关键词 跨语言信息检索 语义关联 本体 主题图
分类号 G254.90
DOI 10.16810/ki.1672-514X.2016.06.010
Abstract This paper discusses 5 kinds of methods and techniques about cross-language information retrieval， including synonymous relationship recommendation， concept of intermediate language， untranslated method， term extraction technology， and multilingual ontology. Their applicabilities are also explored. These methods and techniques can implement semantic relevance in cross-language information retrieval by matching queries and retrieve documents on the conceptual level， so as to provide reference for semantic association implementation in cross language information retrieval system.
Keywords Cross-language information retrieval. Semantic association. Ontology. Topic maps.
0 引言
语义关联是语义数据模型中实体之间二维关系的知识表示形式，即实体之间的复杂关系[1]。互联网用户与信息资源的多语言化、互联网信息资源的语义化是目前互联网发展的明显趋势[2]。用户使用母语或熟悉的语言检索出不同语种相关信息的跨语言信息检索应运而生。在语义关联方面，传统的信息检索多使用查询词与文档相匹配方法检索用户所需结果，因用户使用查询词相对自由，以及语言中存在一词多义、一义多词等现象，使得此种字符级匹配的检索方法容易漏检或检出冗余信息。“世界科学跨语言检索平台WorldWideScience”[3]虽能够实现多语言信息检索功能，但其仍是通过检索式与文献之间的关键词匹配完成检索，语义关联体现仍不充分。通过语义关联便于系统理解用户的检索用途，有助于用户快速定位并利用相关知识，提高信息的检索效率。本文主要从方法和技术角度出发，探讨跨语言信息检索中的语义关联的实现。
1 跨语言信息检索中的语义关联方法及技术
当前，实现跨语言信息检索中语义关联的方法和技术主要有同义及近义关系推荐、概念中间语言、非翻译方法、术语抽取技术、多语本体。
1.1 同义及近义关系推荐
同义及近义关系推荐方法能帮助用户扩展与提问式有语义关系的同义词及近义词，提高查全率。如在跨语言信息检索中常用的语言转换策略――提问式检索中，先将源语言的提问式翻译为目标语言，再在目标语言文档中进行检索，返回给用户的检索结果是目标语言。在提问式检索中，用户输入的检索词较短，可能会遗漏相同意义或相近意义的关键词，导致查全率不高。系统后台可将多语种的同义词或近义词关联起来，如以英汉对齐词典为知识库、以等值翻译词对为知识表示形式，对中文术语和英文翻译进行双向推导（利用多部英汉翻译词典，首先选择中文术语C作为入口词，推导出C的英语翻译为E，再将E翻译成中文C1，完成第一次同义推导；之后将C1翻译成英文E1，再将E1翻译为中文C2，完成第二次推导），统计中文词的出现频率，对C2的权值进行统计，计算出C1的权值，按权值的高低排序，推算出C的同义词C1[4]，再将同义词翻译为目标语言进行查询，具体步骤如图1所示。
1.2 概念中间语言
概念中间语言有助于不同语种之间的映射，从而实现不同语种词汇之间的语义关联。其主要用于不能直接进行翻译的语种。一般选择应用广泛的英语作为概念中间语言。概念中间语言能确保各种语言的文献和提问式在概念层次进行匹配[5]。在此，以Cindor为例说明使用概念中间语言实现跨语言概念匹配的过程。Cindor系统支持英语、法语、西班牙语、德语、意大利语、日语6种语言。将每个概念用一个同义词群synset来表示，将其他语言的词汇链接到表示他们所表达的概念对应的synset编号上，方便概念之间的匹配，如若法语为母语，选择法语检索词“F”，系统将“F”与中间语言英语进行匹配，找到对应的英文词汇“E”，“E”的编号为“N”，之后可以检索出编号为“N”的其他语种词汇，再在各个目标文档中进行检索，返回相关信息，完成跨语言信息检索[6]。如图2所示。
1.3 非翻译方法
非翻译方法是指不对查询语言或目标语言进行翻译就能实现跨语言信息检索。基于偏最小二乘理论的中间语义的跨语言信息检索方法就是一种非翻译方法[7]。其不对查询或者目标文献进行翻译，而是通过建立两种语言的平行语料库，将两种语言都投影到一个更小的语义空间，并建立好对应的中间语义对，实现语义关联，此种方法避免了对查询语言或目标语言进行翻译过程中导致的语义偏离。针对两种以上的语言，亦可通过这种方法实现多语言之间的跨语言信息检索，如构建中法跨语言信息检索模型，其实现过程是在中英平行语料库和蒙特利尔大学提供的英法平行语料库基础上，先对双语语料库的文档进行分析建模，建立了中英、英法跨语言信息检索模型，并利用英语作为过渡语言，实现了中法跨语言信息检索模型的构建[8]。
1.4 术语抽取技术
多语术语抽取可实现不同语种概念之间的匹配，实现跨语言信息检索中的语义关联。目前，可通过构建语料库实现双语术语抽取。语料库是指由大量经过整理的文本形成的具有既定格式与标记的文本集[7]。基于语料库的方法主要为基于平行语料库和可比语料库两种方法[2]。第一种，利用平行语料库进行双语核心术语抽取。将专业领域文档的关键词作为候选核心术语，利用中文和英文的专业领域分类语料，通过关键词抽取、术语度计算等关键技术，分别进行中文和英文的核心术语的识别；接着，以中英文专业领域平行语料为基础，利用双语对齐技术，自动生成中英文对照的双语核心术语列表，实现中英双语核心术语对的抽取[9]。第二种，利用可比语料库抽取中英双语术语对，在给定的主题领域下，选取中英文专业语料，从中分别获取中英文关键词，根据词语共现统计获取该主题领域的其他相关关键词；以这些关键词作为查询入口，通过学术搜索引擎从网络获取候选可比语料；对可比语料进行定量评估，以剔除不符合要求的语料，最终得到特定主题领域的可比语料库，实现中英双语术语对的抽取[10]。
1.5 多语本体
本体能够很好地描述概念的内涵及概念间关系，具有良好的概念层次结构和对逻辑推理的支持。多语本体是本体在不同语种中的具体表现形式，利用多语本体构建领域知识，能减少不同语言转换过程中的语义损失和曲解[11]。在多语本体库构建中，引入了同义词规范，使各语种的概念之间能够相互对照[12]。多语本体将源语言与目标语言的对应实例统一在本体概念下，当用户用源语言输入一个查询式，系统在源语言本体库中找到其对应的概念，然后映射到目标语言本体库，找出对应的实例反馈给用户。在此过程中，对查询表达和检索对象进行语义标注是利用多语本体实现语义关联的重要环节[6]。以下是使用查询表达和检索对象进行语义标注的过程。（1）在查询表达的语义标注中，采用遍历的方法，将查询用词与源语言本体库中对应的本体术语以及相关的概念术语建立映射，再通过源语言本体库与目标语言本体库已建立的概念映射关系，最终将查询用词转换为目标语言概念术语。（2）在检索对象的语义标注中，从目标文档中抽取特征词汇，根据词汇的统计词频或者文档创建者赋予的标志，为每个特征词赋权值，以表示它们在检索中的重要程度。通过本体库的查询，查看本体中的每个术语的每一种语义，看其是否存在于已抽取出的特征词汇中，从而把文档（带有权值信息）作为该领域本体的一个实例与领域本体关联起来。
此外，主题图属于一种简单的本体，在揭示语词概念之间的语义关系和多语言支持方面具有优越性[13]。它是一种用于描述信息资源知识结构的元数据格式，可以定位某一知识概念所在的资源位置，也可以表示知识概念间的相互联系。主题图克服了简单字符级匹配的缺陷，能够实现语义检索。主要由主题、资源实体及关联性三部分组成[14]。夏立新和王忠义提出基于主题图的跨语言检索模型[13]，其实现语义关联的过程为：先通过分别提取中文信息资源和英文信息资源中的元数据，在主题图模板和规则文档的支持下生成中文主题图和英文主题图，将中文主题图翻译为汉英双语主题图，将汉英双语主题图与中文主题图合并，对合并后的主题图中未经翻译的汉语主题进行翻译，最终生成综合的汉英双语主题图，实现使用中文或英文任一语种的提问式检索，均可获得两种语言的相关信息。
2 语义关联方法技术的适用性
笔者对实现跨语言信息检索中语义关联的5种方法和技术的适用性进行了分析，如表1所示。
在跨语言信息检索语义关联实现的过程中，以上方法和技术并非完全独立，可互相结合或与其他技术结合使用。如可考虑将概念中间语言与本体技术、非翻译方法与平行语料库、术语抽取技术与词共现技术相结合实现跨语言信息检索中的语义关联。（1）将概念中间语言与本体技术相结合。基于本体的跨语言信息检索的关键技术是多语本体库的相互映射，映射的关键在于利用中间语言来规范多语本体库中的概念，使源语言与目标语言内涵表达一致，并根据含义建立多语映射。如Cindor系统采用中间语言翻译技术来实现跨语言检索，以多语本体作为其跨语言转化的核心机制[5]。（2）非翻译方法与平行语料库相结合。基于偏最小二乘理论的中间语义的跨语言信息检索属于非翻译方法，其是通过建立好的中英文平行语料库，将两种语言都投影到一个更小的语义空间中，并建立好对应的中间语义对。利用对应的中间语义对，在这个中间语义空间中计算查询和文档直接的相似度，实现CLIR。（3）术语抽取技术与词共现技术相结合。在使用可比语料库进行双语术语对抽取时，需要使用到词语共现技术，用于获取领域内相关的关键词。
3 结语
本文探讨了跨语言信息检索中语义关联的方法和技术，以及这些方法技术的适用性。主要包括如下5种方法技术：同义及近义关系推荐、概念中间语言、非翻译方法、术语抽取技术、多语本体。同义及近义关系推荐方法能帮助用户扩展与提问式有语义关系的同义词及近义词；概念中间语言通过选择英语作为中间语言完成不同语种之间的映射，实现不同语种词汇之间的语义关联；非翻译方法（指基于偏最小二乘理论的中间语义的跨语言信息检索方法）通过建立各语言的平行语料库，将各语言都投影到一个更小的语义空间，并建立好对应的中间语义对，实现语义关联；多语术语抽取通过平行语料库与可比语料库抽取不同语种的核心术语对；多语本体将源语言查询词映射到源语言本体中，再通过源语言本体与目标语言本体的映射关系，查找出与查询词对应的目标语言概念。以上方法技术不局限于传统检索中字符级的匹配，而是提升到概念匹配的层次，将这些方法技术应用到跨语言信息检索系统中，能更好地实现跨语言信息检索中的语义关联。
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论文摘要：文章在介绍虚拟现实技术等相关概念的基础上，探讨虚拟技术的在产品概念设计中的应用，这项技术的使用让设计思路和设计表达更上一个全新的台阶，在产品的开发过程中，保证产品开发的一次性成功。
目前国际上流行的一种“故事版情景预言法”的概念设计，就是将要开发的产品置于一定的人、时、地、事和物中进行观察、预测、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面设计表达展示给人们。于是，产品在设计的开始便多了一份生命和灵气。然而，设计表达在信息时代已是多元化的展示形式，虚拟现实技术的应用，使设计思路和设计表达如虎添翼。让人多了一种直观的、亲切的及交互的感受，这样开发设计的产品与传统相比，大大减少了投放市场的风险性，也为 企业 决策人寻找商机、判断概念产品能否进一步开发生产，提供更好的依据。
一、虚拟现实与虚拟现实技术
（一）虚拟现实（virtualreality，vr）及虚拟设计（virtualdesign，vd）
虚拟现实（virtualreality，vr）是利用 计算 机省城一种模拟环境，通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户与该环境直接进 自然 交互的技术。这里所谓模拟环境就是计算机生成的具有色彩的立体图形，它可以是某特定现实世界的真实体现，也可以是纯粹构想的世界。wwW.133229.cOm传感设备包括立体头盔、数据手套、数据衣服等穿戴于用户身上的装置和设置现实环境中的传感装置。自然交互是指用日常使用的方式对环境内的武体进行操作并得到实时立体反馈。虚拟现实是一种全新的人机交互系统，它能对介入者产生各种感官刺激，如听觉、视觉、嗅觉、触觉，给人身临其境的感觉，人能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作。
虚拟设计是以“虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段”，借助这样的设计手段，设计人员可以通过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量综合集成环境得到感性和理性的认识，从而帮助深化概念和萌发新意。
（二）虚拟现实技术
虚拟现实技术是人的想象力和 电子 学等相结合而产生的一项综合技术，它利用多媒体计算机仿真技术构成一种特殊环境，用户可以通过各种传感系统与这种环境进行自然的交互，从而体验比现实世界更加丰富的感受。
二、概念设计的定义及内涵
pahl和beitz在《engineeringdesign》一书中提出“概念设计”这一名词以来，人们对概念设计进行了十几年的研究。他们将其定义为：在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理极其组合等，确定出基本求解途径，得到求解方案，这部分设计工作叫做概念设计。
国内的学者也对概念设计进行了大量的研究，其中邓家褆在《产品概念设计》一书中将“产品概念设计”定义为“由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的，可组织的，有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。”
在几十年的时间里，人们对概念设计的研究日益增加、不断深入，使概念设计的内涵更加广泛和深刻。主要体现在:根据产品生命周期各个阶段的要求进行市场需求分析、功能分析、功能的工作原理、动作行为的构思、行为载体的选择和方案的组成的等。可见，确定方案是概念设计的最终结果，产品生命周期全过程的满足才是概念设计的关键。设计方法上更加全面融合各种方法，寻求综合最优方案，同时使设计更具创造性。
概念设计是对产品或部件的构思，目的是捕捉产品的基本形状。这个阶段，产品的形状和精确尺寸尚未确定，设计人员有一定变更自由，所以尽可能考察设计方案，以便选出生产成本最低、创意良好的方案。利用传统的计算机辅助设计，往往多是二维交互工具，缺乏三维或者多维的功能，但是产品却是三维的部件，这样必然导致人机交互效率低。现行的计算机辅助设计系统要求定义零件的尺寸，而在产品的概念设计阶段这样的尺寸可能无法精确得到或者根本没必要精确定义，这样必然影响设计效率和周期。传统的计算机辅助设计需要两类人员配合，即产品的设计人员和电脑绘图员，产品设计人员有关产品的概念信息通过草图或者口述的方法传达给电脑人员，这样导致信息的丢失或者绘图者的曲解，而如果设计者本人直接参与电脑辅助设计建模的话，由于现行的电脑辅助设计系统的操作复杂和交互能力若，大大分散了设计者的精力，限制了思路。为了克服这样的限制，充分发挥设计人员的创造性，人们开始把虚拟现实技术引入计算机辅助设计系统进行概念设计，将虚拟现实技术和概念设计有效结合，利用丰富直观的交互手段，在虚拟环境中进行概念设计，从而节省产品精确描绘和尺寸定义的时间，这就是基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计，即虚拟概念设计。
三、虚拟概念设计的研究方向和应用前景
（一）概念设计中应注意的两个问题
1.虚拟现实环境下的概念可视化。概念可视化是指设计师透过画面或者模型，将市场的需求转换成可视化的具体形态。概念设计是否能符合目标用户的要求，“眼见为实”的图面或者模型是最具有说服力的。
2.虚拟现实环境下的人机交互界面。想实现人机互动，必须解决一系列技术问题，形成和谐的人机环境。虚拟现实就是一种基于可 计算 信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用计算机技术为核心的 现代 高科技省城逼真的视听触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以 自然 的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、互相影响，从而产生“沉浸”于等同真环境的感受和体验。
（二）虚拟现实技术在概念设计中的前景
在虚拟现实环境下，进行产品的概念设计是虚拟现实技术的基本内容。在电脑虚拟现实提供的良好的可视化条件下，对电脑辅助设计建立的三维模型在几何、功能、加工与装配等方面进行交互性的修改，利用虚拟现实给用户提供诸如视听触觉等各种感知交互手段，最大限度地方便用户的操作，从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。相关人员可以对原型的各方面包括视觉效果、部件间比率进行评价。针对不同用户的爱好要求，在不同的虚拟环境中，亲自体验修改模型；选择产品的可选部件，观察设计和修改过程。
概念设计是设计过程的初步阶段，它的目的是获得做够多的有关产品式样和形状的信息，同时它又是设计过程中的重要阶段，因为产品成本的60%～70%是由这个阶段决定的。面对日益加剧的产品市场竞争的挑战，可以预见，基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计必有长足 发展 ，最终将与现有计算机辅助设计系统实现无缝集成。激烈的全球市场竞争，各国投入大量的资金对虚拟现实技术及其在 工业 设计领域中的应用进行深入研究。将研究的成果及时转化为生产力，这是产品迅速占领市场的关键。
参考 文献
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摘要：融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统，实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统，它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。本文对对4G 移动通信系统中将会用到的关键技术做了分析，主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。
关键词：4G移动通信；关键技术；OFDM； MUD； IPv6
一、概述4G概念通信技术的基本条件
4G概念移动通信系统的定义为：用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来；移动终端可以是任何类型的；用户可以自由地选择业务、应用和网络；可以实现非常先进的移动电子商务；新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。
(1) 具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户(250km/h)，数据速率为2 Mbit/s;对于中速移动用户(60km/h)，数据速率为20 Mbbit/s;对于低速移动用户，数据速率为100 Mbit/s。
(2) 实现真正的无缝漫游。4G 移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
(3) 高度智能化的网络。采用智能技术的4G 通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。
(4) 良好的覆盖性能。4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。
(5) 基于IP 的网络。4G通信系统将会采用IPv6，IPv6将能在IP 网络上实现话音和多媒体业务。
(6) 实现不同QoS 的业务。4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。
二、对4G概念通信关键技术解析
（1）正交频分复用（OFDM ）技术
第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM 技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
（2）智能天线技术
智能天线采用了空时多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，将主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。
（3）无线链路增强技术
可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术，如通过空间分集、时间分集(信道编码)、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能；多天线技术，如采用2或4天线来实现发射分集，或采用多输入多输出(MIMO)技术来实现发射和接收分集。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO 技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。
（4）软件无线电（S D R ）技术
在4G系统中，若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想通信方式，则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口，能够在各类网络环境间无缝漫游，并可以在不同类型的业务之间进行转换。软件无线电是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术，它以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支持。软件无线电概念一经提出，就受到各方的极大关注，这不仅是因为软件无线电概念新技术先进、发展潜力大，更为重要的是它潜在的市场价值也是极具吸引力的。软件无线电强调以开放性最简硬件为通用平台，尽可能地用可升级、可重配置的不同应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。其中心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等各种功能用软件来完成，并使宽带A/D 和D/A 转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。
（5）多用户检测技术
4G系统的终端和基站将用到多用户检测技术以提高系统的容量。多用户检测技术的基本思想是：把同时占用某个信道的所有用户或部分用户的信号都当作有用信号，而不是作为噪声处理，利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号，即综合利用各种信息及信号处理手段，对接收信号进行处理，从而达到对多用户信号的最佳联合检测。它在传统的检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户的信号进行检测，从而具有良好的抗干扰和抗远近效应性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用链路频谱资源，显著提高系统容量。现有的多用户检测算法在计算复杂度与处理时延问题上存在不足，且算法中一些参数估计有误时，会使得相关矩阵产生较大偏差，导致整个系统性能急剧下降。当前的MUD算法只考虑了同小区内的干扰，而没有考虑相邻小区间的同频率用户干扰。
（6）IPv6技术
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。选择IPv6 协议主要基于以下几点考虑：
a) 巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
b) 自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置方式。
c) 服务质量。服务质量(QoS)包含几个方面的内容，将来它无疑将用于基于服务级别的新计费系统。
d) 移动性。移动IPv6在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址，这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。
三、结束语
第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。4G概念通信的技术包括OFDM技术、智能天线技术、软件无线电技术、多用户检测技术、IPv6技术等。在目前还只是一个基本概念，IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。■
参考文献
[1] 袁晓超 4G通信系统关键技术浅析.中国无线电，2005(12)
关键词：网络教育； 智能搜索； 个性化； 概念网； 智能兴趣
中图分类号：TP18 文献标志码：A
Personalized intelligent agent search engine
oriented to network education
WU Lihua1, 2
, LUO Yunfeng1, FENG Jianping2
(1. Institute of System Eng., Huazhong Univ. of Sci. &Tech., Wuhan 430074, China；
2. Dept. of Computer Sci. & Edu. Tech., Hainan Normal Univ., Haikou 571158, China）
Abstract： To study the intelligentization of search tools for network education resources and provide personalized information service of intelligent agent system for students, the design and implementation of a personalized intelligent agent search engine is proposed based on the concept network and intelligent search agent technology under the background of current network education resource environment. Compared with the traditional search engine, the engine implements key word searching in concept and has better search precision and efficiency.
Key words： network education; intelligent search agent; personalization; concept network; intelligent interesting agent
0 引 言
随着Internet信息资源以指数递增，现有的搜索引擎已越来越难以满足人们高质量地获取网络信息的需求，特别是网络教育环境下的用户，其学习行为及兴趣基本上在本学科领域之内，常用的传统搜索引擎不能更准确、及时、权威地检索出他们所需求的信息.现有搜索引擎的局限性表现在：(1) 基于简单的关键词或查询条件匹配，往往输出大量的文档，而真正与用户信息需求相关的文本却很少；(2) 对查询结果的排序算法主要依据关键词的词频、位置、邻近度以及更新日期等指标，这种基于关键词的需求模型不能全面反映用户的兴趣趋向.
［1］面向网络教育信息资源环境下的用户，提出构建个性化智能搜索引擎的一些新观点和新方法，如学科领域语义网络、兴趣过滤模板和个性化智能兴趣等.设计个性化智能搜索引擎，屏蔽与用户需求不相关的信息，并帮助用户根据个人兴趣类型和学科专业信息需求，自动在Internet上查找所需的信息，提供真正意义上“所得即所需”的个性化网络信息服务.
1 智能搜索
近年来，出现许多满足用户个性化信息需求的技术，如垂直搜索引擎、主题网站、数据推送技术、过程跟踪技术、智能搜索和协同过滤等.其中，智能搜索技术［2］克服传统搜索引擎的缺陷，通过网络信息挖掘技术提取用户的兴趣，然后根据用户的兴趣过滤搜索引擎所返回的结果，使得搜索结果可以极大地满足用户的个性化需求.目前它已经成为Web网络信息检索的核心技术.与传统的搜索引擎相比，其特色主要表现在：（1） 信息收集和处理智能化.采取有效搜索策略，按一定语法规则智能地、有选择地自动收集网络信息，运用推理机制和学习机制，对收集来的网络信息智能处理和理解.（2） 信息检索智能化.采用自然语言检索入口，允许用户自由表达查询请求.（3） 信息检索个性化［3］.利用数据挖掘技术对用户访问的历史信息进行兴趣规则抽取，以此预测用户将来的行为，并根据用户的评价和反馈调整自己的行为.
2 个性化智能搜索引擎设计
2.1 设计思想
系统主要从“信息检索模块”和“个性化智能兴趣”这两个方面进行智能化研究.主要设计思想为:在全文检索的基础上，运用“概念语义网”构建“学科领域语义网络”，实现概念的扩展检索，以提高系统的查全率；再通过“网页过滤器”和“个性化智能兴趣”，建构学生的个人兴趣模型，过滤出学生所需要的信息资源，以提高系统的查准率.
2.2 系统结构系统主要分为5个组成部分(见图1)：信息检索模块，搜索Robot，网页过滤器，兴趣索引数据库和个性化智能兴趣.
（1） 信息检索模块 进行查询子句的分词处理后提取关键词，采用“概念树”结构，实现关键词在概念方面的检索，将目前基于“词”的检索提高到“概念”层次；
（2） 搜索Robot 按照一定的策略在Internet网络教育资源中抓取网页，并将网页交给网页过滤器；
（3） 网页过滤器 根据用户提交的“领域词”（兴趣主题关键词）建立网页过滤模板template，每日多次调用Robot获取过滤信息源进行过滤，找出用户感兴趣的网页，并将网页交给兴趣索引数据库进行存储；
（4） 兴趣索引数据库 采用全文检索技术，对搜索来的网页内容进行基于“词”的索引，再对应概念语义网中所出现的“领域词”，用“词频法”计算领域词在网页中出现的频率，以表示该领域词与网页的相关度，最后按照词频大小进行排序，并形成倒排文档，存储在兴趣索引数据库中；
（5） 个性化智能兴趣 通过对学生检索结果的个性化信息提取，建构学生的个性化兴趣模型，并对模型进行维护和更新，实现为学生提供个性化服务的目标.
3 模块设计及实现
3.1 信息检索模块
信息检索模块基于概念语义网络实现.“语义网络”是知识的一种图解表示，“概念语义网络”由节点（概念）和弧线或链线（节点之间的关系）组成.其中，概念（Concept）通过字、词和词组等描述元素表达.概念语义网络［4］的构建需要具有一定规模的知识作为基础，而且知识表达要准确、清晰，整体结构层次要完整并具有较高的稳定性，在较长时间内不能发生变化.在网络教育环境中，用户学科领域知识的分类相对稳定且准确，使用领域知识表示用户的某种学习兴趣偏好完全可行，见图2.
这里，系统通过构建“学科领域语义网络”提取用户兴趣特征，然后建立用户的兴趣模板template过滤网页信息，完成对用户学习兴趣的定制.为了能尽快接近用户的实际兴趣，在系统注册时也可以通过分类列表让用户自愿选择感兴趣的学科领域或研究方向，记录在用户Profile文件中.
3.1.1 学科领域语义网络的构建
构建“学科领域语义网络”的具体方法如下：
（1） 用“概念树”的方法建立概念之间的上下层关系.上层概念是其所有下层概念共同属性的归类，下层概念则是从不同角度对其上层概念的细化.最上层Ω是虚拟层，使整个概念树形成一个整体.用户对概念节点的访问频率体现出用户对该概念内容的兴趣.
这里，每个概念节点都可以按学科分类代码(1992年国家颁布的《中华人民共和国学科分类与代码国家标准》)为基础进行概念编码标志，并且每个概念都带有一个集合，由该概念的同义但不同描述元素组成，比如：Φ(计算机软件)={软件，程序，software}.集合可以根据同义词词典或实际需要进行添加、删除、修改等操作，这样处理还可以忽略概念的语种差异，对文档中存在的中英文互用进行识别，将这些信息存入概念库（Concept Base）中.概念标志可表示如下:
Code［Concept］ {Discriptor1,Discriptor2，…，Discriptorn}
（2） 每个概念可与其他概念建立相应的关系.该关系不同于分类中上下层关系的横向关系，可采用不同的弧线来表达概念之间的不同关系.3.1.2 概念扩展检索
在系统“分词词典”中提供一个主词典、同义词词典及蕴涵词词典.学生输入查询请求后，由“分词词典”进行分词后提取领域词，并根据概念语义网赋以相应的概念编码标注，检索模块对概念进行扩展.具体而言，它实现概念层次上的同义扩展检索、概念拓展检索和相关联想功能.
3.2 网页过滤器
网页过滤器是整个系统的重要组成部分.针对某一网页具体过滤过程如下：根据用户学科领域语义网络中的“领域词”建立网页过滤模板（用户兴趣模板），过滤模板template向量表示为
添加到兴趣索引数据库中.这里，过滤阈值θ的确定十分困难，理论上尚没有很好的解决方法.阈值设定过高或过低，都会影响系统查全率或检准率；而用户的兴趣不同，过滤阈值也会有所不同.这里阈值的设定可以参照相应的用户兴趣示例网页集确定.［5］
3.3 个性化智能兴趣
由于系统面向的是网络教育环境中的学生，而这些学生的学习行为基本上在本学科之内，其兴趣范围较Internet上的普通用户要稳定，因此可以在语义网络上形象地构建学生个人兴趣网络.在概念语义网络的基础上，系统通过学生对检索结果的反馈信息，逐渐建立起各概念节点的横向联系，采用对学生的学科子树上的各节点及节点之间的关系进行等级计算，得到学生兴趣点的概念和关联等级排序.即系统不仅可以得到学生感兴趣的关键词，还能得到学生所感兴趣的一组相互有关联的兴趣词，以此确定学生的兴趣趋向.智能兴趣运行在系统的查询接口模块中，学生提出查询请求后，信息检索模块通过检索对概念进行扩展，然后智能兴趣再根据学生的个人兴趣模型提取学生感兴趣的信息，并将检索结果呈现给学生.
4 系统特点
本系统的主要特点如下：（1） 自动过滤用户不相关文档，以提高检索精度和效率；（2） 将目前基于词的检索提高到概念层次，实现关键词在概念方面的检索；（3） 在全文检索的基础上，运用概念语义网络实现概念层次上的同义扩展检索、概念拓展检索和相关联想，提高系统的查全率；（4） 通过个性化智能兴趣建立学生的个人兴趣模型，过滤出学生所需信息资源，提高系统的查准率，并能快速自适应用户兴趣的变化和环境的变化.5
结束语
将智能搜索技术应用于网络教育信息检索的个性化服务，是一个极具挑战性的研究方向，其研究内容属于目前智能信息检索领域的重要课题，具有很强的理论意义和现实意义.但由于认知领域的复杂性和个体学习的差异性，学习过程中有很多因素影响个性化网络教育信息检索的实现，系统中还面临着许多有待今后研究解决的问题.如过滤阈值θ的合理确定、过滤的速度和精度等.虽然该智能搜索引擎能通过概念网对查询领域词进行概念扩展，但也只是在查询语句分词、提取领域词的基础上进行扩展，始终不能完全理解学生的查询请求，尤其不能理解学生查询语句的语法结构，应该在句法的理解上进行进一步的研究.
［6，7］
参考文献：
［1］ 饶增阳. 网络环境下的个性化信息服务［J］. 情报探索, 2004(3): 3-4.
［2］ 李伟超, 牛改芳. 智能技术分析及应用［J］. 情报杂志, 2003(6): 29-33.
［3］ 汪晓岩, 胡庆生, 李斌, 等. 面向Internet的个性化智能信息检索［J］. 计算机研究与发展, 1999(9): 1 040-1 046.
［4］ 黄曾阳. HNC(概念层次网络)理论［M］ 北京: 清华大学出版社, 1998.
［5］ 张春元, 康耀红, 王曙光, 等. 中文搜索引擎的缺陷与改进［J］. 海南大学学报, 2004, 22(1): 42-46.
［6］ 赵立江. 个性化学习系统的聚类技术［J］. 计算机辅助工程, 2006, 15 (3): 59-61.
依据教育部颁布的《普通高中技术课程标准（实验）》（信息技术）和福建省教育厅颁布的《福建省普通高中新课程信息技术学科教学实施指导意见（试行）》、《福建省普通高中学生学业基础会考方案（试行）》、《2018年福建省普通高中学生学业基础会考信息技术学科考试大纲（试行）》，并结合我省普通高中教学实际情况进行命题。
二、命题原则
1.导向性原则。面向全体学生，有利于促进学生全面、和谐、健康地发展；有利于实施素质教育，体现高中信息技术新课程的理念，充分发挥基础会考对普通高中信息技术学科教学的正确导向作用。
2.基础性原则。注重对学生所学模块的基础知识、基本技能和利用信息技术解决实际问题能力的考查。试题难易适当，能够真实反映出学生的学业水平。
3.科学性原则。试题设计必须与考试大纲要求相一致，具有较高的信度、效度。试卷结构合理，试题内容科学、严谨，试题文字简洁、规范，试题答案准确、合理。
三、考试目标要求
根据高中信息技术课程的基本理念与目标，高中信息技术学科的学业基础会考，以信息技术的操作能力、运用信息技术解决实际问题的能力以及相关情感态度与价值观的形成作为重要内容，重点考查学生在信息的获取、加工、管理、表达与交流的过程。
四、考试内容
（一）信息技术基础模块
“信息技术基础”模块为必修模块，也是作为普通高中学习内容与义务阶段学习内容相衔接的信息技术学科教学的基础模块，是培养学生信息素养的基础，是学习后续模块的前提。通过本模块的学习，学生应该掌握信息的获取、加工、管理、表达与传递的基本方法。
软件环境：Microsoft Office 2003。
1.信息获取
（1）了解信息的基本概念。
（2）能描述信息的基本特征。
（3）能描述信息技术的发展历史和发展趋势。
（4）了解获取信息的有效途径。
（5）知道信息来源的多样性。
（6）知道信息来源多样性的实际意义。
（7）能根据具体问题，确定信息需求。
（8）能根据具体问题，选择信息来源。
（9）了解计算机、相机、摄像机、扫描仪、麦克风、录音机等常用的采集信息工具的特点和用途。
（10）知道通过专题网站获取信息的优势。
（11）能运用专题网站获取信息。
（12）了解搜索引擎的分类方法及特点。
（13）能运用搜索引擎网站获取信息。
（14）熟练掌握从网页上下载信息的方法。
（15）了解域名的组成。
（16）了解计算机系统的基本组成。
（17）能描述计算机基本硬件设备的名称及用途。
（18）了解计算机软件的分类方法及用途。
（19）知道二进制数的特点及存储单位。
（20）能合法地获取和使用网上信息。掌握信息价值评价的基本方法。
（21）熟练掌握使用域名登录网站和浏览网页的方法。
（22）了解电子邮箱的格式。
（23）熟练掌握通过浏览器收发电子邮件的方法。
（24）了解冯·诺依曼计算机的组成及各部件的名称。
（25）了解信息编码的方法。
（26）了解信息载体形式及名称。
（27）知道Windows，Linux，Dos，Unix，Android，苹果操作系统(Mac Os ，Apple iOS)等常用的操作系统名称及特点。
（28）了解信息在计算机中的存储方式。
（29）了解Windows操作系统中关于磁盘、文件、文件夹的概念及基本操作方法。
（30）能区分内存储器和外存储器。
2.信息加工与表达
（1）熟练掌握文字处理工具软件（Word）的基本操作方法。
（2）能根据任务需求，选择、使用文字处理工具软件加工信息，表达意图。
（3）熟练掌握图表处理工具软件（Excel）的基本操作方法。
（4）能根据任务需求，选择、使用图表处理工具软件加工信息，分析数据，表达意图。
（5）熟练掌握多媒体集成工具软件（PowerPoint）的基本操作方法。
（6）能根据任务需求，选择、使用恰当的多媒体工具软件处理信息，呈现主题，表达意图。
（7）了解使用多媒体素材加工软件处理加工图像文件的方法。
（8）了解使用多媒体素材加工软件处理加工音频文件的方法。
（9）能使用软件的帮助信息，解决操作中遇到的疑难问题。
（10）了解在网络中信息的规范和基本方法。
（11）了解智能信息处理工具软件的使用方法及其应用领域。
（12）了解人工智能技术的研究领域。
（13）了解指纹识别，人脸识别，视网膜识别，虹膜识别，专家系统，智能搜索，定理证明，博弈，智能控制，机器人学，语言理解等人工知能应用领域。
（14）了解使用计算机程序解决问题的基本方法与过程。
（15）了解Visual Basic编程环境。
（16）了解在Visual Basic窗体中添加控件的方法。
（17）了解算法的思想与方法，了解使用自然语言、流程图描述算法的方法。
3.信息资源管理
（1）了解常用的信息资源管理方法。
（2）了解信息资源管理的发展历程。
（3）能描述各种常用的信息资源管理方法的特点和优势。
（4）了解使用数据库管理信息的基本思想与方法。
（5）了解Access界面；掌握在Access数据表中添加记录的方法。
（6）了解Access二维表结构。
（7）了解关系型数据库的特点。
（8）了解数据库应用系统的特点。
4.信息技术与社会
（1）能运用现代信息交流渠道开展合作学习，解决学习和生活中的问题。
（2）知道网络使用规范和有关社会道德问题。
（3）能认识维护信息系统安全的重要性。
（4）了解维护信息系统安全的一般措施。
（5）了解计算机病毒特征及危害性。
（6）了解防范计算机病毒的基本方法。
（7）了解常用的计算机杀毒软件名称及特点。
（8）知道常用杀毒软件查杀病毒及预防病毒的方法。
（9）了解与信息活动相关的法律法规。
（10）了解QQ、微信社交软件的特点及应用领域。
（二）算法与程序设计模块
“算法与程序设计”是高中信息技术课程的选修模块，以问题解决与程序设计为主线，揭示利用计算机编程解决问题的过程。通过本模块的学习，使学生体验算法思想与方法，了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用。能从简单问题出发，设计解决问题的算法，并能初步使用一种程序设计语言编制程序、实现算法、解决问题。
软件环境：VB6.0。
1.计算机编程解决问题的思想与方法
（1）了解利用计算机编程解决问题的基本过程。
（2）了解问题分析与算法设计之间的关系。
（3）理解算法的概念及其基本特征。
（4）理解使用自然语言、流程图描述算法的方法；了解使用伪代码描述算法的方法。
（5）了解计算机程序的三种基本结构。
（6）了解程序设计语言产生与发展过程。
（7）了解机器语言、汇编语言、高级语言的特点。
（8）了解程序的翻译方法，比较编译型语言与解释型语言的优势与不足。
2.程序设计基础
（1）理解常用的数据类型、变量、常量的概念；熟练掌握定义常量、变量数据类型的方法。
（2）掌握VB中运算符、函数、表达式的表示方式；熟练掌握将数学表达式转换为程序能接受的表达式的方法。
（3）熟练掌握使用顺序结构编写程序的基本方法。
（4）熟练掌握使用分支结构编写程序的基本方法。
（5）熟练掌握使用循环结构编写程序的基本方法。
（6）了解模块化程序设计的基本思想与方法。
（7）了解面向对象的程序设计方法。
（8）能依据算法编写程序。
（9）能阅读简单的程序。
（10）能正确书写赋值语句。
（11）能运用选择语句编写程序。
（12）能运用“For……next”语句编写程序。
（13）能运用DO循环语句编写程序。
（14）掌握使用InputBox()函数输入数据的方法。
（15）掌握使用Print语句输出数据的方法。
（16）理解自顶向下、逐步求精的程序设计思想。
3.可视化编程
（1）理解可视化编程的概念与方法。
（2）熟练掌握可视化程序开发工具设计用户界面的方法。
（3）掌握在可视化界面中调试程序的方法。
（4）知道“属性、方法、事件”的基本特点，掌握其应用方法。
（5）熟练掌握在VB中设置控件的方法。
（6）熟练掌握在VB中设置控件属性的方法。
（7）能运用解析法编写程序。
（三）多媒体技术应用模块
“多媒体技术应用”模块作为信息技术选修模块，它与信息技术基础模块内容相衔接。通过本模块的学习，让学生体验计算机多媒体的多彩世界，提高计算机的应用水平，培养学生信息技术素养。
软件环境：Photoshop CS，Premiere 6.0，Flash MX，Cool Edit。
1.多媒体技术与社会生活
（1）了解多媒体技术历程与发展趋势。
（2）了解多媒体技术的思想与方法。
（3）了解多媒体技术在数字化环境中的普遍应用。
（4）理解多媒体技术在呈现信息、交流、表达思想的生动性和有效性。
（5）描述多媒体技术对人们的学习、工作、生活的影响。
（6）理解多媒体作品集成性、交互性、实时性和非线性等特征。
（7）了解多媒体技术中的关键技术。
（8）了解“媒体”和“多媒体”的特征。
（9）了解流媒体特征及其应用领域。
（10）了解虚拟现实技术的特点及应用范畴。
2.多媒体信息采集与加工
（1）了解常用的声音、图形、图像、动画、视频的类型和存储格式。
（2）了解常用的声音、图形、图像、动画、视频的呈现和传递方式。
（3）了解常用的声音、图形、图像、动画、视频信息的基本特征。
（4）掌握声音、图形、图像、动画、视频信息的采集方法。
（5）能根据信息呈现需求，使用适当的工具编辑和处理声音、图形、图像、动画、视频。
（6）了解图像和图形的特点及区别。
（7）掌握计算位图文件大小的方法。
（8）了解像素、灰度、色彩深度、饱和度、对比度、明度、图层等基本术语。
（9）熟练掌握使用Photoshop CS编辑图像的方法。
（10）能描述位图与矢量图的特征。
（11）了解Cool edit多轨编辑界面
（12）掌握在Cool edit波形编辑界面中设置波形特效的方法。
（13）了解音频文件“数/模”转换的基本方法；能计算音频文件的大小。
（14）了解flash编辑窗口组成。
（15）理解“帧”的概念，掌握补间动画和逐帧动画制作方法。
（16）理解动画生成的原理。
（17）了解“元件”的概念及制作方法。
（18）掌握遮罩动画与路径动画的制作方法。
（19）了解Premiere 编辑窗口。
（20）熟练掌握在Premiere 6.0编辑窗口中导入视频、编辑视频和导出视频的方法。
（21）掌握计算多媒体文件压缩比的方法。
3.多媒体信息表达与交流
（1）了解制作多媒体作品的基本过程。
（2）能根据给定的案例，从问题实际出发，规划、设计多媒体作品。
（3）理解采用非线性方式组织、规划、设计多媒体信息的基本思想。
（4）能应用适当的多媒体集成工具，根据创作需要制作多媒体作品。
（5）能描述多媒体集成工具的特点。
（6）了解多媒体作品的方法。
（7）掌握鉴赏和评价多媒体作品的方法。
（四）网络技术应用模块
“网络技术应用”是选修模块，介绍计算机网络的基本功能和因特网的主要应用。通过本模块的学习，使学生了解计算机网络基础知识，掌握计算机网络的基本操作方法，掌握网页设计、制作、评价的一般方法，体验网络技术给人们生活、学习带来的变化。
软件环境：FrontPage2003或Dream weaver，文件上传下载工具。
1.因特网应用
（1）了解因特网的基本服务、特点。
（2）能列举因特网应用项目。
（3）了解因特网信息检索工具产生的背景、工作原理和发展趋势；熟练掌握使用搜索引擎等因特网信息检索工具获取信息。
（4）掌握通过因特网实现信息交流的方式与方法；了解因特网在跨时空、跨文化交流中的优势及其局限性。
（5）知道因特网内容提供商、因特网应用服务提供商、因特网服务提供商的英文缩写。
2.网络技术基础
（1）理解计算机网络的定义和主要功能
（2）理解按照网络互联距离、网络管理方式和网络传输介质分类的方法
（3）理解浏览器/服务器（B/S）和客户机/服务器（C/S）两种应用模式的概念与特点。
（4）理解常用的网络拓扑结构。
（5）理解网络协议的基本概念；理解网络的开放系统互联协议（OSI）分层模型的基本思想；理解因特网TCP/IP协议族的基本概念与功能。
（6）了解几种因特网服务常用的网络协议
（7）了解分组交换技术、电路交换技术和报文交换技术在网络通信中的应用。
（8）熟练掌握IP地址的格式和分类；了解子网掩码及网关的概念。
（9）了解网关的功能。
（10）理解域名和域名的组成格式。
（11）了解因特网IP地址和域名的管理办法及相应的管理机构。
（12）了解正向域名解析和反向域名解析的方法。
（13）知道域名解析系统（DNB）的功能。
（14）熟练掌握计算机TCP/IP属性设置的方法。
（15）了解小型局域网的构建方法与使用方法；了解常用网络设备名称及用途。
（16）了解光纤、同轴电缆、双绞线等介质的性质和特点。
（17）了解无线传输设备的名称和特点。
（18）了解接入因特网的常用方法。
（19）了解服务器的基本用途；了解服务器的概念与作用。
（20）掌握计算机网络安全防范的方法；了解常见的网络安全防护技术；了解基本的网络安全设备名称及用途。
（21）掌握使用工具软件上传下载文件的方法。
3.网站设计与评价
（1）理解万维网、网页、主页、网站的基本概念及其相互关系。
（2）了解静态网页和动态网页的概念。
（3）了解网页文件格式及特点。
（4）掌握使用常用的网页制作软件制作与网页。
（5）掌握规划、设计、制作、与管理简单网站的基本方法。
（6）了解超文本文件标记语言的英文缩写和特点。
（7）能描述几种常用的网页布局类型。
（8）掌握合理评价网站建设质量与运行状况的方法。
（五）数据管理技术模块
“数据管理技术”模块是普通高中信息技术课程五个选修模块之一，它与必修模块的内容相衔接，通过本模块的学习，学生应掌握与数据管理有关的基本知识，了解数据库设计的一般方法，初步学会使用数据管理技术管理信息，处理日常学习和生活中的实际问题，体验并认识数据管理技术对人类社会生活的重要影响。
软件环境：Access2003。
1.数据管理基本知识
（1）理解数据、数据库、数据管理技术的定义。
（2）理解关系数据库中的库、表、字段、记录等概念，理解“关系”所表达的含义。
（3）了解数据库在多媒体和网络方面的应用，能举例描述其应用价值。
（4）了解现实世界、信息世界和计算机世界之间的数据抽象概念及相关术语。
（5）理解数据模型的概念。
（6）理解概念模型，掌握使用“实体—关系（E－R）”图描述概念模型的方法。
（7）理解“实体—关系（E－R）”图的基本要素。
（8）理解数据模型概念。
（9）理解数据类型，了解数据表中关键字的概念。
（10）理解数据管理技术的发展历程。
（11）了解数据库设计的一般步骤。
（12）了解需求分析的功能。
（13）掌握建立概念模型的方法。
（14）掌握数据库逻辑设计的方法。
（15）了解关系模式数据规范的基本方法和意义。
（16）会使用第一范式和第二范式建立数据库。
2.数据库的建立、使用与维护
（1）了解Access的主要特点及数据库文件格式。
（2）了解常用的Access窗口工具按钮功能及名称。
（3）掌握数据收集、数据分类和建立关系数据模型的基本方法。
（4）熟练掌握创建数据库、创建数据表和查询表的方法。
（5）熟练掌握设置数据类型、字段大小和字段名的方法。
（6）熟练掌握在数据表中添加记录的方法。
（7）熟练掌握在关系型数据库中建立多表之间关系的方法。
（8）熟练掌握关系型数据库中常用的数据筛选、排序的方法。
（9）熟练掌握Access提供的选择查询、参数查询、生成表查询。
（10）掌握关系型数据库中数据统计及报表输出的基本方法。
（11）掌握关系型数据库中数据导入和导出以及链接的基本方法。
（12）了解结构化查询语言SQL的基本概念。
（13）掌握SELECT、INSERT、DELETE、UPDATE语句的使用方法。
3.数据库应用系统
（1）理解数据库、数据库管理系统和数据库应用系统的概念，描述他们之间的区别与联系。
（2）了解数据库应用范畴。
（3）理解数据库应用系统的开发思想与方法。
（4）了解数据库应用系统的开发流程，了解需求分析的方法。
（5）能根据需求分析，设计简单应用系统功能模块。
（6）能应用Access窗体向导功能、设计数据库应用系统的用户界面。
（7）了解数据库应用系统的测试方法。
五、考试形式
采用上机考试的形式，总分值为100分，考试时间为90分钟。
六、试卷结构
1.试卷结构
试题共分为两大类型：第一部分为单项选择题，共40题，每题1分，满分为40分；第二部分为操作题，共6题，满分为60分。
试题内容由必修模块和选修模块（考生在四个选修模块之中任选其中一个）这两部分组成，各占约50%的分值。
2.试题难易比例
容易题的难度值为0.80以上，约占80%。
中等难度题的难度值为0.60～0.80，约占10%。
【关键词】信息技术；初中物理；概念教学
《物理课程标准》指出：“应当重视将信息技术应用到物理教学中。”在物理教学中，教师通过运用信息技术手段和方法把容易混淆或是难以理解的物理概念加以展示，使静态的知识生动化，促使学生动手、动脑，不断揭示概念所反映的客观世界的多种矛盾，分清主次、搞清楚各种矛盾的相互依存关系及发展方向，让学生既获得了知识、又掌握了方法，培养能力，从而真正实现物理概念教学的目的。
一、呈现物理情景，引入概念
建构主义认为：“学生的知识不是通过教师传授获得的，而是学生在一定的情境中，借助教师和同学的帮助，利用必要的学习资源，通过一定建构的方式获得的。”因此，在物理概念引入教学中，运用信息技术呈现物理情景，能使学生在视觉、听觉等多种感官上全方位地受到刺激，从而有效激发学生的好奇心，点燃学生的思维火花。
如，“动能”教学时，我把龙卷风、海啸、水库放水等动态视频组合在一起加以呈现，学生看到大树拔起、车辆掀翻、堤坝冲毁、房屋倒塌的画面后非常震感，也提了许多问题：“龙卷风怎么形成的？力量怎么样厉害？”“水狂泻下怎么会如此厉害？这是什么能量？”……这样以信息技术呈现物理现象，无论是视觉效果还是听觉效果，都能给学生深刻的印象，让学生对自然界物体具有的某种“能力”获得一种强烈的感受和直观的认识，从而为建立“动能”的概念打下基础。
因此，在物理概念教学中初中物理，创设与形成物理概念有关的生动的、新颖的情境，使学生感知大量的感性材料，对物理现象有一个明晰的印象，有利于学生形成正确的物理概念，加深理解物理规律。
二、揭示本质属性，理解概念
物理概念的建立过程是在物理环境中学生通过观察、实验获取必要的感性知识，并与自己认知结构中原有的概念相联系的基础上，通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此，在教学中运用信息技术为学生提供充分的感性认识的基础上，引导学生进行分析、综合、抽象，摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本质的东西，以揭示现象和过程的本质属性。
如“重力”教学时，我先播放铅球和跳高比赛的视频录像，然后提出问题：奋力投出的铅球和跃过横杆的运动员最终会处于怎样的状态？这样的竞技项目挑战的是人类的什么极限？问题的提出，激起了学生浓厚的兴趣。待学生回答之后，再播放神舟七号航天飞船成功升上太空和宇航员在飞船舱内的生活和工作情景的视频，再一次提出问题让学生思考：在远离地球的太空中，宇航员可以用任意的姿势“漂浮”在船舱中，这又是什么原因呢？
这样，借助信息技术展示现实生活中的重力现象，丰富了学生的感知，激发了学生积极思维，在鲜明对比的情境中，抽象概括出重力概念的本质属性，使学生深刻认识到:重力是由于地球的吸引而产生的。
三、突破教学难点，深化概念
将物理学科教学与信息技术整合，利用信息技术辅助教学无疑为课程目标的实现提供了近乎完美的渠道。信息技术独有的“模拟”作用，不仅能真实生动地再现各种难以理解的、抽象的物理知识，激励学生参与教学过程，而且可以有效突破物理教学中的重点和难点问题，深化概念规律的理解。
如“电流”一节，难点是学生无法观察到电流的形成与方向，因此，电流的概念理解起来比较困难。在教学时，我利用Flash软件进行仿真“模拟”，把电池组、小灯泡、开关、导线连成实物电路。然后闭合开关，电流(用红色线条表示)从电源正极(用“+”表示)流出，通过小灯泡时，灯泡发光，最后回到负极(用“一”表示)，形象、直观一目了然。师生通过对这一直观模拟实验的观察、分析、归纳和总结，很快就能够理解电流的形成、方向这一重点、难点，对“电流”的概念也就有了更深层次的理解。
因此，在物理教学中，教师应充分利用信息技术教学手段，根据教学内容精心设计，把抽象的、枯燥的物理知识原理转化为生动的、具体的图像，帮助学生在头脑中建立正确模型免费。从而有效突破教学难点，加深对物理概念的理解。
四、动态分析过程，活化概念
物理概念与规律的教学是物理教学的核心。物理现象、物理过程的相互联系及其发展趋势是靠物理规律建立的。在物理规律教学中拓展概念教学，运用信息技术的动态变化功能，进一步揭示和理解相关概念之间的相互关系，形象直观地“顿悟”概念的内涵。这有利于概念知识沿网状同化，从而达到活化概念的目的。
总之，在引入概念、揭示本质属性、突破教学难点、深化概念、活化概念等方面，如果都通过运用信息技术手段和方法加以展示，会使静态的知识生动化，形象化，更能提高学生的学习物理的兴趣，从而真正实现物理概念教学的目的。
参考文献：
高中信息技术教学的浅层学习与深度学习
学生为了过关而被动地学习，一般以记忆、背诵为主，谈不上理解，更谈不上与周围事物进行关联，是一种鼓励的学习。高中信息技术教学中的浅层学习更多地表现为记忆一些时间、地点、人物以及简单的操作。例如，学生只是记忆了信息的特征，却并未深度理解信息的特征，更谈不上能够根据信息特征理论来分析具体的生活和实践的实例。还有，学生可能只是掌握了简单的操作技能，却不能真正理解操作与技术之间的关系，也不明白为什么学习该技术，更不会把一种软件的操作迁移到另外一种软件中。所以，浅层学习表现在学习时把注意力放在了可能被提问的部分，并且尝试简单化地模仿和背诵这些内容。这种行为属于浅层学习。当然，并不是说浅层学习毫无用处，它作为课堂学习的基础还是必不可少的。
所谓深度学习（Deep Learning）指通过探究学习的共同体促进有条件的知识和元认知发展的学习。它鼓励学习者积极的探索、反思和创造，而不是反复的记忆。我们可以把深度学习理解为一种基于理解的学习。深度学习作为与浅层学习相对应的一种学习形态，它强调学习者批判性地学习新思想和知识，把它们纳入原有的认知结构中，将已有的知识迁移到新的情境中，从而帮助决策、解决问题。综合可以看出深度学习的特点有三个：①深度学习意味着理解与批判，即对于新知识要理解而不是仅仅简单地背诵或记忆。②深度学习意味着联系与构建，即要为所学习知识建立联系体系，形成主动建构的网络。③深度学习意味着迁移与应用，即能够将学习到的知识迁移与应用到新的情境之中。
虽然在高中信息技术教学中，浅层学习对应低级思维、线性思维，意味着片面的、机械的学习有存在的必要。但是，在高中信息技术教学实践中，我们还是需要学生不能够仅仅停留在浅层学习层面，而是应该努力向深度学习层面发展。
高中信息技术教学深度学习策略
高中信息技术教学中要努力挖掘技术的内涵和价值，突破浅层学习的桎梏，从而使得学生能够在深度学习中发展自己的高层次思维、批判性思维。在高中信息技术教学实践中，我尝试从以下几个方面去努力实现深度学习。
1.强化原理学习，实现技能迁移
高中信息技术教学不能仅仅就操作教操作，因为操作是千变万化的。而所有的信息技术操作都是基于一定的原理而产生的，操作只是这些原理的外延或者拓展。美国著名教育家布鲁纳认为，要使教学真正达到目的，就必须使学生在某种程度上获得一套概括了的基本思想或原理。这些基本思想或原理，构成了一种最佳的利于理解的知识结构。所以，高中信息技术教学必须要强化原理学习，才能够使学生领悟为什么会有这样的技术操作。通过深度剖析技术的本质，让学生明白这项技术是用来做什么的，能解决什么问题，怎样来运用这项技术，他们自然就体会到了学习这项技术的必要性和价值性，并能在实际生活中恰如其分地运用它。学生从操作模仿的局限中解放出来，他们抓住了技术的核心，在运用技术时不再盲目，不再有疑虑，体验着自由创作的乐趣。长此以往，学生便掌握了学习技术的一般方法，技术素养自然也就得到提升了。
例如，在学习Flas设计时，许多教师可能仅仅关注的是如何进行操作，很快就进入了对软件操作的教学之中，但是为什么Flash会产生动画效果，学生如果不明白动画的原理，自然也就不能够深入地理解操作之间的内在联系。张光伟老师在教授Flash软件之前，先采用了现场实验的方式，通过对比慢速图片和快速转动的图片，学生很容易看出由于快速转动，使这些图片看起来像是在动，继而教师再用科学的理论解释此类现象，从而使学生容易理解动画原理，即利用“视觉暂留”现象实现动画效果。现场实验效果虽然简单，但却能够让学生很轻松地理解动画的原理。学生只有在掌握了原理以后，才能够真正地把握操作的内核，使得技术操作具有一定的深度。
2.构建知识网络，支撑技术内核
孤立的知识难以记忆和学习，所以学生对于任何知识的学习都要经历一个将新知与旧知联系的过程。在高中信息技术教学中，教师应将相应的操作与技能建立联系，使得不同的知识点之间实现同化。理解的发展与获得是一个循序渐进的过程，学生通过教师的指导和自身不断的努力学习，不断深化对旧知和经验的理解，实现对新知和经验的理解，并且整合新旧知识和经验，以建立新旧两者之间的意义联系，如此循环往复，从而从低层次的理解一步一步迈向高层次的理解。
智能信息处理实际上是人们在受到生物处理信息启发以后研究的一种技术，现阶段逐渐朝着智能化、集成化、多样化发展信息处理技术，具备极大的应用和研究价值。虽然智能信息处理技术具备一定优势，但是实际发展中也会出现问题和不足。基于此本文主要分析了基于语义的智能信息处理技术。
【关键词】语义 智能信息 处理技术 分析
众所周知，人类发展中离不开信息，人们日常生活中同样也需要收集、存储、传输信息，信息不但能够改变人类文明，也能够改变世界。为了满足信息时代的需求，传统信息处理技术已经得到很大的发展和改变，智能信息处理主要就是依据非线性系统、不确定现象的方式来模仿生物行为的基础上构建的信息处理技术。
1 智能信息处理中概念图的应用
随着网络技术以及科学技术的不断发展，也在逐渐提高网络信息量，处理信息的时候需要更高的要求，以此形成智能化信息处理技术，实际上是一种自动检索信息，并且深层次处理信息的技术。一般来说这种技术能够自动科学的对信息进行分类管理，然后对其进行翻译。语义信息处理技术在目前的发展过程中主要面对的就是怎样实现智能化，汉语博大精深、源远流长，在不同语境中汉语出现多种解释，想要实现智能化不只是汉字简单应用的问题，智能设备需要能够分析人们的语言，并且能够及时反映人类语言，此时需要设备能够掌握中国语言的技巧。目前发展中智能设备不能对人类语言进行充分理解，需要进一步研究解决的办法，所以在设备中植入语言技巧是有效的方式，此时智能设备能够了解人类语言，同时也能够及时回应相关问题。概念图是知识表示方法中一种比较好的形式，所以，相关专家和学者需要注重研究概念图，全面提高信息智能化处理的能力，促进信息处理技术的全面发展。概念图主要包括连线和节点两部分，连线体现不同改变的关系，节点体现相关概念，不同概念之间具备不相同的关系，不同几何图形能够表示不同关系，利用箭头来联系关系和概念，图1是具体分析情况。
图1主要表示的就是A boy Peter is reading book cerafully。这种表达方式具备一定优势，方便操作，容易理解，能够更加生动形象的展现语义，完全体现概念图的作用，并且这种方式能够进行简化知识、扩充知识、复制等操作。
2 概念图的智能答疑系统
概念图智能信息处理方式是否能够顺利进行应用，此时需要依据专门的检验系统来对信息处理技术进行验证。系统实际上是有机结合两种技术的CGQAS系统，包括JSP和C++，概念图智能处理系统包括问题理解系统/信息检索系统/解答系统等三大部分。在机械设备中人们需要详细的输入问题，然后统一归纳于不同问题，以便于能够获得正确答案。系统运行基本流程为：
（1）用户把问题输入到系统界面中，然后依据IR-Lab语言技术平台来预处理问题，自动切分语句，同时也能够分析句法和标注词性。
（2）依据句法关系、知网Howent以及概念图关系的规则来修正句法结果。
（3）对用户问题中的概念关系以及概念进行提取。
（4）利用概念图方式来构建概念关系，并且在概念图库中合理存储数据信息。
（5）对上述步骤中的概念进行保存，并且及时提交到搜索引擎，对网页进行合理下载，最后在概念图库中存入概念关系和概念图。
（6）实际操作中匹配资源概念以及查询概念图，然后通过查询结果来排序处理资源文档，最后为用户提交查询的结果。
概念图智能答疑系统一般主要包括F-measure、召回率（Reeall）、准确度（precision）三个评价结果的指标。基本计算公式为，准确度等于系统回答正确的问题数和系统可以回答问题数的比值，召回率实际上就是系统可以回答问题数比上总问题数。也就是Fβ=（β2+1）×P×R/（R×P×β2），一般情况β2为1，召回率和准确度的平均调和数就是F-measure，F-measure=R×P×2/（P+R），基于此实际分析过程中合理选择480个语句，并且对其进行八种分类，对实验结果进行仔细分析，可以发现概念图智能化信息处理系统能够及时回答地点、人物等相关问题，并且这些问题存在固定答案，因此具备比较高的正确率，但是系统在回答其他方面问题的时候就会出现极大差距，此时需要相关管理人员不断创新信息处理技术，以便于能够保障能够及时改进以往技术的不足和缺陷，进一步提高概念图智能化信息处理技术的有效性和可行性。
3 结束语
综上，随着信息时代的到来，信息处理技术中已经广泛应用计算机技术。未来发展过程中智能化信息处理技术是必然趋势，利用计算机来对信息实施智能化处理是应用范围较广泛的一种技术。
参考文献
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作者简介
孙乐汉（1991-），男，安徽省宿州人，2014级硕士研究生在读，研究方向为优化方法及智能信息处理。
