基于語義的教學(xué)網(wǎng)格門戶研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已成為世界各國教育改革和發(fā)展的重要趨勢。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)將網(wǎng)絡(luò)的“教”與“學(xué)”的環(huán)境集成在一起，教師可以在系統(tǒng)上開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，組織教學(xué)活動；學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)上在線學(xué)習(xí)課程內(nèi)容、提交作業(yè)、參加在線測試、協(xié)作學(xué)習(xí)和交流等。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已成為教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的一場新的革命。 目前的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在諸多問題，關(guān)鍵問題有二： 1)基礎(chǔ)設(shè)施方面的問題，如計算機普及率偏低，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度太慢，寬帶多媒體電信網(wǎng)等遠程教學(xué)信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性有待提高，嚴

2、重地制約了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展； 2)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享共建存在極大的困難，重復(fù)建設(shè)、資源分散、資源異構(gòu)；缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和兼容性，導(dǎo)致資源難以共享和重用。 所以，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)需要一種技術(shù)來實現(xiàn)計算資源、教學(xué)資源、軟件資源等各種信息化資源的透明共享，以及大規(guī)模并發(fā)用戶的在線協(xié)同教學(xué)互動。 網(wǎng)格(Grid)是繼萬維網(wǎng)之后出現(xiàn)的一種新型網(wǎng)絡(luò)計算平臺，其目的是為了在分布、異構(gòu)、自治的網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境上構(gòu)造動態(tài)的虛擬組織，并在其內(nèi)部實

3、現(xiàn)跨區(qū)域的資源共享與資源協(xié)作。近幾年出現(xiàn)的語義網(wǎng)格是網(wǎng)格在語義能力上的擴展，對信息和服務(wù)進行了很好的定義，可以更好地讓計算機和人們協(xié)同工作。將網(wǎng)格技術(shù)引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，建立基于網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)(教學(xué)網(wǎng)格)，可以實現(xiàn)教學(xué)資源的透明共享，以及大規(guī)模并發(fā)用戶的在線協(xié)同教學(xué)互動。因此研究如何通過目前的網(wǎng)格技術(shù)、web服務(wù)，提供個性化的、協(xié)作的、主動的學(xué)習(xí)環(huán)境，具有重要的意義。 把網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，可以提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的各種性能，具體表

4、現(xiàn)在： ①教學(xué)資源存儲在多個不同的網(wǎng)格節(jié)點上，可實現(xiàn)教學(xué)資源的透明性、分布式管理，使用教學(xué)網(wǎng)格中的教學(xué)資源時不需指明資源所在的位置； ②構(gòu)造動態(tài)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)跨區(qū)域的資源共享和協(xié)作，更好地實現(xiàn)學(xué)生之間的協(xié)同工作，提供更好的學(xué)習(xí)服務(wù)。例如學(xué)生之間可以互相共享教學(xué)資源、互相交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗、互相反饋信息等。 ③每個單獨的網(wǎng)格節(jié)點都能夠執(zhí)行局部的應(yīng)用請求。 因此研究如何通過目前的網(wǎng)格技術(shù)、web服務(wù)，提供個性

5、化的、協(xié)作的、主動的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，是目前最新提出的研究課題。本文依據(jù)學(xué)生的認知規(guī)律，在基于語義的教學(xué)網(wǎng)格門戶研究方面做了一系列的研究工作，取得了較好的效果。 論文的主要研究工作和創(chuàng)造性表現(xiàn)在以下幾個方面： 1)針對目前教學(xué)網(wǎng)格門戶存在的問題，構(gòu)建了一個較完善的教學(xué)網(wǎng)格門戶，并為其增加語義支持(SEGP)。SEGP的頂層是教學(xué)網(wǎng)格門戶，而門戶是網(wǎng)格的重要組成部分，是網(wǎng)格對外的接口，建立教學(xué)網(wǎng)格門戶可以整合教學(xué)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)。

6、 2)深入分析教學(xué)資源語義存在的問題，提出了一種基于屬性和領(lǐng)域知識進行語義建模的新方法，并通過對課程知識結(jié)構(gòu)分析，建立了教學(xué)資源的本體映射規(guī)則，完成了教學(xué)資源的領(lǐng)域知識語義建模；建立了一個trMDS模型，運用該模型和特別設(shè)計的教學(xué)資源信息服務(wù)者，完成教學(xué)資源在網(wǎng)格中的注冊、共享和重用。 3)在系統(tǒng)研究教學(xué)資源語義檢索的基礎(chǔ)上，提出了一種SEGP的教學(xué)資源語義檢索模型，建立了SEGP中教學(xué)資源的發(fā)現(xiàn)算法，解決了分布的、異構(gòu)的教

7、學(xué)資源在教學(xué)網(wǎng)格中的透明共享問題；本文還提出一種混合的教學(xué)資源語義檢索模型，提高了教學(xué)資源語義檢索的效率。 4)在SEGP的學(xué)習(xí)服務(wù)方面，本文提出學(xué)習(xí)服務(wù)概念，采用SOA框架建立一個新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模型。將基于網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)分解為若干學(xué)習(xí)服務(wù)，這些學(xué)習(xí)服務(wù)可以分布在網(wǎng)格的各個節(jié)點，通過在網(wǎng)格服務(wù)器注冊，實現(xiàn)客戶端的網(wǎng)格服務(wù)調(diào)用，并實現(xiàn)了分布式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。 5)建立了一個基于本體的學(xué)生模型框架，給出各本體的具體結(jié)構(gòu)，領(lǐng)域