课件009 教学资源下载
课件 试卷 教案 毕业论文 图书软件 职教研究 期刊推介 信息发布 会员账户
当前位置:课件009首页 >> 职教研究 >> 教育教学 >> 机械制图课程体系知识图谱的构建与应用实践

机械制图课程体系知识图谱的构建与应用实践

四川省剑阁职业高级中学校 罗春清 2024/4/25 21:36:58

   [摘 要] 课程体系整体设计和优化是提升人才培养质量的基础。知识图谱创新了知识表示和管理方式,在智能搜索与问答等领域已广泛应用,但在教育教学领域的应用还较少。基于知识图谱和自然语言处理技术,梳理课程教学计划的主要组成要素,从人才培养方案和课程教学计划中抽取课程实体、属性和关系等信息,设计了课程体系本体模型,实现了人工智能专业课程体系知识图谱的构建。依托知识图谱可视化技术,分析了课程间支撑关系和课程之间内容的重复情况,为课程体系优化设计提供了依据。
   [关键词] 课程体系;知识图谱;人工智能;信息抽取
  
   引言
   在互联网时代背景下,人类社会日益关注教育信息化。将技术和教学相结合既是信息时代的所向,又是现代基础教育发展所需要的。2019年教育部印发的《关于深化中职教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》(教高〔2019〕6号)提出,全面提高课程建设质量,加强课程体系整体设计,提高课程建设规划性、系统性[1]。高质量人才的培养依托人才培养方案的实施,而课程体系的构建是人才培养方案的核心。
   知识图谱创新了知识表示、知识管理和知识组织的方式[2],与现实生活中人们对知识的管理与认知方式接近。在智能搜索、智能问答等领域,知识图谱已广泛应用[3],但在教育教学领域的应用还比较少。
   为了全面提高人才培养质量,需要加强课程体系的整体设计和优化。在深入分析现有课程教学计划和人才培养目标的基础上,本文尝试将知识图谱和可视化技术引入教育教学领域,设计了课程体系知识图谱的本体模型,实现了课程体系知识图谱的构建,并利用可视化技术对课程的支撑关系和重复情况进行了分析,为课程体系的优化设计提供了辅助支撑。
   一、课程体系知识图谱的构建
   知识图谱构建的一般过程是:首先构建本体模型,用来描述知识图谱要管理的概念、属性、关系等信息;其次在本体模型的指导下,添加实体及相关关系形成最终的知识图谱。
   (一)课程体系知识图谱本体模型构建
   “本体”是指一种形式化的,对于共享概念体系的明确又详细的说明[4]。人工智能领域的学者将本体引入人工智能,用于对客观世界的存在进行系统化描述,方便知识的重用和交互[5]。
   课程体系属于领域本体的范畴,是对课程体系应用本体方法进行分析、建模的结果,即把现实世界中有关课程的一切活动抽象为一组概念及概念之间的关系,其目的是规范课程体系知识图谱的构建,用于对课程之间的支撑关系和课程内容可能存在的交叉与重复进行分析。结合课程本体构建的实际,设计了包括本体领域确定、本体设计与管理的课程本体构建方法。
   1.本体领域确定。课题聚焦课程体系优化研究,重点关注课程之间的支撑关系和课程内容边界的分析,因此领域就限定在课程体系,研究范围为课程支撑情况和课程内容。目标是需要直观、准确地表达课程之间的支撑关系和课程内容组成,便于后续分析。
   2.本体的设计与管理。深入分析了课程教学计划的主要组成要素,为构建课程体系知识图谱奠定了基础。梳理的课程教学计划的主要组成要素包括课程名称、上课学期、课程学时、课程类型、理论学时、实践学时、教学内容、选用教材等。其中,教学内容可以细分为不同的教学单元及具体知识点;选用教材包括书名、版本、作者、出版社、出版时间等信息。在此基础上,选择适当的要素形成了课程体系本体概念、属性和层次,如图1所示。
  


   图1 课程体系本体模型示意图
   为了更好地在软件系统中使用本体信息,实践中没有采用现成的Protégé软件,而是自行开发了本体设计程序,实现了本体中的概念、关系以及属性的管理。
   (二)课程体系知识图谱的知识获取与加工
   知识图谱的构建过程一般包括信息抽取、知识融合和知识加工[6]。参照知识图谱构建的一般过程,课程体系知识图谱构建过程如下。
   1.数据获取。构建课程体系知识图谱,主要的数据来自人工智能专业的人才培养方案和课程教学计划。其中,获取的数据类型包括结构化数据、半结构化数据、非结构化数据等[7]。
   2.信息抽取。信息抽取是指从各种类型的数据源中提取出实体、属性以及实体间的相互关系,在此基础上形成本体化的知识表达。结构化数据不需要进行数据的抽取,可直接进入知识融合阶段。半结构化数据或非结构化数据,要实现基本知识的抽取,需要进行实体抽取、关系抽取和属性抽取[8]136。实体抽取也称命名实体识别,是从原始语料中自动识别出命名实体,通过实体抽取可以得到文本中的实体节点,如抽取出“数字图像处理”“数字电路”(未完,下一页

  

页码选择:1 2
相关教育教学
1 中高职衔接中专阶段课程体系建设的
2 竞赛引领下的应用电子技术专业课程
3 机械制图课程体系知识图谱的构建与
4 基于“校企合作,产教融合”的中职
5 高职学校数控专业工学结合一体化课
6 基于实践取向的学前男性教师教育课
7 基于汽车维修工作过程系统化的技工
8 机械专业促进教师企业实践效果的实
9 高职院校基于文化自信理念的大思政
10 基于工作过程系统化的汽车维修专业
推荐教育教学
1 搞好就业指导工作与深化教育改革关
2 从生活中来,到生活中去--例解化
3 浅谈班主任如何立德树人
4 基于能力本位的机械装配技术课程的
5 项目教学法在中职模具教学中的应用
6 浅析数控仿真软件在数控机床加工教
7 探析初中数学教学中学生创造性思维
8 秘书职业道德谈
9 新师范背景下的学前教育专科生知识
10 为学而教明确指向优化结构更新手段
11 浅谈学科整合下的初中美术教学
12 微课在大学计算机基础应用课教学中
13 小学信息技术项目式教学策略
14 智能手机对当前职业学校班级管理的
15 从机电一体化竞赛谈PLC教学的改


设为首页  加入收藏  下载与付款  上传课件  资料征集  论坛与信息发布  期刊杂志推介  免责声明  常见问题   分类说明  联系本站  会员登录
课件009教育资源网 版权所有