دانشكده مهندسي
گروه مهندسي كامپيوتر
پاياننامه كارشناسي ارشد
غني سازي محتواي آموزش الکترونيکي مبتني بر وب معنايي
تهيه و تنظيم:
علي شالفروش
استاد راهنما:
دکتر محسن کاهاني
تابستان 1393
تقديم به:
پدر و مادرم
و
صبر و شکيبايي و حمايت هاي همسرم
و
استقامت فرزندم
و استادي که آموختن آموخت و آنان که با شهادت و ايثار و جانبازي آرامش را به اين سرزمين هديه دادند، تا بمانيم، شايد که بدانيم.

تقدير و تشکر
در اين جا بر خود لازم مي دانم از تلاش کليه اساتيد محترم، با تجربه و متخصص گروه کامپيوتر دانشگاه فردوسي مشهد به ويژه انديشمند فرزانه جناب آقاي پروفسور محسن کاهاني که همواره از ابتداي ورود به دانشگاه راهنما و هدايت کننده اينجانب در مسير صحيح بوده اند و علاوه بر استادي، همچون برادري مهربان همواره اميد را در دلم زنده نگه داشته و مسير عقلانيت را برايم هموار ساخته اند تشکر و قدرداني کنم.
در پايان از خانواده و همسر فداکارم که مشقت دوري و مشکلات پيش آمده در زندگي را در کنار اينجانب تحمل نموده اند و فرزند عزيزم که با وجود ناملايمات فراوان هيچگاه تنهايم نگذاشتند و هميشه دلگرم کننده ادامه راهم بوده اند، و کليه دوستاني که مرا در انجام اين تحقيق ياري رسانده اند مخصوصاً اعضاي آزمايشگاه فناوري اطلاعات و آزمايشگاه تلفيق1 دانشکده مهندسي، همچنين دوستان و اساتيدي که در مرکز آمار و کامپيوتر و مرکز آموزش الکترونيکي دانشگاه فردوسي مشهد و سازمان مرکزي دانشگاه پيام نور زمينه تحقيق ميداني و سيستمي را برايم فراهم نمودند تشکر و قدرداني مي کنم.
چکيده:
در دنياي امروز به منظور کاهش هزينه يادگيري از طرفي و هزينه وقت از طرف ديگر که نمي توان از آن چشم پوشي کرد، بهره گيري از سيستمهاي جديد يادگيري همچون يادگيري الکترونيکي جايگاه خود را نمايان ساخته است. محققان تلاش مي کنند براي پايين آوردن هزينه آموزش مستقل از زمان با تکيه بر فناوري هاي جديد بتواند علاوه بر آموزش موثر هزينه توليد را با بهره گيري از دانش اشتراکي در محيط وب کاهش داده و با تنوع بخشي محتواي آموزش الکترونيکي به کمک سيستم هاي انطباقي مبتني بر شبکه وب معنايي به اطلاعات و داده هاي مرتبط براي يادگيرنده دست يايند.
در اين تحقيق آنچه مورد نظر ماست شامل، بهره گيري از وب معنايي به منظور غني سازي محتواي آموزش الکترونيکي براي افزايش اثر بخشي و ارتقاء کيفيت آموزش در سيستم هاي آموزش الکترونيکي و ارائه بهترين شيوه بکارگيري فناوري هاي وب معنايي در تنوع بخشي و غني سازي محتواي آموزش الکترونيکي با تکيه بر آمار و کاربردها است. بدين منظور در اين تحقيق تلاش شده با ارائه و طراحي يک معماري توزيع شده در حوزه هاي مختلف وب معنايي مانند مدل سازي محتوايي مبتني بر کليد واژه با بهره گيري از داده کاوي، توليد محتوا به روش هاي مشارکتي و اجتماعي، توليد محتوا به روش تفسير متن بر اساس هستان شناسي و ارائه محتواي آموزش الکترونيکي مبتني بر هستان شناسي به تقويت و تنوع بخشي محتواي آموزشي اثر بخش دست يافت.
ارزيابي عملکرد سيستم آموزش الکترونيکي با محتواي غني شده مبتني بر وب معنايي حاکي از افزايش اثر بخشي آموزش بر روي يادگيرندگان داشته است، که اين مهم با محتواي معمول در سيستم هاي مديريت يادگيري بر روي تعدادي از يادگيرندگان نمونه امتحان، و نتيجه ميزان يادگيري بررسي شده است، به طوري که با بهره گيري از اين سيستم مي توان حداقل به افزايش توانمندي يادگيرندگان به ميزان 20% و علاقه مندي استفاده از سيستم به ميزان 40% براي آنان دست يافت.
کلمات کليدي:
آموزش الکترونيکي مبتني بر وب، وب معنايي، آنتولوژي، داده هاي پيوندي، داده کاوي، متن کاوي، سيستم هاي آموزش الکترونيکي
فهرست مطالب
فصل اول:” مقدمه” ……………………………………………………………………………………………………………………………….1 1-1- تاريخچه آموزش الکترونيکي …………………………………………………………………………………………………………2 1-2- تعاريف و مفاهيم کلي ……………………………………………………………………………………………………………………..2 1-3- ساختار و ترتيب محتوا …………………………………………………………………………………………………………………..6 1-4- تعامل آموزشي ……………………………………………………………………………………………………………………………….8 1-5- پورتال يادگيري الکترونيکي …………………………………………………………………………………………………………8 1-6- تحقيق انجام شده در اين پايان نامه ………………………………………………………………………….. 9 1-7- ساختار پايان نامه ………………………………………………………………………………………………….. 11 فصل دوم:” پيش زمينه و بررسي کارهاي مشابه” ………………………………………………………………………….13 2- 1- وب معنايي …………………………………………………………………………………………………………………………………..14 2-2- RDF …………………………………………………………………………………………………………………………………………….16 2-3- هستي شناسي…………………………………………………………………………………………………………….19 2- 4- استفاده از تکنولوژي معنايي براي استخراج و يکپارچه سازي محتوا ………………………………………20 2- 5- متدولوژي هاي متداول ساخت هستي شناسي ……………………………………………………………………………23 2-5-1- متدولوژي SENSUS-Based …………………………………………………………………………….23 2-5-2- متدولوژي METHODOLOGY………………………………………………………………………23 2-5-3- متدولوژي Uschold and King …………………………………………………………………………24 2-5-4- متدولوژي Gruninger and Fox ……………………………………………………………………….24 2-5-5- متدولوژي Amaya Berneras …………………………………………………………………………..25 2-6- معرفي نرم افزار PROTEGE در ساخت هستي شناسي ………………………………………………………….26 2-6-1- مراحل ساخت هستي شناسي …………………………………………………………………………………..26 2-6-2- براي ساخت هستي شناسي مراحل زير را دنبال مي کنيم …………………………………….. 26 2-6-2-1- مشخص کردن دامنه و محدوده هستي شناسي ………………………………….26 2-6-2-2- بررسي استفاده از هستي شناسي هاي موجود ……………………………………27 2-6-2-3- مشخص کردن واژه هاي مورد استفاده در دامنه …………………………………27 2-6-2-4- تشخيص کلاس ها و ساختار آنها ………………………………………………………..27 2-6-2-5- تعريف مشخصه کلاس …………………………………………………………………………28 2-6-2-6- تعريف محدوديت ها …………………………………………………………………………….28 2-7- داده هاي پيوندي …………………………………………………………………………………………………………………………..29 2-7-1- تعريف داده هاي پيوندي …………………………………………………………………………………………29 2-7-2- تکنولوژي در داده هاي پيوندي ………………………………………………………………………………..29 2-7-3- :LOD پروژه داده هاي باز و پيوندي ………………………………………………………………………..31 2-7-4- انتخاب واژگان URIS و RDF ………………………………………………………………………………….32 2-7-5- ايجاد لينک ……………………………………………………………………………………………………………….32 2-7-6- ابزار انتشار …………………………………………………………………………………………………………………33 2-7-7- Revyu ………………………………………………………………………………………………………………….33 2-7-8- APIS شبکه ………………………………………………………………………………………………………………33 2-7-9- بکارگيري تکنيک در داده هاي پيوندي ……………………………………………………………………33 2-8- پايگاه دانش DBpedia و کاربرد آن در دسترسي به محتواي موجود ………………………………………..34 2-8-1- شبکه ترکيب و ادغام داده ………………………………………………………………………………………..35 2-8-2- شبکه تفسير محتوا ……………………………………………………………………………………………………35 2-8-3- استفهام و بررسي و جستجو ……………………………………………………………………………………..35 2-8-4- تفسير محتوا ……………………………………………………………………………………………………………..36 2-9- مرور تحقيقات انجام شده در حوزه آموزش الکترونيکي مبتني بر وب معنايي……………………………..36 2-9-1- پروژه GRAPPLE …………………………………………………………………………………………………………..36 2-9-2- توسعه نرم براي ??يادگيري تطبيقي با همکاري مشارکتي ……………………………………………….38 2-9-3- استخراج رفتار يادگيري دانشجو و خود ارزيابي براي تطبيق سيستم مديريت آموزشي392-9-4- مدل يادگيرنده مبتني بر هستي شناسي براي پشتيباني از شخصي سازي آموزش الکترونيکي40 2-9-5- آنتولوژي مدلسازي يادگيرنده …………………………………………………………………………………………412-9-6- جنبه هاي معنايي در يادگيري الکترونيکي: با استفاده از چرخه حيات دانش براي مديريت معناشناسي جهت شبکه و سيستم هاي سرويس گرا43 2-9-7- شخصي و غني سازي منابع يادگيري با استفاده از فن آوري هاي وب معنايي …………….44 2-9-8- پايان نامه هاي مرتبط که در ايران انجام و يا در حال انجام مي باشد …………………………..44 2-10- خلاصه فصل ………………………………………………………………………………………………………………………………..44فصل سوم :” روش پيشنهادي” ……………………………………………………………………………………………………….. 46 3- 1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………47 3-2- مسئله غني سازي محتوا ……………………………………………………………………………………………………………….48 3-3- مسئله غني سازي محتواي پيکره باز در زمينه آموزش الکترونيکي …………………………………………….50 3-4- رويکردهاي موجود در مسئله غني سازي آموزش الکترونيکي ……………………………………………………..51 3-4-1- محتواي انطباقي قابل توسعه …………………………………………………………………………………….51 3-4-2- روش هاي مشارکتي و اجتماعي ………………………………………………………………………………52 3-4-3- تفسير متن براساس هستي شناسي ………………………………………………………………………….53 3-5- رويکردهاي پيشنهادي …………………………………………………………………………………………………………………..54 3-5-1- غني سازي محتوا بر اساس موضوع ………………………………………………………………………….54 3-5-2- غني سازي محتوا بر اساس هستي شناسي ………………………………………………………………563-6- پتانسيل هاي سيستم پيشنهادي: پشتيباني از هدايت انطباقي يادگيرنده مبتني بر موضوع براي آموزش الکترونيکي57 3-7- جمعآوري دادههاي يک منبع داده از وب …………………………………………………………………………………….58 3-7-1- تبديل محتواي موجود گردآوري شده در پايگاه داده بصورت دادههاي پيوندي ……..58 3-8- محتواي ورودي سيستم …………………………………………………………………………………………………………………59 3-9- معماري پيشنهادي ………………………………………………………………………………………………………………………..59 3-10- الگوريتم غني سازي محتوا ………………………………………………………………………………………………………….61 3-10-1- مرحله اول ……………………………………………………………………………………………………………….62 3-10-2- مرحله دوم براي غني سازي محتوا ………………………………………………………………………..63 3-11- جهت دهي مبتني بر مفهوم ………………………………………………………………………………………………………..64 3- 12- غني سازي محتواي آموزشي به روش( تقريباً) خودکار …………………………………………………………….64 3-13- خلاصه فصل ………………………………………………………………………………………………………………………………..65 فصل چهارم: ” پياده سازي و ارزيابي ” . ………………………………………………………………………………………….66 4-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………….67 4-2- پياده سازي سيستم پيشنهادي ……………………………………………………………………………………………………..67 4-2-1- بررسي چالشهاي موجود در ايجاد ارتباط بين منابع داده و راه حل هاي ممكن……… 67 4-3- ساخت آنتولوژي هاي مورد نياز در سيستم آموزش الکترونيکي با محتواي غني شده پيشنهادي69 4-3-1- ساخت آنتولوژي در دامنه يادگيري الکترونيکي و سرفصل موضوعي محتواي مورد نظر69 4-3-1-1- مرحله اول : شناسايي دامنه آنتولوژي مدلسازي در يادگيري …………………………….69 4-3-1-2- تشخيص کلاس ها و ساختار آنها …………………………………………………………………………70 4-3-3-3- تعريف slotها ………………………………………………………………………………………………………70 4-3-3-4- امتحان آنتولوژي …………………………………………………………………………………………………..71 4-4- روش ارزيابي در اين تحقيق …………………………………………………………………………………………………………..72 4-4-1- محاسبه بازده دانش ……………………………………………………………………………………………………….72 4-4-2- ارزيابي ميزان فعاليت خود جوش يادگيرنده …………………………………………………………………..73 4-4-3- مرحله نهايي ارزيابي ………………………………………………………………………………………………………..73 4-5- ارزيابي مبتني بر موضوع و مدل سازي کاربري …………………………………………………………………………….73 4-6- تأثير سازگاري مبتني بر موضوع بر يادگيري يا آموزش ……………………………………………………………….75 4-7- ارزيابي کمي و کيفي سيستم از ديد يادگيرندگان ………………………………………………………………………..75 4-8- خلاصه فصل …………………………………………………………………………………………………………………………………..79 فصل پنجم:” نتيجه گيري و کارهاي آتي” ………………………………………………………………………80 5- نتيجه‌گيري و کارهاي آتي ………………………………………………………………………………………………………………..81 5-1- نتيجه‌گيري…………………………………………………………………………………………………………………………………….81 5-2- کارهاي آتي …………………………………………………………………………………………………………………………………..82 منابع …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………83 ضمائم ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….87

فهرست جداول
جدول 4-1 جدول ارزيابي سيستم قديم ……………………………………………………………………………………………………………..78جدول 4-2 جدول ارزيابي سيستم جديد …………………………………………………………………………………………………………….79
فهرست شکل ها
شکل2-1- بيان مفاهيم در قالب عبارات سه قسمتي RDF ………………………………………………………17شکل2-2- يک شبکه مفهومي ……………………………………………………………………………………………………..18شکل2-3- رويکردهاي مختلف براي استفاده آنتولوژي در تشريح مفاهيم ……………………………….22شکل2-4- ابر LOD ……………………………………………………………………………………………………………………32شکل2-5- زير ساختهاي کلي در پروژه grapple ……………………………………………………………………37شکل2-6- معماري ALE گروه Grapple ……………………………………………………………………………37شکل2-7- پيشنهاد چرخه حيات تاليف مشارکتي ……………………………………………………………………….38شکل2-8- بخش نمونه اي از ارائه دانش ………………………………………………………………………………………39شکل2-9- معماري سيستم پيشنهادي …………………………………………………………………………………………39شکل2-10- نمايش گرافيکي از مدل کاربر …………………………………………………………………………………..40شکل2-11- دو نمونه از کلاس توانايي مدل کاربر در OWL/XML syntax ……………………….41شکل2- 12- ويژگي هاي فردي يادگيرنده ارائه شده ……………………………………………………………….42شکل2- 13- کارشناسان تعيين تگ روي محتويات ……………………………………………………………………42شکل2-14- استفاده از هستي شناسي استاندارد و کشف محتواي، محتويات هدف يادگيرنده 42شکل2- 15 معماري پيشنهاد شده …………………………………………………………………………………………….43شکل3-1- اقلام محتوايي در يک سيستم سنتي با متن بسته ……………………………………………………49شکل3-2- مسئله غني سازي محتوا با متن باز …………………………………………………………………………..49شکل3-3- غني سازي محتوا همراه با شخصي سازي محتواي آموزشي در آموزش الکترونيکي …51شکل 3-4 -معماري سيستم پيشنهادي ……………………………………………………………………………………….57شکل3-5- معماري پيشنهادي …………………………………………………………………………………………………….60شکل3-6- برچسب زدن محتوا کشف شده توسط يادگيرنده از فضاي وب …………………………………62شکل 3-7- شماي تبديل محتواي کشف شده توسط يادگيرندگان منتخب ………………………………..63شکل 3-10- گراف عملکرد معماري غني سازي در سيستم خودکار …………………………………………..ضميمه
ضمائم
گراف عملکرد معماري غني سازي در سيستم خودکار…………………………………………………………………………………………87
فصل اول
مقدمه
1-1- تاريخچه آموزش الکترونيکي
تفکر استفاده از رايانه ها و شبکه هاي رايانه اي براي کارهاي مدرسه اي و عملي به قرن بيستم و اوائل دهه 1960 برمي گردد. از اوايل دهه 70 با به ثمر نشستن طرح آرپانت ،تبادل اطلاعات و داده هاي علمي نيز بين مراکز مدرسه هاي آمريکا شروع شده است. البته آموزش الکترونيکي به شکل امروزي و در اين گستره کاربرد در اوايل دهه 1990با ظهور شبکه جهاني اينترنت شکل گرفت و با توجه به قابليت هاي بسيار زياد وب ، آموزش الکترونيکي به سرعت رشد کرد و امروزه جايگاه خود را در ساختار آموزشي بسياري از کشورها تثبيت کرده است. ايده آموزش الكترونيكي، به طرح دانشگاه باز که از سوي كشور انگليس مطرح شد، ارتباط پيدا مي کند. طبق اين طرح، علاقه مندان با استفاده از برنامه‌هاي تلويزيوني، آموزش‌هاي علمي لازم را پشت سر مي گذاشتند و مدرك دريافت مي‌كردند. همچنين با ابداع مفهوم “كلينيك آزاد” در ايالات متحده آمريكا (در دهه 1960) ، گام مهم و بزرگي در اين زمينه برداشته شد. در دهه هفتاد به خاطر افزايش دسترسي گسترده و عمومي به كامپيوتر در آمريكا، تدريس غيرحضوري رايج شد و براي نخستين بار، ارائه واحدهاي درسي به شيوه آنلاين در اوايل دهه 1980 به وسيله يكي از بنيانگذاران دانشگاه مجازي در ايالات متحده آمريكا ابداع شد .در سال 1988 نيز براي اولين بار يك برنامه نرم‌افزاري ، با نام “استاد ديجيتالي”كه يكي از استفاده هاي اوليه از كامپيوتر را در امور آموزشي پيشنهاد مي‌كرد، در آمريكا استفاده شد.از آن زمان تا به امروز، آموزش الكترونيكي تغييرات و پيشرفت هاي بسياري داشته است؛ مثلا در سال 1995 مراكز علمي ـ آموزشي آمريكا با ايجاد تغييراتي در سيستم خود و بهينه سازي آن، توانستند روش آموزش الكترونيكي را در همه جهان گسترش و اشاعه دهند[Kah85].
1-2- تعاريف و مفاهيم کلي:
آموزش الکترونيکي مجموعه اي از يک سيستم آموزشي، فرايند يادگيري انسان و طرح آموزشي(تکنولوژي آموزشي) است که بر پايه فناوري بنا نهاده شده است .
آموزش الکترونيکي پديده ايست که به همه کساني که بخواهند اجازه مي دهد در هر زماني که اراده کنند آنچه را که به آن علاقه دارند فرابگيرند، بدين روش مي توان يادگيري مطالب سخت را آسان و مفرح نمود.
از آنجائيکه در هر نظام و سازماني بر اساس برنامه استراتژيک تعريف شده آموزش موثر مي تواند نتايج با ارزش و دستاوردهاي جديد به همراه آورد لذا رسيدن به يک شيوه آموزشي که اطمينان و اعتماد به آن وجود داشته باشد بسيار حائز اهمي است. براي رسيدن به يک آموزش موفق قطعاً بايد عواملي که باعث شکست در آموزش است حذف شده و عوامل موثر در افزايش کارايي شيوه آموزش تقويت شود.
مطمئناً يک آموزش الکترونيکي خوب مي تواند هم قابل اطمينان و هم موثر در رسيدن به اهداف تعريف شده در آموزش باشد که در آن صورت کوتاه شدن زمان آموزش، تطابق با نيازهاي فراگير، مشارکت متقابل فراگيران در دوره آموزش،ايجاد نگرش مثبت در يادگيرنده، ايجاد يکنواختي کيفيت، به روز رساني سريع، دسترسي دائم، عدالت در آموزش، قابليت بهبود، پايين آوردن هزينه آموزش و ميزان عمق بخشي در آموزش با توجه به نياز يادگيرنده مي تواند از مهمترين خصوصيت آن باشد.
در آموزش الکترونيکي ما مي توانيم هزينه طراحي، توسعه، توزيع، اثر بخشي، تهديدات و نيازها را به دقت مورد ارزيابي قرار دهيم که از پارامترهاي مثبت در اين نوع آموزش است.در اين نوع آموزش مي توان کليه مهارتهاي ذهني، نرم، رواني و حرکتي را آموزش داد و دانش فرد را در اين حوزه ها ارتقاء داد. دستيابي به يک آموزش الکترونيکي خوب و اثربخش متشکل از رهيافت هوشمندي است که عواملي چون؛ هدف تغييرات رفتاري فراگيران، سرمايه گذاري کافي، مشارکت سياستگذاران آموزشي و ايجاد کنندگان آموزش الکترونيکي، مشارکت با متخصصين رشته آموزشي مورد نظر و مشارکت با فراگيران را در نظر داشته باشد.
براي آموزش الکترونيکي تعاريف مختلفي ارائه شده است که نمونه هايي از آن در ذيل آمده است: [Kah85].
آموزش الکترونيکي چيست؟ “يک نوع استفاده ساخت مند و هدف مند از سيستم هاي الکترونيکي و يا کامپيوتري براي پشتيباني از فرايند يادگيري”، “آموزش الکترونيکي يک مجموعه وسيع از کاربردها و فرآيندها را پوشش مي دهد مانند يادگيري مبتني بر وب، يادگيري مبتني بر کامپيوتر، کلاس هاي مجازي و همکاري ديجيتالي. آموزش الکترونيکي شامل تحويل محتوا از طريق اينترنت، اينترانت، نوارهاي صوتي و ويدئويي، ارسال ماهواره اي، تلويزيون تعاملي و سي دي رام مي باشد”(انجمن آموزش و توسعه آمريکا(ASTO)). معمولاً برنامه هاي آموزش مبتني بر کامپيوتر را تحت عنوان آموزش الکترونيکي (e_learning) طبقه بندي مي کنند ولي برنامه هايي که به طور خاص از اينترنت براي تحويل محتوا استفاده مي کنند WBT (آموزش مبتني بر وب) مي نامند.
سيستم هاي آموزش الکترونيکي به طور معمول بر روي تکنولوژي چند رسانه اي تعاملي بنا شده است، در اين تکنولوژي يادگيرنده متون، گرافيک، انيميشن را همراه صوت و يا فقط صوت و تکه هاي ويدئو را مشاهده مي کند. براي يادگيرنده صفحه کليد، موس، ميکروفن، وب کم و قلم نوري به عنوان ابزار ورودي اطلاعات از سوي او براي سيستم شناخته مي شود، که پس از تشخيص داده ها ورودي توسط نرم افزار، توسط يکي از رسانه هاي صوتي يا نمايشي پاسخ به يادگيرنده داده مي شود. در
پايان نيز سيستم مي تواند با سوالات چند گزينه اي يادگيرنده را مورد ارزيابي قراردهد. همانطور که گفته شد در يک سيستم آموزش الکترونيکي چندين عامل تاثير گذارند که براي موفقيت آموزشي توجه به اين موارد داراي اهميت ويژه اي مي باشد که عبارتند از: 1- يادگيرنده و دليل آموزش او 2- رسانه تحويل مطالب آموزشي 3- روش تدريس مورد استفاده 4- افرادي که در طراحي آموزش نقش آفريني مي کنند 5- منابعي که براي طراحي محتوي و توسعه آموزش وجود دارد.6- ميزان پشتيباني آموزشي قابل دسترس در حين دوره 7- ميزان پشتيباني قابل دسترس پس از انجام دوره 8- شيوه هاي ارزيابي يادگيرنده ها 9- طراحي نظام تشويق و تنبيه يادگيرنده ها به منظور کارايي خوب و بد آنان.
از آنجا که طراحي و پياده سازي دوره هاي آموزش الکترونيکي کار پيچيده اي مي باشد، لذا تشکيل گروههاي کاري منسجم که بتوانند طراحي و توسعه را با هم به جلو هدايت کنند از ضروريات کار مي باشد در اين زمينه حداقل يک گروه کاري که بتواند نيازهاي مربوط به محتواي آموزش را تامين کند و يک گروه فني که بتواند متون را در هم ترکيب کرده و با رسم اشکال و طراحي گرافيکي و صدا گذاري مطلوب محتوا را جذاب کرده و يک طراحي تست را پياده سازي کند و با يک سناريوي خوب به طراحي نحوه تدريس رسيده و در آن طراحي نحوه تعامل و طراحي رابط کاربر را با يک شيوه اثر بخش و جذاب به سرانجام برساند با حضور برنامه نويسان توانمند، از نيازهاي اين مجموعه کاري مي باشد. هدف اصلي در يک دوره آموزش الکترونيکي، تغييرات رفتاري يادگيرندگان با حداقل هزينه در کوتاهترين زمان ممکن است که براي رسيدن به اين هدف ترکيب درستي از محتوا، رسانه، تعامل، فردي سازي، ترتيب مناسب، رابط کاربر، محيط يادگيري، نتايج مورد نياز، نتايج با ارزش و يادگيرندگان بايد مدنظر طراح باهوش و هنرمند قرارگيرد. توجه به اولويتها در موفقيت آموزش الکترونيکي حائز اهميت مي باشد، اين اولويتهاي را مي توان به ترتيب: 1_ اطمينان از انگيزه فراوان يادگيرنده براي يادگيري 2_ هدايت يادگيرنده به سوي محتواي آموزشي مناسب و 3_ ايجاد تجربه هاي يادگيري معني دار و ماندني در ذهن که راههايي براي آن در ذيل اشاره شده.
* محيط هاي کاربري جالب و موقعيت هاي بديع
* ايجاد شرايط دنياي واقعي و معتبر
* وجود سناريوهاي چندگانه حل مسئله
* شبيه سازي
* خطرپذيري و عواقب آن
* پرداختن به موضوعات جذاب
* عناصر رسانه اي و ارتباطي جذاب
* موقعيت هاي کاوش و تمرين
* طنز و شوخي
مولفه هاي اصلي که در يک سيستم آموزش الکترونيکي بايد طراحي شوند عبارتند از انگيزه يادگيرنده، رابط کاربر يادگيرنده، ساختار محتوا و ترتيب آنها، پيمايش و تعامل که همواره بايد آنها را در نظر گرفت. انگيزه يادگيرنده که يک چالش منطقي است در سيستم آموزشي باعث آزادسازي انرژي لازم براي يادگيري، حذف محرکه هاي منفي در کند کردن فراينديادگيري، تقويت حافظه در کسب دانش، تشويق ايجاد دانش جديد، در نظر گرفته شدن و ارزيابي روابط بالقوه و تقويت روابط جديد معني دار که در حافظه بلند مدت قابل ذخيره شدن باشد مي گردد. قصد داوطلبانه فراگير در پاسخ به نيازهاي احساس شده، فرصت ها و پاداش ها از جمله منابع ايجاد انگيزه براي يادگيرنده مي باشد. همچنين رابط کاربر يادگيرنده که به عنوان محيط کار يادگيرنده در سيستم آموزشي تعريف مي شود بايد به گونه اي طراحي شود که تمامي امکانات مورد نياز يادگيرنده را در يک محيط تعاملي تجميع کرده و ظاهر آن به صورت طبيعي و قابل تشخيص جلوه کند تا بتواند موثر بودن محيط را تقويت نمايد. لازم است بدانيم رابط تاثيرگذار بر يادگيري بايد بر محتوا و تعامل يادگيرنده تمرکز داشته باشد.
ايجاد يک دوره آموزشي تعاملي مناسب، کار بسيار پيچيده و پرچالش است، يک طراحي عالي از يک دوره آموزش الکترونيکي موفق و اثربخش هميشه در يک تجربه موثر آموزشي نهفته است. يک سيستم آموزش الکترونيکي بايد بتواند به سرعت رفتارهاي انساني را تغيير دهد، مهارتها را ايجاد نموده و توليد دانش نمايد.
در سيستم آموزش الکترونيکي نسل جديد ما بايد سيستمي طراحي کنيم که در آن بتوان يادگيرنده اطلاعاتي از خود را به کامپيوتر بدهد و پارامترهايي از اينکه مي خواهد به تنهايي مطالعه کند، همراه با کسي باشد يا در يک شبکه اين کار را انجام دهد مشخص نمايد و با توجه به آن اطلاعات، سيستم محتواي آموزش مورد نياز يادگيرنده را بر پايه مدلي که از او ترسيم مي کند در اختيار وي قرار دهد.
براي طراحي يک سيستم آموزش الکترونيکي چند پارامتر قابل توجه است:
الف) استاد با تجربه با علم به ضرايب سختي هر قسمت از محتواي آموزشي که مي داند چه فعاليتها و توضيحاتي به تفهيم مسئله کمک مي کند و ترتيب ارائه مطالب چگونه بايد باشد، در يک آموزش الکترونيکي اثر بخش نقش آفريني دارد.
ب) يادگيرندگان قديم و جديد به عنوان منابع با ارزشي مي باشند که مي توانند مشکلات موجود در فهم مطالب و روشهايي که به فراگيري کمک مي کنند را پيشنهاد داده و ايده هاي مختلف را در طول دوره طراحي و ارزيابي کنند.
ج) آلترناتيوهاي آموزش الکترونيکي شامل پارامترهاي پايه (مطالب موجود)، تمرکز طراحي ( براساس نياز يادگيرنده)، پتانسيل محصول منابع انساني مورد نياز و محتوايي که بايد توليد شود، مي باشد.
د) اشياي يادگيري با قابليت استفاده مجدد RLO (Rcusablc Learning Objects ) که مشخصه هاي اصلي آنان شامل: قابليت استفاده مجدد، ساختار استاندارد و قابليت پشتيباني بهتر است.
توجه 1 : طراحان در آموزش الکترونيکي بايد بتوانند “محتواهايي را تهيه کنند که با محيط خاص يادگيري تطابق داشته باشد”
توجه 2 : براي ايجاد دوره هاي آموزشي تعاملي نياز به دانش عميق محتوايي، بيش از حدي است که در منابع طراحي شده براي دوره هاي آموزشي توصيفي به کار گرفته مي شود.
1-3- ساختار و ترتيب محتوا:
“اساس يک طرح آموزشي، تعريف آنچه اتفاق مي افتد، چگونه اتفاق مي افتد و کي اتفاق مي افتد است. معمولاً تمرکز بر روي محتوا است، يعني اينکه چه متني را در بر گيرد، چگونه آن را استفاده کند و به چه ترتيبي”.
محتوا مي تواند عبارتي مبتني بر اطلاعات ( مانند حقايق، مفاهيم و رويه ها)، مبتني بر هدف ( مجموعه اي از اهداف يادگيري)، مبتني بر رسانه (متن ها، شکل ها، ويدئو)، مبتني بر تجربه(عناصر يک سيستم يادگيري شامل هدف، رسانه، تعاملات و …) باشد.
دو نوع طرح براي ارائه محتواي آموزش الکترونيکي وجود دارد، اول طرح محتوا محور و دوم طرح يادگيرنده محور. در طرح محتوا محور به ويژگيهاي اساسي تجربيات يادگيرندگان اهميت کمي داده شده و اغلب به ساختار و ترتيب محتوا از ديد متخصصين رشته توجه مي شود و عموماً تمرکز بر روي محتوا است و کيفيت آموزشي را با چگونگي نحوه ارائه کامل آنها ارزيابي مي کنند. اين طرح زماني اثر بخشي خود را دارد که يادگيرنده انگيزه بالايي داشته، اطلاعات به سادگي قابل درک بوده، مهارت ها بدون نياز به راهنمايي قابل يادگيري بوده و مي توان کار را مرحله به مرحله و با راهنمايي انجام داد.
در طرح يادگيرنده محور بيشتر روي وقايعي تمرکز مي کنند که همان گونه که متن پيش مي رود علاقه يادگيرنده را بيشتر جلب کنند. مسير آموزشي يادگيرنده محور شامل ترتيبي است که در ذيل مي آيد.
1-تعيين قابليت هاي يادگيرنده و ايجاد ترتيب بر اساس آن 2- تقسيم محتوا به صورت سلسله مراتبي قابل اجرا 3- پيشروي مرحله به مرحله براي فراگير 4- اجازه دسترسي آزاد به يادگيرنده براي کسب تجربه 5- اجازه مرور مطالب به يادگيرنده در هر زماني.
در يک سيستم آموزش الکترونيکي يادگيرنده محور، ما به يادگيرنده اجازه مي دهيم به صورت فعال عملکرده و به انتخابهايي از جمله: فکر در مورد يادگيري و محتوا، تست نتيجه گيري ها بر روي مسائلي که کار مي کند و تمرين براي تقويت مهارت ها و سرعت اجرا بپردازد.
بايد توجه داشت در زمان انتخاب و ساماندهي محتوا با هوشياري از دام عوامل ذيل اجتناب کرد:
– عدم توجه به ديدگاه يادگيرنده، تدريس مطالبي که يادگيرندگان آنرا مي دانند و تدريس مطالبي که يادگيرنده آنرا درک نمي کند.
– پيمايش در کاربردهاي آموزش الکترونيکي خدماتي هستند که علاوه بر بهبودي توان مولفه هاي ارائه و تعامل مستقيماً به يادگيرنده اجازه مي دهند تا بتواند پژوهش کند و مطالب را با هم مقايسه کند. از جمله خدمات پيمايش براي يادگيرنده عبارت است از :
*قابليت مرور و ارزيابي شخصي؛
– از آنچه که مي تواند يادگيري شود.
– چه مقدار با ارزش است؟
– چه مقدار طول خواهد کشيد؟
– چقدر محتوا سخت است؟
* وقتي وارد سيستم شديد، قابليت تعيين اينکه:
– چه مقدار خوانده ايد؟
– چه مقدار باقي مانده است؟
* و به طور کلي
– برگشت و مرور مطالب
– برگشتن و گزينه ها و پاسخ هاي ديگر را آزمايش کردن
– پرش به جلو، مرور و بازگشت
– نشان گذاري و بازگشت به محل هاي مورد علاقه
– استفاده از خدمات جانبي مانند واژه نامه و مثال ها
– شروع مجدد و ادامه از محلي که مشغول مطالعه بوديد.
1-4- تعامل آموزشي:
” غلبه بر تنبلي هاي ذهني، بيدار کردن علاقه به آموزش، تقويت توانايي هاي يادگيري و فراهم کردن محيط بهينه براي يادگيري است. تعامل آموزشي علاوه بر وقايع مشاهده مانند کليک کردن موس و کشيدن يک نماد شامل وقايع داخلي مانند به يادآوري، طبقه بندي، تحليل و تصميم گيري (فکرکردن) نيز مي شود. تعريف عملياتي تعامل آموزشي ” تعاملي که به طور فعال ذهن فراگير را تحرک مي کند تا کارهايي را انجام دهد که توانايي و آمادگي انجام وظايف به صورت مؤثر را تقويت کند.”
1-5- پورتال يادگيري الکترونيکي:
تعريف پورتال يادگيري الکترونيکي در اروپا به شرح زير است:
آموزش الکترونيکي به معني استفاده از فناوري هاي جديد چند رسانه اي و اينترنت به منظور بهبود کيفيت يادگيري از طريق تسهيل دسترسي به منابع و خدمات و همچنين مبادله و همکاري از راه دور است. بنابراين، آموزش الکترونيکي فراتر از آموزش مبتني بر وب است، که شامل فرآيندها و برنامه هاي کار بردي از جمله يادگيري مبتني بر کامپيوتر، يادگيري مبتني بر وب و همکاري هاي ديجيتال است.
تجزيه و تحليل شيوه هاي يادگيري الکترونيکي واقعي به سوي مطالعه الکترونيکي است، صحبت در مورد يک الگو براي آينده مي تواند مفيد باشد. آموزش الکترونيکي اجتماعي، که به معناي راه اندازي آموزش الکترونيکي اجتماعي فراگير در يک محيط اجتماعي بزرگ (مانند چندين کشور همزبان) است. بنابراين استراتژي آموزش الکترونيکي بايد مطالعه الکترونيکي را هدايت کند و مطالعه الکترونيکي نيز بر پايه محتواي الکترونيکي بنا نهاده مي شود که هر چه اين محتواها منسجم و دامنه وسيعتري در پيوند به يکديگر داشته باشنده اثر بخش تر بوده و در غير اينصورت به شکست کامل تبديل مي شود. پس بايد مراقب تجزيه و تحليل شيوه هاي يادگيري الکترونيکي واقعي نسبت به مطالعه الکترونيکي باشيد.
1-6- تحقيق انجام شده در اين پايان نامه
در اين تحقيق آنچه مورد نظر ماست شامل، محتواي سيستم هاي آموزش الکترونيکي سنتي که در يک سيستم بسته کليه روالها و ارائه محتواي آموزشي آن صورت مي گيرد، در مقايسه با، سيستم پيشنهادي که محتواي آموزش الکترونيکي را مبتني بر وب معنايي ارائه مي دهد مي باشد، و تلاش مي شود بهترين شيوه بکارگيري فناوري هاي وب معنايي را در غني سازي محتواي آموزش الکترونيکي با تکيه بر آمار و کاربردها ارائه نمايد.
از جمله راهکارهايي که مي توان براي پيشرفت، افزايش کيفيت و تسريع انتشار در بحث آموزش الکترونيکي به آن اشاره کرد خصوصي سازي2 محتواي آموزش الکترونيکي به کمک سيستم هاي انطباقي3 مبتني بر شبکه وب معنايي است. يک استاد اگر بخواهد دسترسي شخصي به منابع آنلاين با پيکره باز4 را در اختيار يادگيرندگان خود قرار دهد، نيازمند روشي آسان براي سازماندهي آنها در ابزاري انطباقي5 مي باشد.
قبل از ظهور شبکه وب، حجم منابع اطلاعاتي موجود براي کاربر يک سيستم سازگار محدود به متن از پيش نوشته شده اسناد، مسائل آموزشي، شرح آيتم ها و غيره بود. سيستم، محتواي خود را داشت و به هرگونه اسناد و مدارک خارج از خود دسترسي نداشت. ولي در شبکه وب هر سند يا فايل به طور بالقوه در دسترس هر سيستم انطباقي قرار دارد. چالش اصلي نحوه نگهداري و حفظ دسترسي سازگار6 به اسناد و فايل هاي جديد است. آنچه در اين بحث براي ما مهم است، روشهايي است که مي توان به کمک آنها از محتواي موجود در وب براي آموزش الکترونيکي بهره گرفت و آنرا در سيستم بکار برد، که از جمله آنها عبارتند از:
1- سازگار نمودن محتواي آموزشي7 با ايجاد يک مدل محتوا8 با استفاده از طبقه بندي موضوعات آموزشي به گروهها و طبقات بزرگ مانند سرفصل هاي آموزشي9 که مبنايي براي مدل سازي و سازگاري دانش يادگيرنده10 مي باشد. در اين روش ازهدايت انطباقي11 و جهت دهي شده به سوي مسائل و پرسش هاي آموزشي پشتيباني مي شود. [Lie95] [Che98] [Bil99] [Bru]
2- مدل سازي کاربر12 بر اساس ارزيابي دانش فرد يادگيرنده مبتني بر هستي شناسي13 با تکيه بر موضوعات و حوزه هايي که يادگيرنده در آنها تلاش براي يادگيري دارد نيز شيوه اي از آموزش الکترونيکي مبتني بر وب معنايي را ارائه مي کند که سيستم در آن مي تواند به صورت اتوماتيک به طور انطباقي خواندن منابع آنلاين را به يادگيرنده توصيه نمايد. در اين روش به منابع متعدد دانش مربوط به کاربر، محتوايي که بايد سازگار و منطبق شود و روشهايي که مي تواند براي تطابق بهتر با کاربر انفرادي دنبال شود تکيه مي کند. [Sch03] [Rub06]
از چالشهاي اصلي سازگاري مبتني بر محتوا، مدل سازي مناسب و کارآمد محتواي سازگار بر حسب قسمتهاي مختلف حوزه14 مربوطه است. مجموعه روابط و تعاملات يک يادگيرنده با محتواي سيستم سازگار مي تواند از رفتارهاي ثبت شده در جداول سيستم برگرفته شود. وظيفه سيستم سازگار تفسير اين داده ها و استفاده از آن براي پشتيباني از تعاملات آتي يادگيرنده است. سازگاري سنتي مبتني بر محتوا بر مدل هاي حوزه ترکيبي و روابط بين آيتم هاي محتوايي و مفاهيم آن حوزه تکيه مي کند. اين امر موجب مي شود که سيستم هاي سازگار بر حسب معاني حوزه به جاي محتوا استدلال کند و ويژگي هاي کاربران بر اساس تاريخچه رابطه و تعامل با سيستم، تعميم مي يابد.
در سيستمهاي سازگار يا انطباقي که بر اساس يک پيکره بسته15 از مجموعه محدود اقلام محتوايي فعاليت مي کنند، رابطه اقلام محتوايي با اجزاي آن حوزه به طور سنتي توسط يک کارشناس انساني در مرحله ثبت و نوشتن صورت مي گيرد. [Cra00]
امروزه دسترسي بر اساس شبکه وب يک استاندارد عملي براي اکثر سيستمهاي سازگار و انطباقي شده است. بعضي از آنها فناوري هايي را معرفي مي کنند که الهام گرفته از معماري و ساختار و امکانات قالب وب است مثل جهت دهي اجتماعي16، فيلترينگ مشارکتي17، مدل سازي کاربري توزيع شده، ولي ساير آنها از فناوري ها و تکنولوژي هاي سنتي انطباقي و سازگار در محيط هاي جديد استفاده مي کنند مانند سيستمهاي آموزش دهنده هوشمند18. [Che98] [Che98] [Mor04] [Que03]
در روش اول مدل هاي محتوايي مبتني بر موضوع، ايجاد محتواي سازگار براي طبقه بندي منابع آموزشي را بر اساس سرفصل ها و موضوعات مربوطه کاهش مي دهند. لازم به ذکر است گسترش و توسعه يک سيستم سازگار موجود که مبتني بر موضوع با يک محتواي جديد است، به کمک داده هاي پيوندي ارتقاء يافته و روشي در غني سازي محتوا به شمار مي رود.
در اين تحقيق در تلاشيم تا افزايش ميزان اثر بخشي، محتواي غني شده آموزش الکترونيکي بر پايه وب معنايي، نسبت به آموزش الکترونيکي به صورت ايستا را به اثبات رسانده و روش هاي به کارگيري آن را ارائه کنيم. ضمناً ما شيوه هاي ارائه شده را ارزيابي مي کنيم، تا تعيين کنيم ارائه دانش يادگيرندگان بر حسب سرفصل هاي موضوعي منجر به ارتقاء آموزش الکترونيکي با کيفيت خواهد شد يا خير؟
پيچيدگي ايجاد محتواي سازگار اساساً ريشه در پيچيدگي مدل هاي دامنه به کار رفته در سيستمهاي آموزشي انطباقي مدرن دارد. هرچه مدل سازي، مفصل تر و دقيق تر باشد، سيستم به شکل دقيق تر مي تواند دانش و اطلاعات يادگيرندگان را ارزيابي کند و در نتيجه به طور اثر بخش تري محتواي جديد غني شده خود را با هر يادگيرنده منطبق و سازگار مي کند. در هر صورت سوالاتي که
مطرح است عبارتند از اينکه: مفهوم و معناي کليدي غني سازي محتوا در کجا قرار دارد؟ بهترين رابطه جانشيني بين دقت مدل و پيچيدگي مدل و بين اثربخشي سازگاري محتوا و سهولت ساخت و توسعه چيست؟
هدف اصلي که مي توان در اين تحقيق بر روي آن تکيه کرد، اثبات و نشان دادن اين است که رويکردهاي پيشنهادي قادر به حمايت و پشتيباني از غني سازي محتواي آموزش الکترونيکي مبتني بر وب معنايي به منظور ارتقاء توان سيستم يادگيري الکترونيکي با کيفيت بهتر است.
1-7- ساختار پايان‌نامه
اين نوشتار شامل چهار فصل ديگر به شرح زير ميباشد: فصل دوم (پيش زمينه و بررسي کارهاي مشابه): در اين فصل در ابتدا مروري بر تاريخچه روشها، کاربردها و کارهاي انجام شده در اين حوزه اشاره مي شود و به دنبال آن کارهاي جديدي که صورت گرفته آورده مي شود.
فصل سوم ( روش پيشنهادي ): در اين فصل که شامل چند بخش اصلي ميباشد روش جديد پيشنهادي براي غني سازي محتواي الکترونيکي ارائه شده است.
فصل چهارم (پياده سازي و ارزيابي) : در اين فصل به جزئيات پياده سازي سيستم پيشنهادي و چگونگي نتايج ارزيابي روش پيشنهادي با استفاده روشهاي ارائه شده در ارزيابي مي پردازد.
فصل پنجم (نتيجه گيري و بررسي کارهاي آتي): در اين فصل نيز به نتيجه‌گيري متدهاي ارائه شده پرداخته شده و پيشنهادهايي براي کارهاي آتي ارائه شده است.
فصل دوم
پيش زمينه و بررسي کارهاي مشابه
2-1- وب معنايي 19:
وب معنايي، ارتباطات مردم با يكديگر و بخصوص تجارت جهان امروز را دچار تغيير و تحولي شگرف كرده است كه اكنون در حال



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید