初中化学学科知识图谱的构建与可视化查询系统的实现
发布时间：2021-10-31 20:57
知识图谱是随着信息革命而出现的新兴知识管理方式,旨在将庞大冗余的知识形成体系化、规范化的结构,用来挖掘和图形可视化展现知识的结构和知识间关系。基于初中化学零散的知识点,学生较难记忆、理解且知识点存储孤立致使解决综合问题出现思维不清晰的现象,在加上大多学生缺乏整合自己知识的意识观念,他们学完初中化学都很难建构自己的学科知识结构的问题。本文采用知识图谱技术来构建初中化学学科知识图谱,用来揭示化学学科知识体系、规范知识结构方式、构建知识点间的关联。本文通过文献分析,了解到构建知识图谱往往基于领域知识本体概念进行构建。本研究选用通用学科本体“五步构建法”作为基础方法,结合本文设计的化学学科本体数据模型,提出化学学科本体构建目标和方法,进行初中化学知识图谱设计和构建实战,并参考软件工程结构化的开发方法,设计、开发基于初中化学知识图谱在线查询网站系统,供师生们使用,为化学知识图谱的应用研究提供实践支持,利用问卷调查和师生访谈来收集师生试用的数据。研究结果表明:基于化学知识图谱的学习方式能够提高学生对化学的兴趣和信心,增强学习的主动性,帮助他们获得良好的情感体验。并且还增强了学生把握化学整体结构和知...
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 初中生在学习化学时遇到的问题
1.1.2 知识图谱与认知结构的联系
1.1.3 知识图谱对教育资源的影响
1.2 研究意义
1.3 研究现状分析
1.3.1 知识图谱应用于教育领域的现状
1.3.2 知识图谱在化学学科中的现状
1.4 研究目标和研究内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.5 研究问题和研究方法
1.5.1 研究问题
1.5.2 研究方法
第2章 相关教育理论与技术基础
2.1 知识图谱
2.1.1 知识图谱定义
2.1.2 学科知识图谱
2.1.3 本体论
2.1.4 知识图谱与本体
2.1.5 知识图谱与图数据库
2.1.6 知识图谱与思维导图
2.2 知识可视化教育理论
2.2.1 知识可视化定义
2.2.2 知识可视化的理论基础
2.3 初中化学学科
2.3.1 初中化学学科特点
2.3.2 构成化学物质的几种微粒和联系
2.3.3 初中化学学科知识结构
第3章 基于本体的初中化学知识图谱设计和构建
3.1 化学学科本体数据模型设计
3.2 化学学科本体构建方法
3.3 化学学科本体构建实践
3.3.1 确定构建目标
3.3.2 确定化学本体的范围
3.3.3 获取化学学科概念知识数据
3.3.4 建立类层级结构
3.3.5 确定实例属性
3.3.6 创建本体实例
3.4 化学本体到Neo4j图数据库的存储
3.5 化学学科本体测试及优化
3.5.1 测试结果
3.5.2 原因分析和优化
第4章 初中化学知识图谱在线查询系统研究和设计
4.1 系统需求分析
4.2 系统总体设计
4.2.1 系统功能设计
4.2.2 系统架构设计
4.2.3 开发环境设计
4.3 化学知识图谱查询模块设计
4.3.1 化学知识图谱添加
4.3.2 化学物质的微观构成
4.3.3 化学物质分类查询
4.3.4 化学知识图谱的典型应用
4.4 系统实现
4.4.1 用户管理界面
4.4.2 化学知识图表界面
4.4.3 化学知识图谱查询页面
第5章 初中化学知识图谱在线查询系统的试用与评价
5.1 问卷调查
5.1.1 调查目的和问卷编制
5.1.2 调查统计结果与分析
5.2 师生访谈
5.2.1 对化学知识图谱在线查询网站系统的态度
5.2.2 对化学学科学习帮助
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
附录
附录1 问卷调查
附录2 访谈提纲
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向智慧教育的学科知识图谱构建与创新应用[J]. 李艳燕,张香玲,李新,杜静. 电化教育研究. 2019(08)
[2]Knewton:学习分析支持下的自适应学习平台[J]. 李玲静,汪存友. 成人教育. 2019(07)
[3]思维导图在英语学习中的优缺点[J]. 黄烈峰. 新课程(下). 2019(04)
[4]基于生物领域本体库构建研究[J]. 李文涛. 山东工业技术. 2018(15)
[5]运用思维导图促进学生思维可视化的思考[J]. 左延柏. 实验教学与仪器. 2018(06)
[6]基于知识图谱的国内大数据研究可视化分析[J]. 马续补,刘玮,陈颖. 电子科技大学学报(社科版). 2018(03)
[7]大数据驱动教育变革与创新[J]. 杨宗凯. 大数据时代. 2017(05)
[8]面向百度百科的化学知识图谱构建方法研究[J]. 钟亮. 软件导刊. 2017(08)
[9]基于知识图谱的精细化工辅助研发平台[J]. 彭彬,杨晨,蓝锦煌,徐媚,桂其迹,黄智生,顾进广. 情报工程. 2017(01)
[10]知识图谱研究进展[J]. 漆桂林,高桓,吴天星. 情报工程. 2017(01)
硕士论文
[1]在线课程知识本体设计及其自适应学习应用探究[D]. 张空谷.广东技术师范大学 2019
[2]基于Neo4j图数据库构建中学语文诗词知识图谱[D]. 冯俐.陕西师范大学 2019
[3]基于知识图谱的小学生数学知识缺陷研究[D]. 刘苏蕙.西北民族大学 2019
[4]初中化学核心知识思维导图的建构与实践研究[D]. 秦晓静.内蒙古师范大学 2019
[5]基于Neo4j的学科知识可视化检索系统的实现[D]. 刘琦.河南大学 2018
[6]1978-2017年化学教育调查研究热点的知识图谱研究[D]. 方文曼.华中师范大学 2018
[7]应用思维地图进行高中化学教学的实践研究[D]. 刘微.华中师范大学 2018
[8]基于知识图谱的个性化学习资源推荐研究[D]. 刘昱良.河南师范大学 2018
[9]知识图谱对中学生化学科学素养提升的应用研究[D]. 王金旭.重庆大学 2018
[10]基于流程图法的高中生良好数学认知结构特征研究[D]. 曲兆华.山东师范大学 2018
本文编号：3468840
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 初中生在学习化学时遇到的问题
1.1.2 知识图谱与认知结构的联系
1.1.3 知识图谱对教育资源的影响
1.2 研究意义
1.3 研究现状分析
1.3.1 知识图谱应用于教育领域的现状
1.3.2 知识图谱在化学学科中的现状
1.4 研究目标和研究内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.5 研究问题和研究方法
1.5.1 研究问题
1.5.2 研究方法
第2章 相关教育理论与技术基础
2.1 知识图谱
2.1.1 知识图谱定义
2.1.2 学科知识图谱
2.1.3 本体论
2.1.4 知识图谱与本体
2.1.5 知识图谱与图数据库
2.1.6 知识图谱与思维导图
2.2 知识可视化教育理论
2.2.1 知识可视化定义
2.2.2 知识可视化的理论基础
2.3 初中化学学科
2.3.1 初中化学学科特点
2.3.2 构成化学物质的几种微粒和联系
2.3.3 初中化学学科知识结构
第3章 基于本体的初中化学知识图谱设计和构建
3.1 化学学科本体数据模型设计
3.2 化学学科本体构建方法
3.3 化学学科本体构建实践
3.3.1 确定构建目标
3.3.2 确定化学本体的范围
3.3.3 获取化学学科概念知识数据
3.3.4 建立类层级结构
3.3.5 确定实例属性
3.3.6 创建本体实例
3.4 化学本体到Neo4j图数据库的存储
3.5 化学学科本体测试及优化
3.5.1 测试结果
3.5.2 原因分析和优化
第4章 初中化学知识图谱在线查询系统研究和设计
4.1 系统需求分析
4.2 系统总体设计
4.2.1 系统功能设计
4.2.2 系统架构设计
4.2.3 开发环境设计
4.3 化学知识图谱查询模块设计
4.3.1 化学知识图谱添加
4.3.2 化学物质的微观构成
4.3.3 化学物质分类查询
4.3.4 化学知识图谱的典型应用
4.4 系统实现
4.4.1 用户管理界面
4.4.2 化学知识图表界面
4.4.3 化学知识图谱查询页面
第5章 初中化学知识图谱在线查询系统的试用与评价
5.1 问卷调查
5.1.1 调查目的和问卷编制
5.1.2 调查统计结果与分析
5.2 师生访谈
5.2.1 对化学知识图谱在线查询网站系统的态度
5.2.2 对化学学科学习帮助
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
附录
附录1 问卷调查
附录2 访谈提纲
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向智慧教育的学科知识图谱构建与创新应用[J]. 李艳燕,张香玲,李新,杜静. 电化教育研究. 2019(08)
[2]Knewton:学习分析支持下的自适应学习平台[J]. 李玲静,汪存友. 成人教育. 2019(07)
[3]思维导图在英语学习中的优缺点[J]. 黄烈峰. 新课程(下). 2019(04)
[4]基于生物领域本体库构建研究[J]. 李文涛. 山东工业技术. 2018(15)
[5]运用思维导图促进学生思维可视化的思考[J]. 左延柏. 实验教学与仪器. 2018(06)
[6]基于知识图谱的国内大数据研究可视化分析[J]. 马续补,刘玮,陈颖. 电子科技大学学报(社科版). 2018(03)
[7]大数据驱动教育变革与创新[J]. 杨宗凯. 大数据时代. 2017(05)
[8]面向百度百科的化学知识图谱构建方法研究[J]. 钟亮. 软件导刊. 2017(08)
[9]基于知识图谱的精细化工辅助研发平台[J]. 彭彬,杨晨,蓝锦煌,徐媚,桂其迹,黄智生,顾进广. 情报工程. 2017(01)
[10]知识图谱研究进展[J]. 漆桂林,高桓,吴天星. 情报工程. 2017(01)
硕士论文
[1]在线课程知识本体设计及其自适应学习应用探究[D]. 张空谷.广东技术师范大学 2019
[2]基于Neo4j图数据库构建中学语文诗词知识图谱[D]. 冯俐.陕西师范大学 2019
[3]基于知识图谱的小学生数学知识缺陷研究[D]. 刘苏蕙.西北民族大学 2019
[4]初中化学核心知识思维导图的建构与实践研究[D]. 秦晓静.内蒙古师范大学 2019
[5]基于Neo4j的学科知识可视化检索系统的实现[D]. 刘琦.河南大学 2018
[6]1978-2017年化学教育调查研究热点的知识图谱研究[D]. 方文曼.华中师范大学 2018
[7]应用思维地图进行高中化学教学的实践研究[D]. 刘微.华中师范大学 2018
[8]基于知识图谱的个性化学习资源推荐研究[D]. 刘昱良.河南师范大学 2018
[9]知识图谱对中学生化学科学素养提升的应用研究[D]. 王金旭.重庆大学 2018
[10]基于流程图法的高中生良好数学认知结构特征研究[D]. 曲兆华.山东师范大学 2018
本文编号：3468840
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