基于知識本體的職業(yè)教學軟件發(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(xiàn)有的教育教學條件和環(huán)境跟不上技術的發(fā)展變化。本文針對職業(yè)教育教學的特點以及教學軟件存在的問題提出基于知識本體的職業(yè)教學軟件的應用和發(fā)展方向。
【關鍵詞】職業(yè)教育 知識本體 教學軟件
1 職業(yè)教學軟件現(xiàn)狀
目前我國職業(yè)教育正處于蓬勃發(fā)展時期,2008年我國職業(yè)院校的招生規(guī)模總數已達1100萬人,在校學生總數已超過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)教育服務經濟社會的能力正在日益顯現(xiàn)。職業(yè)教育的發(fā)展,極大地提高了我國勞動者的素質,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主義現(xiàn)代化建設。同時隨著技術的更新,社會對從業(yè)人員的要求越來越高,職業(yè)教育必須緊跟技術發(fā)展潮流,提高學生技能水平是刻不容緩的事情。
引入新的教育教學模式是提高教育效率和效果的有效途徑。根據職業(yè)教育教學的特點,要求學生要有很強的實踐操作能力。但現(xiàn)有的教育教學條件和環(huán)境跟不上技術的發(fā)展變化,恰當的引入計算機軟件仿真技術,模擬實際的技術環(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教育的了解,在開發(fā)產品方面缺乏合理地規(guī)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,同質化嚴重,產品大同小異。為此,2009年4 月南京市專門成立了教育應用軟件開發(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,使用知識庫開發(fā)智能教育系統(tǒng)能更好的適應教育教學的發(fā)展。特別是對于職業(yè)教育,學生在實際操作中將面對各種各樣的問題,職業(yè)教育的核心就是培養(yǎng)學生如何分析、解決這些問題。智能化的教育教學軟件充分體現(xiàn)了這個方面的優(yōu)裕性。它利用知識庫引導學生根據實際情況提出處理的方法,并對學生在操作中出現(xiàn)的問題給出提示和建議,指導學生改正。與現(xiàn)有單純的仿真軟件,智能化教育教學軟件不單要求學生掌握基本的操作技巧它更注重培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。因此開發(fā)適應我國現(xiàn)有職業(yè)教育教學特點的智能教育系統(tǒng)是很有必要的。
2 國內外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢
計算機輔助教學在美國20世紀60年代后期就開始大力推行。但教育技術的研發(fā)和應用缺少相應的長期計劃和遠景目標,而且?guī)в幸欢ǖ拿つ啃院妥园l(fā)性,使之認識到只提高教育教學的硬件條件是遠遠不夠的,如果學校缺少一流的軟件和專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的應用和推廣有了統(tǒng)一的規(guī)劃、指導和評價;二、教育軟件的研發(fā)也不再僅僅是某個研究機構或研究者個人的事, 它必須和國家的長期教育策略相一致, 并接受有關教育部門的指導。這些措施在美國教育界產生了積極作用。同樣的,英國在進入新世紀以后也非常重視建立計算機輔助教學軟、硬件系統(tǒng),并為學生開設信息技術基礎教育的入門課程。
我國現(xiàn)在對現(xiàn)代教育技術方面比較重視硬件的投入,學校的計算機普及率很高,教育軟件追蹤最新的系統(tǒng)平臺和開發(fā)技術,以其交互性強、信息量大,能進行快速檢索,具有多媒體功能而備受教師、家長、學生的關注。但是各教育軟件系統(tǒng)的.資源自成體系,無法實現(xiàn)資源和信息的共享。因為缺乏教育軟件評價的規(guī)范化工作作為基礎,使得軟件投入成為低水平的重復性開發(fā)工作,不但帶來資源浪費,也無法與國際上的教育信息技術體系相溝通。另外,教育軟件開發(fā)時理念動機很低,大部分軟件只是作為某一教學環(huán)節(jié)的鞏固訓練,使用傳統(tǒng)教學手法一樣可以達到相同的教學目的,體現(xiàn)不出現(xiàn)代教育技術的優(yōu)越性。
現(xiàn)在職業(yè)教育一般采用仿真軟件配合教學。比如在數控加工教學中使用數控加工仿真系統(tǒng)來模擬數控加工過程。但仿真軟件不能代替教學軟件。仿真軟件不能代替教學軟件,它存在嚴重弊端。弊端一,仿真軟件只是模擬操作過程,沒有與理論知識結合起來,不利于學生對基礎知識、基本概念的理解,這將影響學生基本素質的培養(yǎng),影響學生未來發(fā)展。弊端二,教學本來就是千變萬化的過程,必須針對不同的學生和不同的社會需求進行適時調整,而仿真軟件做不到這一點,它無法針對教師和學生的要求進行變化。發(fā)展智能教育教學是必然趨勢。
3 知識本體在職業(yè)教學軟件的應用
基于知識的教學軟件是教學軟件的發(fā)展方向。對于知識系統(tǒng)而言,所涉及到的概念應該是根據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。一個知識結構是人類對世界的認識而總結出來的,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。人類對知識的描述有很多種,最常用的就是人類形成的自然語言。而后為了更準確的描述知識并方便在實踐中應用知識,引入了數學方式描述。使用數學形式表示知識完成了對知識的量化過程,同時隨著邏輯學的發(fā)展,邏輯學中的證明和推理方法使得知識結構(系統(tǒng))在一個科學嚴謹的環(huán)境中不斷完善發(fā)展。利用知識本體為教育教學服務是提高教育教學智能化的重要手段。從二十世紀80年代開始,Neches、Gruber等研究者將哲學上的本體概念引入到人工智能中,建立了關于人工智能以及計算機科學中的本體概念。以后在對計算機科學與信息科學的研究中,研究者們進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言。所謂知識本體是指對領域知識的共享概念模型和明確的形式化規(guī)范說明。按照這個理解,知識本體可以看作是對某個領域中的概念以及概念之間關系的抽象和規(guī)范化描述,這種描述可以作為一種提取、處理領域知識的工具。在智能教育教學軟件中引入知識本體,完善知識表示,更好的體現(xiàn)知識的層次性和完整性,同時提高軟件的交互性,讓學生利用軟件完成自主學習。
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