基于语义本体网络试题库系统的研究

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1、摘要摘要随着网络技术的不断发展，教育和学习的区域化、全球化趋势同样也得到迅猛的发展，并成为各国教育发展战略和决策的重点课题。世界各国在大力发展网络教育的过程中深刻认识到，教育资源的可共享性和系统的互操作对于网络教育的实用性具有决定性意义。因此，如何有效地组织和检索网络教育资源是国际、国内教育界需要迫切解决的课题。本文首先介绍了现代网络教育发展的现状，分析了现代网络教育资源中存在的问题。提出了引入语义WEB的构想，以一种明确的形式化的方式来表示网络教育资源中的信息，提高异构系统之间的互操作性。另外，利用学科本体构建起网络教育资源的知识共享模型，提供共享的概念空间，从而解决计算机的语义理解、知

2、识共享和互操作的问题。本文阐述了本体的概念，介绍了本体的定义、描述语言以及构建方法等。重点探讨了网络教育资源中学科本体的构建方法，并依据其构建了基于OWL描述的《离散数学》学科知识本体。并在已构建的学科知识本体DMSO（DiscreteMathematicalStructuresOntology）的基础上，设计并实现了对《离散数学》试题资源进行语义检索的实验系统。本文具体介绍了该系统的设计思想、框架结构以及实现方案，详细研究了其中两个关键性技术：DMSO的持久化方案和基于语义匹配检索的本体查询语言。该实验系统的实现提供了一个知识本体在网络教育资源建设领域中的应用模型。关键词：本体，网络教育

3、资源，OWL，语义检索。I大摘要随着网络技术的不断发展，教育和学习的区域化、全球化趋势同样也得到迅猛的发展，并成为各国教育发展战略和决策的重点课题。世界各国在大力发展网络教育的过程中深刻认识到，教育资源的可共享性和系统的互操作对于网络教育的实用性具有决定性意义。因此，如何有效地组织和检索网络教育资源是国际、国内教育界需要迫切解决的课题。现代网络教育是一种基于Web的教育方式，在某种程度上说是提供面向学习者阅读的内容。而Web上的内容无法被机器所理解，信息资源缺少统一的语义描述，在传统信息检索方式下，用户难以准确查找到与需求相关的资源，难以真正实现信息资源的语义共享。随着网络教育的进一步发展

4、，如何全面而又准确地查找到用户所需的教育资源，进行教育信息的有效检索，是当前网络教育资源管理面临的挑战。从长远看，解决上述矛盾的根本方法就是变无序数据为有序知识，让计算机能够理解Web信息。Web创始人TimBerners-Lee于1998年提出了SemanticWeb(语义Web，或语义网)的构想，旨在赋予Web上所有资源唯一的标识，并在资源之间建立起机器可处理的各类语义联系。语义Web是对当代Web的扩展和延伸，能够以一种明确的、形式化的方式来表示信息资源，提高异构系统之间的互操作性，促进知识的共享。语义网采用的XML和RDF技术为计算机使用统一的信息标识语言和统一的信息描述奠定了基础

5、，而本体的构建将解决计算机可以理解语义，并支持对变量、规则的推理，将成为人的智力的延伸，对知识发现有重要的意义。论文首先介绍了现代网络教育发展的现状，分析了现代网络教育资源中存在的问题。提出了引入语义WEB的构想，以一种明确的形式化的方式来表示网络教育资源中的信息，提高异构系统之间的互操作性。另外，利用学科本体构建起网络教育资源的知识共享模型，提供共享的概念空间，从而解决计算机的语义理解、知识共享和互操作的问题。本文阐述了本体的概念，介绍了本体的定义、描述语言以及构建方法等。重点探讨了网络教育资源中学科本体的构建方法，并依据其构建了基于OWL描述的《离散数学》学科知识本体。并在已构建的学科

6、知识本体DMSO（DiscreteMathematicalStructuresOntology）的基础上，设计并实现了对《离散数学》试题资源进行语义检索的实验系统。文中具体介绍了该系统的设计思想、框架结构以及实现方案，详细研究了其中两个关键性技术：DMSO的持久化方案和基于语义匹配检索的本体查询语言。该实验系统的实现提供了一个知识本体在网络教育资源建设领域中的应用模型。论文对基于DMSO的试题检索系统进行分析，提出了系统结构和解决方案并选择了相应的开发平台和工具。详细介绍了检索模型系统的实现及其关键技术，模型采用了对中文本体存储有较好支撑的MsSQL关系数据库系统来实现本体的持久性存储；介

7、绍了HP公司的JENAOWL推理机接口和SPARQL查询语言，用自顶向下的方法来进行了基于语义匹配的查询检索。虽然本文最后没有实现一个完整的基于语义的试题检索系统，但是通过实验发现，对于构建的本体实例，该原型系统还是很好的推理出了本体中的类层次关系以及实例间的相关关系，证明了该模型的可行性和有效性。关键词：本体，网络教育资源，OWL，语义检索。AbstractAbstractWiththedevelopmentofnet