网站原创摘 要：该文首先介绍了目前远程教育的发展情况,在远程教育体系中建立知识检索系统的必要性,然后分析了建立课程本体知识系统的一般步骤.最后给出建立《数据结构》课程的应用实例,以此探究本体知识检索系统在远程教育中的应用.
关 键 词：本体论远程教育知识检索数据结构
中图分类号：G642文献标识码：CDOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.019
1引言
90年代初期,随着信息和网络技术的发展,电子商务引入了教育体系中,教育呈现多元化特征.教学形式不再拘泥于课堂教学,而拓展出了依托网络技术的远程教学模式[1].
互联网在现代远程教育中起着核心作用,人们能够在任何时候、任何地点利用web的学习资源进行学习,而使用网上资源进行学习的一个重要手段就是利用搜索引擎查找相关知识点,但是,目前的基于传统信息检索方法的搜索引擎大部份使用的是基于文档内容的词频统计,即TFIDF方法的索引方式.这种基于文档关 键 词的检索手段随着Web上数据量的迅速增加而越来越不适应远程教育的要求[2].因此,为了更好地组织学习资源,根据学生的认识结构、学习目的灵活构建学习内容和学习导航,实现有效的学习,我们需要在现代远程教育中引入基于本体论的知识检索系统.
2本体论概述
本体论最早来说是一个哲学范畴的概念,它表示对物质世界最本质,最抽象,形而上事物的知识论述.近些年来,本体论被作为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模型建模工具开发使用,这种建模工具主要反映的就是知识概念和知识点之间的联系.
正是由于本体论具有上述特点,自本体论建模工具被提出以来就引起了国内外众多科研人员的关注,并在计算机的许多领域得到了广泛应用.基于本体论的知识检索方法是在本体论建模基础上将学科的知识点和知识素材提炼出来进行关联,最后构建出一个基于知识的、语义上匹配的检索系统.[3-5]
3《数据结构》课程本体知识检索系统应用研究
《数据结构》是计算机专业学科中一门较为重要的课程,在这门课程的远程教学过程中,主要采用视频教学结合网络中的课件、材料和在线讨论等方式进行教学,虽然基本可以满足学生的学习要求,但是这门课程中存在大量的专业术语和概念,很多学生在学习过程中对某些相关知识点无法理解,造成了学习上的困难.在这种情况下视频和网络教学也无法根据学生的需求解答,这个时候我们就需要引进基于本体论的知识检索系统,它不仅可以满足学生查找知识难点,学习概念的要求,还可以根据学生的学习情况提出学习建议,帮助学生提高学习效率,增强学习兴趣.下面就以《数据结构》中的线性结构部份内容为例,说明基于本体论的知识检索系统的实现过程,以此探析构建完整远程教学本体知识检索系统的方法.
构建基于本体论知识检索系统第一步是分离出知识点概念,学科知识的概念又分为角色概念、属性概念、事件概念和派生概念.通过知识概念的分析,我们可以将《数据结构》课程中“线性结构”这个大的范围分离出5个小概念,这些就是角色概念,角色概念是构成本体的基本实体的抽象,通过对角色概念的分析,我们可以得到角色概念表,学生通过查找角色概念表中关键字就可以搜索出相关知识点内容.事件概念表是对角色概念表的扩充,它主要包含角色概念的行为、过程、事件.通过将事件概念表和角色概念表的关联,学生在查找的时候可以更加全面地了解一个知识点,得到更多的相关内容.除了这两个概念表之外还有派生概念表和属性概念表,它们的主要功能都是对知识点材料的扩充和反映知识点之间的关联,由于篇幅关系,在本论文中不一一列出.分析知识概念的过程就是本体建模的过程,经过这一系列步骤之后,我们就可以将每个知识点概念分离出来,将属于各个知识点的学习资源挂靠上去,然后分析出知识点之间的联系,构造出知识点关联表,最后通过概念匹配树算法将检索实现.通过上述步骤的实现,就可以将《数据结构》课程中线性结构部份内容构造出一个简单的基于本体论知识检索系统.
4结语
由于篇幅的关系,本论文只是对建立应用于远程教学的本体知识检索系统的一般步骤进行了探究.相信随着互联网络的发展,越来越智能的知识检索系统必将产生,通过这种系统,不仅可以进行简单的知识检索,更加可以和机器互动学习,计算机会根据个人学习情况、程度的不同来推荐学习方式和内容,做到真正的智能化检索,而这也正是本课题研究基于本体论知识检索系统的目的所在.