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1绪论 1

1.1 信息技术迅速发展 1

1.1.1 物联网 1

1.1.2 大数据 3

1.1.3 云计算 3

1.1.4 泛在网络 6

1.2 数字学习环境向智慧学习环境转型升级 7

1.3 发展为教师服务的人工智能技术 8

1.4 研制教学设计专家系统 10

2文献研究 12

2.1 教学设计自动化：理论与工具 12

2.1.1 推动教学设计自动化产生与发展的教学设计理论 13

2.1.2 教学设计自动化工具（AID工具） 23

2.2 知识型系统建设的理论与方法 33

2.2.1 知识及其分类 33

2.2.2 知识工程 34

2.2.3 知识的获取 35

2.2.4 知识的表示 40

2.2.5 知识的运用和处理 46

3教学设计专家系统体系结构设计 47

3.1 教学设计专家系统体系结构 47

3.1.1 知识库 48

3.1.2 教师用户应用程序模块 49

3.1.3 管理员用户应用程序模块 50

3.2 教学设计专家系统语义模型的建立 51

3.2.1 基于知识库的教学设计自动化语义模型 51

3.2.2 教学设计专家系统中教学设计自动化实现的一般过程 59

4教学设计专家系统知识库的建立 62

4.1 教学设计学科领域本体的建立 62

4.1.1 文献材料选取 62

4.1.2 文献材料文本处理 64

4.1.3 概念关系标注 72

4.1.4 概念关系形式化表示与存储 82

4.1.5 领域本体评价 90

4.2 教学设计方案库、教学模式库以及教学设计模板库的建立 91

4.2.1 教学设计方案、教学模式以及教学设计模板的收集 91

4.2.2 教学设计方案建模 92

4.2.3 教学设计方案录入工具开发 98

4.2.4 教学模式建模与入库 101

4.2.5 教学设计模板建模与入库 105

4.3 教学设计规则库的建立 112

4.3.1 规则知识收集 113

4.3.2 产生式建模 113

4.3.3 课程标准建模 114

4.3.4 课程标准录入工具开发 118

4.3.5 各学科编写教学目标常用行为动词和常用搭配数据表的建立 120

5教学设计专家系统功能模块开发 121

5.1 教学设计方案编写工具的功能流程与实现 121

5.1.1 登录“教学设计专家系统” 122

5.1.2 创建教学设计方案，填写初始化信息 123

5.1.3 编写教学设计方案主体部分 125

5.1.4 评估教学设计方案，查看评价报告 131

5.1.5 完成教学设计方案，提交作业 132

5.2 教学设计方案库和教学模式库检索功能的实现 133

5.3 教学设计学科领域本体查询功能的实现 134

6结论与展望 136

6.1 基本结论 136

6.2 不足之处与未来展望 137

参考文献 139

附录：教学设计学科领域本体 146