基于知識(shí)本體的職業(yè)教學(xué)軟件發(fā)展論文
【摘要】近幾年我國(guó)的職業(yè)教育得到了很大的發(fā)展,但現(xiàn)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(duì)職業(yè)教育教學(xué)的特點(diǎn)以及教學(xué)軟件存在的問題提出基于知識(shí)本體的職業(yè)教學(xué)軟件的應(yīng)用和發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】職業(yè)教育 知識(shí)本體 教學(xué)軟件
1 職業(yè)教學(xué)軟件現(xiàn)狀
目前我國(guó)職業(yè)教育正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期,2008年我國(guó)職業(yè)院校的招生規(guī)�？倲�(shù)已達(dá)1100萬人,在校學(xué)生總數(shù)已超過3000萬人。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(jì)社會(huì)的能力正在日益顯現(xiàn)。職業(yè)教育的發(fā)展,極大地提高了我國(guó)勞動(dòng)者的素質(zhì),明顯地改善了我國(guó)從業(yè)人員的結(jié)構(gòu),有力地支持了我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。同時(shí)隨著技術(shù)的更新,社會(huì)對(duì)從業(yè)人員的要求越來越高,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(jù)職業(yè)教育教學(xué)的特點(diǎn),要求學(xué)生要有很強(qiáng)的實(shí)踐操作能力。但現(xiàn)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(dāng)?shù)囊胗?jì)算機(jī)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(xiàn)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(duì)教育的了解,在開發(fā)產(chǎn)品方面缺乏合理地規(guī)劃,研究團(tuán)隊(duì)的研究力量薄弱,缺乏理論和創(chuàng)新,從而導(dǎo)致低水平重復(fù),同質(zhì)化嚴(yán)重,產(chǎn)品大同小異。為此,2009年4 月南京市專門成立了教育應(yīng)用軟件開發(fā)工作室自主研發(fā)切合教育的軟件。
隨著人工智能的發(fā)展,使用知識(shí)庫(kù)開發(fā)智能教育系統(tǒng)能更好的適應(yīng)教育教學(xué)的發(fā)展。特別是對(duì)于職業(yè)教育,學(xué)生在實(shí)際操作中將面對(duì)各種各樣的問題,職業(yè)教育的核心就是培養(yǎng)學(xué)生如何分析、解決這些問題。智能化的教育教學(xué)軟件充分體現(xiàn)了這個(gè)方面的優(yōu)裕性。它利用知識(shí)庫(kù)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況提出處理的方法,并對(duì)學(xué)生在操作中出現(xiàn)的問題給出提示和建議,指導(dǎo)學(xué)生改正。與現(xiàn)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(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。因此開發(fā)適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)有職業(yè)教育教學(xué)特點(diǎn)的智能教育系統(tǒng)是很有必要的。
2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在美國(guó)20世紀(jì)60年代后期就開始大力推行。但教育技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用缺少相應(yīng)的長(zhǎng)期計(jì)劃和遠(yuǎn)景目標(biāo),而且?guī)в幸欢ǖ拿つ啃院妥园l(fā)性,使之認(rèn)識(shí)到只提高教育教學(xué)的硬件條件是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,如果學(xué)校缺少一流的軟件和專用的數(shù)字化教材硬件條件發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。最重要的措施有:一、政府對(duì)全國(guó)教育技術(shù)的應(yīng)用和推廣有了統(tǒng)一的規(guī)劃、指導(dǎo)和評(píng)價(jià);二、教育軟件的研發(fā)也不再僅僅是某個(gè)研究機(jī)構(gòu)或研究者個(gè)人的事, 它必須和國(guó)家的長(zhǎng)期教育策略相一致, 并接受有關(guān)教育部門的指導(dǎo)。這些措施在美國(guó)教育界產(chǎn)生了積極作用。同樣的,英國(guó)在進(jìn)入新世紀(jì)以后也非常重視建立計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟、硬件系統(tǒng),并為學(xué)生開設(shè)信息技術(shù)基礎(chǔ)教育的入門課程。
我國(guó)現(xiàn)在對(duì)現(xiàn)代教育技術(shù)方面比較重視硬件的投入,學(xué)校的計(jì)算機(jī)普及率很高,教育軟件追蹤最新的系統(tǒng)平臺(tái)和開發(fā)技術(shù),以其交互性強(qiáng)、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(zhǎng)、學(xué)生的關(guān)注。但是各教育軟件系統(tǒng)的.資源自成體系,無法實(shí)現(xiàn)資源和信息的共享。因?yàn)槿狈逃浖u(píng)價(jià)的規(guī)范化工作作為基礎(chǔ),使得軟件投入成為低水平的重復(fù)性開發(fā)工作,不但帶來資源浪費(fèi),也無法與國(guó)際上的教育信息技術(shù)體系相溝通。另外,教育軟件開發(fā)時(shí)理念動(dòng)機(jī)很低,大部分軟件只是作為某一教學(xué)環(huán)節(jié)的鞏固訓(xùn)練,使用傳統(tǒng)教學(xué)手法一樣可以達(dá)到相同的教學(xué)目的,體現(xiàn)不出現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)越性。
現(xiàn)在職業(yè)教育一般采用仿真軟件配合教學(xué)。比如在數(shù)控加工教學(xué)中使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)來模擬數(shù)控加工過程。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(yán)重弊端。弊端一,仿真軟件只是模擬操作過程,沒有與理論知識(shí)結(jié)合起來,不利于學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念的理解,這將影響學(xué)生基本素質(zhì)的培養(yǎng),影響學(xué)生未來發(fā)展。弊端二,教學(xué)本來就是千變?nèi)f化的過程,必須針對(duì)不同的學(xué)生和不同的社會(huì)需求進(jìn)行適時(shí)調(diào)整,而仿真軟件做不到這一點(diǎn),它無法針對(duì)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(shì)。
3 知識(shí)本體在職業(yè)教學(xué)軟件的應(yīng)用
基于知識(shí)的教學(xué)軟件是教學(xué)軟件的發(fā)展方向。對(duì)于知識(shí)系統(tǒng)而言,所涉及到的概念應(yīng)該是根據(jù)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(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)是人類對(duì)世界的認(rèn)識(shí)而總結(jié)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(duì)知識(shí)的描述有很多種,最常用的就是人類形成的自然語(yǔ)言。而后為了更準(zhǔn)確的描述知識(shí)并方便在實(shí)踐中應(yīng)用知識(shí),引入了數(shù)學(xué)方式描述。使用數(shù)學(xué)形式表示知識(shí)完成了對(duì)知識(shí)的量化過程,同時(shí)隨著邏輯學(xué)的發(fā)展,邏輯學(xué)中的證明和推理方法使得知識(shí)結(jié)構(gòu)(系統(tǒng))在一個(gè)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)沫h(huán)境中不斷完善發(fā)展。利用知識(shí)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(jì)80年代開始,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(jì)算機(jī)科學(xué)中的本體概念。以后在對(duì)計(jì)算機(jī)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(shí)本體,形成了用于構(gòu)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(shí)本體是指對(duì)領(lǐng)域知識(shí)的共享概念模型和明確的形式化規(guī)范說明。按照這個(gè)理解,知識(shí)本體可以看作是對(duì)某個(gè)領(lǐng)域中的概念以及概念之間關(guān)系的抽象和規(guī)范化描述,這種描述可以作為一種提取、處理領(lǐng)域知識(shí)的工具。在智能教育教學(xué)軟件中引入知識(shí)本體,完善知識(shí)表示,更好的體現(xiàn)知識(shí)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(xí)。
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