Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Phát triển hệ thống tìm kiếm học liệu E-learning cho học sinh phổ thông dựa trên web ngữ nghĩa tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển hệ thống tìm kiếm học liệu Elearning dành cho học sinh phổ thông dựa trên công nghệ WebNN.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TÌM KIẾM HỌC LIỆU E-LEARNING CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG DỰA TRÊN WEB NGỮ NGHĨA Lý Anh Tuấn1, Trần Thị Minh Hoàn1 Trường Đại học Thủy lợi, email: tuanla@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU E-learning không liên quan đến việc cung cấp truy cập tài nguyên học lúc, nơi, mà cịn hỗ trợ tính xác định mục tiêu học tập cá nhân, giao tiếp đồng không đồng hợp tác người dạy người học Web ngữ nghĩa (WebNN) [1] xu phát triển nhằm cung cấp ngữ nghĩa cho liệu Web, hướng đến hệ Web đáp ứng tốt nhu cầu người ứng dụng WebNN cung cấp dịch vụ cao cấp tìm kiếm xác, tích hợp tư vấn thông tin thông minh, lọc thơng tin, quản lí tri thức… nhờ ánh xạ ngữ nghĩa thuật ngữ liệu yêu cầu phân tích nội dung Thuộc tính WebNN (ngữ nghĩa chia sẻ cơng khai, siêu liệu xử lý máy) dường đủ mạnh để thỏa mãn đòi hỏi E-Learning: học nhanh, lúc, có liên quan Tùy theo nhu cầu người dùng, học liệu dễ dàng tìm thấy kết hợp vào khóa học Bài báo tập trung vào việc nghiên cứu phát triển hệ thống tìm kiếm học liệu Elearning dành cho học sinh phổ thơng dựa cơng nghệ WebNN Hệ thống tích hợp cơng nghệ WebNN hỗ trợ người học tìm kiếm thông tin tài nguyên học tập giảng, tập, tài liệu tham khảo… phù hợp nhu cầu cá nhân Các học liệu cung cấp thông tin chi tiết, đầy đủ mặt ngữ nghĩa phục vụ cho công tác quản lý, giảng dạy học tập Nghiên cứu tài liệu tìm hiểu cơng nghệ WebNN cơng cụ liên quan Tìm hiểu ứng dụng WebNN, ưu điểm nhược điểm phương pháp phát triển ứng dụng WebNN Tìm hiểu mơ hình E-learning, khảo sát hệ thống E-learning có, nghiên cứu cách ứng dụng công nghệ WebNN vào việc phát triển hệ thống E-learning Các công cụ sau lựa chọn để phát triển ứng dụng: 1) Protégé [3]: xuất xứ từ Đại học Stanford, biên tập ontology nguồn mở miễn phí viết Java cho phép người dùng tạo ontology ngôn ngữ RDFS OWL Protégé cho phép sử dụng cấu trúc dạng để thực thao tác với lớp chẳng hạn tạo lớp, tạo lớp con, gắn thuộc tính 2) Jena [4]: framework Java giúp xây dựng ứng dụng WebNN Nó cung cấp mơi trường lập trình cho RDF/ RDFS, OWL, SPARQL bao gồm động suy diễn dựa luật Jena cung cấp lưu trữ TDB (TDB triplestore) để lưu trữ truy hồi liệu RDF diện rộng 3) JSP: công nghệ để phát triển trang Web hỗ trợ nội dung động, kết hợp với ngơn ngữ JavaScript cơng nghệ AJAX để tăng khả tương tác với người dùng Quy trình phát triển ứng dụng WebNN (Hình 1) gồm hai hoạt động chính: i) tạo trang Web, ii) xây dựng nội dung logic (hoặc ontology), tiến hành song song Sau thực tích hợp kiểm thử để tạo sản phẩm cuối 148 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Hình Kiến trúc quy trình phát triển ứng dụng WebNN Dựa vào quy trình này, chúng tơi tiến hành bước sau để hoàn thiện hệ thống: - Khảo sát, tham khảo số mô hình Elearning, số hệ thống tìm kiếm WebNN có - Thu thập liệu giảng E-learning cho học sinh phổ thông - Xây dựng ontology học liệu E-learning cho học sinh trung học công cụ Protége - Phân tích thiết kế hệ thống, xây dựng trang Web tìm kiếm học liệu E-learning cho học sinh phổ thông Hệ thống xây dựng Web công nghệ JSP, sử dụng framework Jena để vận hành liệu sở tri thức TDB Jena để lưu trữ ontology Hình Mơ hình E-learning dựa WebNN phân rã lưu trữ vào thành phần Hình mơ hình phân cấp lớp ontology xây dựng Protégé KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Chúng tiến hành khảo sát phân tích thiết kế hệ thống Hình trình bày mơ hình tổng quan hệ thống Trung tâm mơ hình ontology học liệu E-learning giúp biểu diễn tri thức miền đặc thù Công việc phát triển ứng dụng bao gồm bước sau đây: 1) Xây dựng ontology: Dựa bước xây dựng ontology [2], tiến hành định nghĩa thành phần ontology học liệu E-learning cho học sinh phổ thông bao gồm lớp, mối quan hệ, thuộc tính tạo cá thể Tất thông tin học liệu thu thập Hình Mơ hình phân cấp lớp ontology E-learning Ontology học liệu E-learning có lớp gốc Thing, bao gồm lớp Con_người Học_liệu Các lớp lại phân chia thành lớp con… Mỗi lớp thể thực (đối tượng) Hình trình bày liệu thực thể thêm vào ontology 149 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 KẾT LUẬN Với mục đích xây dựng hệ thống Elearning giúp học sinh phổ thông tìm kiếm học liệu đầy đủ, xác nhanh chóng, chúng tơi ứng dụng cơng nghệ WebNN để cung cấp thêm ngữ nghĩa cho học liệu tăng khả tích hợp, chia sẻ liệu hệ thống Hệ thống hoàn thiện chức thử nghiệm tích hợp thêm liệu để triển khai thực tế Hình Dữ liệu thực thể ontology Ontology bao gồm thuộc tính đối tượng (Object Property) thuộc tính liệu (Data Property) Trong thuộc tính đối tượng bao gồm: - coThanhvien: có thành viên, dùng để mơ tả loại học liệu có học liệu - laThanhvienCua: thành viên của, dùng để mô tả học liệu cụ thể thuộc loại học liệu Các thuộc tính liệu bao gồm: Tên_học_liệu, Tập, Tác_giả, Nhà_XB, Thời_điểm_XB, Tóm_tắt, Định_dạng_TL, Người_đăng, Ngày_đăng, Môn_học, Lớp, Chủ_đề_giáo_dục, Đối_tượng_sử_dụng… 2) Xây dựng chương trình: Sau xây dựng, ontology định dạng OWL nạp vào CSTT Jena TBD Mô-đun quản trị tri thức phát triển dựa framework Jena, sử dụng câu lệnh SPARQL để truy vấn CSTT Các chức hệ thống bao gồm: tìm kiếm học liệu phù hợp với tiêu chí người sử dụng, hiển thị thơng tin chi tiết học liệu nội dung mềm (nếu có) suy diễn thơng tin học liệu Hình giao diện chức tìm kiếm Việc cung cấp ngữ nghĩa cho học liệu giúp kết tìm kiếm xác Hình Giao diện chức tìm kiếm Do hệ thống xây dựng dựa cơng nghệ WebNN nên có ưu điểm: dễ dàng tương tác, dùng chung liệu với hệ thống sử dụng chuẩn RDF SPARQL có sẵn; thơng tin tri thức hệ thống dễ dàng truy cập hiểu tác nhân tự động; cải thiện tốc độ truy hồi thông tin việc giảm tải thông tin; cho phép suy diễn dựa tri thức có sẵn CSTT TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T Berners-Lee, J Hendler and O Lassila, The Semantic Web, Scientific American, vol 284(5), pp 34-43, 2001 [2] N.F Noy, D L McGuinness Ontology Development 101: A guide to creating your first ontology, Stanford University, Stanford, CA, USA, 2001 [3] Protégé http://www.protege.stanford.edu [4] Apache Jena http://www.jena.apache.org 150 ... số hệ thống tìm kiếm WebNN có - Thu thập liệu giảng E-learning cho học sinh phổ thông - Xây dựng ontology học liệu E-learning cho học sinh trung học công cụ Protége - Phân tích thiết kế hệ thống, ... diễn thơng tin học liệu Hình giao diện chức tìm kiếm Việc cung cấp ngữ nghĩa cho học liệu giúp kết tìm kiếm xác Hình Giao diện chức tìm kiếm Do hệ thống xây dựng dựa cơng nghệ WebNN nên có ưu... trang Web tìm kiếm học liệu E-learning cho học sinh phổ thông Hệ thống xây dựng Web công nghệ JSP, sử dụng framework Jena để vận hành liệu sở tri thức TDB Jena để lưu trữ ontology Hình Mơ hình E-learning