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课程知识本体的构建与应用研究

作　者: 邢科云
导　师: 张量
学　校: 杭州师范大学
专　业: 课程与教学论
关键词: 知识组织 学习科学 知识本体 知识点 OWL
分类号: G434
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


网络课程作为一种重要的教育资源,是网络教育顺利开展的基本前提。然而,目前大多数网络课程按章节顺序组织学习材料,利用html技术对知识点进行罗列,导致知识缺乏有效的组织。随着网络教育的发展,教育资源的丰富,因知识缺乏有效组织而带来的诸多问题,引起了人们的广泛关注。如知识缺乏共享、不易检索、难以维护和更新等,这些都严重妨碍了网络课程的进一步发展。对课程知识进行有效的组织,是解决上述问题的一条重要途径。本文在课程知识组织研究过程中引入本体,从优化认知结构、发展学习能力的角度探讨课程知识本体的构建及应用。本文主要的研究内容如下：1.探讨了本论文的研究背景、研究现状以及研究目的和意义。通过对网络课程的现状分析,给出本论文的研究背景；然后对课题来源和本体在网络教学领域的应用现状进行阐述,给出本论文的研究目的和意义。2.论述了课程知识本体构建的理论与技术基础,主要涉及知识组织理论、学习科学理论、本体论及本体建模技术。3.研究了课程知识、课程知识本体模型、课程知识本体构建原则和方法。首先对论文的核心概念“课程知识”进行了界定,然后从心理学、哲学及知识领域角度对课程知识进行分类；接着从“框架树、知识点网、教学资源”三个层次探讨了课程知识本体模型。其中“知识点网”本体是核心,对“知识点网”本体的属性和关系进行了详细的设计；最后,提出了课程知识本体开发的五条原则和三个过程,并实际构建了《计算机组成与结构》课程知识本体。4.探索了课程知识本体在网络教学中的应用。首先从“语法、语义、语用”三个层次对本体在网络中的共享机制进行了分析；接着,从“知识导航、基于关键字的语义扩展查询、知识点推荐”三个方面对课程知识本体为网络教学提供的知识服务进行了探讨,并给出相应的算法；最后,设计开发了一个网络教学原型系统,对课程知识本体在网络教学中的应用进行了验证。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-7
1 绪论  7-15
  1.1 课程知识本体构建与应用研究之背景  7-9
    1.1.1 研究背景  7-8
    1.1.2 课题来源  8-9
  1.2 本体在网络教学领域的研究现状  9-11
    1.2.1 国外关于本体在网络教学领域的研究现状  9-10
    1.2.3 国内关于本体在网络教学领域的研究现状  10-11
  1.3 研究的目的与意义  11-12
  1.4 论文的主要工作  12-13
  1.5 论文的组织结构  13-15
2 构建课程知识本体的相关理论基础  15-28
  2.1 知识组织  15-17
  2.2 学习科学  17-20
    2.2.1 布鲁纳的认知—结构主义学习理论  18-19
    2.2.2 奥苏贝尔的认知结构同化学习理论  19
    2.2.3 建构主义学习理论  19-20
  2.3 本体相关理论  20-23
    2.3.1 本体的定义  20-21
    2.3.2 本体的分类  21
    2.3.3 本体的建模元语  21-22
    2.3.4 本体描述语言-OWL  22-23
  2.4 本体构造方法  23-28
    2.4.1 本体的构造准则  23
    2.4.2 本体的构建技术  23-26
    2.4.3 本体的构造工具-Protege  26-28
3 课程知识本体构建研究  28-42
  3.1 "课程知识"概念及其分类  28-30
    3.1.1 "课程知识"概念的必要澄清  28
    3.1.2 课程知识的分类  28-30
  3.2 课程知识模型  30-33
  3.3 课程知识本体  33-40
    3.3.1 "框架树"本体  33-35
    3.3.2 "知识点网"本体  35-38
    3.3.3 教学媒体资源本体  38-40
  3.4 课程知识本体构建原则  40-41
  3.5 课程知识本体建模过程  41-42
4 课程知识本体构建实例  42-54
  4.1 构建本体的技术方法  42
  4.2 《计算机组成与结构》"框架树"本体  42-45
  4.3 《计算机组成与结构》"知识点网"本体  45-47
  4.4 教学媒体资源本体  47-48
  4.5 对课程知识本体编码、形式化  48-54
5 课程知识本体在网络教学系统中的应用  54-69
  5.1 课程知识本体在网络教学中的应用分析  54-59
    5.1.1 知识共享  54-56
    5.1.2 知识服务  56-59
  5.2 基于课程知识本体的网络教学系统  59-69
    5.2.1 设计目标  59
    5.2.2 设计思路  59-60
    5.2.3 系统框架  60-61
    5.2.4 系统关键技术  61-64
    5.2.5 系统实现  64-67
    5.2.6 效果分析  67-69
6 总结和展望  69-70
  6.1 总结  69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-75
附录Ⅰ:攻读学位期间发表的学术论文目录  75-76
致谢  76

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中图分类: > 文化、科学、教育、体育 > 教育 > 电化教育 > 计算机化教学
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