑戰(zhàn),并提出采用本體驅(qū)動的方法來對網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)進行著作。接下來,作者針對智能教學系統(tǒng)中的各個模塊,在參考不同學習技術標準的基礎上,構建了適合于智能教學系統(tǒng)開發(fā)的學習者本體、知識點本體、學習對象元數(shù)據(jù)本體以及教學本體。其中學習者本體是在PAPI和I

4、MS LIP等學習者建模標準的基礎上,對用十描述學習者特征以及學習狀態(tài)的屬性進行了歸納和總結并給出了具體定義。領域知識點本體和學習對象元數(shù)據(jù)本體則用于系統(tǒng)領域模塊的構建。領域知識點本體是對知識點的本體構建,其中包含了對知識點本身的信息以及對知識點間關系的描述,可使著作者能有效構建領域知識點結構圖,進而使系統(tǒng)能夠根據(jù)知識點的特征以及知識點間的關系來對教學知識點進行排序。學習對象元數(shù)據(jù)本體是在都柏林核心元數(shù)據(jù)、ARIADNE標準和LOM的研

5、究基礎上,對學習對象描述屬性的本體構建,這些屬性對教學過程中進行資源選擇有著重要作用。通過對知識點和學習對象之間進行關聯(lián),可構成智能教學系統(tǒng)中完整的領域模塊。就智能教學系統(tǒng)的教學模塊而言,作者借鑒了IMS-LD的設計思想,提出并詳細論述了一個教學規(guī)劃的四層模型,包括目標層、事件層、行為層以及資源層。該模型對教學理論和教學實踐進行了結合,將教育理論知識轉(zhuǎn)換為以學習對象為基礎的教學行為構架,為智能教學系統(tǒng)中教學策略設計提供了理論基礎,有助于

6、著作者對智能教學系統(tǒng)的教學模塊進行開發(fā)。針對模型中的不同層次,文中詳細定義了教學本體,其中包含了教學目標本體、教學事件本體、教學行為本體以及教學計劃本體。教學目標本體是對教學目標類別的顯性描述,教學事件本體是對基于某種教學設計理論的教學步驟進行描述,教學行為本體是對具體教學行為的描述,教學計劃本體則是對教學計劃組成部分的形式化表示。通過該模型,系統(tǒng)可對教學策略進行制定,主要包含兩大類的規(guī)則:由教學目標到教學事件的宏觀規(guī)劃規(guī)則和由教學事件