基於知識本體的職業教學軟體發展論文
基於知識本體的職業教學軟體發展論文
【摘要】近幾年我國的職業教育得到了很大的發展,但現有的教育教學條件和環境跟不上技術的發展變化。本文針對職業教育教學的特點以及教學軟體存在的問題提出基於知識本體的職業教學軟體的應用和發展方向。
【關鍵詞】職業教育 知識本體 教學軟體
1 職業教學軟體現狀
目前我國職業教育正處於蓬勃發展時期,2008年我國職業院校的招生規模總數已達1100萬人,在校學生總數已超過3000萬人。中等職業教育和高等職業教育分別佔高中階段和高等教育的一半。職業教育服務經濟社會的能力正在日益顯現。職業教育的發展,極大地提高了我國勞動者的素質,明顯地改善了我國從業人員的結構,有力地支援了我國社會主義現代化建設。同時隨著技術的更新,社會對從業人員的要求越來越高,職業教育必須緊跟技術發展潮流,提高學生技能水平是刻不容緩的事情。
引入新的教育教學模式是提高教育效率和效果的有效途徑。根據職業教育教學的特點,要求學生要有很強的實踐操作能力。但現有的教育教學條件和環境跟不上技術的發展變化,恰當的引入計算機軟體模擬技術,模擬實際的技術環境和條件是行之有效的方法之一。但現在教育軟體的發展速度較慢,跟不上教育改革的步伐。很多教育軟體商缺乏對教育的瞭解,在開發產品方面缺乏合理地規劃,研究團隊的研究力量薄弱,缺乏理論和創新,從而導致低水平重複,同質化嚴重,產品大同小異。為此,2009年4 月南京市專門成立了教育應用軟體開發工作室自主研發切合教育的軟體。
隨著人工智慧的發展,使用知識庫開發智慧教育系統能更好的適應教育教學的發展。特別是對於職業教育,學生在實際操作中將面對各種各樣的問題,職業教育的核心就是培養學生如何分析、解決這些問題。智慧化的教育教學軟體充分體現了這個方面的優裕性。它利用知識庫引導學生根據實際情況提出處理的方法,並對學生在操作中出現的問題給出提示和建議,指導學生改正。與現有單純的模擬軟體,智慧化教育教學軟體不單要求學生掌握基本的操作技巧它更注重培養學生分析問題解決問題的能力。因此開發適應我國現有職業教育教學特點的智慧教育系統是很有必要的。
2 國內外研究現狀、發展趨勢
計算機輔助教學在美國20世紀60年代後期就開始大力推行。但教育技術的研發和應用缺少相應的長期計劃和遠景目標,而且帶有一定的盲目性和自發性,使之認識到只提高教育教學的硬體條件是遠遠不夠的,如果學校缺少一流的軟體和專用的數字化教材硬體條件發揮不了應有的作用。最重要的措施有:一、政府對全國教育技術的應用和推廣有了統一的規劃、指導和評價;二、教育軟體的研發也不再僅僅是某個研究機構或研究者個人的事, 它必須和國家的長期教育策略相一致, 並接受有關教育部門的指導。這些措施在美國教育界產生了積極作用。同樣的,英國在進入新世紀以後也非常重視建立計算機輔助教學軟、硬體系統,併為學生開設資訊科技基礎教育的入門課程。
我國現在對現代教育技術方面比較重視硬體的投入,學校的計算機普及率很高,教育軟體追蹤最新的系統平臺和開發技術,以其互動性強、資訊量大,能進行快速檢索,具有多媒體功能而備受教師、家長、學生的關注。但是各教育軟體系統的.資源自成體系,無法實現資源和資訊的共享。因為缺乏教育軟體評價的規範化工作作為基礎,使得軟體投入成為低水平的重複性開發工作,不但帶來資源浪費,也無法與國際上的教育資訊科技體系相溝通。另外,教育軟體開發時理念動機很低,大部分軟體只是作為某一教學環節的鞏固訓練,使用傳統教學手法一樣可以達到相同的教學目的,體現不出現代教育技術的優越性。
現在職業教育一般採用模擬軟體配合教學。比如在數控加工教學中使用數控加工模擬系統來模擬數控加工過程。但模擬軟體不能代替教學軟體。模擬軟體不能代替教學軟體,它存在嚴重弊端。弊端一,模擬軟體只是模擬操作過程,沒有與理論知識結合起來,不利於學生對基礎知識、基本概念的理解,這將影響學生基本素質的培養,影響學生未來發展。弊端二,教學本來就是千變萬化的過程,必須針對不同的學生和不同的社會需求進行適時調整,而模擬軟體做不到這一點,它無法針對教師和學生的要求進行變化。發展智慧教育教學是必然趨勢。
3 知識本體在職業教學軟體的應用
基於知識的教學軟體是教學軟體的發展方向。對於知識系統而言,所涉及到的概念應該是根據人類的理解去定義它。所謂定義就是用人類能理解的方式描述。一個知識結構是人類對世界的認識而總結出來的,世界原本就存在在那兒,我們不過是用某種方式去描述它,定義它。人類對知識的描述有很多種,最常用的就是人類形成的自然語言。而後為了更準確的描述知識並方便在實踐中應用知識,引入了數學方式描述。使用數學形式表示知識完成了對知識的量化過程,同時隨著邏輯學的發展,邏輯學中的證明和推理方法使得知識結構(系統)在一個科學嚴謹的環境中不斷完善發展。利用知識本體為教育教學服務是提高教育教學智慧化的重要手段。從二十世紀80年代開始,Neches、Gruber等研究者將哲學上的本體概念引入到人工智慧中,建立了關於人工智慧以及計算機科學中的本體概念。以後在對計算機科學與資訊科學的研究中,研究者們進一步提出了本體工程,建立了各種知識本體,形成了用於構建本體的方法和用於支援這些方法的工具和語言。所謂知識本體是指對領域知識的共享概念模型和明確的形式化規範說明。按照這個理解,知識本體可以看作是對某個領域中的概念以及概念之間關係的抽象和規範化描述,這種描述可以作為一種提取、處理領域知識的工具。在智慧教育教學軟體中引入知識本體,完善知識表示,更好的體現知識的層次性和完整性,同時提高軟體的互動性,讓學生利用軟體完成自主學習。
參考文獻
[1] 尹發躍.美英兩國教育軟體的開發與應用.中國教育技術裝備[J].2006,7:69-71
[2] 劉晉濤.教育軟體評價的問題與對策.今日科苑[J].2009,18:250
[3] 曲洪萍,胡德計,李充寧.數控加工模擬技術發展分析.中國新技術新產品.2009,No.15:143
[4] 歐陽楊,陳宇峰,陳溪源,朱淼良.教育語義網中的知識領域本體建模.浙江大學學報(工學版).2009,Vol.43 No.9:1592-1596.
[5] Neches R ,Fikes R,Finin T,Gruber T,et al. Enabling Technology for Knowledge Sharing[J].AI Magazine,1991,12(3):36～56.
[6] Gruber T R. A Translation Approach to Portable Ontology Specifications[J].Knowledge Acquisition ,1993,5:199～220.