Трансдисциплінарна інтеграція знань в середовищі віртуального stem-центру
DOI:
https://doi.org/10.30837/ITSSI.2023.26.095Ключові слова:
онтологічна системи, STEM-освіта, структурування контенту, аналіз даних, наукові матеріали, знання, освітній процесАнотація
Предмет дослідження – роль онтологічних систем у вдосконаленні процесів структурування та аналізу наукового контенту, особливо в контексті STEM-освіти. Мета роботи полягає у дослідженні та аналізі застосування онтологічних систем у контексті управління навчальними матеріалами в STEM-освіті. Використання таких підходів зосереджене на розробленні ефективних методів структурування та подання навчальних знань в освітній системі STEM, з огляду на важливість інтеграції різних наукових дисциплін для оптимізації навчального процесу. Відповідно до мети визначено такі завдання: розробити методологію створення та впровадження онтологічних систем у STEM-освіту та розробити архітектуру віртуального STEM-центру як платформи трансдисциплінарної інтеграції систем знань (Т-STEM), що впроваджуються в STEM-освіті. Проведені дослідження ґрунтуються на таких методах: для розроблення архітектури віртуального STEM-центру застосовано UML-діаграми; створено UML-діаграми ролей та активностей, що ілюструють взаємодію різних користувачів і систем, а також демонструють робочі процеси та взаємодії у мультиагентних системах. Особлива увага приділяється діаграмам активностей, що відтворюють оброблення запитів користувачів і взаємодію агента stemua.science з іншими компонентами STEM-центру. Досягнуто таких результатів: розроблено та описано за допомогою UML-діаграм архітектуру модульної системи віртуального STEM-центру, що передбачає такі ролі, як адміністратор STEM-центру, редактор, автор і користувач, а також адміністратор КІТ "Поліедр". Детально описано взаємодію цих ролей з віртуальним STEM-центром та водночас розкрито механізми їх взаємодії та спільної роботи, спрямовані на створення, наповнення та редагування контенту в середовищі віртуального STEM-центру. Також розглянуто процес оптимізації робочих процесів у модульній системі віртуального STEM-центру. Визначено шляхи наповнення та використання Т-STEM центру в онтологічному форматі. Проаналізовано взаємодію програмних сутностей Т-STEM центру в онтологічному вигляді. Висновки. На основі проведеного дослідження зроблено висновок, що використання онтологічних систем у контексті управління навчальними матеріалами в STEM-освіті є ефективним методом структурування та подання наукового контенту, що сприяє інтеграції різних наукових дисциплін та оптимізації навчального процесу. Визначено, що онтологічні системи є ефективним методом структурування та подання наукового контенту, що сприяє інтеграції різних наукових дисциплін та оптимізації навчального процесу. Установлено, що модульна архітектура віртуального STEM-центру забезпечує ефективну взаємодію різних ролей та автоматизацію робочих процесів. Інтеграція з мультиагентною системою дає змогу використовувати зовнішні джерела інформації та забезпечує інтероперабельність з іншими системами. Для подальшого розвитку віртуального STEM-центру необхідно дослідити підвищення ефективності взаємодії різних ролей та автоматизації робочих процесів. Також планується вивчити інтеграцію віртуального STEM-центру з іншими системами STEM-освіти.
Посилання
References
Gonchar, A., Stryzhak, O., Berkman, L. (2021), "Transdisciplinary consolidation of information environments". ["Transdystsyplinarna konsolidatsiia informatsiinykh seredovyshch"] Zvyazok, Vol. 149, No. 1, Р. 3–10. DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2023.24.027
Staab, S., Studer, R. (Eds.) "Handbook on Ontologies, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg". 2004. 360 р. available at: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-540-92673-3
Savić, M., Ivanović, M., Jain, L. (2019), "Analysis of Ontology Networks", Intelligent Systems Reference, P.143-175. DOI:10.1007/978-3-319-91196-0_4
Mizen, H., Dolbear, C., Hart, G. (2005), "Ontology Ontogeny: Understanding How an Ontology Is Created and Developed." In GeoS 2005: GeoSpatial Semantics, Р. 15–29. DOI: https://doi.org/10.1007/11586180_2
Globa, L., Novogrudska, R., Zadoienko, B., Junfeng, Y., Guo, J. (2021), "Ontology Model for Scientific Information Representation," in 2021 IEEE International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo), IEEE. P. 57–60. DOI:10.1109/PICST51311.2020.9467984
Allen, R. "Rich Semantic Models and Knowledgebases for Highly-Structured Scientific Communication". 2017. available at: https://www.researchgate.net/publication/319327714_Rich_Semantic_Models_and_Knowledgebases_for_Highly-Structured_Scientific_Communication
Silva, M., Cavalcanti, M. (2014), "Combining Ontology Modules for Scientific Text Annotation Marcus", Journal of Information and Data Management, Vol. 5, No. 3, Р. 238–251. DOI:10.1016/j.jbi.2015.09.022
Kunanets, N., Pasichnyk, V. (2010), "Introduction to the specialty Consolidation of information", [Vstup do spetsialnosti. Konsolidatsiia informatsii] Lviv Polytechnic, Lviv, 196 p. available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/soi_2010_3_56
"Transdisciplinary Engineering: A Paradigm Shift", 2017. available at: https://www.iospress.com/catalog/books/transdisciplinary-engineering-a-paradigm-shift
Dovhyi, S., Stryzhak, O., Globa, L. (2020), "Transdisciplinary Fundamentals of Information-Analytical Activity," Advances in Information and Communication Technology and Systems, Lecture Notes in Networks and Systems, Springer, Р. 99–126. DOI:10.1007/978-3-030-58359-0_7
Stryzhak, O., Prykhodniuk, V., Podlipaiev, V. (2019), "Model of Transdisciplinary Representation of GEOspatial Information," Advances in Information and Communication Technologies, Vol. 560, Р. 34–75. DOI:10.1007/978-3-030-16770-7_3
Stryzhak, O. (2020), "Taxonomic foundations of narrative discourse," Medical Informatics and Engineering, ["Taxonomic foundations of narrative discourse"], Vol. 2, Р. 137–147. DOI: https://doi.org/10.11603/mie.1996-1960.2020.3.11604
Stryzhak, O., Golovin, O., Velichko, V. (2020), "Network-centric interaction of experts in the format of narrative discourse," ["Merezhetsentrychna vzaiemodiia ekspertiv u formati naratyvnoho dyskursu"]. Medical Informatics and Engineering, Vol. 4, No. 52, Р. 4–15. available at: http://librarycatalog.tdmu.edu.ua/cgi-bin/irbis64r_15/cgiirbis_64.exe?LNG=&C21COM=S&I21DBN=BDS&P21DBN=BDS&S21FMT=briefwebr&S21ALL=%3C%2E%3EA%3D%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%B6%D0%B0%D0%BA%2C%20%D0%9E%2E%20%D0%84%2E%24%3C%2E%3E&Z21ID=&S21SRW=dz&S21SRD=&S21STN=1&S21REF=10&S21CNR=20&FT_REQUEST=&FT_PREFIX=
Maksimov, N. V., Gavrilkina, A. S., Andronova, V. V., Tazieva, I. (2018), "Systematization and Identification of Semantic Relations in Ontologies for Scientific and Technical Subject Areas," Automatic Documentation and Mathematical Linguistics, Vol. 52, No. 6. Р. 306–317. DOI: https://doi.org/10.3103/S000510551806002X
Welty, C., Guarino, N. (2001), "Supporting ontological analysis of taxonomic relationships," Data & Knowledge Engineering, Vol. 39, No. 1. Р. 51–74. available at: http://www.loa.istc.cnr.it/old/Papers/dke2001.pdf
Zarrad, R., Doggaz, N., Zagrouba, E. (2012), "Toward a taxonomy of concepts using web documents structure," in Proceedings of the 14th International Conference on Information Integration and Web-based Applications & Services, ACM, December.12, Р. 147–156. available at: https://www.academia.edu/19132029/Toward_a_taxonomy_of_concepts_using_web_documents_structure
Jarrar, M. "Towards Methodological Principles for Ontology Engineering," 2005. available at: http://www.jarrar.info/phd-thesis/JarrarPhDThesisV167.pdf
Guizzardi, G., Halpin, T. "Ontological foundations for conceptual modelling," Applied Ontology, Vol. 3, No. 1–2. 2008. Р. 1–12. available at: https://www.academia.edu/8307924/Ontological_foundations_for_conceptual_modelling
Degen, W., Herre, H. "Contributions to the Axiomatic Foundation of Upper-Level Ontologies", 2001. available at: https://www.researchgate.net/publication/2372078_Contributions_to_the_Axiomatic_Foundation_of_Upper-Level_Ontologies
Michael, Shulman (2013), "Homotopy Type Theory: Univalent Foundations of Mathematics", TheUnivalentFoundationsProgram465 р. available at:://homotopytypetheory.org/book/.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
