大學課程本體創建内容、方法、过程研究.ppt

大學課程本體創建內容 方法與過程研究 曾玲 2009 03 07 主要内容 前言大學課程本體構建相關研究述評大學課程本體開發環境和可行性研究大學課程本體開發需求分析大學課程本體開發設計與實現方法過程結論與建議 前言 ESW的教育应用前景ESW实现存在的根本问题如果创建本体需要盈利 那么如果创建本体不能盈利 那么谁来做不能挣钱的事情 ESW的教育应用前景 学生代理接受学习者布置的任务 并相对自主地在网络上工作 直到完成任务Eg 学生代理之间的通信协商 寻求帮助过程教师代理承担教师的各种重复又耗时的教学管理工作 帮助教师获取所在领域的学科和教学方面的最新研究成果 创设和监控学生的学习活动内容代理与学习者代理提供的学习者模型进行协商根据个体的学习风格 语言 个体的理解 先行知识准备等条件来呈现内容基于本体的适应性学习系统 ESW实现存在的根本问题 大量教育本体的创建学生本体及其标注教师本体及其标注内容本体及其标注谁来创建大量教育本体及其标注 知识工程师 领域专家 教育技术专家的模式具有可行性吗 谁能够从中盈利 性价比如何 如果创建本体需要盈利 那么 所创建的本体不会放到互联网上共享正如每个组织自己创建的数据库如果所创建的本体没有在互联网上共享 那么语义网的实现就成为空谈这也是为什么我们在网上找不到多少本体而实际上又有很多人在构建本体 如果创建本体不能盈利 那么谁来做不能挣钱的事情 大学大学的使命 大學是先進科學與技術知識的創造者 傳播者與使用者在网络教育时代 大学在學科領域知識本體創建中承擔著不可推卸的責任如何使大学师生承担起学科本体构建的任务 提供大学课程本体框架内容以便于遵循提供大学课程本体构建方法 工具 过程 便于实施 大學課程本體構建相關研究 課程本體構成內容相關研究課程本體構建方法相關研究常用課程本體描述語言與創建工具 課程本體構成內容相關研究 針對課程概念與知識的本體構建ComputerNetworksEconomiccurriculaCProgramming構成課程本體的上層本體課程類 Curriculum 知識領域類 KnowledgeArea 基本概念類 BasicConcept 原理類 Theorem 以及舉例類 Example 單元 Unit 課 Lesson 以及主題 Topic 構成课程本體中基本關係的描述 超類 子類 superclass subclass 類 實例 class instance 超 子 super sub 相關於 relevantto 記載於 mentionedby 屬於 Is a 子類型 HasSubtype 部分 HasPart 基於 IsBasisOf 約束 HasConstraint 以及 功能 HasFunction 定義 HasDefinition 同義詞 HasSynonym 舉例 HasAsExample 以及 進一步解釋 HasFurtherExplanation 組成元素 elementof 屬於 belongto 部分 partof 需求知識 requiresknowledgeof 參考 refersto 前提 premise 結論 conclusion 課程本體構建方法相關研究 課程本體開發的簡單方法首先 利用課本或專家進行課程內容主要概念的識別第二 利用自頂向下方法進行概念組織第三 採用實體關係 ER 圖進行本體表示第四 利用概念與關係進行本體定義最後 利用概念與內容進行本體劃分 面向目的的模型 本體構建方法1 確定目標本體的領域與目的 2 考慮重用已有本體 3 調查本領域的重要術語 4 定義類和類層次結構 5 定義類的屬性 6 創建實例 常用課程本體描述語言與創建工具 Protege創建OWLTM4L創建XTMXTM与OWL关系 Protege創建OWL本體 OWL是RDF的一個辭彙擴充 一個OWL本體中的主要元素包括類 class 屬性 property 特性 類的實例 instance 以及這些實例間的關係 TM4L創建XTM XTM的主要操作的物件包括主題 Topics 關係 relationships 資源 resources 與視圖 views XTM与OWL关系 XTM的主題涵蓋了OWL中的類 屬性 以及實例名稱 XTM與OWL中的關係類似XTM的資源與OWL中的資源都可以用URI表示XTM中的所有元素在OWL中都能夠找到相應的表達OWL中的一些屬性約束在XTM中則無法表示可以使用工具將XTM文件轉換爲OWL RDF文件TM4L的2 0版本提供XTM與RDF描述文件互相轉換的功能 大學課程本體開發環境和可行性研究 世界一流大學開放課程運動MIT的OCWHarvard 大學在互聯網時代所表現出來的傳播知識的社會責任语义网时代教育本體的構建應當成爲大學應盡的社會責任 大學教師作爲課程的講授者 對於所講授的課程有著全面深入地瞭解 大學教師參與課程本體的構建 如同領域專家參與知識庫的構建 具有保證所構建本體概念與關係準確的作用 在課程本體的構建中 能夠作爲領域專家對構成課程的概念及其關係的確定進行評審 大學學生作爲課程的學習者 本研究認爲應當成爲課程本體構建的最終實現者 大學學生在厘清課程主要內容與各種概念之間的關係的過程中 能夠加深對所學課程的理解與掌握 課程本體的設計與實現過程促進了學習者對學科知識的認知 大學課程本體開發需求分析 需要能描述所構建的課程中涉及到的知識領域及其相關概念 原理 以及該知識領域內的概念 原理之間的關係需要能描述一門課程中可能涉及到多個知識領域中不同知識領域概念 原理之間的關係 需要能夠對課程的學習目標進行詳細的描述 包括職業目標 認知目標 動作技能目標 情感目標 課程本體及其之間的關係 課程類與其他類的關係 主題類與其他類的關係 大學課程本體開發設計與實現方法過程 首先 本體實現者向課程專家諮詢擬創建課程本體的教材與其他參考資料 並提取所確定課程與參考資料的所有概念 明確是否存在可重用的已有領域知識本體 其次 按照需求分析中所確定的抽象頂層類對所有概念進行分類組織 並使用ER圖對已經分類組織的概念及其之間的關係進行形式化表達 使之簡潔 易理解 且無二義性 便於課程專家理解與評審 第三 在本體設計通過課程專家的評審之後 由本體實現者使用本體編輯工具TM4L或Protege進行本體實現 最後 完成後的本體提交學校本體資源管理中心 由中心人員審核通過後 將XTM文件轉換爲OWL文件 或將OWL文件轉換爲XTM文件 兩種文件分別發佈到學校本體資源庫供外部使用 結論與建議 當明確本體構建方法與過程以及高層抽象本體框架的時候 本體的人工構建便不再是一件需要深入瞭解電腦背景知識 離散數學知識 人工智慧知識等一系列基礎的高技術高難度工作 對於深