Ontology-Based Smart System to Automate Higher Education Activities
Creators
- 1. King Abdulaziz University
- 2. Taibah University
- 3. National Textile University
- 4. Government College University, Faisalabad
Description
The need for smart e-learning environments is resulting in new challenges for researchers and practitioners to develop intelligent systems that can be used to automate the Higher Education (HE) activities in an intelligent way. Some common examples of such activities are "analyzing, finding, and ranking the right resource to teach a course," "analyzing and finding the people with common research interests to start joint research projects," and "using data analytics and machine reasoning techniques for conducting the exams with different levels of complexities." Ontological reasoning and smart data analytics can play an important role in analyzing and automating these HE activities and processes. In this paper, we present a framework named as Higher Education Activities and Processes Automation Framework (HEAPAF). The HEAPAF framework can be used to identify, extract, process, and produce the semantically enriched data in machine understandable format from different educational resources. We also present the Higher Education Ontology (HEO) that we designed and developed to accommodate the HE data and then to perform analysis and reasoning on it. As a proof of concept, we present a case study on the topic, "analyzing, finding, and ranking the right resources to teach a course," which can dramatically improve the learning patterns of students in the growing smart educational environment. Finally, we provide the evaluation of our framework as evidence of its competency and consistency in improving academic analytics for educational activities and processes by using machine reasoning.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تؤدي الحاجة إلى بيئات التعلم الإلكتروني الذكي إلى تحديات جديدة للباحثين والممارسين لتطوير أنظمة ذكية يمكن استخدامها لأتمتة أنشطة التعليم العالي بطريقة ذكية. بعض الأمثلة الشائعة لهذه الأنشطة هي "تحليل وإيجاد وترتيب المورد المناسب لتدريس دورة تدريبية"، و "تحليل وإيجاد الأشخاص الذين لديهم اهتمامات بحثية مشتركة لبدء مشاريع بحثية مشتركة"، و "استخدام تحليلات البيانات وتقنيات التفكير الآلي لإجراء الامتحانات بمستويات مختلفة من التعقيدات."يمكن أن يلعب التفكير الوجودي وتحليلات البيانات الذكية دورًا مهمًا في تحليل وأتمتة أنشطة وعمليات التعليم العالي هذه. في هذه الورقة، نقدم إطارًا يسمى إطار أتمتة أنشطة وعمليات التعليم العالي (HEAPAF). يمكن استخدام إطار عمل HEAPAF لتحديد واستخراج ومعالجة وإنتاج البيانات الغنية دلاليًا بتنسيق يمكن فهمه آليًا من موارد تعليمية مختلفة. نقدم أيضًا أنطولوجيا التعليم العالي (HEO) التي قمنا بتصميمها وتطويرها لاستيعاب بيانات التعليم العالي ثم لإجراء التحليل والاستدلال عليها. كدليل على المفهوم، نقدم دراسة حالة حول الموضوع، "تحليل وإيجاد وترتيب الموارد المناسبة لتدريس مقرر دراسي"، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير أنماط تعلم الطلاب في البيئة التعليمية الذكية المتنامية. أخيرًا، نقدم تقييم إطارنا كدليل على كفاءته واتساقه في تحسين التحليلات الأكاديمية للأنشطة والعمليات التعليمية باستخدام التفكير الآلي.Translated Description (French)
Le besoin d'environnements d'apprentissage en ligne intelligents entraîne de nouveaux défis pour les chercheurs et les praticiens afin de développer des systèmes intelligents qui peuvent être utilisés pour automatiser les activités de l'enseignement supérieur (EH) de manière intelligente. Voici quelques exemples courants de telles activités : « analyser, trouver et classer la bonne ressource pour enseigner un cours », « analyser et trouver les personnes ayant des intérêts de recherche communs pour commencer des projets de recherche communs » et « utiliser des techniques d'analyse de données et de raisonnement automatique pour mener les examens avec différents niveaux de complexité.« Le raisonnement ontologique et l'analyse intelligente des données peuvent jouer un rôle important dans l'analyse et l'automatisation de ces activités et processus d'enseignement supérieur. Dans cet article, nous présentons un cadre nommé Higher Education Activities and Processes Automation Framework (HEAPAF). Le cadre HEAPAF peut être utilisé pour identifier, extraire, traiter et produire les données sémantiquement enrichies dans un format compréhensible par machine à partir de différentes ressources pédagogiques. Nous présentons également l'ontologie de l'enseignement supérieur (HEO) que nous avons conçue et développée pour accueillir les données de l'enseignement supérieur, puis pour effectuer des analyses et des raisonnements à ce sujet. Comme preuve de concept, nous présentons une étude de cas sur le sujet, « analyser, trouver et classer les bonnes ressources pour enseigner un cours », qui peut améliorer considérablement les modèles d'apprentissage des étudiants dans un environnement éducatif intelligent en pleine croissance. Enfin, nous fournissons l'évaluation de notre cadre comme preuve de sa compétence et de sa cohérence dans l'amélioration des analyses académiques pour les activités et les processus éducatifs en utilisant le raisonnement automatique.Translated Description (Spanish)
La necesidad de entornos inteligentes de aprendizaje electrónico está dando lugar a nuevos desafíos para que los investigadores y profesionales desarrollen sistemas inteligentes que puedan utilizarse para automatizar las actividades de educación superior (HE) de una manera inteligente. Algunos ejemplos comunes de tales actividades son "analizar, encontrar y clasificar el recurso adecuado para impartir un curso", "analizar y encontrar a las personas con intereses de investigación comunes para iniciar proyectos de investigación conjuntos" y "utilizar técnicas de análisis de datos y razonamiento automático para realizar los exámenes con diferentes niveles de complejidad." El razonamiento ontológico y el análisis inteligente de datos pueden desempeñar un papel importante en el análisis y la automatización de estas actividades y procesos de HE. En este documento, presentamos un marco denominado Marco de Automatización de Actividades y Procesos de Educación Superior (HEAPAF). El marco HEAPAF se puede utilizar para identificar, extraer, procesar y producir los datos semánticamente enriquecidos en un formato comprensible por máquina a partir de diferentes recursos educativos. También presentamos la Ontología de Educación Superior (HEO) que diseñamos y desarrollamos para acomodar los datos de HE y luego realizar un análisis y razonamiento sobre ella. Como prueba de concepto, presentamos un estudio de caso sobre el tema, "analizar, encontrar y clasificar los recursos adecuados para impartir un curso", que puede mejorar drásticamente los patrones de aprendizaje de los estudiantes en el creciente entorno educativo inteligente. Finalmente, proporcionamos la evaluación de nuestro marco como evidencia de su competencia y consistencia en la mejora de la analítica académica para actividades y procesos educativos mediante el uso del razonamiento automático.Files
5588381.pdf.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:458edc44735186f2bcf27461e600f901
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نظام ذكي قائم على علم الوجود لأتمتة أنشطة التعليم العالي
- Translated title (French)
- Système intelligent basé sur l'ontologie pour automatiser les activités d'enseignement supérieur
- Translated title (Spanish)
- Sistema inteligente basado en ontología para automatizar las actividades de educación superior
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3188918298
- DOI
- 10.1155/2021/5588381
References
- https://openalex.org/W1568922413
- https://openalex.org/W1615783323
- https://openalex.org/W1665997306
- https://openalex.org/W201690479
- https://openalex.org/W2067396587
- https://openalex.org/W2084805105
- https://openalex.org/W2099899488
- https://openalex.org/W2128785021
- https://openalex.org/W2159182134
- https://openalex.org/W2336224438
- https://openalex.org/W2417321851
- https://openalex.org/W2523507466
- https://openalex.org/W2581378972
- https://openalex.org/W2750117987
- https://openalex.org/W2778425395
- https://openalex.org/W2885332402
- https://openalex.org/W2885372399
- https://openalex.org/W2889522367
- https://openalex.org/W2976289207
- https://openalex.org/W3042578028
- https://openalex.org/W3104294175
- https://openalex.org/W4301774068
- https://openalex.org/W4383905842
- https://openalex.org/W87366857