基于本体的远程教学辅助系统的设计与实现

基于本体的远程教学辅助系统的设计与实现

论文摘要

近年来,随着网络的发展,远程辅助教学越来越多地被引入现代高等教育当中。本文提出了一种基于本体的远程教学辅助系统的结构,采用OWL语言描述领域本体知识库,通过Jena推理机从领域本体知识库中推理、抽取答案。本文以《数据结构》课程为例,设计了一个远程教学辅助系统,并对其进行了实现。本文对基于本体的远程教学辅助系统的各项关键技术进行了深入研究。当前的多数远程教学辅助系统功能只是局限于课程内容浏览以及课件的下载,缺少互动环节。本系统不仅提供课程浏览以及资料下载功能,还提供了在线作业功能,并且可以让学生对以往提出过的经典问题进行检索。在信息检索部分,本系统使用的是基于本体的信息检索模型。本文首先介绍了远程教学辅助系统的作用以及研究现状,接着对本体论以及语义Web等关键概念进行了阐述,主要内容包括本体论的起源和发展、本体的基本概念、本体的作用、本体的分类、本体的构建方法、建立语言、建立工具、构建原则及应用。进而,在系统设计与实现方面做了详细介绍。本系统采用OWL语言构建本体,使用开源的Jena工具包对本体进行解析,并且使用了Jena内部提供的推理机,这样可以得到扩展过的查询结果,实现了信息检索。最后对系统的不足进行了总结,并提出对未来的展望。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的提出
  • 1.1.1 远程教学辅助系统的作用
  • 1.1.2 本系统与已有系统的不同
  • 1.2 系统关键技术的研究现状
  • 1.2.1 本体论的应用的研究现状
  • 1.2.2 知识检索技术的研究现状
  • 1.2.3 远程教学辅助系统的研究现状
  • 1.3 本文的研究内容
  • 1.4 文章结构安排
  • 第二章 远程教学辅助系统的总体解决方案
  • 2.1 远程教学辅助系统的需求分析
  • 2.2 远程教学辅助系统的开发环境和工具
  • 2.2.1 系统开发环境
  • 2.2.2 本体建模设计工具
  • 2.2.3 推理机的选定
  • 2.3 远程教学辅助系统的功能架构
  • 2.3.1 系统功能模块
  • 2.3.2 功能权限
  • 2.4 远程教学辅助系统的功能设计
  • 2.4.1 课程简介
  • 2.4.2 参考文献
  • 2.4.3 课程大纲
  • 2.4.4 授课教案
  • 2.4.5 习题
  • 2.4.6 Q&A
  • 2.4.7 在线作业
  • 2.4.8 学生注册
  • 2.4.9 用户管理
  • 2.4.10 个人信息
  • 2.4.11 系统安全
  • 第三章 本体论的相关知识
  • 3.1 本体论概述
  • 3.1.1 本体论的基本概念
  • 3.1.2 本体的类型
  • 3.1.3 本体论的应用
  • 3.2 本体论的方法论
  • 3.2.1 本体的建立原则
  • 3.2.2 本体论的建立方法
  • 3.2.3 本体的建立语言
  • 3.2.4 本体论的建立工具
  • 3.2.5 本体论的建模元语
  • 3.3 基于本体的信息检索
  • 3.3.1 本体在信息检索方面的作用
  • 3.3.2 基于本体的信息检索方法
  • 3.4 本体与语义Web
  • 3.4.1 什么是语义 Web
  • 3.4.2 语义 Web的理解
  • 3.5 OWL语言的介绍
  • 3.5.1 OWL语言的三个子语言
  • 3.5.2 OWL Lite构词
  • 3.5.3 OWL DL和 Full构词
  • 3.5.4 OWL Lite语言概要
  • 3.5.5 OWL DL和 Full的附加语言描述
  • 3.6 RDF基础
  • 3.6.1 RDF介绍
  • 第四章 远程教学辅助系统的设计
  • 4.1 系统界面设计
  • 4.1.1 登录
  • 4.1.2 学生注册
  • 4.1.3 系统首页
  • 4.1.4 系统菜单
  • 4.1.5 课程简介
  • 4.1.6 参考文献
  • 4.1.7 课程大纲
  • 4.1.8 授课教案
  • 4.1.9 习题
  • 4.1.10 Q&A
  • 4.1.11 在线作业
  • 4.1.12 教师管理
  • 4.1.13 学生管理
  • 4.1.14 学生信息
  • 4.1.15 个人信息
  • 4.1.16 修改密码
  • 4.2 《数据结构》课程本体的设计
  • 4.2.1 概念和关系
  • 4.2.2 个体的定义
  • 4.3 推理规则设计
  • 4.3.1 Jena推理机制
  • 4.3.2 Jena预设的推理机
  • 4.3.3 规则定义
  • 4.4 数据库设计
  • 4.4.1 Role
  • 4.4.2 User Info
  • 4.4.3 UserRole
  • 4.4.4 QA
  • 4.4.5 Document
  • 4.4.6 Homework
  • 4.4.7 HomeworkResponse
  • 第五章 远程教学辅助系统的实现
  • 5.1 系统安全
  • 5.1.1 登录
  • 5.1.2 获取当前登录的用户
  • 5.1.3 角色判断
  • 5.1.4 注销
  • 5.2 用户管理
  • 5.2.1 获得用户
  • 5.2.2 新建用户
  • 5.2.3 修改用户信息
  • 5.2.4 修改用户密码
  • 5.2.5 修改用户的角色
  • 5.3 参考文献
  • 5.3.1 获得参考文献
  • 5.3.2 新增参考文献
  • 5.3.3 修改参考文献
  • 5.3.4 删除参考文献
  • 5.4 关键词推理
  • 5.4.1 初始化推理引擎
  • 5.4.2 预处理和后处理
  • 5.4.3 推理
  • 5.4.4 推理举例
  • 5.5 Q&A
  • 5.5.1 获得Q&A
  • 5.5.2 新增Q&A
  • 5.5.3 修改Q&A
  • 5.5.4 删除Q&A
  • 5.5.5 查询Q&A
  • 5.6 在线作业
  • 5.6.1 获得在线作业
  • 5.6.2 发布在线作业
  • 5.6.3 修改在线作业
  • 5.6.4 删除在线作业
  • 5.6.5 获得作业完成情况
  • 5.6.6 提交作业
  • 5.6.7 获得作业批改情况
  • 5.6.8 批改作业
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 系统总结
  • 6.2 系统不足与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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