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摘要 知识管理在教育领域的应用具有很大的空间。从知识管理与本体结合的角度切入,提出基于本体的教学知识管理系统的基本框架,并对其关键技术做出简要阐述。
关键词 知识管理;本体;教育
中图分类号:G640 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)03-0017-02
Discussion of Knowledge Management based on Ontology//Wang Guan, Jiang Jianjun
Abstract The application of Knowledge Management in education has great development space. In this paper, we provide a basic framework of teaching knowledge management system based on ontology, and expand the key technologies.
Key words knowledge management; ontology; education
Author’s address PLA University of Foreign Languages, Luoyang, Henan, China 471003
知识管理在发展早期仅是基于数据库或文档管理的初级技术,但随着信息技术的发展,知识管理已经成为一个非常活跃的领域并拥有很广泛的发展前景。目前知识管理越来越多地被企事业用来提高技术和竞争等,但在知识经济时代,知识管理应紧紧和知识活动联系在一起,首当其冲的便是教育。
1 研究背景
知识管理是指将可得到的各种信息转化为知识,并将知识与人联系起来的过程。它包括:1)对信息的管理,通过智能化的信息深加工实现信息的知识化增值、发现、组织、共享和使用;2)对人的管理,实现隐性知识的发现、组织、共享和使用。知识管理的基本活动包括对知识的识别、获取、开发、分解、使用和存储。当前知识管理中的问题是:如何把信息以统一的方式组织并避免对同一知识的不同描述影响理解和共享?如何提高计算机的查全率和查准率并利用有组织的信息获取知识?
引入本体与知识管理结合可以很好地解决这些问题。本体源自哲学的概念。Gruber给出目前非常流行的本体定义:本体是概念模型的明确的规范说明。本体提供了目标世界的公共词汇,为信息的描述和交换提供适当的数据结构。本体最大好处是明确了概念与概念之间的关系,因此在教育领域的知识管理中引入本体,使知识对象化,必定会给知识的集成和重用带来益处,而且可以使与之匹配的知识对象的关系和属性得到完整和清晰的描述,通过这些,用户可以获取更适合自己的知识。
2 基于本体的教学知识管理系统框架
本体是构建知识管理系统的有效方式,对于具体的项目而涉及的工作包括概念定义和资源组织2个方面。每个概念的定义要包括它的含义、子概念、父概念、每个类的实例概念间的各种关联、概念与外部资源的关联。该框架分为知识收集及获取、知识检索和知识推理3个部分,具体关系如图1所示。
1)知识收集及获取。知识的收集及获取的首要任务是要将有用的信息资源结合进知识管理系统中,并与本体方法论相结合,将信息通过本体构建工具转化为用本体语言描述的知识,放入本体库中。此系统的目标用户有2类,一类是资源的使用者(学生或者教师),另一类是资源的加工者。收集和获取的信息资源是指对教学有帮助的课件、试题、音视频等资料,在本体中对教育资源分类遵循的是LOM元数据标准等。
2)知识检索。目前的应用系统中由于其数据库不是建立在能够表示概念之间的关系、事实和实例的领域模型的基础上,因此无法实现智能查询和信息推理。不同的组织和人员可能使用不同的词语表示同一个含义,因此查询系统对意义相同但用词不同的内容无法进行精确的检索,当对多个数据源进行查询时问题更明显。在基于本体的概念设计知识管理中由于具有统一的术语和概念,采用基于知识、语义上的检索匹配,在本体的帮助下从本体库中匹配出符合条件的数据集合,解决语义异构的问题,在教师和学生查询具体资源时能够减少对冗繁数据筛选的时间,也能够提高信息检索的精确性。
3)知识推理。推理使用推理机能够对初始本体进行处理,通过自定义规则或者内在规则,能获得原有本体隐含的没有直接定义的知识。推理机不仅能对本体语言内在的各种关系进行计算,而且支持自定义规则推理。自定义规则定义更加丰富,可以包括反映现实世界的某种传递或逆反关系等,实现对知识模型更灵活的操作。比如放入一个新的教学资源,推理机就能够对其进行推理,从而得知其具体所属类及定义。
3 小结
教育领域的理论慢慢受到知识管理的影响,因此越来越多的教育学者和研究人员开始进行教育领域的知识管理研究。而本体的引入弥补了知识管理系统中出现的结构简单、语义缺失等问题,改善了资源共享困难的情况,更促进系统的完善和更新,为我国教育领域的知识管理提供了新鲜的方法和技术。笔者期待本体技术和知识管理技术的结合能给教育领域带来更多的启示。
参考文献
[1]Gruber T R.A Translation Approach to Portable Ontology Specifications[J].KnowledgeAcquisition,1993,5(2):199-220
[2]冯志勇,李文杰,李晓红.本体论工程及其应用[M].北京:清华大学出版社,2007
关键词 知识管理;本体;教育
中图分类号:G640 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)03-0017-02
Discussion of Knowledge Management based on Ontology//Wang Guan, Jiang Jianjun
Abstract The application of Knowledge Management in education has great development space. In this paper, we provide a basic framework of teaching knowledge management system based on ontology, and expand the key technologies.
Key words knowledge management; ontology; education
Author’s address PLA University of Foreign Languages, Luoyang, Henan, China 471003
知识管理在发展早期仅是基于数据库或文档管理的初级技术,但随着信息技术的发展,知识管理已经成为一个非常活跃的领域并拥有很广泛的发展前景。目前知识管理越来越多地被企事业用来提高技术和竞争等,但在知识经济时代,知识管理应紧紧和知识活动联系在一起,首当其冲的便是教育。
1 研究背景
知识管理是指将可得到的各种信息转化为知识,并将知识与人联系起来的过程。它包括:1)对信息的管理,通过智能化的信息深加工实现信息的知识化增值、发现、组织、共享和使用;2)对人的管理,实现隐性知识的发现、组织、共享和使用。知识管理的基本活动包括对知识的识别、获取、开发、分解、使用和存储。当前知识管理中的问题是:如何把信息以统一的方式组织并避免对同一知识的不同描述影响理解和共享?如何提高计算机的查全率和查准率并利用有组织的信息获取知识?
引入本体与知识管理结合可以很好地解决这些问题。本体源自哲学的概念。Gruber给出目前非常流行的本体定义:本体是概念模型的明确的规范说明。本体提供了目标世界的公共词汇,为信息的描述和交换提供适当的数据结构。本体最大好处是明确了概念与概念之间的关系,因此在教育领域的知识管理中引入本体,使知识对象化,必定会给知识的集成和重用带来益处,而且可以使与之匹配的知识对象的关系和属性得到完整和清晰的描述,通过这些,用户可以获取更适合自己的知识。
2 基于本体的教学知识管理系统框架
本体是构建知识管理系统的有效方式,对于具体的项目而涉及的工作包括概念定义和资源组织2个方面。每个概念的定义要包括它的含义、子概念、父概念、每个类的实例概念间的各种关联、概念与外部资源的关联。该框架分为知识收集及获取、知识检索和知识推理3个部分,具体关系如图1所示。
1)知识收集及获取。知识的收集及获取的首要任务是要将有用的信息资源结合进知识管理系统中,并与本体方法论相结合,将信息通过本体构建工具转化为用本体语言描述的知识,放入本体库中。此系统的目标用户有2类,一类是资源的使用者(学生或者教师),另一类是资源的加工者。收集和获取的信息资源是指对教学有帮助的课件、试题、音视频等资料,在本体中对教育资源分类遵循的是LOM元数据标准等。
2)知识检索。目前的应用系统中由于其数据库不是建立在能够表示概念之间的关系、事实和实例的领域模型的基础上,因此无法实现智能查询和信息推理。不同的组织和人员可能使用不同的词语表示同一个含义,因此查询系统对意义相同但用词不同的内容无法进行精确的检索,当对多个数据源进行查询时问题更明显。在基于本体的概念设计知识管理中由于具有统一的术语和概念,采用基于知识、语义上的检索匹配,在本体的帮助下从本体库中匹配出符合条件的数据集合,解决语义异构的问题,在教师和学生查询具体资源时能够减少对冗繁数据筛选的时间,也能够提高信息检索的精确性。
3)知识推理。推理使用推理机能够对初始本体进行处理,通过自定义规则或者内在规则,能获得原有本体隐含的没有直接定义的知识。推理机不仅能对本体语言内在的各种关系进行计算,而且支持自定义规则推理。自定义规则定义更加丰富,可以包括反映现实世界的某种传递或逆反关系等,实现对知识模型更灵活的操作。比如放入一个新的教学资源,推理机就能够对其进行推理,从而得知其具体所属类及定义。
3 小结
教育领域的理论慢慢受到知识管理的影响,因此越来越多的教育学者和研究人员开始进行教育领域的知识管理研究。而本体的引入弥补了知识管理系统中出现的结构简单、语义缺失等问题,改善了资源共享困难的情况,更促进系统的完善和更新,为我国教育领域的知识管理提供了新鲜的方法和技术。笔者期待本体技术和知识管理技术的结合能给教育领域带来更多的启示。
参考文献
[1]Gruber T R.A Translation Approach to Portable Ontology Specifications[J].KnowledgeAcquisition,1993,5(2):199-220
[2]冯志勇,李文杰,李晓红.本体论工程及其应用[M].北京:清华大学出版社,2007