基于Ontology的网络学习支持系统研究

摘要

网络化教育代表了教育改革的一个发展方向，已经成为现代教育的一个特征，并对教育的发展形成新的推动力。网络学习支持系统的构建实现了网络化教育的发展。目前的网络学习支持系统存在多种问题，如网络学习资源不能共享、无法满足学生的个性化学习、检索效果差、学习过程缺乏交互性、教学目标不突出等。针对这些问题，本文将Ontology技术引入网络学习支持系统的构建中。在研究了Ontology的理论及其开发后，构建一个基于Ontology的网络学习支持系统NLBOS，以解决上面的问题。主要研究内容包括： ●研究角色概念在Omology构建中的重要作用，提出基于角色概念构建Ontology的方法。 ●分析目前的Ontology形式化推理语言及方法，针对这些形式化推理的不足，提出基于序类逻辑形式化Ontology的方法，并利用序类逻辑构建Ontology模型，提出算法实现基于序类逻辑的Ontology形式化推理。 ●针对目前学习平台中学习目标不明确的问题，提出构建教育目标Ontology。本文针对中小学的IT教育课程，构建IT教育目标Ontology。 ●提出利用IT教育目标Ontology指导教师智能备课和学生个性化学习的技术。 ●基于上面的研究，运用Java，Jena API和Ontology技术，设计与实现一个基于Ontology的网络学习支持系统NLBOS。 Ontology作为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模型建模工具，可以实现教学资源的共享。除此之外，Ontology可以实现知识检索技术，实现智能化备课和个性化的学习。因此，构建基于Ontology的网络学习支持系统NLBOS可以有效地解决目前网络学习支持系统存在的多种问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章问题的提出

1.1选题依据与意义

1.1.1网络学习系统开发分析

1.1.2语义Web体系结构为开发提供指导

1.1.3 Ontology是网络学习系统开发的关键

1.2问题的提出与研究综述

1.3论文的组织结构

第二章Ontology构建的理论基础与开发环境

2.1基于角色概念的Ontology构建

2.1.1角色概念、基本概念和角色拥有者

2.1.2角色概念的语境依赖性及其组织方式

2.1.3 Ontology构建方法

2.2 Ontology的开发环境

2.2.1 Ontology的开发环境

2.2.2 Protégé 2000

2.2.3 Hozo

第三章Ontology形式化表示与推理

3.1 Ontology形式化表示

3.2 Ontology形式化推理

3.2.1形式化推理概述

3.2.2序类逻辑及其Ontology模型

3.2.3 Ontology推理

第四章系统设计与实现

4.1问题分析与设计原则

4.2功能需求

4.3系统结构

4.3系统开发环境与要求

4.3.1开发环境

4.3.2开发工具

第五章核心模块的设计与关键技术

5.1核心模块的设计

5.1.1目标Ontology和领域Ontology构建

5.1.2教案模型生成系统设计

5.1.3自学习系统和教案生成系统设计

5.1.4资源挖掘模块设计

5.1.5教案库组织

5.2关键技术

5.2.1 Jena技术

5.2.2 Ontology库存储技术

5.2.3 Ontology编辑技术

第六章系统应用

第七章结论与展望

7.1结论

7.2进一步的研究工作

参考文献

致谢

攻读学位期间的科研成果