Метод поиска и интеграции разнородных распределенных образовательных ресурсов на основе логического вывода на онтологии

• Автор: Аникин, Антон Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.13.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 280 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ предметной области управления образовательным процессом и образовательным контентом. Постановка задач исследования

1.1. Системы управления процессом обучения и образовательным контентом..

1.2. Образовательные ресурсы и особенности их использования

1.2.1. Классификация образовательных ресурсов

1.2.2. Традиционные образовательные ресурсы

1.2.3. Электронные образовательные ресурсы

1.2.4. Стандарты описания образовательных ресурсов

1.2.5. Особенности использования образовательных ресурсов в процессе управления обучением
1.2.6. Особенности использования образовательных ресурсов в рамках поддержки компетеитпостного подхода
1.3. Модели, методы и инструментальные средства для поддержки процессов разработки и использования образовательных ресурсов
1.3.1. Модели представления образовательных ресурсов
1.3.1. Методы и инструментальные средства описания ЭОР
1.3.2. Методы поиска и интеграции образовательных ресурсов в образовательные коллекции
1.4. Постановка задачи и цели исследования
Глава 2. Разработка информационно-логической модели предметной области
2.1. Структурный анализ систем управления обучением и образовательным контентом
2.2. Схема управления образовательным контентом
2.3. Анализ процессов создания и управления образовательным контентом
2.4. Обьектная модель предметной области
2.5. Общие требования к модели представления знаний и данных
2.6. Основные результаты и выводы

Глава 3. Интегрированная онтологическая модель представления знаний
3.1. Метаонтология предметной области построения персонифицированных электронных образовательных коллекций
3.2. Онтологическая модель предметной области учебной дисциплины
3.3. Оптологическая модель электронных образовательных ресурсов
3.4. Онтологическая модель профиля обучаемого
3.5. Оптологическая модель персонифицированной электронной образовательной коллекции
3.6. Анализ модели представления знаний на соответствие требованиям
3.7. Постановка задачи построения персонифицированной электронной образовательной коллекции
3.8. Методика построения онтологической базы знаний для создания персонифицированных электронных образовательных коллекций
3.9. Пример создания оптологической базы знаний учебной дисциплины «Основы программирования»
3.9.1. Пример онтологии предметной области учебной дисциплины «Основы программирования»
3.9.2. Пример описания электронных образовательных ресурсов для учебной дисциплины «Основы программирования»
3.9.3. Пример описания профиля студента, изучающего дисциплину «Основы про грам м иро ван и я»
3.9.4. Пример описания персонифицированной электронной образовательной коллекции
3.10. Основные результаты и выводы
Глава 4. Метод поиска и интеграции разнородных распределенных ЭОР
4.1. Концепция поиска и интеграции ЭОР в персонифицированные ЭОК
4.2. Метод поиска и интеграции разнородных распределенных ЭОР в персонифицированные электронные образовательные коллекции
4.3.Формальное описание семантического правила для параметризованного поиска электронных образовательных ресурсов по языку представления

информации
4.4. Формальное описание семантических правил на онтологии для поиска ЭОР по целевым компетенциям
4.5. Формальное описание семантических правил для поиска ресурсов по уровню освоения целевых компетенций
4.6. Формальное описание семантических правил для поиска дополнительных ресурсов по множеству текущих компетенций обучаемого
4.7. Формальное описание семантического правила для построения логических связей между ЭОР
4.8. Методика построения персонифицированной электронной образовательной коллекции
4.9. Пример построения персонифицированной электронной образовательной коллекции по дисциплине «Основы программирования»
4.10. Основные результаты и выводы
Глава 5. Программно-информационный комплекс создания электронных образовательных коллекций
5.1. Архитектура программно-информационного комплекса. Аспекты реализации
5.2. Реализация программно-информационного комплекса для построения персонифицированных электронных образовательных коллекций
5.3. Процесс построения персонифицированных ЭОК с использованием программно-информационного комплекса
5.4. Пример построения персонифицированной ЭОК
5.5. Тестирование разработанного метода и программно-информационного комплекса
5.6. Основные результаты и выводы
Заключение
Литература
11РИЛОЖЕНИЕ А Описание онтологий па языке 0¥Ь-ПЬ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Примеры описаний объектов предметной области для

числе объединяют в себе преимущества рассмотренных ранее графовых моделей.
Онтологии успешно применяются для описания предметной области (в том числе учебных планов, определяющих структуру электронных курсов; тезаурусов, позволяющих установить соответствие между используемой различными ресурсами и пользователем терминологиями), описания моделей пользователя.
В частности, в работах в рамках проекта ELENA [91,100] разработаны примеры онтологий для описания предметной области (онтология документов, онтология типов образовательных материалов, онтология электронной лекции по языку программирования Java, а также онтология характеристик пользователя на основе стандарта IEEE PAPI и др.
Следует отметить, что онтологии позволяют оперировать не только с данными, по и знаниями, включая в свою концептуальную схему как классы объектов данной предметной области, так и связи между ними и правила (ограничения, правила вывода), позволяя применять на них, в частности, механизмы логического вывода, без привязки к программной реализации машины вывода.
Отология, являясь логико-лингвистической моделью [14], объединяет в себе подходы математической логики (в частности, возможность описания логических отношений между объектами предметной области и применения логического вывода па онтологии) и компьютерной лингвистики, в рамках которой, в частности, развиваются направления для решения задач автоматизации составления онтологий на основе анализа текстов с одной стороны [5,120], и классификации и семантического поиска текстовых документов на основе предметных онтологий с другой стороны [28,67,135], в том числе поиск аннотированных образовательных ресурсов по запросам, построенных па основе онтологии [80,135], что также актуально для решения задачи поиска ЭОР.
К достоинства данного подхода можно отнести и то, что кроме предметных онтологий возможно построение онтологий прикладных задач, метаонтологий и др., позволяющих моделировать различные аспекты процессов, в том числе и