基于知識本體的職業(yè)教學(xué)軟件發(fā)展論文
【摘要】近幾年我國的職業(yè)教育得到了很大的發(fā)展,但現有的教育教學(xué)條件和環(huán)境跟不上技術(shù)的發(fā)展變化。本文針對職業(yè)教育教學(xué)的特點(diǎn)以及教學(xué)軟件存在的問(wèn)題提出基于知識本體的職業(yè)教學(xué)軟件的應用和發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】職業(yè)教育 知識本體 教學(xué)軟件
1 職業(yè)教學(xué)軟件現狀
目前我國職業(yè)教育正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期,2008年我國職業(yè)院校的招生規�？倲狄堰_1100萬(wàn)人,在校學(xué)生總數已超過(guò)3000萬(wàn)人。中等職業(yè)教育和高等職業(yè)教育分別占高中階段和高等教育的一半。職業(yè)教育服務(wù)經(jīng)濟社會(huì )的能力正在日益顯現。職業(yè)教育的發(fā)展,極大地提高了我國勞動(dòng)者的素質(zhì),明顯地改善了我國從業(yè)人員的結構,有力地支持了我國社會(huì )主義現代化建設。同時(shí)隨著(zhù)技術(shù)的更新,社會(huì )對從業(yè)人員的要求越來(lái)越高,職業(yè)教育必須緊跟技術(shù)發(fā)展潮流,提高學(xué)生技能水平是刻不容緩的事情。
引入新的教育教學(xué)模式是提高教育效率和效果的有效途徑。根據職業(yè)教育教學(xué)的特點(diǎn),要求學(xué)生要有很強的實(shí)踐操作能力。但現有的教育教學(xué)條件和環(huán)境跟不上技術(shù)的發(fā)展變化,恰當的引入計算機軟件仿真技術(shù),模擬實(shí)際的技術(shù)環(huán)境和條件是行之有效的方法之一。但現在教育軟件的發(fā)展速度較慢,跟不上教育改革的步伐。很多教育軟件商缺乏對教育的了解,在開(kāi)發(fā)產(chǎn)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(chuàng )新,從而導致低水平重復,同質(zhì)化嚴重,產(chǎn)品大同小異。為此,2009年4 月南京市專(zhuān)門(mén)成立了教育應用軟件開(kāi)發(fā)工作室自主研發(fā)切合教育的軟件。
隨著(zhù)人工智能的發(fā)展,使用知識庫開(kāi)發(fā)智能教育系統能更好的適應教育教學(xué)的發(fā)展。特別是對于職業(yè)教育,學(xué)生在實(shí)際操作中將面對各種各樣的問(wèn)題,職業(yè)教育的核心就是培養學(xué)生如何分析、解決這些問(wèn)題。智能化的教育教學(xué)軟件充分體現了這個(gè)方面的優(yōu)裕性。它利用知識庫引導學(xué)生根據實(shí)際情況提出處理的方法,并對學(xué)生在操作中出現的問(wèn)題給出提示和建議,指導學(xué)生改正。與現有單純的仿真軟件,智能化教育教學(xué)軟件不單要求學(xué)生掌握基本的操作技巧它更注重培養學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。因此開(kāi)發(fā)適應我國現有職業(yè)教育教學(xué)特點(diǎn)的智能教育系統是很有必要的。
2 國內外研究現狀、發(fā)展趨勢
計算機輔助教學(xué)在美國20世紀60年代后期就開(kāi)始大力推行。但教育技術(shù)的研發(fā)和應用缺少相應的長(cháng)期計劃和遠景目標,而且帶有一定的盲目性和自發(fā)性,使之認識到只提高教育教學(xué)的硬件條件是遠遠不夠的,如果學(xué)校缺少一流的軟件和專(zhuān)用的數字化教材硬件條件發(fā)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(shù)的應用和推廣有了統一的規劃、指導和評價(jià);二、教育軟件的研發(fā)也不再僅僅是某個(gè)研究機構或研究者個(gè)人的事, 它必須和國家的長(cháng)期教育策略相一致, 并接受有關(guān)教育部門(mén)的指導。這些措施在美國教育界產(chǎn)生了積極作用。同樣的,英國在進(jìn)入新世紀以后也非常重視建立計算機輔助教學(xué)軟、硬件系統,并為學(xué)生開(kāi)設信息技術(shù)基礎教育的入門(mén)課程。
我國現在對現代教育技術(shù)方面比較重視硬件的投入,學(xué)校的計算機普及率很高,教育軟件追蹤最新的系統平臺和開(kāi)發(fā)技術(shù),以其交互性強、信息量大,能進(jìn)行快速檢索,具有多媒體功能而備受教師、家長(cháng)、學(xué)生的關(guān)注。但是各教育軟件系統的.資源自成體系,無(wú)法實(shí)現資源和信息的共享。因為缺乏教育軟件評價(jià)的規范化工作作為基礎,使得軟件投入成為低水平的重復性開(kāi)發(fā)工作,不但帶來(lái)資源浪費,也無(wú)法與國際上的教育信息技術(shù)體系相溝通。另外,教育軟件開(kāi)發(fā)時(shí)理念動(dòng)機很低,大部分軟件只是作為某一教學(xué)環(huán)節的鞏固訓練,使用傳統教學(xué)手法一樣可以達到相同的教學(xué)目的,體現不出現代教育技術(shù)的優(yōu)越性。
現在職業(yè)教育一般采用仿真軟件配合教學(xué)。比如在數控加工教學(xué)中使用數控加工仿真系統來(lái)模擬數控加工過(guò)程。但仿真軟件不能代替教學(xué)軟件。仿真軟件不能代替教學(xué)軟件,它存在嚴重弊端。弊端一,仿真軟件只是模擬操作過(guò)程,沒(méi)有與理論知識結合起來(lái),不利于學(xué)生對基礎知識、基本概念的理解,這將影響學(xué)生基本素質(zhì)的培養,影響學(xué)生未來(lái)發(fā)展。弊端二,教學(xué)本來(lái)就是千變萬(wàn)化的過(guò)程,必須針對不同的學(xué)生和不同的社會(huì )需求進(jìn)行適時(shí)調整,而仿真軟件做不到這一點(diǎn),它無(wú)法針對教師和學(xué)生的要求進(jìn)行變化。發(fā)展智能教育教學(xué)是必然趨勢。
3 知識本體在職業(yè)教學(xué)軟件的應用
基于知識的教學(xué)軟件是教學(xué)軟件的發(fā)展方向。對于知識系統而言,所涉及到的概念應該是根據人類(lèi)的理解去定義它。所謂定義就是用人類(lèi)能理解的方式描述。一個(gè)知識結構是人類(lèi)對世界的認識而總結出來(lái)的,世界原本就存在在那兒,我們不過(guò)是用某種方式去描述它,定義它。人類(lèi)對知識的描述有很多種,最常用的就是人類(lèi)形成的自然語(yǔ)言。而后為了更準確的描述知識并方便在實(shí)踐中應用知識,引入了數學(xué)方式描述。使用數學(xué)形式表示知識完成了對知識的量化過(guò)程,同時(shí)隨著(zhù)邏輯學(xué)的發(fā)展,邏輯學(xué)中的證明和推理方法使得知識結構(系統)在一個(gè)科學(xué)嚴謹的環(huán)境中不斷完善發(fā)展。利用知識本體為教育教學(xué)服務(wù)是提高教育教學(xué)智能化的重要手段。從二十世紀80年代開(kāi)始,Neches、Gruber等研究者將哲學(xué)上的本體概念引入到人工智能中,建立了關(guān)于人工智能以及計算機科學(xué)中的本體概念。以后在對計算機科學(xué)與信息科學(xué)的研究中,研究者們進(jìn)一步提出了本體工程,建立了各種知識本體,形成了用于構建本體的方法和用于支持這些方法的工具和語(yǔ)言。所謂知識本體是指對領(lǐng)域知識的共享概念模型和明確的形式化規范說(shuō)明。按照這個(gè)理解,知識本體可以看作是對某個(gè)領(lǐng)域中的概念以及概念之間關(guān)系的抽象和規范化描述,這種描述可以作為一種提取、處理領(lǐng)域知識的工具。在智能教育教學(xué)軟件中引入知識本體,完善知識表示,更好的體現知識的層次性和完整性,同時(shí)提高軟件的交互性,讓學(xué)生利用軟件完成自主學(xué)習。
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