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