学习设计中学习任务的研究与应用

论文摘要

E-Learning,即网络化学习,是指在教育领域建立互联网平台,学员通过个人计算机上网,通过网络进行学习的一种全新的学习方式。学习资源的共享和重用以及学习目标的形式化描述都已取得一定的成果,学习者可以通过制定的学习目标来找寻所需要的学习资源,以满足其欲进行学习活动的条件。但是目前的E-Learning应用还存在一些不足,例如针对学习者不同学习基础,学习时间,学习侧重点等问题如何使得学习目标能满足学习者需求就成为目前迫在眉睫需解决的一个问题。针对这个问题,本文从学习资源框架和学习目标分解方法等方面进行了深入的研究。本文首先分析了E-Learning的发展现状、关键技术,总结评述了国内外典型研究项目和实验系统,接着讨论了领域本体以及任务模型,通过对任务模型在实时系统中的7种代表进行分析与研究,通过对复杂任务系统的任务模型及多媒体任务调度任务模型分别进行分析研究,掌握了任务模型的研究现状;接着从本体建模元语出发,从分类到描述语言,以及对建模工具都进行了分析与总结。然后着重将学习目标与教学目标进行对比,通过形式化语言将学习目标进行概念建模,并将其实现。针对建立好的学习目标模型,搭建一个学习目标分解平台,从0级课程目标、1级子概念、2级子任务、3级知识点参数这四个层次逐层分解,这四个层次在学习网络的组织协调机中进行运作。通过对个性化的学习目标所要求达到的结果分析,并在分析任务分解学习资源的基础上,提出需求映射,将3层知识点参数一个一个独立出来并映射出对应的需求结构进行可行性判定,在可行性判断中搜索失败的子任务,并将子任务进行4种关系的划分,通过考虑子任务间交互与影响的同时,利用模糊匹配方法,以及耦合度参数的强弱进行任务分解的可行性判断,选择能最简化达到学习目标的最优任务分解方案。最后,在学习任务分解流程图的基础上,开发一个面向e-learning的个性化学习任务分解测试系统,即个性化学习系统中的学习目标分解模块。该模块在C语言领域知识本体基础之上,实现了对领域知识本体中常量、变量学习目标的分解与制定,用户可通过该模块制定知识点学习目标,且该模块能够返回一个结果供用户选择,实验证明该结果为学习者用户进行学习活动所需要的准确的,最小化的学习资源。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 引言
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 相关技术及研究现状
• 1.2.1 自主学习研究现状
• 1.2.2 任务模型研究现状
• 1.2.3 本体研究现状
• 1.3 主要研究目的和研究成果
• 1.4 论文结构
• 第2章 领域本体与任务模型
• 2.1 本体理论概述
• 2.1.1 本体的概念
• 2.1.2 本体建模元语
• 2.1.3 本体的分类
• 2.1.4 本体描述语言
• 2.1.5 本体建模工具
• 2.2 元数据
• 2.2.1 元数据的定义
• 2.2.2 元数据的描述
• 2.2.3 元数据的特点
• 2.2.4 元数据的标准
• 2.3 领域本体与学习资源的构建
• 2.3.1 领域本体定义
• 2.3.2 领域本体构建
• 2.3.3 学习资源的概述
• 2.3.4 学习资源框架的构建
• 2.4 学习目标形式化概述
• 2.4.1 学习目标
• 2.4.2 形式化概述
• 2.4.3 学习目标概念模型
• 2.5 任务模型分解
• 2.5.1 任务分解概述
• 2.5.2 学习目标的分解
• 2.6 本章小结
• 第3章 学习目标的形式化
• 3.1 学习设计与学习目标
• 3.2 学习目标与教学目标
• 3.3 学习目标概念模型
• 3.4 学习目标形式化描述
• 3.5 学习目标实现
• 3.6 本章小结
• 第4章 学习目标的分解与匹配
• 4.1 学习目标与任务模型
• 4.1.1 学习目标组成与层次
• 4.1.2 学习目标的分解
• 4.2 学习目标分解及其匹配
• 4.2.1 判定过程中的信息描述
• 4.2.2 可行性模糊判断原则
• 4.2.3 子任务间交互和影响分析
• 4.3 学习目标分解中耦合强度的划分及有向图
• 4.4 本章小结
• 第5章 任务分解功能的实现
• 5.1 个性化学习概述
• 5.2 学习目标分解模块概述
• 5.2.1 需求分析
• 5.2.2 设计目标
• 5.2.3 开发工具与平台
• 5.3 学习目标分解模块设计
• 5.4 学习目标分解业务流程设计
• 5.5 学习目标分解模块在系统中的应用
• 5.5.1 学习目标分解制定过程设计
• 5.5.2 学习目标分解制定过程主要组件结构
• 5.6 实例分析
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录