本发明涉及教学系统技术领域,特别是一种面向语义web的智能教学系统。
背景技术:
智能教学系统(intelligenttutoringsystem,简称its)是人工智能和计算机应用的一个重要研究领域。它为学习者提供了形象直观和方便易用的学习界面,有助于激发学生的学习兴趣,增强学习记忆,同时又能大量增加学习内容,提高教学效率,因而长期得到广大研究人员和教育工作者的密切关注和深入研究。早期的计算机辅助教学(cai)及现有的智能教学系统,绝大多数以文本、图形、静态图像、动画、声音和动态视频等知识作为教学内容,存于知识库,教学内容通常是固定不变的,因此,不能实现真正意义上的因材施教和多学科知识教学。此外,一些教学系统具有明显的不可修改性,只能适用于事先确定的、特定的教学目标与具体的教学情境;有的教学系统完全与教科书配套,以教学大纲和个别教材为依据,按照教科书的章节安排教学内容,不具备重用性。通过分析可知,智能教学系统存在上述不足的主要原因,是系统没有一个庞大的和可扩展的知识库支撑,没有可供操作的知识以及知识库不能更新等。
技术实现要素:
本发明的目的在于解决上述技术问题,提供一种面向语义web的智能教学系统,提高了智能教学系统的适应性。
为解决上述技术问题,本发明采用了一种面向语义web的智能教学系统,包括交互界面、学生模型、教学模块、教学内容模块、专家模型、评价模块、知识模拟模块和网页知识模块,其特征在于:所述交互界面同时与所述学生模型、所述教学模块之间就行信息交换,所述专家模型的输出端分别与所述学生模型、所述教学模块连接,所述评价模块同时与所述教学模块、所述教学内容模块之间进行信息交换,所述知识模拟模块同时与所述教学模块、所述教学内容模块之间进行信息交换,所述知识模块的输出端与所述交互界面连接,所述评价模块与所述知识模块分别与所述学生模块之间进行信息交换,所述教学内容模块与所述网页知识模块连接。
进一步地,上述技术方案中,采用网络爬虫工具实现自动提取网页信息功能。
本发明所具有的有益效果:智能教学系统研究是一项艰难和长期的工作。面向语义web的智能教学系统模型具有教学内容覆盖多个学科和网络知识等特点,充分展现信息时代的学习特色,为学习者提供更新颖的知识和更宽广的知识面,并使教学过程更加个性化,提高教学质量。同时,面向语义web的智能教学系统将通过网络爬虫工具实现自动提取网页信息,从而及时更新教学内容,使教学更具时代特点,实现真正意义的智能化教学。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示,本发明提供一种面向语义web的智能教学系统,包括交互界面、学生模型、教学模块、教学内容模块、专家模型、评价模块、知识模拟模块和网页知识模块,其特征在于:所述交互界面同时与所述学生模型、所述教学模块之间就行信息交换,所述专家模型的输出端分别与所述学生模型、所述教学模块连接,所述评价模块同时与所述教学模块、所述教学内容模块之间进行信息交换,所述知识模拟模块同时与所述教学模块、所述教学内容模块之间进行信息交换,所述知识模块的输出端与所述交互界面连接,所述评价模块与所述知识模块分别与所述学生模块之间进行信息交换,所述教学内容模块与所述网页知识模块连接,采用网络爬虫工具实现自动提取网页信息功能。
交互界面用于实现学习者与教学系统之间的信息交互,为不同学习者提供个性化的教学内容和学习界面;
学生模型是对学习者的知识水平、认知能力、学习风格、兴趣爱好、学习策略等的建模,为系统提供学习者的学习历史记录、学习过程中与系统的交互情况以及在系统诊断性测验中的表现;
专家模型包含领域专家的问题求解。教学系统可以对学生解决问题的方法与专家的方法进行比较,以发现学生的能力缺陷或错误认识等,然后采取更确切的教学策略或调整教学策略。教学模块是智能教学系统用于组织、管理和实施整个教学活动的中心。本模块的教学模型由教学目标子模块、教学任务子模块、教学分析子模块、教学策略子模块和教学效果测量子模块构成。教学目标是指教学的总目标(goal),包含多个子目标(g1,g2…gn),并且goal=g1g∧2…g∧∧n,n∈自然数n。教学任务是指设计或规划知识,确定教学目标,选取和实施教学策略,并评价教学,由具体任务(task)实施。
评价模块是对整个教学的全局评价。评价教学总目标是否已经达到,或是对一个学习单元、一个学习阶段、一门课程学习后的全局评价,包括学生知识结构和知识水平、技能水平的综合评价和教学策略是否适用于不同学生的评价等,评价结果是教学策略改进和教学反馈的依据,是对学生的学习过程和教学效果进行测量。
知识模拟是一个知识模拟系统,能够对知识自动进行动画模拟。在教学过程中,教师根据不同的教学内容和教学需要,采用不同的教学策略,使教学更加生动形象,学生也能够通过模拟工具亲自操作实验。模拟工具对于具有不同学习风格的学生尤其重要。
教学内容模块是知识库存储器,存放各科教学知识和从网页上获取的各类新知识。
网页知识存储从不同的网站上获取的各种教学资源。在系统模型中嵌入网络爬虫工具,首先利用网络爬虫工具不定期地从不同网站上获取各种教学资源,然后对资源进行分类,构建其资源本体,通过使用本体合并技术,把新知识添加到教学内容模块中,实现教学内容更新,使系统更具适应性。
本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的,在本发明基础上,本领域技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形,均在本发明的保护范围内。