本體驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益進(jìn)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(xué)系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域所扮演的角色與地位也日趨顯著。將傳統(tǒng)的智能教學(xué)系統(tǒng)與E-Learning系統(tǒng)相結(jié)合并加以充分應(yīng)用,以適應(yīng)基于Web的智能教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)的需要,是我們應(yīng)予以充分重視的發(fā)展趨勢(shì)之一。本體作為一種知識(shí)表示方式,在基于Web的智能教學(xué)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(dòng)的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行著作的設(shè)想并嘗試加以設(shè)計(jì)。使用該方法對(duì)教學(xué)系統(tǒng)

2、進(jìn)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(jìn)智能教學(xué)系統(tǒng)在語義Web下的進(jìn)一步發(fā)展。文中以本體技術(shù)的合理運(yùn)用為核心,以充分促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)的著作與開發(fā)為目的,對(duì)本體與智能教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了較深入的研究,其中分析探討了使用本體對(duì)學(xué)習(xí)者信息、知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)、教學(xué)知識(shí)進(jìn)行形式化表示等多方面內(nèi)容。論文首先對(duì)智能教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展歷程進(jìn)行了回顧,對(duì)智能教學(xué)系統(tǒng)的模塊和功能進(jìn)行了深入的剖析,并對(duì)智能教學(xué)系統(tǒng)著作工具研究的成果與現(xiàn)狀進(jìn)

3、行了分析與總結(jié)。在技術(shù)方面,作者對(duì)語義Web和本體技術(shù)進(jìn)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(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步論述了Web以及語義Web環(huán)境下智能教學(xué)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)和挑戰(zhàn),并提出采用本體驅(qū)動(dòng)的方法來對(duì)網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行著作。接下來,作者針對(duì)智能教學(xué)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊,在參考不同學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了適合于智能教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)的學(xué)習(xí)者本體、知識(shí)點(diǎn)本體、學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)本體以及教學(xué)本體。其中學(xué)習(xí)者本體是在PAPI和I

4、MS LIP等學(xué)習(xí)者建模標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,對(duì)用十描述學(xué)習(xí)者特征以及學(xué)習(xí)狀態(tài)的屬性進(jìn)行了歸納和總結(jié)并給出了具體定義。領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)本體和學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)本體則用于系統(tǒng)領(lǐng)域模塊的構(gòu)建。領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)本體是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的本體構(gòu)建,其中包含了對(duì)知識(shí)點(diǎn)本身的信息以及對(duì)知識(shí)點(diǎn)間關(guān)系的描述,可使著作者能有效構(gòu)建領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖,進(jìn)而使系統(tǒng)能夠根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的特征以及知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系來對(duì)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行排序。學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)本體是在都柏林核心元數(shù)據(jù)、ARIADNE標(biāo)準(zhǔn)和LOM的研

5、究基礎(chǔ)上,對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象描述屬性的本體構(gòu)建,這些屬性對(duì)教學(xué)過程中進(jìn)行資源選擇有著重要作用。通過對(duì)知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)對(duì)象之間進(jìn)行關(guān)聯(lián),可構(gòu)成智能教學(xué)系統(tǒng)中完整的領(lǐng)域模塊。就智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)模塊而言,作者借鑒了IMS-LD的設(shè)計(jì)思想,提出并詳細(xì)論述了一個(gè)教學(xué)規(guī)劃的四層模型,包括目標(biāo)層、事件層、行為層以及資源層。該模型對(duì)教學(xué)理論和教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了結(jié)合,將教育理論知識(shí)轉(zhuǎn)換為以學(xué)習(xí)對(duì)象為基礎(chǔ)的教學(xué)行為構(gòu)架,為智能教學(xué)系統(tǒng)中教學(xué)策略設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ),有助于

6、著作者對(duì)智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)模塊進(jìn)行開發(fā)。針對(duì)模型中的不同層次,文中詳細(xì)定義了教學(xué)本體,其中包含了教學(xué)目標(biāo)本體、教學(xué)事件本體、教學(xué)行為本體以及教學(xué)計(jì)劃本體。教學(xué)目標(biāo)本體是對(duì)教學(xué)目標(biāo)類別的顯性描述,教學(xué)事件本體是對(duì)基于某種教學(xué)設(shè)計(jì)理論的教學(xué)步驟進(jìn)行描述,教學(xué)行為本體是對(duì)具體教學(xué)行為的描述,教學(xué)計(jì)劃本體則是對(duì)教學(xué)計(jì)劃組成部分的形式化表示。通過該模型,系統(tǒng)可對(duì)教學(xué)策略進(jìn)行制定,主要包含兩大類的規(guī)則:由教學(xué)目標(biāo)到教學(xué)事件的宏觀規(guī)劃規(guī)則和由教學(xué)事件