Hệ thống thông tin tư vấn giáo dụ

Tổng quan về các hệ chuyên gia và hệ thống thông tin giáo dục

Hệ thống thông tin tư vấn giáo dục BKEduPortal

Kiến trúc hệ thống

2.2.2 Duyệt trên giao diện cây phân cấp dựa trên ontology Error! Bookmark not defined

2.3 Phân hệ tư vấn giáo dục Error! Bookmark not defined 2.3.1 Tư vấn chọn ngành nghề Error! Bookmark not defined 2.3.2 Tư vấn tìm trường, khoa dựa trên ngành nghề Error! Bookmark not defined

Chương 3 Thiết kế ontology hệ thống thông tin tư vấn giáo d Error! Bookmark not ục defined

3.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 3.2 Phân tích các yêu cầu của ontology BKEdu Error! Bookmark not defined 3.2.1 Xác định phạm vi của ontology Error! Bookmark not defined 3.2.2 Xác định các khái niệm Error! Bookmark not defined 3.2.3 Xác định các quan hệ giữa các khái niệm Error! Bookmark not defined 3.3 Thiết kế ontology Error! Bookmark not defined 3.3.1 Xây dựng và tổ chức các lớp Error! Bookmark not defined.

Phân hệ thông tin giáo dục

2.2.2 Duyệt trên giao diện cây phân cấp dựa trên ontology Error! Bookmark not defined.

Phân hệ tư vấn giáo dục

Chương 3 Thiết kế ontology hệ thống thông tin tư vấn giáo d Error! Bookmark not ục defined

3.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 3.2 Phân tích các yêu cầu của ontology BKEdu Error! Bookmark not defined 3.2.1 Xác định phạm vi của ontology Error! Bookmark not defined 3.2.2 Xác định các khái niệm Error! Bookmark not defined 3.2.3 Xác định các quan hệ giữa các khái niệm Error! Bookmark not defined 3.3 Thiết kế ontology Error! Bookmark not defined 3.3.1 Xây dựng và tổ chức các lớp Error! Bookmark not defined

Chương 4 Tư vấn giáo dục dựa trên tình huống Error! Bookmark not defined 4.1 Mô hình hóa tình huống Error! Bookmark not defined 4.1.1 Học bạ của học sinh Error! Bookmark not defined 4.1.2 Tập mẫu Error! Bookmark not defined 4.1.3 Kết quả tư vấn Error! Bookmark not defined 4.2 Mô hình lập luận Error! Bookmark not defined 4.2.1 Đối sánh học bạ Error! Bookmark not defined 4.2.2 Sử dụng lại tình huống Error! Bookmark not defined 4.2.3 Hiệu chỉnh giải pháp tư vấn Error! Bookmark not defined 4.2.4 Chức năng hỗ trợ chuyên gia trả lời tư vấn Error! Bookmark not defined 4.2.5 Phản hồi của người sử dụng và học các tình huống Error! Bookmark not defined

4.3 Các thuật toán Error! Bookmark not defined 4.3.1 Mô tả các khái niệm Error! Bookmark not defined 4.3.2 Các thuật toán Error! Bookmark not defined Chương 5 Phân tích yêu cầu chương trình ứng dụng Error! Bookmark not defined 5.1 Phân tích chức năng của ứng dụng Error! Bookmark not defined 5.1.1 Mô hình user case Error! Bookmark not defined 5.1.2 Đặc tả user case Error! Bookmark not defined 5.2 Thiết kế giao diện chương trình Error! Bookmark not defined 5.2.1 Sơ đồ web site Error! Bookmark not defined 5.2.2 Giao diện trang Tìm trường Error! Bookmark not defined 5.2.3 Giao diện trang Tìm Khoa Error! Bookmark not defined 5.2.4 Giao diện trang Duyệt thông tin Error! Bookmark not defined 5.2.5 Giao diện trang Tư vấn chọn Ngành nghề Error! Bookmark not defined 5.2.6 Giao diện trang Tư vấn chọn Trường, Khoa Error! Bookmark not defined 5.2.7 Giao diện trang Quản lý Ngành nghề Error! Bookmark not defined 5.2.8 Giao diện trang Quản lý Trường Error! Bookmark not defined 5.2.9 Giao diện trang Quản lý Khoa Error! Bookmark not defined 5.2.10 Giao diện trang Quản lý Điểm chuẩn Error! Bookmark not defined 5.2.11 Giao diện trang Quản lý Học bạ Error! Bookmark not defined 5.2.12 Giao diện trang Trả lời tư vấn Error! Bookmark not defined Chương 6 Kết luận Error! Bookmark not defined

T ài liệu tham kh … ……….91 ảo

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, vì đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này.

Tôi xin chân thành cám ơn TS Tạ Tuấn Anh đã tận t ình hướng dẫn chỉ b ảo tôi trong suốt thời gian th ực hiện t đề ài

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin, những người đã tận tâm giảng dạy và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt những năm học cao học.

Tôi xin chân thành cám ơn c ác anh chị và b ạn bè ủng h đã ộ, giúp đỡ và động viê ô n t i trong thời gian học t và ập nghiên cứu

Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thành luận văn trong khả năng cho phép, nhưng chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự cảm thông từ quý thầy cô và các bạn.

Danh m c hình v ……… 5 ục ác ẽ Mở đầu ……… ……… 6

Chương 1 Tổng quan về các hệ chuyên gia và hệ thống thông tin giáo dục 9

1.1 Tổng quan về các hệ chuyên gia 9

1.1.1 Hệ chuyên gia dựa trên luật 10

1.1.2 Hệ chuyên gia dựa trên mô hình 16

1.1.3 Hệ chuyên gia dựa trên tình huống 19

1.1.4 Đánh giá ưu nhược điểm của các hệ chuyên gia 21

1.2 Khảo sát các hệ thống thông tin giáo dục 23

1.2.1 Cổng thông tin thi và tuyển sinh của bộ giáo dục đào tạo 23

1.2.2 Cổng thông tin cung cấp thông tin tuyển sinh http://uno.vn 26

Chương 2 Hệ thống thông tin tư vấn giáo dục BKEduPortal 29

2.2 Phân hệ thông tin giáo dục 30

2.2.1 Tìm kiếm thông tin theo từ khóa kết hợp ngữ nghĩa 30

2.2.2 Duyệt trên giao diện cây phân cấp dựa trên ontology 31

2.3 Phân hệ tư vấn giáo dục 32

2.3.1 Tư vấn chọn ngành nghề 32

2.3.2 Tư vấn tìm trường, khoa dựa trên ngành nghề 39

Chương 3 Thiết kế ontology hệ thống thông tin tư vấn giáo d 40 ục

3.2 Phân tích các yêu cầu của ontology BKEdu 42

3.2.1 Xác định phạm vi của ontology 42

3.2.2 Xác định các khái niệm 42

3.2.3 Xác định các quan hệ giữa các khái niệm 43

3.3.1 Xây dựng và tổ chức các lớp 44

3.3.2 Xây dựng các thuộc tính 45

3.3.3 Xây dựng các thực thể 48

3.4.2 Mã hoá Ontology bằng Protégé 53

Chương 4 Tư vấn giáo dục dựa trên tình huống 55

4.1 Mô hình hóa tình huống 55

4.1.1 Học bạ của học sinh 55

4.2.4 Chức năng hỗ trợ chuyên gia trả lời tư vấn 68

4.2.5 Phản hồi của người sử dụng và học các tình huống 68

4.3.1 Mô tả các khái niệm 69

Chương 5 Phân tích yêu cầu chương trình ứng dụng 73

5.1 Phân tích chức năng của ứng dụng 73

5.2 Thiết kế giao diện chương trình 84

5.2.2 Giao diện trang Tìm trường 84

5.2.3 Giao diện trang Tìm Khoa 85

5.2.4 Giao diện trang Duyệt thông tin 85

5.2.5 Giao di n tệ rang Tư vấn chọn Ngành nghề 86

5.2.6 Giao diện trang Tư vấn chọn Trường, Khoa 86

5.2.7 Giao diện trang Quản lý Ngành nghề 87

5.2.8 Giao diện trang Quản lý Trường 87

5.2.9 Giao diện trang Quản lý Khoa 88

5.2.10 Giao diện trang Quản lý Điểm chuẩn 88

5.2.11 Giao diện trang Quản lý Học bạ 89

5.2.12 Giao diện trang Trả lời tư vấn 89

T ài liệu tham kh … ……….91 ảoPhụ lục ……….92

Bảng 1.1: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các hệ chuyên gia 22

Bảng 2.1: Bảng tự đánh giá tính cách A của học sinh 33

Bảng 2.2: Bảng tự đánh giá tính cách B của học sinh 34

Bảng 2.3: Bảng tự đánh giá tính cách C của học sinh 35

Bảng 2.4: Bảng tự đánh giá tính cách D của học sinh 35

Bảng 2.5: Bảng tự đánh giá tính cách E của học sinh 36

Bảng 2.6: Bảng tự đánh giá tính cách F của học sinh 37

Bảng 3.1: Bảng quan hệ giữa các khái niệm 43

Bảng 3.2: Bảng các lớp trong Ontology 44

Bảng 3.3: Bảng các thuộc tính của lớp rường họcT 45

Bảng 3.4: Bảng các thuộc tính của lớp Khoa 46

Bảng 3.5: Bảng các thuộc tính của lớp Tỉnh 46

Bảng 3.6: Bảng các thuộc tính của lớp Miền 47

Bảng 3.7: Bảng các thuộc tính của lớp Loại hình sở hữu 47

Bảng 3.8: Bảng các thuộc tính của lớp Khối thi 47

Bảng 3.9: Bảng các thuộc tính của lớp Ngành nghề 47

Bảng 3.10: Bảng các thuộc tính của lớp Điểm chuẩn 48

Bảng 3.11: Bảng các thực thể của lớp Loại hình sở hữu 49

Bảng 3.12: Bảng các thực thể của lớp Loại trường 49

Bảng 3.13: Bảng các thực thể của lớp Khối thi 50

Bảng 3.14: Bảng các thực thể của lớp Ngành nghề 51

Bảng 4.1: Bảng các thuộc tính của hồ sơ học sinh 56

Bảng 4.2: Bảng các đặc điểm của tập mẫu của học sinh 57

Bảng 4.3: Bảng phân loại khả năng học tập 58

Bảng 4.4: Bảng các đặc điểm của kết quả tư vấn 59

Bảng 5.1: Bảng các chức năng của người sử dụng và chuyên gia 75

Hình 1.1: Hệ sinh tại thời điểm ban đầu của một lần chẩn đoán 11

Hình 1.2: Hệ sinh sau khi luật 1 được đốt cháy 12

Hình 1.3: Hệ sinh sau khi đốt cháy luật 4 12

Hình 1.4: Đồ thị tìm kiếm trong chẩn đoán xe ô tô 13

Hình 1.5: Kiến trúc hệ chuyên gia XCON 14

Hình 1.6: Hướng đi của luồng thông tin 18

Hình 1.7: Chức năng tìm kiếm theo mã trường 24

Hình 1.8: Chức năng tìm kiếm kết hợp nhiều điều kiện 24

Hình 1.9: Tìm theo nhóm ngành nghề 25

Hình 1.10: Tìm kết hợp theo điều kiện về địa phương 25

Hình 1.11: Tìm kết hợp thêm các điều kiện khác 26

Hình 1.12 Diễn đàn thảo luận 26

Hình 1.14: Hỏi đáp thông tin tuyển sinh 28

Hình 2.1: Các khối và các phân hệ của BKEduPortal 30

Hình 2.2: Chức năng Duyệt thông tin 31

Hình 3.1: Ontology tổng quát BKOnto 41

Hình 3.2: Mô hình các lớp và thuộc tính trong Ontology 48

Hình 3.3: Các lớp trong Ontology được mã hoá bằng Protégé 53

Hình 3.4: Các thuộc tính của lớp Trường được mã hoá bằng Protégé 54

Hình 3.5: Các thuộc tính của lớp Khoa được mã hoá bằng Protégé 54

Hình 4.1: Mô hình lập luận 59

Hình 5.2: User case – Học sinh Duyệt thông tin– 76

Hình 5.3: User case – Học sinh Tìm trường– 76

Hình 5.4: User case – Học sinh – Tìm khoa 77

Hình 5.5: User case – Học sinh Tư vấn ngành nghề– 77

Hình 5.6: User case – Học sinh Tư vấn chọn trường, khoa– 78

Hình 5.7: User case – Chuyên gia Trả lời tư vấn- 78

Hình 5.8: User case – Chuyên gia - Quản lý ngành nghề 79

Hình 5.9: User case – Chuyên gia Quản lý trường- 80

Hình 5.10: User case – Chuyên gia Quản lý khoa- 81

Hình 5.11: User case – Chuyên gia Quản lý điểm chuẩn- 82

Hình 5.12: User case – Chuyên gia Quản lý học bạ 83 -

Hình 5.13: Sơ đồ Web site 84

Hình 5.14: Giao diện trang Tìm rường 84 t Hình 5.15: Giao diện trang Tìm khoa 85

Hình 5.16: Giao diện trang Duyệt thông tin 85

Hình 5.17: Giao diện trang Tư vấn ngành nghề 86

Hình 5.18: Giao diện trang Tư vấn chọn trường khoa 86

Hình 5.19: Giao diện trang Quản lý ngành nghề 87

Hàng năm, Việt Nam có hơn một triệu học sinh tham gia kỳ thi tuyển sinh vào các trường đại học, cao đẳng và dạy nghề, trong khi hệ thống đào tạo đang phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu học tập Sự đa dạng của các trường và loại hình đào tạo khiến nhiều học sinh bối rối và lo lắng khi lựa chọn nơi học tiếp, đặc biệt là những em chưa hiểu rõ sở thích và năng lực bản thân Việc chọn ngành nghề thường bị ảnh hưởng bởi gia đình, bạn bè, và xu hướng xã hội, dẫn đến việc học sinh không phát huy được khả năng và đam mê của mình Hậu quả là nhiều sinh viên sau khi tốt nghiệp phải học ngành khác hoặc làm công việc không phù hợp, gây lãng phí thời gian, công sức và tiền bạc.

Học sinh hiện nay rất cần thông tin về các cơ sở giáo dục và ngành nghề đào tạo, cũng như những lời khuyên từ chuyên gia để lựa chọn trường và ngành phù hợp với nguyện vọng, khả năng và điều kiện gia đình Để đáp ứng nhu cầu này, các thành phố lớn đã tổ chức ngày hội tư vấn hướng nghiệp cho học sinh trong những năm gần đây Tuy nhiên, số lượng học sinh được tư vấn vẫn còn hạn chế do các sự kiện này chỉ diễn ra tại một số địa điểm và thời gian nhất định.

Hiện nay, đã có một số cổng thông tin hỗ trợ tuyển sinh và lựa chọn ngành nghề do các trường và tổ chức tư vấn xây dựng Tuy nhiên, các cổng này chủ yếu hoạt động như cơ sở dữ liệu, cho phép người dùng tìm kiếm thông tin qua từ khóa Hạn chế của phương pháp này là nó trả về quá nhiều thông tin không cần thiết, trong khi lại thiếu sót các thông tin quan trọng liên quan.

Một số cổng thông tin cho phép tri thức của chuyên gia tư vấn được tổ chức dưới dạng diễn đàn hỏi đáp đơn giản, nhưng cách tổ chức này gặp nhiều hạn chế Khi diễn đàn lớn, học sinh khó khăn trong việc tìm kiếm và sử dụng lại tri thức Các cổng thông tin hiện tại chưa có khả năng hiểu và suy diễn tri thức của chuyên gia để trả lời câu hỏi của học sinh, dẫn đến việc các chuyên gia mất nhiều thời gian để trả lời từng câu hỏi, mặc dù có nhiều câu hỏi tương tự có thể rút ra từ một câu trả lời duy nhất.

Mục đích ý nghĩa của luận văn

Hệ thống thông tin tư vấn BKEduPortal được thiết kế nhằm chia sẻ hiệu quả thông tin về đào tạo và tuyển sinh đại học Hệ thống này giúp máy tính hiểu và người dùng dễ dàng tìm kiếm thông tin chính xác và đầy đủ.

Tổ chức xây dựng cơ sở tri thức từ kinh nghiệm của các chuyên gia giúp máy tính hiểu và học hỏi Nhờ đó, máy tính có khả năng tự động suy diễn và lập luận để trả lời các câu hỏi của học sinh Chỉ những câu hỏi mà máy không thể tự trả lời mới cần đến sự can thiệp của chuyên gia, từ đó giảm bớt khối lượng công việc cho họ.

Phương pháp luận của luận văn

Hệ chuyên gia là phần mềm kết hợp tri thức của các chuyên gia trong lĩnh vực cụ thể, giúp phân tích và giải quyết vấn đề cho người dùng Hệ thống này có khả năng đưa ra kết luận và lời khuyên dựa trên tri thức đã được tổ chức và lưu trữ Bằng cách áp dụng các quy tắc logic và suy diễn, hệ chuyên gia có thể phát triển khái niệm mới từ những kiến thức hiện có Chúng tôi xây dựng cơ sở tri thức dựa trên ontology, cho phép máy móc hiểu và suy luận, đồng thời dễ dàng chia sẻ và tái sử dụng tri thức.

Khối lượng tri thức trong lĩnh vực giáo dục đào tạo rất phong phú và đa dạng, do đó không thể diễn đạt hết trong một khoảng thời gian ngắn Cần có thời gian để tích lũy và hiểu biết sâu sắc về các tri thức này.

Việc sử dụng hệ chuyên gia dựa trên các luật để thu thập và bảo trì cơ sở tri thức trong lĩnh vực tuyển sinh gặp nhiều khó khăn Tri thức của chuyên gia thường chứa nhiều ngoại lệ, do đó, hệ chuyên gia theo mô hình không thể xử lý đầy đủ mọi tình huống và dễ dàng bỏ qua các trường hợp đặc biệt.

Thiết kế ontology hệ thống thông tin tư vấn giáo d 40 ục

Thiết kế ontology

Chương 4 Tư vấn giáo dục dựa trên tình huống Error! Bookmark not defined 4.1 Mô hình hóa tình huống Error! Bookmark not defined 4.1.1 Học bạ của học sinh Error! Bookmark not defined 4.1.2 Tập mẫu Error! Bookmark not defined 4.1.3 Kết quả tư vấn Error! Bookmark not defined 4.2 Mô hình lập luận Error! Bookmark not defined 4.2.1 Đối sánh học bạ Error! Bookmark not defined 4.2.2 Sử dụng lại tình huống Error! Bookmark not defined 4.2.3 Hiệu chỉnh giải pháp tư vấn Error! Bookmark not defined 4.2.4 Chức năng hỗ trợ chuyên gia trả lời tư vấn Error! Bookmark not defined 4.2.5 Phản hồi của người sử dụng và học các tình huống Error! Bookmark not defined

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, vì đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin đã tận tâm giảng dạy và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học cao học.

Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi khả năng của mình, nhưng chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự cảm thông từ thầy cô và các bạn.

Hàng năm, Việt Nam có hơn một triệu học sinh tham gia kỳ thi tuyển sinh vào các trường đại học, cao đẳng và dạy nghề, trong khi hệ thống đào tạo đang phát

Học sinh hiện nay đang rất cần thông tin về các cơ sở giáo dục và ngành nghề đào tạo Họ cũng tìm kiếm sự tư vấn từ các chuyên gia để đưa ra quyết định đúng đắn về trường và ngành phù hợp với nguyện vọng, khả năng và điều kiện gia đình Để đáp ứng nhu cầu này, nhiều thành phố lớn đã tổ chức ngày hội tư vấn hướng nghiệp Tuy nhiên, số lượng học sinh được tham gia tư vấn vẫn còn hạn chế do các sự kiện này chỉ diễn ra tại một số địa điểm và thời gian nhất định.

Hiện nay, một số cổng thông tin đã được phát triển để hỗ trợ tuyển sinh và lựa chọn ngành nghề, do các trường và tổ chức tư vấn xây dựng Tuy nhiên, những cổng thông tin này chủ yếu hoạt động như các cơ sở dữ liệu cho phép người dùng tìm kiếm thông tin theo từ khóa Hạn chế lớn của phương pháp này là kết quả tìm kiếm thường trả về quá nhiều thông tin không cần thiết, trong khi lại thiếu sót những thông tin quan trọng và liên quan.

Một số cổng thông tin cho phép tri thức của chuyên gia tư vấn được tổ chức dưới dạng diễn đàn hỏi đáp, nhưng có hạn chế khi học sinh gặp khó khăn trong việc tìm kiếm và sử dụng lại tri thức Các cổng thông tin này chưa có khả năng hiểu và suy diễn tri thức của chuyên gia để trả lời câu hỏi, dẫn đến việc các chuyên gia phải tốn nhiều thời gian cho từng câu hỏi, trong khi nhiều câu hỏi tương tự có thể được trả lời chung.

Hệ thống thông tin tư vấn BKEduPortal được thiết kế nhằm chia sẻ hiệu quả thông tin về đào tạo và tuyển sinh đại học, giúp máy tính hiểu và người dùng dễ dàng tìm kiếm thông tin chính xác và đầy đủ.

Tổ chức xây dựng cơ sở tri thức và kinh nghiệm của các chuyên gia giúp máy tính hiểu và học hỏi Nhờ đó, máy tính có khả năng tự động suy diễn và lập luận để trả lời các câu hỏi của học sinh Chỉ những câu hỏi mà máy không thể tự trả lời mới cần đến sự can thiệp của các chuyên gia, từ đó giảm bớt khối lượng công việc cho họ.

Hệ chuyên gia là phần mềm kết hợp tri thức của các chuyên gia trong lĩnh vực cụ thể, giúp phân tích và đưa ra giải pháp cho vấn đề của người dùng Hệ thống này sử dụng các công cụ lập luận để đưa ra kết luận và lời khuyên chính xác Chúng tôi xây dựng cơ sở tri thức dựa trên ontology, giúp máy tính hiểu và suy luận, đồng thời cho phép tri thức được chia sẻ và sử dụng lại một cách dễ dàng.

Khối lượng tri thức trong lĩnh vực giáo dục đào tạo rất phong phú và đa dạng, do đó không thể truyền đạt toàn bộ trong một khoảng thời gian ngắn Cần có thời gian để tích lũy và hiểu sâu sắc các kiến thức này.

Việc áp dụng hệ chuyên gia dựa trên các quy luật để thu thập và duy trì cơ sở tri thức trong lĩnh vực tuyển sinh gặp nhiều khó khăn Tri thức của chuyên gia thường chứa nhiều ngoại lệ, do đó, hệ chuyên gia theo mô hình không thể xử lý tất cả các trường hợp và dễ dàng bỏ qua các ngoại lệ quan trọng.

Với những lợi ích nổi bật của hệ chuyên gia dựa trên tình huống như khả năng tích lũy tri thức dễ dàng, rút ngắn thời gian suy luận, tự học để tránh các lỗi trong quá khứ và khai thác thành công từ kinh nghiệm, chúng tôi đề xuất xây dựng hệ thống thông tin tư vấn giáo dục đào tạo mang tên BKEduPortal Hệ thống này sẽ được xây dựng trên cơ sở tri thức được tổ chức theo ontology và áp dụng phương pháp lập luận dựa trên tình huống để tự động cung cấp tư vấn cho học sinh.

Nội dung nghiên cứu của luận văn

• Nghiên cứu về hương pháp ập luận dựa trên tình huống.p L

• Thiết kế và xây dựng cơ sở tri thức về thông tin giáo dục đào tạo dựa trên ontology

• Xây dựng các bước xử lý theo tình huống

• Phân tích thiết kế và đưa ra các yêu cầu xây dựng hệ thống tư vấn giáo dục

Bố cục trình bày của luận văn

Luận văn được chia làm sáu chương

Chương 1: Tổng quan về c hác ệ chuyên gia và hệ thống thông tingiáo ục d

Chương 2: Hệ thống thông tin tư vấn giáo dục BKEduPortal

Chương Thiết kế ontology 3: cho hệ thống thông tin tư vấn giáo dục

Chương Tư vấn giáo dục dựa trên tình huống4:

Chương Phân tích yêu cầu chương trình ứng dụng5:

Chương 1 Tổng quan về các hệ chuyên gia và hệ thống thông tin giáo d ục

1.1 Tổng quan về các hệ chuyên gia

Mã hoá Ontology

Protégé là nền tảng mã nguồn mở miễn phí, cho phép người dùng xây dựng các mô hình miền và ứng dụng dựa trên tri thức thông qua việc sử dụng ontology Nền tảng này hỗ trợ các cấu trúc mô hình tri thức phong phú và cung cấp các công cụ để tạo, hiển thị và quản lý ontology trong nhiều định dạng khác nhau Protégé có khả năng tùy biến để tạo ra môi trường thân thiện cho việc phát triển mô hình tri thức và nhập liệu Hơn nữa, Protégé có thể được mở rộng như một kiến trúc plug-in hoặc thông qua giao diện lập trình ứng dụng (API) bằng Java để phát triển các công cụ và ứng dụng dựa trên tri thức.

Ontology là một khái niệm quan trọng trong một miền cụ thể, cung cấp các thuật ngữ và mối quan hệ cần thiết cho miền đó Nó bao gồm các cấu trúc phân lớp, phân loại và sơ đồ dữ liệu, từ lý thuyết đến ứng dụng thực tiễn Trong những năm gần đây, ontologies đã được chấp nhận rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và cộng đồng khoa học để chia sẻ, sử dụng lại và xử lý tri thức miền Ontology đóng vai trò trung tâm trong nhiều ứng dụng, bao gồm quản lý thông tin khoa học, hệ thống tích hợp, thương mại điện tử và các dịch vụ web ngữ nghĩa.

N tền ảng Protégé ỗ trợ hai ng cụ để h cô xây dựng mô hình ontology:

Trình soạn thảo Protégé Frame cho phép người dùng xây dựng và lưu trữ các ontology dưới dạng khung theo giao thức kết nối tri thức Trong mô hình này, một ontology bao gồm một tập các lớp được tổ chức trong một hệ thống tổng hợp để biểu thị các khái niệm, một tập các slot liên quan đến lớp để mô tả các thuộc tính và các mối quan hệ, và một tập các thể hiện của các lớp này Các hình thức này thể hiện các khái niệm lưu giữ.

Trình soạn thảo Protégé OW hỗ trợ người dùng xây dựng các ontology cho web ngữ nghĩa, đặc biệt trong ngôn ngữ Ontology Web Một ontology có thể bao gồm mô tả về các lớp, thuộc tính và các thể hiện của chúng Từ một ontology, các ngữ nghĩa chuẩn OWL mô tả cách thức hàm ý của các kết quả logic, không chỉ dựa trên các sự kiện được biểu diễn trong ontology mà còn được kết hợp bởi các ngữ nghĩa Sự kế thừa có thể được thể hiện trong một tài liệu đơn hoặc nhiều tài liệu phân tán đã được kết hợp bằng các kỹ thuật OWL.

3.4.2 Mã hoá Ontology bằng Protégé

Chúng tôi sử ụng d trình so ạn thảo Ontology-OWL để mã hoá ontology

C l trong ác ớp Ontology BKEdu được mã hoá nh ư sau:

Hình 3.3 : Các l ớp trong Onto logy được mã á b ho ằng Protégé

L ớp Trường được mã hoá nh ư sau:

Hình 3.4 : Các thu ộc t ính của l ớp Trường được mã á b ho ằng Protégé

L ớp Khoa được mã hoá nh ư sau:

Hình 3.5 : Các thu ộc t ính của l ớp Khoa được mã á b ho ằng Protégé

Sau khi mã hoá bằng Protégé, nội dung của toàn bộ Ontology được mô t trong phần ả ph l ụ ục

Tư vấn giáo dục dựa trên tình huống

Mô hình hóa tình huống

Các thuật toán

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin, những người đã tận tâm giảng dạy và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học cao học.

Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi khả năng của mình, nhưng chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự cảm thông và hỗ trợ từ thầy cô và các bạn.

Học sinh hiện nay đang cần rất nhiều thông tin về các cơ sở giáo dục và ngành nghề đào tạo Họ cũng mong muốn nhận được sự tư vấn từ các chuyên gia để đưa ra quyết định đúng đắn về việc chọn trường và ngành học phù hợp với nguyện vọng, khả năng và điều kiện gia đình Để đáp ứng nhu cầu này, nhiều thành phố lớn đã tổ chức các ngày hội tư vấn hướng nghiệp Tuy nhiên, số lượng học sinh được tham gia tư vấn vẫn còn hạn chế do các sự kiện này chỉ diễn ra tại một số địa điểm và thời gian nhất định.

Hiện nay, nhiều cổng thông tin hỗ trợ tuyển sinh và lựa chọn ngành nghề đã được xây dựng bởi các trường và tổ chức tư vấn Tuy nhiên, các cổng thông tin này chủ yếu hoạt động như cơ sở dữ liệu cho phép người dùng tìm kiếm thông tin qua từ khóa Hạn chế của phương pháp này là kết quả tìm kiếm thường trả về quá nhiều thông tin không cần thiết, trong khi lại thiếu sót những thông tin quan trọng liên quan.

Một số cổng thông tin hiện nay tổ chức tri thức của chuyên gia tư vấn thông qua các diễn đàn hỏi đáp đơn giản, nhưng cách tổ chức này gặp phải nhiều hạn chế Khi diễn đàn trở nên lớn, học sinh sẽ khó khăn trong việc tìm kiếm và sử dụng lại tri thức Hơn nữa, các cổng thông tin này chưa có khả năng hiểu và suy diễn tri thức của chuyên gia để trả lời câu hỏi một cách hiệu quả Điều này dẫn đến việc các chuyên gia tư vấn phải tốn nhiều thời gian để trả lời từng câu hỏi, trong khi nhiều câu hỏi tương tự có thể được giải đáp bằng một câu trả lời duy nhất.

Hệ thống thông tin tư vấn BKEduPortal được thiết kế nhằm tối ưu hóa việc chia sẻ thông tin về đào tạo và tuyển sinh đại học Hệ thống này không chỉ giúp máy tính hiểu rõ nội dung mà còn cho phép người dùng dễ dàng tìm kiếm thông tin chính xác và đầy đủ.

Việc tổ chức xây dựng cơ sở tri thức và kinh nghiệm của các chuyên gia giúp máy tính hiểu và học hỏi các tri thức này Nhờ đó, máy tính có khả năng tự động suy diễn và lập luận để trả lời câu hỏi của học sinh Chỉ những câu hỏi mà máy không thể tự trả lời mới cần đến sự can thiệp của các chuyên gia, từ đó giảm bớt khối lượng công việc cho họ.

Hệ chuyên gia là phần mềm tích hợp tri thức của các chuyên gia trong lĩnh vực cụ thể, giúp phân tích vấn đề và đưa ra lời khuyên cho người sử dụng Hệ thống này không chỉ phân tích chính xác mà còn sử dụng các công cụ lập luận để rút ra kết luận Chúng tôi xây dựng cơ sở tri thức dựa trên ontology, cho phép máy móc hiểu và suy luận, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc chia sẻ và tái sử dụng tri thức.

Khối lượng tri thức trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo rất phong phú, do đó không thể truyền đạt hết trong một khoảng thời gian ngắn Cần có thời gian để tích lũy và hiểu sâu sắc các tri thức này.

Hệ chuyên gia dựa trên luật gặp khó khăn trong việc thu thập và duy trì cơ sở tri thức do sự tồn tại nhiều ngoại lệ trong tri thức của các chuyên gia lĩnh vực tuyển sinh Do đó, mô hình này không thể xử lý đầy đủ tất cả các trường hợp và dễ dàng bỏ qua những ngoại lệ quan trọng.

Với những lợi ích nổi bật của hệ chuyên gia dựa trên tình huống như khả năng tích lũy tri thức, rút ngắn thời gian suy luận, tự học để tránh lỗi cũ và tận dụng thành công trong quá khứ, chúng tôi đề xuất xây dựng hệ thống thông tin tư vấn giáo dục đào tạo BKEduPortal Hệ thống này sẽ được tổ chức trên nền tảng ontology và sử dụng phương pháp lập luận dựa trên tình huống để tự động cung cấp tư vấn cho học sinh.

Hệ chuyên gia là phần mềm tích hợp tri thức của các chuyên gia trong lĩnh vực cụ thể, giúp phân tích và giải quyết vấn đề cho người dùng Thông thường, hệ chuyên gia hoạt động dưới dạng chương trình máy tính, sử dụng tập hợp các quy tắc để phân tích thông tin và tư vấn các giải pháp hoặc quy trình phù hợp Với khả năng phân tích chính xác, hệ chuyên gia có thể lập luận để đưa ra kết luận và lời khuyên hữu ích cho người sử dụng.

Các nhà thiết kế hệ chuyên gia thu thập tri thức từ lý thuyết, kinh nghiệm, kỹ xảo và chiến lược heuristic của các chuyên gia trong lĩnh vực chuyên môn Họ cố gắng cài đặt tri thức này vào hệ thống để mô phỏng cách thức làm việc của các chuyên gia Tuy nhiên, khác với con người, các chương trình hiện tại không tự học từ kinh nghiệm mà cần tri thức được mã hóa từ con người thành ngôn ngữ hình thức Đây là thách thức chính mà các nhà thiết kế hệ chuyên gia phải đối mặt.

Do bản chất heuristic và tri thức chuyên sâu của việc giải quyết vấn đề cấp độ chuyên gia, các hệ chuyên gia nói chung:

Phân tích yêu cầu chương trình ứng dụng

Phân tích chức năng của ứng dụng

Thiết kế giao diện chương trình

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, vì đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin đã tận tâm giảng dạy và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt những năm học cao học.

Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn.

Hàng năm, Việt Nam có hơn một triệu học sinh tham gia kỳ thi tuyển sinh vào các trường đại học, cao đẳng và dạy nghề, trong khi hệ thống cơ sở đào tạo đang phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu học tập Tuy nhiên, sự đa dạng của các trường và loại hình đào tạo khiến nhiều học sinh cảm thấy bối rối và lo lắng khi lựa chọn nơi học tiếp Đặc biệt, một số học sinh chưa hiểu rõ sở thích và năng lực bản thân, dẫn đến việc chọn ngành nghề bị ảnh hưởng bởi gia đình, bạn bè, hoặc các trào lưu xã hội Hệ quả là nhiều học sinh tốt nghiệp đại học phải học ngành khác hoặc làm công việc không phù hợp, gây lãng phí thời gian, công sức và tiền bạc.

Học sinh hiện nay cần rất nhiều thông tin về các cơ sở và ngành nghề đào tạo, cùng với sự tư vấn từ các chuyên gia để đưa ra quyết định chọn trường và ngành học phù hợp với nguyện vọng, khả năng và điều kiện gia đình Để đáp ứng nhu cầu này, các thành phố lớn đã tổ chức ngày hội tư vấn hướng nghiệp cho học sinh Tuy nhiên, số lượng học sinh được tham gia tư vấn vẫn còn hạn chế do các sự kiện này chỉ diễn ra tại một số địa điểm và thời gian nhất định.

Hiện nay, một số cổng thông tin đã được xây dựng để hỗ trợ tuyển sinh và lựa chọn ngành nghề, nhưng chủ yếu chỉ cung cấp dữ liệu cho phép người dùng tìm kiếm thông tin qua các từ khóa Hạn chế của phương pháp này là kết quả tìm kiếm thường trả về quá nhiều thông tin không cần thiết, trong khi lại thiếu sót những thông tin quan trọng và liên quan.

Một số cổng thông tin hiện nay cho phép tổ chức tri thức của chuyên gia tư vấn thông qua các diễn đàn hỏi đáp đơn giản Tuy nhiên, khi diễn đàn trở nên lớn, học sinh gặp khó khăn trong việc tìm kiếm và sử dụng lại tri thức Các cổng thông tin này chưa có khả năng hiểu và suy diễn tri thức từ các chuyên gia để trả lời câu hỏi của học sinh, dẫn đến việc các chuyên gia phải tốn nhiều thời gian cho từng câu hỏi, mặc dù nhiều câu hỏi tương tự chỉ cần một câu trả lời chung.

Hệ thống thông tin tư vấn BKEduPortal được thiết kế nhằm chia sẻ hiệu quả thông tin về đào tạo và tuyển sinh đại học Hệ thống này giúp máy tính hiểu và người dùng dễ dàng tìm kiếm thông tin chính xác, đầy đủ.

Việc tổ chức xây dựng cơ sở tri thức và kinh nghiệm của các chuyên gia giúp máy tính hiểu và học hỏi từ những tri thức này Nhờ đó, máy tính có khả năng tự động suy diễn và lập luận để trả lời các câu hỏi của học sinh Chỉ những câu hỏi mà máy không thể tự trả lời mới cần đến sự can thiệp của các chuyên gia, từ đó giảm bớt khối lượng công việc của họ trong việc giải đáp thắc mắc của học sinh.

Hệ chuyên gia là phần mềm tích hợp tri thức của các chuyên gia trong lĩnh vực cụ thể, giúp phân tích và giải quyết vấn đề cho người dùng Hệ thống này không chỉ đưa ra kết luận và lời khuyên chính xác mà còn tổ chức, lưu trữ tri thức và kinh nghiệm của chuyên gia Bằng cách áp dụng các quy tắc logic và suy diễn, hệ chuyên gia có khả năng suy luận ra các khái niệm mới từ tri thức đã có Chúng tôi xây dựng cơ sở tri thức dựa trên ontology, giúp máy tính hiểu và suy luận, đồng thời tạo điều kiện cho việc chia sẻ và tái sử dụng tri thức một cách dễ dàng.

Khối lượng tri thức trong giáo dục và đào tạo rất phong phú, do đó không thể truyền đạt toàn bộ trong thời gian ngắn Việc tích lũy kiến thức cần có thời gian để hiểu sâu và áp dụng hiệu quả.

Việc sử dụng hệ chuyên gia dựa trên luật để thu thập và duy trì cơ sở tri thức gặp nhiều khó khăn do sự tồn tại của nhiều ngoại lệ trong tri thức của chuyên gia lĩnh vực tuyển sinh Điều này dẫn đến việc hệ chuyên gia không thể xử lý tất cả các trường hợp và có thể bỏ qua những ngoại lệ quan trọng.

Hệ thống BKEduPortal được đề xuất nhằm xây dựng một nền tảng tư vấn giáo dục đào tạo, tận dụng các ưu điểm của hệ chuyên gia dựa trên tình huống Với khả năng tích lũy tri thức, rút ngắn thời gian suy luận và tự học để tránh các lỗi trong quá khứ, BKEduPortal sẽ sử dụng ontology để tổ chức cơ sở tri thức, đồng thời áp dụng phương pháp lập luận dựa trên tình huống nhằm tự động cung cấp các giải pháp tư vấn hiệu quả cho học sinh.

Hệ chuyên gia là phần mềm tích hợp tri thức của các chuyên gia trong lĩnh vực cụ thể, giúp phân tích vấn đề cho người sử dụng Thông thường, hệ chuyên gia hoạt động dưới dạng chương trình máy tính, sử dụng tập hợp các quy tắc để phân tích thông tin và tư vấn cho người dùng về các quy trình hoạt động Với khả năng phân tích chính xác, hệ chuyên gia có thể lập luận và đưa ra kết luận hoặc lời khuyên hữu ích cho người sử dụng.

Các nhà thiết kế hệ chuyên gia thu thập tri thức từ lý thuyết, kinh nghiệm, kỹ xảo và chiến lược heuristic của các chuyên gia trong lĩnh vực chuyên môn Mục tiêu là cài đặt tri thức này vào hệ thống để mô phỏng cách thức làm việc của các chuyên gia Tuy nhiên, khác với con người, các chương trình hiện tại không tự học từ kinh nghiệm mà phải lấy tri thức từ con người và mã hóa thành ngôn ngữ hình thức Đây là thách thức chính mà các nhà thiết kế hệ chuyên gia phải đối mặt.

Do bản chất heuristic và tri thức chuyên sâu của việc giải quyết vấn đề cấp độ chuyên gia, các hệ chuyên gia nói chung:

Tiêu đề	Hệ Thống Thông Tin Tư Vấn Giáo Dục
Tác giả	Trần Trung Hùng
Người hướng dẫn	TS. Tạ Tuấn Anh
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Công Nghệ Thông Tin
Thể loại	luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2008
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	4,54 MB