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基于知识本体的职业教学软件发展论文

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基于知识本体的职业教学软件发展论文

【摘要】近几年我国的职业教育得到了很大的发展,但现有的教育教学条件和环境跟不上技术的发展变化。本文针对职业教育教学的特点以及教学软件存在的问题提出基于知识本体的职业教学软件的应用和发展方向。

【关键词】职业教育知识本体教学软件

1 职业教学软件现状

目前我国职业教育正处于蓬勃发展时期,2008年我国职业院校的招生规模总数已达1100万人,在校学生总数已超过3000万人。中等职业教育和高等职业教育分别占高中阶段和高等教育的一半。职业教育服务经济社会的能力正在日益显现。职业教育的发展,极大地提高了我国劳动者的素质,明显地改善了我国从业人员的结构,有力地支持了我国社会主义现代化建设。同时随着技术的更新,社会对从业人员的要求越来越高,职业教育必须紧跟技术发展潮流,提高学生技能水平是刻不容缓的事情。

引入新的教育教学模式是提高教育效率和效果的有效途径。根据职业教育教学的特点,要求学生要有很强的实践操作能力。但现有的教育教学条件和环境跟不上技术的发展变化,恰当的引入计算机软件仿真技术,模拟实际的技术环境和条件是行之有效的方法之一。但现在教育软件的发展速度较慢,跟不上教育改革的步伐。很多教育软件商缺乏对教育的了解,在开发产品方面缺乏合理地规划,研究团队的研究力量薄弱,缺乏理论和创新,从而导致低水平重复,同质化严重,产品大同小异。为此,2009年4 月南京市专门成立了教育应用软件开发工作室自主研发切合教育的软件。

随着人工智能的发展,使用知识库开发智能教育系统能更好的适应教育教学的发展。特别是对于职业教育,学生在实际操作中将面对各种各样的问题,职业教育的核心就是培养学生如何分析、解决这些问题。智能化的教育教学软件充分体现了这个方面的优裕性。它利用知识库引导学生根据实际情况提出处理的方法,并对学生在操作中出现的问题给出提示和建议,指导学生改正。与现有单纯的仿真软件,智能化教育教学软件不单要求学生掌握基本的操作技巧它更注重培养学生分析问题解决问题的能力。因此开发适应我国现有职业教育教学特点的智能教育系统是很有必要的。

2 国内外研究现状、发展趋势

计算机辅助教学在美国20世纪60年代后期就开始大力推行。但教育技术的研发和应用缺少相应的长期计划和远景目标,而且带有一定的盲目性和自发性,使之认识到只提高教育教学的硬件条件是远远不够的,如果学校缺少一流的软件和专用的数字化教材硬件条件发挥不了应有的作用。最重要的措施有:一、政府对全国教育技术的应用和推广有了统一的规划、指导和评价;二、教育软件的研发也不再仅仅是某个研究机构或研究者个人的事, 它必须和国家的长期教育策略相一致, 并接受有关教育部门的指导。这些措施在美国教育界产生了积极作用。同样的,英国在进入新世纪以后也非常重视建立计算机辅助教学软、硬件系统,并为学生开设信息技术基础教育的入门课程。

我国现在对现代教育技术方面比较重视硬件的投入,学校的计算机普及率很高,教育软件追踪最新的系统平台和开发技术,以其交互性强、信息量大,能进行快速检索,具有多媒体功能而备受教师、家长、学生的关注。但是各教育软件系统的.资源自成体系,无法实现资源和信息的共享。因为缺乏教育软件评价的规范化工作作为基础,使得软件投入成为低水平的重复性开发工作,不但带来资源浪费,也无法与国际上的教育信息技术体系相沟通。另外,教育软件开发时理念动机很低,大部分软件只是作为某一教学环节的巩固训练,使用传统教学手法一样可以达到相同的教学目的,体现不出现代教育技术的优越性。

现在职业教育一般采用仿真软件配合教学。比如在数控加工教学中使用数控加工仿真系统来模拟数控加工过程。但仿真软件不能代替教学软件。仿真软件不能代替教学软件,它存在严重弊端。弊端一,仿真软件只是模拟操作过程,没有与理论知识结合起来,不利于学生对基础知识、基本概念的理解,这将影响学生基本素质的培养,影响学生未来发展。弊端二,教学本来就是千变万化的过程,必须针对不同的学生和不同的社会需求进行适时调整,而仿真软件做不到这一点,它无法针对教师和学生的要求进行变化。发展智能教育教学是必然趋势。

3 知识本体在职业教学软件的应用

基于知识的教学软件是教学软件的发展方向。对于知识系统而言,所涉及到的概念应该是根据人类的理解去定义它。所谓定义就是用人类能理解的方式描述。一个知识结构是人类对世界的认识而总结出来的,世界原本就存在在那儿,我们不过是用某种方式去描述它,定义它。人类对知识的描述有很多种,最常用的就是人类形成的自然语言。而后为了更准确的描述知识并方便在实践中应用知识,引入了数学方式描述。使用数学形式表示知识完成了对知识的量化过程,同时随着逻辑学的发展,逻辑学中的证明和推理方法使得知识结构(系统)在一个科学严谨的环境中不断完善发展。利用知识本体为教育教学服务是提高教育教学智能化的重要手段。从二十世纪80年代开始,Neches、Gruber等研究者将哲学上的本体概念引入到人工智能中,建立了关于人工智能以及计算机科学中的本体概念。以后在对计算机科学与信息科学的研究中,研究者们进一步提出了本体工程,建立了各种知识本体,形成了用于构建本体的方法和用于支持这些方法的工具和语言。所谓知识本体是指对领域知识的共享概念模型和明确的形式化规范说明。按照这个理解,知识本体可以看作是对某个领域中的概念以及概念之间关系的抽象和规范化描述,这种描述可以作为一种提取、处理领域知识的工具。在智能教育教学软件中引入知识本体,完善知识表示,更好的体现知识的层次性和完整性,同时提高软件的交互性,让学生利用软件完成自主学习。

参考文献

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