基于知識本體的E-learning系統(tǒng)研究.pdf

1、教育的每一次突破性進展，都與科學技術的革命性進步息息相關，并以此為標志。20世紀90年代，隨著現(xiàn)代通信技術、計算機網(wǎng)絡技術以及多媒體技術的快速發(fā)展，使教育的發(fā)展產(chǎn)生了質的飛躍，一種數(shù)字化學習方式-E-learning得以產(chǎn)生并在全世界迅速發(fā)展。隨著對E-learning技術觀和學習觀的重新認識，E-Learning研究進入了以學習為本位，以學生為中心的新的發(fā)展階段。 E-learning是一個跨學科的研究領域，它涉及心理學、教育

2、學、信息技術等眾多研究內(nèi)容。本文根據(jù)現(xiàn)代認知心理學、認知發(fā)展學習理論、知識分類等研究成果，利用知識本體的表達能力，提出了一種基于學習性特征的知識本體元數(shù)據(jù)模型，在此基礎上，提出了一個面向學科領域、基于領域知識本體庫的E-learning系統(tǒng)分層體系架構。對基于領域知識本體庫的E-learning系統(tǒng)分層體系架構中的知識共享，學習資源內(nèi)容管理，網(wǎng)絡課程開發(fā)與管理模式，學習環(huán)境與學習行為建模，學習過程管理等方面進行了較深入的研究?；谏鲜鲅?/p>

3、究結果，開發(fā)完成了計算機基礎課程網(wǎng)絡教學平臺并進行了應用驗證。 本文的創(chuàng)新點和主要工作有： 1.提出了一種基于學習性特征的知識本體元數(shù)據(jù)模型，在此基礎上提出了一種基于知識本體庫的E-learning系統(tǒng)分層體系架構。根據(jù)現(xiàn)代認知心理學、認知發(fā)展學習理論對學習的解釋，基于學習性特征的知識本體元數(shù)據(jù)模型從基于知識分類的認知結構和認知順序兩個方面，全面地描述了領域知識本身、認知結構以及知識之間的認知順序。通過基于學習性特征的知

4、識本體元數(shù)據(jù)模型，建立了面向學科領域的領域知識本體庫?；谥R本體庫的E-learning體系架構可以保證E-learning系統(tǒng)中網(wǎng)絡課程開發(fā)、學習資源管理的相對獨立性，充分保證E-learning系統(tǒng)的靈活性。 2.提出了一種基于知識點的學習對象模型與網(wǎng)絡課程模型。把知識點作為學習對象和網(wǎng)絡課程(知識單元)的核心數(shù)據(jù)，然后分別建立了學習對象庫和網(wǎng)絡課程庫。學習對象庫用于存儲注冊學習對象描述數(shù)據(jù)，課程庫存儲網(wǎng)絡課程結構和學習內(nèi)

5、容。在知識本體庫、課程庫和學習對象庫基礎上，通過知識點，可以在課程學習內(nèi)容和學習對象之間建立多對多的邏輯映射關系，從而保證課程開發(fā)、課程內(nèi)容更新和學習資源管理的相對獨立性。 3.構建了一種新的領域知識共享與網(wǎng)絡課程開發(fā)、內(nèi)容更新模式。在基于知識點的網(wǎng)絡課程模型基礎上，提出了一種新的課程內(nèi)容建模方法和一系列實現(xiàn)算法，形成了一套開發(fā)工具集。主要算法包括：基于AOV網(wǎng)拓撲的知識點編列算法、網(wǎng)絡課程結構定義算法、基于知識點認知結構的知識

6、單元內(nèi)容制作算法、知識單元到XML，文檔綁定算法、基于AOV序列分段的課程編列算法等?？梢愿玫貙崿F(xiàn)知識重用，有效的提高網(wǎng)絡課程開發(fā)和內(nèi)容更新效率。 4.提出了一個面向學習行為的學習環(huán)境設計模式。研究了E-learning中的各種學習行為，對各種學習行為進行了建模。通過學習行為模式，在學習行為、學習工具、知識單元和學習資源之間建立聯(lián)系，從而實現(xiàn)學習行為的分析和個性化學習建模。同時對學習形式化進行了初步探討。此外，研究了個性化的學

7、習視圖，設計完成了相應的知識單元學習頁面及相應的生成算法。 5.計算機基礎課程網(wǎng)絡教學平臺開發(fā)及應用。開發(fā)了計算機基礎課程網(wǎng)絡教學平臺，為計算機基礎教學的課程開發(fā)、課程維護、網(wǎng)絡學習、過程管理與質量評估等提供了一個實用的網(wǎng)絡教學環(huán)境。平臺已應用于山東大學計算機基礎教學，每年有60多位任課教師，7000多名學生，通過該平臺完成“大學計算機基礎”和“計算機文化基礎”課程的網(wǎng)絡教學和學習。該平臺已經(jīng)連續(xù)運行兩年，通過實際運行對本文的研