《C＃语言程序设计》课程本体构建及应用研究

摘要

目前，随着信息技术的连年发展，信息化与科技化在教学领域越来越受到重视，基于此，计算机教辅软件应运而生。作为近年来新型的教学方式，教学辅助系统给传统教学注入了无限生机，但当下的学习软件仍不完善，如学习软件中的知识排列结构是按照“原子论”的传统教学来设计的知识点结构，没有考虑知识点间关系，教学资源缺乏相应的组织与管理等。为此，本文设计了一种新的教学呈现方式来辅助教学。本文在课程知识查询系统中引入领域知识本体，通过对教材、教案以及案例进行分析与处理，提取课程信息以及需求信息，之后运用课程本体构建方法、本体推理以及语义相似度计算方法等理论与技术，实现学习者对所需课程知识与系统需求的查询与检索，为学习者更好的了解知识结构以及自主开发实践提供帮助。
　　本文以《C＃语言程序设计》教学现状为背景，以构建课程本体并对课程本体进行推理及语义分析为手段，试图解决当前C＃语言教学当中存在的问题。本文主要进行了以下工作:
　　(1)通过研究本体相关理论及分析本体构建方法，结合课程领域知识的特点，提出课程知识本体构建方法。该构建方法引入知识结构理论，简化概念层次结构划分的工作，同时便于系统对相关知识进行查询。本文依据此方法，构建了《C＃语言程序设计》课程本体。
　　(2)通过分析基于Jena的课程本体推理方法，结合课程本体的实际应用，本文给出了三种自定义规则，来对课程本体进行完善。
　　(3)通过研究分析语义相似度计算方法，结合本文所需的课程知识查询实际，本文提出了一种课程本体语义相似度计算模型。该模型在计算本体的路径距离时引入本体密度，在计算结构语义相似度时引入本体深度，最终将两者结合得出课程本体的语义相似度计算模型，并通过实例证明了其性能。
　　(4)最后，本文基于《C＃语言程序设计》课程本体与课程本体语义相似度计算模型，设计实现了课程知识查询系统的原型系统。该系统支持学习者进行课程知识查询以及系统需求查询，在查询时调用语义相似度模块，以完善学习者的学习内容。

目录

声明

致谢

摘要

1引言

1．1研究背景与意义

1．2研究现状

1．2．1本体的研究现状

1．2．2本体的应用研究现状

1．3研究内容

1．4论文组织结构

2相关理论与技术

2．1．2本体的构成

2．1．3本体描述语言

2．2本体构建

2．2．1本体构建准则

2．2．2本体构建方法

2．2．3本体构建工具

2．3语义相似度计算方法

2．3．1 基于路径距离的语义相似度计算方法

2．3．2基于属性的语义相似度计算方法

2．3．3 基于结构的语义相似度计算方法

2．4本章小结

3课程本体构建

3．1．2课程领域知识

3．1．3课程知识本体构建原则

3．1．4课程知识本体构建方法

3．2课程本体构建方法

3．2．1课程本体结构

3．2．2知识结构

3．2．3建立概念层次结构

3．2．4定义类的属性及其约束

3．2．5定义概念间关系

3．2．6本体实例化

3．3课程本体推理

3．3．1 Jena推理机

3．3．2 自定义推理规则

3．4本章小结

4课程本体语义相似度计算模型

4．1课程本体语义相似度

4．1．1基于路径距离的语义相似度

4．1．2基于结构的语义相似度

4．2语义相似度算法比较分析

4．3本章小结

5 《C#语言程序设计》课程知识查询系统分析与设计

5．1．2知识查询系统用例图

5．1．3功能描述

5．2 《C#语言程序设计》课程知识查询系统框架

5．3系统设计

5．3．1整体思路设计

5．3．2系统处理流程设计

5．3．3开发平台与工具选择

5．3．4课程知识查询系统主要模块设计

5．4 《C#语言程序设计》课程知识查询系统原型系统

5．4．1课程本体构建实现

5．4．2 Jena基于规则的语义推理

5．4．3课程本体解析

5．4．4 《C#语言程序设计》课程知识查询系统原型系统展示

5．5本章小结

6总结与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集