基于知識(shí)管理的智能電子教科書系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-20 12:04
教科書是系統(tǒng)地記錄和傳播領(lǐng)域知識(shí)的主要形式和載體。傳統(tǒng)教科書通常以印刷或電子文檔的形式進(jìn)行整體管理,知識(shí)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和邏輯結(jié)構(gòu)難以被計(jì)算機(jī)理解和有效利用,因而在使用過(guò)程中無(wú)法滿足動(dòng)態(tài)化、共享化、智能化等方面的需求。為了解決一般電子教科書中的不足,本文做了以下工作;跀(shù)學(xué)知識(shí)管理的思想和方法,提出以細(xì)粒度地方式表示、組織和管理知識(shí)數(shù)據(jù)的解決方案,并以線性代數(shù)為實(shí)例,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)態(tài)的智能電子教科書系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)輔助多用戶細(xì)粒度地創(chuàng)建、維護(hù)、共享、瀏覽包含多模態(tài)數(shù)據(jù)和交叉引用的線性代數(shù)教科書或文檔,自動(dòng)檢測(cè)所構(gòu)建的教科書結(jié)構(gòu)是否合理,內(nèi)容是否全面。在實(shí)現(xiàn)這些功能的過(guò)程中,研究并解決了跨知識(shí)庫(kù)的知識(shí)數(shù)據(jù)引用問(wèn)題。使用本體作為知識(shí)庫(kù)模式的表示方法,通過(guò)對(duì)知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系展開(kāi)研究,提出了知識(shí)、資源與元數(shù)據(jù)三個(gè)本體類以及類間關(guān)系來(lái)規(guī)范化地描述知識(shí)數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu),采用圖數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系,通過(guò)對(duì)線性代數(shù)主流教材進(jìn)行知識(shí)抽取、封裝、存儲(chǔ)和呈現(xiàn),構(gòu)建了一個(gè)細(xì)粒度地管理知識(shí)之間多視角語(yǔ)義關(guān)聯(lián)的知識(shí)庫(kù);谒鶚(gòu)建的知識(shí)庫(kù),研究并實(shí)現(xiàn)了一套利用知識(shí)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的文檔自動(dòng)生成方法,滿...
【文章來(lái)源】:廣西民族大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MathML的源碼和對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)公式除了專用于數(shù)學(xué)公式的表示語(yǔ)言外,也有一些排版語(yǔ)言支持?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化表
廣西民族大學(xué)碩士論文緒論4數(shù)學(xué)知識(shí)的表示、存儲(chǔ)、管理、檢索、展示、交互以及推理和計(jì)算等相關(guān)知識(shí)研究或應(yīng)用相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。這也標(biāo)志著學(xué)術(shù)領(lǐng)域開(kāi)始重視標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)學(xué)知識(shí)表示和數(shù)學(xué)知識(shí)標(biāo)注知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建。在基于知識(shí)管理的智能電子教科書系統(tǒng)的研究中,已經(jīng)有部分學(xué)者在電子教科書領(lǐng)域進(jìn)行探索性的電子教科書或交互式電子文檔等研究。如王東明和陳肖宇研究的幾何電子教科書吸取了動(dòng)態(tài)軟件的理念[12],專門為交互式處理幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)編寫了一套用于幾何知識(shí)推理、圖表可視化、多版本教科書生成和一致性檢測(cè)的一套軟件系統(tǒng)[13][14][15]。這套智能幾何電子教科書系統(tǒng)的提出描繪了未來(lái)具有沖擊性、突破性的教科書應(yīng)有的樣子——適應(yīng)型、眾包型、交互型、智能型、可視化的電子教科書[16]。除了幾何電子教科書,交互式的數(shù)學(xué)電子文檔MathDox已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了記錄書本內(nèi)容信息的同時(shí)也存儲(chǔ)了用戶的個(gè)人信息[17]。更進(jìn)一步還有通過(guò)加入知識(shí)表達(dá)和問(wèn)題解答系統(tǒng)的電子教科書InquireBiology。該教科書系統(tǒng)是專門為了回答用戶問(wèn)題而設(shè)計(jì)的[18]。智能教學(xué)系統(tǒng)在近幾年也在大力地研究和發(fā)展。這樣的教學(xué)系統(tǒng)可以給學(xué)生提供及時(shí)、相適應(yīng)的教學(xué)和數(shù)據(jù)反饋,同時(shí)將基于用戶知識(shí)領(lǐng)域、問(wèn)題求解方法、教學(xué)方法、學(xué)生資質(zhì)和個(gè)人信息進(jìn)行交互測(cè)驗(yàn)[19]。圖1.2電子幾何教科書系統(tǒng)
廣西民族大學(xué)碩士論文緒論5圖1.3線性代數(shù)動(dòng)態(tài)教科書雖然在電子教科書領(lǐng)域已經(jīng)有了很多先驅(qū)性的研究,如基于數(shù)學(xué)知識(shí)管理的線性代數(shù)教科書,其中給出了一種針對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的抽象封裝和管理方式[20],但其在教育領(lǐng)域基于知識(shí)管理方面的研究還有待推進(jìn)。同時(shí),相關(guān)研究中也難以找到某一個(gè)領(lǐng)域完整可用的標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù),這為針對(duì)教育領(lǐng)域的知識(shí)管理相關(guān)研究帶來(lái)一定的阻力。這些電子教科書研究中的不足也是作為幾何和線性代數(shù)電子教科書的主要?jiǎng)?chuàng)建者王東明教授致力于解決的問(wèn)題,其相關(guān)研究為本文中的研究的問(wèn)題指明了方向。1.3研究動(dòng)機(jī)知識(shí)作為寶貴的財(cái)富,古往今來(lái)都是人類文化中的重要組成,然而粗粒度的知識(shí)文檔已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今的使用需求。雖然以文檔作為知識(shí)表現(xiàn)形式的教科書在過(guò)去對(duì)知識(shí)的傳授和普及起到了極大的作用,人直接使用教材的方式傳統(tǒng)而有效,但隨著計(jì)算機(jī)科技的進(jìn)步,如何透過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)知識(shí)進(jìn)行管理,如何讓計(jì)算機(jī)理解使用人類的知識(shí)成為了知識(shí)管理中的重點(diǎn)。數(shù)學(xué)知識(shí)與一般知識(shí)相比更為基礎(chǔ)且復(fù)雜,通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)推理和計(jì)算對(duì)其富有邏輯性的內(nèi)容和算法習(xí)題等又極大的幫助,這也是除了單純電子化教材中用戶和市場(chǎng)所渴求的研究方向[21]。在計(jì)算機(jī)技術(shù)興起以及移動(dòng)設(shè)備的普及后,人們對(duì)于傳統(tǒng)教育中的教材電子化訴求只多不少[22][23]。雖然教科書中知識(shí)是粗粒度的純文本,但其中的內(nèi)容按照一定的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行表示的,如何通過(guò)格式化的封裝[24]并結(jié)合計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)管理、自動(dòng)計(jì)算、自動(dòng)推理來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)應(yīng)用于線性代數(shù)領(lǐng)域進(jìn)行知識(shí)管理的電子教科書軟件系統(tǒng),并使其
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]應(yīng)用型本科電子類課程一體化教學(xué)改革研究與探索[J]. 張旭,吳杰,徐小陽(yáng),吳有龍,邾勁宇. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2019(12)
[2]供需視角下大學(xué)生教材無(wú)紙化可行性研究[J]. 劉玥,于耀翔,陳英,馬一博,張永達(dá). 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊). 2018(07)
[3]線性代數(shù)動(dòng)態(tài)教科書系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 喬宇,楊靜. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2018(06)
[4]數(shù)學(xué)機(jī)械化:讓數(shù)學(xué)更加實(shí)用——數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域吳文俊、高小山側(cè)記[J]. 唐琳. 科學(xué)新聞. 2015(12)
[5]一種動(dòng)態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)下的代碼生成方法[J]. 范玥,王淑玲. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2013(03)
[6]Web App還是Native App[J]. 王志勤. 商學(xué)院. 2012(05)
[7]電子教材:概念、功能與關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[J]. 陳桄,龔朝花,黃榮懷. 開(kāi)放教育研究. 2012(02)
[8]論電子教材取代紙質(zhì)教材發(fā)展趨勢(shì)的必然性[J]. 李林,王冬,覃文圣,張淑琴,高栩. 中國(guó)信息界. 2011(05)
[9]基于UML類圖的OWL本體映射方法[J]. 劉振中,劉勇. 計(jì)算機(jī)工程. 2009(13)
[10]動(dòng)態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)研究綜述[J]. 李瓊,姜瑛. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2009(06)
本文編號(hào):3446876
【文章來(lái)源】:廣西民族大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MathML的源碼和對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)公式除了專用于數(shù)學(xué)公式的表示語(yǔ)言外,也有一些排版語(yǔ)言支持?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化表
廣西民族大學(xué)碩士論文緒論4數(shù)學(xué)知識(shí)的表示、存儲(chǔ)、管理、檢索、展示、交互以及推理和計(jì)算等相關(guān)知識(shí)研究或應(yīng)用相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。這也標(biāo)志著學(xué)術(shù)領(lǐng)域開(kāi)始重視標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)學(xué)知識(shí)表示和數(shù)學(xué)知識(shí)標(biāo)注知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建。在基于知識(shí)管理的智能電子教科書系統(tǒng)的研究中,已經(jīng)有部分學(xué)者在電子教科書領(lǐng)域進(jìn)行探索性的電子教科書或交互式電子文檔等研究。如王東明和陳肖宇研究的幾何電子教科書吸取了動(dòng)態(tài)軟件的理念[12],專門為交互式處理幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)編寫了一套用于幾何知識(shí)推理、圖表可視化、多版本教科書生成和一致性檢測(cè)的一套軟件系統(tǒng)[13][14][15]。這套智能幾何電子教科書系統(tǒng)的提出描繪了未來(lái)具有沖擊性、突破性的教科書應(yīng)有的樣子——適應(yīng)型、眾包型、交互型、智能型、可視化的電子教科書[16]。除了幾何電子教科書,交互式的數(shù)學(xué)電子文檔MathDox已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了記錄書本內(nèi)容信息的同時(shí)也存儲(chǔ)了用戶的個(gè)人信息[17]。更進(jìn)一步還有通過(guò)加入知識(shí)表達(dá)和問(wèn)題解答系統(tǒng)的電子教科書InquireBiology。該教科書系統(tǒng)是專門為了回答用戶問(wèn)題而設(shè)計(jì)的[18]。智能教學(xué)系統(tǒng)在近幾年也在大力地研究和發(fā)展。這樣的教學(xué)系統(tǒng)可以給學(xué)生提供及時(shí)、相適應(yīng)的教學(xué)和數(shù)據(jù)反饋,同時(shí)將基于用戶知識(shí)領(lǐng)域、問(wèn)題求解方法、教學(xué)方法、學(xué)生資質(zhì)和個(gè)人信息進(jìn)行交互測(cè)驗(yàn)[19]。圖1.2電子幾何教科書系統(tǒng)
廣西民族大學(xué)碩士論文緒論5圖1.3線性代數(shù)動(dòng)態(tài)教科書雖然在電子教科書領(lǐng)域已經(jīng)有了很多先驅(qū)性的研究,如基于數(shù)學(xué)知識(shí)管理的線性代數(shù)教科書,其中給出了一種針對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的抽象封裝和管理方式[20],但其在教育領(lǐng)域基于知識(shí)管理方面的研究還有待推進(jìn)。同時(shí),相關(guān)研究中也難以找到某一個(gè)領(lǐng)域完整可用的標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù),這為針對(duì)教育領(lǐng)域的知識(shí)管理相關(guān)研究帶來(lái)一定的阻力。這些電子教科書研究中的不足也是作為幾何和線性代數(shù)電子教科書的主要?jiǎng)?chuàng)建者王東明教授致力于解決的問(wèn)題,其相關(guān)研究為本文中的研究的問(wèn)題指明了方向。1.3研究動(dòng)機(jī)知識(shí)作為寶貴的財(cái)富,古往今來(lái)都是人類文化中的重要組成,然而粗粒度的知識(shí)文檔已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今的使用需求。雖然以文檔作為知識(shí)表現(xiàn)形式的教科書在過(guò)去對(duì)知識(shí)的傳授和普及起到了極大的作用,人直接使用教材的方式傳統(tǒng)而有效,但隨著計(jì)算機(jī)科技的進(jìn)步,如何透過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)知識(shí)進(jìn)行管理,如何讓計(jì)算機(jī)理解使用人類的知識(shí)成為了知識(shí)管理中的重點(diǎn)。數(shù)學(xué)知識(shí)與一般知識(shí)相比更為基礎(chǔ)且復(fù)雜,通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)推理和計(jì)算對(duì)其富有邏輯性的內(nèi)容和算法習(xí)題等又極大的幫助,這也是除了單純電子化教材中用戶和市場(chǎng)所渴求的研究方向[21]。在計(jì)算機(jī)技術(shù)興起以及移動(dòng)設(shè)備的普及后,人們對(duì)于傳統(tǒng)教育中的教材電子化訴求只多不少[22][23]。雖然教科書中知識(shí)是粗粒度的純文本,但其中的內(nèi)容按照一定的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行表示的,如何通過(guò)格式化的封裝[24]并結(jié)合計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)管理、自動(dòng)計(jì)算、自動(dòng)推理來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)應(yīng)用于線性代數(shù)領(lǐng)域進(jìn)行知識(shí)管理的電子教科書軟件系統(tǒng),并使其
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]應(yīng)用型本科電子類課程一體化教學(xué)改革研究與探索[J]. 張旭,吳杰,徐小陽(yáng),吳有龍,邾勁宇. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2019(12)
[2]供需視角下大學(xué)生教材無(wú)紙化可行性研究[J]. 劉玥,于耀翔,陳英,馬一博,張永達(dá). 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊). 2018(07)
[3]線性代數(shù)動(dòng)態(tài)教科書系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 喬宇,楊靜. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2018(06)
[4]數(shù)學(xué)機(jī)械化:讓數(shù)學(xué)更加實(shí)用——數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域吳文俊、高小山側(cè)記[J]. 唐琳. 科學(xué)新聞. 2015(12)
[5]一種動(dòng)態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)下的代碼生成方法[J]. 范玥,王淑玲. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2013(03)
[6]Web App還是Native App[J]. 王志勤. 商學(xué)院. 2012(05)
[7]電子教材:概念、功能與關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[J]. 陳桄,龔朝花,黃榮懷. 開(kāi)放教育研究. 2012(02)
[8]論電子教材取代紙質(zhì)教材發(fā)展趨勢(shì)的必然性[J]. 李林,王冬,覃文圣,張淑琴,高栩. 中國(guó)信息界. 2011(05)
[9]基于UML類圖的OWL本體映射方法[J]. 劉振中,劉勇. 計(jì)算機(jī)工程. 2009(13)
[10]動(dòng)態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)研究綜述[J]. 李瓊,姜瑛. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2009(06)
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