基于復雜網(wǎng)絡的自動化專業(yè)知識網(wǎng)絡分析.pdf

1、“知識網(wǎng)絡”這一概念自1985年被提出，便得到了迅速應用和推廣，特別是在管理學、知識工程、教育學等領域。伴隨著知識網(wǎng)絡的發(fā)展，“學科知識網(wǎng)絡”這一概念應運而生。學科知識網(wǎng)絡是知識網(wǎng)絡在不同學科中的具體體現(xiàn)，它既有一般知識網(wǎng)絡的特征，又富有不同學科的獨特之處。
　　近年來，學科知識網(wǎng)絡取得了飛速的發(fā)展，但主要是應用于于企業(yè)管理和知識工程領域，在教育教學領域的應用較少。復雜網(wǎng)絡作為一個新興的研究視角和研究方法，為學科知識網(wǎng)絡的研究開創(chuàng)

2、了新局面。以復雜網(wǎng)絡為理論工具來定量的研究學科知識網(wǎng)絡是一種新思路?，F(xiàn)實中大量的復雜系統(tǒng)都可以通過復雜網(wǎng)絡進行描述，如河流網(wǎng)、交通網(wǎng)以及更為復雜的科研引用網(wǎng)等。將實際系統(tǒng)中的元素看作節(jié)點，元素與元素的聯(lián)系看作節(jié)點之間的連邊，由節(jié)點和節(jié)點之間的連邊所組成的整體即為網(wǎng)絡。復雜網(wǎng)絡對系統(tǒng)結構形態(tài)的可視化將系統(tǒng)研究提升到網(wǎng)絡層面，為觀察系統(tǒng)的拓撲結構、分析系統(tǒng)個體之間的影響力以及系統(tǒng)整體特性等提供了新的方法。因此在復雜網(wǎng)絡研究中，網(wǎng)絡拓撲結構的

3、研究至關重要。
　　學科知識網(wǎng)絡是由學科知識節(jié)點和知識關聯(lián)構成的網(wǎng)狀知識體系，有著復雜的拓撲結構。僅用文字或者統(tǒng)計數(shù)據(jù)來表示學科知識網(wǎng)絡的結構，可能會導致信息的缺失且觀察起來非常困難，借助復雜網(wǎng)絡的工具可以將知識網(wǎng)絡的拓撲結構直觀、方便的表示出來，為挖掘隱藏在學科知識網(wǎng)絡中有價值的信息提供了便利。
　　本文以自動化專業(yè)本科知識體系的拓撲結構為研究對象，以復雜網(wǎng)絡為工具，從自然科學的角度對自動化專業(yè)知識網(wǎng)絡的統(tǒng)計特性、社團結構

4、等進行了分析，挖掘其在教學中的應用意義。
　　本文主要工作如下:
　　(1)確定自動化專業(yè)知識網(wǎng)絡的建模規(guī)則。在滿足建模規(guī)則的條件下，對自動化專業(yè)知識進行網(wǎng)絡建模，形成以課程、知識單元、知識點為節(jié)點，以其先學關系為連邊的三層知識網(wǎng)路，并利用Pajek軟件對知識網(wǎng)絡進行可視化。
　　(2)利用復雜網(wǎng)絡理論對自動化專業(yè)知識網(wǎng)絡的基本統(tǒng)計特性進行了計算，實驗證明，自動化專業(yè)知識網(wǎng)絡的度分布符合冪律分布，知識節(jié)點的出度和入度能

5、體現(xiàn)知識的不同性質(zhì);聚集系數(shù)體現(xiàn)出課程間和課程內(nèi)部的緊密程度;介數(shù)和平均路徑長度可以用于挖掘自動化知識網(wǎng)絡中的重要節(jié)點。
　　(3)利用基于局部相似性的社團劃分算法對課程知識網(wǎng)絡和知識單元網(wǎng)絡進行劃分，發(fā)現(xiàn)知識網(wǎng)絡具有明顯的模塊結構，并且與課程實際相吻合。并通過社團劃分發(fā)現(xiàn)課程設置上的冗余之處。
　　(4)利用一種新提出的節(jié)點重要性評價指標對課程知識網(wǎng)絡的重要節(jié)點進行評估，得到的結果與用復雜網(wǎng)絡基本統(tǒng)計特性計算得到的結果相一