國(guó)家社科基金項(xiàng)目語(yǔ)義網(wǎng)課題研究概述

        “基于語(yǔ)義網(wǎng)的遠(yuǎn)程教學(xué)資源管理及個(gè)性化知識(shí)服務(wù)模型研究”課題是網(wǎng)上人大承擔(dān)的國(guó)家社科基金項(xiàng)目，于2006年立項(xiàng)，2009年結(jié)題，順利通過(guò)國(guó)家級(jí)評(píng)審驗(yàn)收，獲得“良好”成績(jī)。后續(xù)研究課題“基于本體的知識(shí)型數(shù)字圖書(shū)館在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用研究”也是國(guó)家社科基金項(xiàng)目之一，網(wǎng)上人大于2010年獲批立項(xiàng)，正在研究進(jìn)行中。
        語(yǔ)義網(wǎng)Semantic Web最初是由Tim Berners- Lee在2001年世界XML大會(huì)上正式提出并進(jìn)行了解釋。Tim Berners- Lee的演講，后來(lái)被很多業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)為語(yǔ)義網(wǎng)的誕生的標(biāo)志。Berners-Lee給出了語(yǔ)義網(wǎng)中的層次關(guān)系，它主要基于XML和RDF/RDFS，并在此之上構(gòu)建本體和邏輯推理規(guī)則，以完成基于語(yǔ)義的知識(shí)表示和推理，從而為計(jì)算機(jī)提供理解和處理的基礎(chǔ)。語(yǔ)義網(wǎng)的目標(biāo)是為因特網(wǎng)上的信息提供具有計(jì)算機(jī)可以理解的語(yǔ)義，從而滿(mǎn)足智能體對(duì)WWW上異構(gòu)、分布信息的有效檢索和訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上信息資源在語(yǔ)義層上的全方位互聯(lián)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更高層次的、基于知識(shí)的智能應(yīng)用。人們把語(yǔ)義網(wǎng)看成是讓計(jì)算機(jī)完成人類(lèi)才能做到的智力工作，是計(jì)算機(jī)擁有智能的解決方法之一。   
        隨著互聯(lián)網(wǎng)的誕生和發(fā)展，語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)的第二次革命。自2001年以來(lái)，逐漸發(fā)展起來(lái)的語(yǔ)義網(wǎng)理念和語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)為解決網(wǎng)格智能性不足的問(wèn)題提供了一個(gè)全新的解決方案，迄今為止，這個(gè)方案被認(rèn)為是從理論上最完善地解決了計(jì)算機(jī)的智能化問(wèn)題。在這一理論指引下，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域紛紛致力于開(kāi)展語(yǔ)義網(wǎng)的資源架構(gòu)、技術(shù)語(yǔ)言等解決方案。其中技術(shù)語(yǔ)言研究中，W3C的成果得到了業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可。2004年，W3C規(guī)定了RDF和OWL作為W3C推薦級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。語(yǔ)義網(wǎng)的興起也為我國(guó)知識(shí)資源的服務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，語(yǔ)義網(wǎng)的研究從2001年開(kāi)始逐漸升溫。
        網(wǎng)上人大承擔(dān)的“基于語(yǔ)義網(wǎng)的遠(yuǎn)程教學(xué)資源管理及個(gè)性化知識(shí)服務(wù)模型研究”課題主要解決了以下問(wèn)題：
       一是提出了本體構(gòu)建工具應(yīng)該具備本體的協(xié)作編輯、圖形化顯示、查詢(xún)、評(píng)價(jià)與演化生長(zhǎng)、導(dǎo)入導(dǎo)出等功能。對(duì)現(xiàn)有的本體構(gòu)建工具進(jìn)行了比較分析，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有完全適合本課題使用的本體構(gòu)建工具。為了和遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)更好的融合，方便各位學(xué)科專(zhuān)家和領(lǐng)域?qū)＜夜餐焖俳⒊跏急倔w，本課題首先用傳統(tǒng)的基于專(zhuān)家構(gòu)建本體的思想，開(kāi)發(fā)了基于WEB的知識(shí)本體管理系統(tǒng)。另外提出了本體的自組織演化機(jī)制，引入社會(huì)化思想，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了社會(huì)化本體構(gòu)建系統(tǒng)。該系統(tǒng)適合更廣泛的用戶(hù)來(lái)一起對(duì)一個(gè)初始本體進(jìn)行評(píng)價(jià)和貢獻(xiàn)本體，實(shí)現(xiàn)本體的科學(xué)評(píng)價(jià)和自動(dòng)演化生長(zhǎng)。
        二是從本體應(yīng)用到教學(xué)上的角度，將教學(xué)資源分成學(xué)科領(lǐng)域的基本概念本體、知識(shí)點(diǎn)本體、知識(shí)結(jié)構(gòu)本體和教學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)策略本體、教學(xué)任務(wù)本體、學(xué)習(xí)者特征本體等等。分析了資源元數(shù)據(jù)、本體、教學(xué)設(shè)計(jì)理論對(duì)組織和管理上述各類(lèi)教學(xué)資源的作用。研究了由信息空間和知識(shí)空間組成的學(xué)習(xí)資源管理框架。其基本思路是利用領(lǐng)域本體知識(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)序異構(gòu)資源的有效組織，明確體現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)。
        另一方面采用課題所研究確定的本體構(gòu)建流程和本體構(gòu)建方法進(jìn)行了西方經(jīng)濟(jì)學(xué)這一重點(diǎn)課程領(lǐng)域初始本體的構(gòu)建，創(chuàng)建了100多個(gè)類(lèi)，40多個(gè)屬性，700多個(gè)個(gè)體。并簡(jiǎn)要說(shuō)明了西方經(jīng)濟(jì)學(xué)本體的應(yīng)用價(jià)值，不同的遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)可以很方便地共享此本體文件，將其應(yīng)用到自己的教學(xué)系統(tǒng)中，為學(xué)習(xí)者提供知識(shí)服務(wù)。如果有機(jī)構(gòu)想新建西方經(jīng)濟(jì)學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，也可以方便地使用該本體中的知識(shí)內(nèi)容，減少課程開(kāi)發(fā)的工作量，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的可重用性。這些本體知識(shí)直接應(yīng)用在遠(yuǎn)程教學(xué)上，可以為學(xué)習(xí)者提供西方經(jīng)濟(jì)學(xué)結(jié)構(gòu)化的知識(shí)。還可以利用本體標(biāo)注工具，對(duì)網(wǎng)絡(luò)上已有的西方經(jīng)濟(jì)學(xué)知識(shí)（包括網(wǎng)絡(luò)課程）進(jìn)行知識(shí)標(biāo)注，使這些網(wǎng)頁(yè)具有語(yǔ)義性質(zhì)，成為計(jì)算機(jī)可理解的知識(shí)，為智能檢索、智能答疑、個(gè)性化知識(shí)推送等智能教學(xué)打下基礎(chǔ)，從而大大降低了遠(yuǎn)程教師教學(xué)輔導(dǎo)工作量，解決遠(yuǎn)程輔導(dǎo)教師不足的問(wèn)題。
        三是研究了基于語(yǔ)義的資源如何具體應(yīng)用。首先分析現(xiàn)代遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)模式的特點(diǎn)，總結(jié)出學(xué)習(xí)模式的總體發(fā)展趨勢(shì)正在從接受學(xué)習(xí)模式向探究型學(xué)習(xí)模式變革，從個(gè)人學(xué)習(xí)向群體的社會(huì)學(xué)習(xí)發(fā)展。目前整個(gè)社會(huì)正在發(fā)生著學(xué)習(xí)的變遷，包括：學(xué)習(xí)資源共享范圍在擴(kuò)大；學(xué)習(xí)群體突破傳統(tǒng)地域和年齡的局限；越來(lái)越重視學(xué)習(xí)過(guò)程的群體協(xié)作和交流；學(xué)習(xí)觀念從有限正規(guī)化學(xué)習(xí)到終生非正式化學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變；學(xué)習(xí)內(nèi)容突破傳統(tǒng)課程的局限；新一代的學(xué)習(xí)者的特征是“網(wǎng)絡(luò)一代”等變化。接下來(lái)介紹了遠(yuǎn)程教學(xué)理論的基本內(nèi)容和適應(yīng)成人學(xué)習(xí)者的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)模型，創(chuàng)新性地研究了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引領(lǐng)的社會(huì)化協(xié)作學(xué)習(xí)模式。然后構(gòu)建了基于語(yǔ)義網(wǎng)的四層次個(gè)性化教學(xué)資源服務(wù)模型，四層次分別是信息資源層、靜態(tài)知識(shí)層、動(dòng)態(tài)知識(shí)層、智能服務(wù)層。這樣，在固化語(yǔ)義關(guān)聯(lián)的靜態(tài)知識(shí)基礎(chǔ)上，使得知識(shí)服務(wù)在使用過(guò)程中得到不斷自動(dòng)演化和改進(jìn)，確保了知識(shí)服務(wù)的靈活性、動(dòng)態(tài)性和智能性。
        本課題重點(diǎn)從基于本體的智能檢索和個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容推送兩個(gè)方面研究和實(shí)現(xiàn)基于資源的個(gè)性化知識(shí)服務(wù)。利用SPARQL (Simple Protocol and RDF Query Language)實(shí)現(xiàn)了基于本體的智能查詢(xún)。但是基于本體的語(yǔ)義智能檢索作為一個(gè)研究重點(diǎn)方向，有賴(lài)于人工智能的自然語(yǔ)言理解技術(shù)、語(yǔ)義理解技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展。目前語(yǔ)義智能檢索系統(tǒng)還有很多問(wèn)題有待進(jìn)一步的研究和完善，比如需要進(jìn)一步研究對(duì)信息資源的自動(dòng)標(biāo)注技術(shù)；需要進(jìn)一步研究檢索結(jié)果的排序問(wèn)題，這一步直接影響到檢索的效率，結(jié)果排序涉及到具體領(lǐng)域中的相關(guān)度計(jì)算，把與用戶(hù)相關(guān)度高的信息排在檢索的前面，使用戶(hù)在最短的時(shí)間內(nèi)獲取到有用的信息，這是一個(gè)優(yōu)秀的搜索引擎所必須要做到的。
        另外本研究創(chuàng)新性地提出了幾種個(gè)性化資源推送服務(wù)，包括：基于學(xué)習(xí)背景的學(xué)習(xí)建議內(nèi)容推送服務(wù)；基于關(guān)鍵字查詢(xún)的內(nèi)容推送服務(wù)；基于學(xué)習(xí)進(jìn)度的內(nèi)容推送服務(wù)；基于課程 Blog的內(nèi)容推送服務(wù)；基于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的內(nèi)容推送服務(wù)和基于知識(shí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容推送服務(wù)。
        課題組認(rèn)為，在知識(shí)型數(shù)字圖書(shū)館的知識(shí)管理和知識(shí)應(yīng)用中，使用領(lǐng)域本體來(lái)構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)、知識(shí)內(nèi)容和知識(shí)之間關(guān)系無(wú)疑具有非常廣泛的前景。擁有知識(shí)本體的知識(shí)型數(shù)字圖書(shū)館，由于其知識(shí)描述上具有全面、邏輯等明顯的優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育將會(huì)大大推進(jìn)我國(guó)遠(yuǎn)程教育的教育水平。所以，課題組申請(qǐng)新課題“基于本體的知識(shí)型數(shù)字圖書(shū)館在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用研究”并立項(xiàng)，擬就基于本體的語(yǔ)義智能檢索、充分挖掘語(yǔ)義資源在遠(yuǎn)程教學(xué)中的作用實(shí)現(xiàn)智能教學(xué)和個(gè)性化教學(xué)進(jìn)行深入探索。