基于本体的课程智能答疑系统设计与实现

摘要

随着网络的发展和人们获取知识的需求越来越强烈,网络教学逐渐成为人们进行学习的一种有效方式。智能答疑系统是网络教学系统的重要组成部分,目前国内的答疑系统仍然存在一定的不足,集中体现在系统的智能性不够和知识库的标准化不足两个方面。智能性不够,主要表现在提问时要求使用纯文本的关键词的逻辑组合,缺少对自然语言的支持。知识库的标准化不足,则不利于实现知识的共享和重用。
　　本体(ontology)不仅具备良好的概念层次结构、支持逻辑推理,而且可以用概念之间的关系来表达语义。当前,随着对本体的理论以及应用方面的研究逐步深入,人们开始越来越多的尝试将本体应用到智能答疑系统和信息检索中,基于本体的智能答疑系统成为当前的研究热点。
　　本文首先对智能答疑系统和本体的发展现状进行深入了解,介绍了本系统相关的Web理论和关键技术,参照国内外成功本体工程,构建了一个小型的软件工程课程领域知识本体,设计并实现了一个基于该本体的智能答疑系统。最后,基于实验原型系统进行评价,同时探讨了该系统中有可能遇到的问题。
　　本文的研究内容主要包括下面几个部分:
　　(1)基于本体知识库的智能答疑系统的设计。根据答疑系统的研究现状和存在的主要问题,设计了智能答疑系统体系结构,结合需要分析并设计系统的功能模块,给出系统的详细设计。
　　(2)自然语言理解的人机交互研究。包括检索问句解析、关键词匹配、匹配程度计算。
　　(3)本体知识库的构建。针对本体构建的研究现状、研究构建方法以及最近的应用,并且参照国内外一些成功的本体工程的构建经验以及教学需要来构建本体,介绍了软件工程课程领域知识本体的构建过程并显示部分结果。
　　(4)课程智能答疑系统的实现。本文基于本体知识库设计并实现了一个课程智能答疑实验原型系统,该系统提供自然语言提问功能,可以回答用户对该领域的绝大多数提问,使学习者能通过一个答疑界面实现问题的提问和解答,具有很强的实用价值。除了介绍了该系统的实现过程,本文还给出了系统的实现界面和性能分析和比较,用实验结果证明本文的理论研究的可行性。

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第1章 绪 论

1.1选题背景及意义

1.2研究现状

1.3本文的主要工作

1.4论文结构

第2章 系统相关技术与理论

2.1本体

2.2语义网及其实现

2.3 Protégé-OWL本体编辑工具

2.4 W3C规范OWL语言

2.5 Jena工具包

2.6推理机与推理机机制

2.7可扩展标志语言XML

2.8本章小结

第3章 基于本体的智能答疑系统的设计

3.1基于本体的智能答疑系统设计模型

3.2智能答疑系统的功能分析

3.3智能答疑系统的结构设计

3.4主要功能模块的设计

3.5智能答疑系统详细设计

3.6课程本体的构建

3.7本章小结

第4章 基于本体的智能答疑系统的实现

4.1实现环境

4.2智能答疑系统搜索

4.3智能答疑系统演示

4.4智能答疑系统应用效果分析

4.5本章小结

结论与展望

参考文献

致谢