基于语义网络的开放式教育助学系统的研究

论文摘要

中央电大的开放教育是第三代的远程教育,其特点是以计算机技术和数字多媒体技术为主要教学手段。在开展开放教育的过程中,中央电大通过一个“电大在线”的框架式网站来为学生提供教学支持服务,该系统可以按科目完成教学辅导的各个环节,但是存在的一个最大问题是教学资源的简单罗列,参加开放教育的学员在大量的资源里搜索符合自身需要的学习资源时费事费力。语义网络是目前万维网的研究热点,基于语义网络的远程教育系统通过本体构建把传统系统中抽象的二维表转化为语义类之间的关联。目前远程教育理论在知识库管理、业务逻辑重用等方面提出了新的需求,国内外在本体构建、语义数据库管理等领域的研究也取得了长足的进展,这种结构化的处理方式能有效地提高网络信息资源的价值,尤其适合电大开放教育的学员在远程学习过程中的需要。本文针对语义网络在知识表示上的优势及电大的开放教育网络教学的需要,对“电大在线”系统现存的教学资源进行语义抽取和组合,并提出了利用知识本体进行语义推理,并完成知识层次结构的显式表现。在此基础上,设计出实现该思想的原型系统。本文的主要研究工作集中在语义网络数据层和本体层:语义网络数据层主要解决RDF的管理问题;本体层则是如何用OWL描述本系统。本系统将作为电大开放教育网络平台的补充,主要作用帮助远程学习者有效获取信息。从应用测试的结果来看,系统基本达到了设计的要求,提高了远程学习者获取知识的效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和研究意义
• 1.1.1 远程教育系统面临的挑战
• 1.1.2 开展语义网络研究对远程教育系统的意义
• 1.2 语义网络目前的研究状况
• 1.2.1 国外的语义网络系统的研究状况
• 1.2.2 国内在相关领域的研究状况
• 1.3 研究的目的和研究的主要内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 知识表示与语义网络的知识表示语言
• 2.1 知识概述
• 2.2 知识的表述
• 2.2.1 逻辑表示法
• 2.2.2 产生式表示法
• 2.2.3 框架表示方法
• 2.2.4 语义网络表示法
• 2.3 语义Web及其知识表示语言
• 2.3.1 语义Web的概述
• 2.3.2 语义Web知识表示语言
• 2.4 RDF/RDFS
• 2.4.1 元数据
• 2.4.2 RDF模型及描述资源的方法
• 2.4.3 RDF语法
• 2.4.4 RDF容器
• 2.5 OWL
• 2.5.1 本体在语义网络中的诠释
• 2.5.2 OWL概述
• 2.5.3 OWL的语言成分
• 2.6 本章小结
• 第三章 系统的设计
• 3.1 知识点本体的构建
• 3.1.1 知识点的定义
• 3.1.2 知识点的属性表示
• 3.2 基于本体的知识点关系推理
• 3.2.1 知识点关系
• 3.2.2 实现推理
• 3.2.3 举例说明
• 3.2.4 代码演示
• 3.3 系统关键技术
• 3.3.1 本体语言选择
• 3.3.2 本体推理技术
• 3.3.3 本体的存储
• 3.4 系统架构
• 3.4.1 应用层
• 3.4.2 业务层
• 3.4.3 存储层
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统实现
• 4.1 系统开发平台及工具
• 4.1.1 系统开发的平台
• 4.1.2 开发工具
• 4.1.3 开发步骤
• 4.2 系统的实现
• 4.2.1 利用 Protégé建立知识点本体
• 4.2.2 Jena完成语义的推理
• 4.2.3 与“电大在线”系统的接口设计
• 4.3 系统功能模块及演示
• 4.3.1 学科管理
• 4.3.2 知识领域管理
• 4.3.3 知识单元管理
• 4.3.4 知识点管理
• 4.3.5 知识点关系
• 4.3.6 课程管理
• 4.4 新旧系统的测试比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续工作及展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间取得的研究成果
• 致谢