中國人民大學繼續(xù)教育學院顧宗連教授主持完成的國家社會科學基金項目《基于語義網(wǎng)的遠程教學資源管理及個性化知識服務(wù)模型研究》（項目批準號為06BTQ016），最終成果為研究報告、軟件：基于語義網(wǎng)的遠程教學資源管理及個性化知識服務(wù)模型研究報告；基于web的本體構(gòu)建和管理平臺；社會化本體構(gòu)建系統(tǒng)平臺；語義網(wǎng)本體的遠程教育個性化教學系統(tǒng)。課題組成員有：宋繼華、繆代文、馮霞、孫新、張媛等

　　一、研究價值和研究背景

　　廣義上，語義網(wǎng)可以認為是能將當前的網(wǎng)絡(luò)信息理解為一種帶有語法、句法的網(wǎng)。狹義上，語義網(wǎng)更接近本體含義，理論上被認為是一種能對知識進行描述的網(wǎng)，因而能最完善地解決計算機信息，特別是知識類信息智能化問題的方法。因此，語義網(wǎng)研究的蓬勃發(fā)展為我國知識資源服務(wù)系統(tǒng)，特別是數(shù)字化圖書館知識整合、智能化服務(wù)和知識共享等的發(fā)展帶來了新的機遇。這項成果研究目的就是探索網(wǎng)絡(luò)信息時代知識型數(shù)字圖書館的語義網(wǎng)知識資源服務(wù)體系的構(gòu)成和創(chuàng)建模式，以及如何為網(wǎng)絡(luò)教育提供個性化知識傳遞和個性化教學服務(wù)。成果屬于語義網(wǎng)研究領(lǐng)域中的數(shù)字圖書館與網(wǎng)絡(luò)教育教學領(lǐng)域結(jié)合的基礎(chǔ)性與應(yīng)用性研究課題，也可看作是網(wǎng)絡(luò)時代數(shù)字化圖書館知識整合與知識共享中的一個分支問題。對這種屬于不同學科領(lǐng)域的交叉研究，無論是國內(nèi)還是國外均很少見到。

　　業(yè)內(nèi)人士公認，目前，語義網(wǎng)本體開發(fā)和建設(shè)面臨兩個非常巨大的困難，一個是隨著系統(tǒng)規(guī)則變化越來越多，語義完成所需要的推論時間急劇增加，給搜索帶來困難。解決這個問題需要計算機硬件和軟件專家的相互配合，這項成果對該問題未做深入討論。此外，語義本體的創(chuàng)建工作量巨大，計算機專家、學科領(lǐng)域?qū)＜液拖嚓P(guān)研究領(lǐng)域?qū)＜叶家恢痹谘芯勘倔w構(gòu)建自動和半自動的方法，成果對此進行了嘗試性技術(shù)研究。

　　二、主要研究內(nèi)容和研究結(jié)論

　　成果首先對以本體語義網(wǎng)為知識結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖書館不同知識資源的關(guān)系、構(gòu)成與建設(shè)模式進行了分析；之后，對語義網(wǎng)知識資源與網(wǎng)絡(luò)教育資源建設(shè)和教學活動的關(guān)系進行了梳理，建立了網(wǎng)絡(luò)信息時代學習者需要的智能型數(shù)字資源之間的關(guān)系模型。在此基礎(chǔ)上，又從網(wǎng)絡(luò)教育實踐者的角度，比較系統(tǒng)地開展了語義網(wǎng)本體資源構(gòu)建的研究和基于語義網(wǎng)的知識資源和學習活動資源對網(wǎng)絡(luò)教育個性化服務(wù)的研究。

　　成果在技術(shù)方法上重點關(guān)注了提高語義網(wǎng)本體工程建設(shè)效率的兩種構(gòu)建方法——自然語言處理技術(shù)自動化本體構(gòu)建和社會化本體構(gòu)建；在網(wǎng)絡(luò)教育個性化服務(wù)中，主要研究了本體語義資源的檢索技術(shù)和個性化學習內(nèi)容推送技術(shù)等。

　　（一）學科知識的結(jié)構(gòu)、本體語義網(wǎng)與語義網(wǎng)知識型數(shù)字圖書館的關(guān)系

　　通過對學科知識結(jié)構(gòu)和本體層次關(guān)系進行對比研究后認為：第一，學科知識，其表現(xiàn)為學科現(xiàn)象、學科假說、學科理論和學科方法論與本體的四個層次，即應(yīng)用本體、任務(wù)本體、領(lǐng)域本體、頂級本體間存在著對應(yīng)關(guān)系，這種對應(yīng)關(guān)系是我們建立不同類型、不同層次知識本體的基礎(chǔ)。第二，學科方法論是本體論本身難以歸納描述的一類知識，因此在本體類知識型數(shù)字圖書館知識構(gòu)建中，對這類知識進行本體化描述，其準確度將會受到影響。第三，知識型數(shù)字圖書館的學科知識是那些具有概括性的、規(guī)律性知識，并不包含偶然的現(xiàn)象和信息。如果使用本體描述這類信息和現(xiàn)象，則準確度將大大下降。

　　在深入理解語義網(wǎng)、本體和知識等概念關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過文獻調(diào)研，成果對信息時代語義網(wǎng)知識型數(shù)字圖書館的理論構(gòu)想、技術(shù)途徑、服務(wù)模式以及需要解決的問題進行了梳理后，得出三個主要結(jié)論：第一，雖然語義網(wǎng)本體的建設(shè)工程非常巨大，但我國已經(jīng)成熟的圖書分類法為構(gòu)建語義網(wǎng)格奠定了重要的理論基礎(chǔ)，因此，數(shù)字圖書館具備采用網(wǎng)格、本體語義網(wǎng)，逐步構(gòu)建、形成以本體內(nèi)容表達為主要形式的知識語義網(wǎng)的條件。第二，基于語義網(wǎng)的知識型數(shù)字圖書館不但能更廣泛地發(fā)揮傳統(tǒng)圖書館的作用，而且還可在更廣、更深的層次上發(fā)揮數(shù)字資源特有的知識服務(wù)、特別是遠程服務(wù)的功能。在遠程教育及逐步發(fā)展而來的社會化學習、終身學習社會中，具有語義的知識型數(shù)字圖書館將發(fā)揮出不可替代的重要作用。第三，從語義網(wǎng)知識型數(shù)字圖書館的理論模型我們可以看出，無論從技術(shù)到人力，創(chuàng)建語義網(wǎng)知識型數(shù)字圖書館都是一項巨大的工程，需要各個領(lǐng)域、各個不同知識背景的專家們共同規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，克服技術(shù)和管理的難關(guān)，才能使這一理想從理論走向現(xiàn)實。

　�。ǘ�）提高知識本體創(chuàng)建準確性和效率的方法

　　這項成果對目前本體構(gòu)建方法和本體構(gòu)建工具進行了較為充分的研究，發(fā)現(xiàn)目前這些方法均局限在專家個人創(chuàng)建領(lǐng)域本體的范圍，沒有涉及多專業(yè)集體協(xié)同工作完成本體創(chuàng)建的問題，并且，不同層次的本體創(chuàng)建均需要進行先期的技術(shù)處理，以降低工作難度，提高準確度和工作效率�；�于以上認識，成果對社會化本體構(gòu)建模式和社會化本體構(gòu)建平臺進行了一定的研究，并以此開發(fā)了包括本體創(chuàng)建、管理、評價和生長的軟件平臺，該平臺采用了更廣泛的用戶共同對初始本體進行評價和貢獻本體，比較科學地完成了社會化本體的構(gòu)建、評價和自動演化生長。

　　語義網(wǎng)研究人員一直在努力尋找，在滿足應(yīng)用需要前提下，高效創(chuàng)建本體的工作方法。面對這一問題，成果首先使用了自然語言處理技術(shù)，基于分詞算法的概念抽取技術(shù)，對來自于網(wǎng)絡(luò)課程教學內(nèi)容和該課程所屬專業(yè)詞典的術(shù)語進行了初步處理，但試驗結(jié)果未能達到授課教師能夠?qū)πg(shù)語做進一步處理的要求。之后，研究人員使用全自動化方式進行了本體構(gòu)建，包括本體概念、實例的自動抽取、關(guān)系的自動構(gòu)建試驗研究。研究認為，使用自然語言處理技術(shù)進行計算機輔助構(gòu)建本體，全自動化構(gòu)建本體的出發(fā)點是正確的，但應(yīng)用是否有效取決于兩個條件：一個是領(lǐng)域本體要求的精確度。這項研究面對的教育領(lǐng)域、學術(shù)研究領(lǐng)域是屬于對知識的精確度要求較高的領(lǐng)域；另一個是領(lǐng)域知識可結(jié)構(gòu)化的程度。研究中參考樣例“西方經(jīng)濟學”知識本體是一門偏重經(jīng)驗類的應(yīng)用學科，若使用先期處理方法，其結(jié)構(gòu)化程度不能很好滿足教學本體建設(shè)的需要。為了保證本體能夠符合教學和科研需要，這項研究參照了《本體工程論》中論述的本體創(chuàng)建方法，開發(fā)了比較適合教學和教師使用的本體創(chuàng)建工具，由西方經(jīng)濟學課程專家完成了課程知識領(lǐng)域初始本體的構(gòu)建工作，包括100多個類、40多個屬性、700多個個體。該本體創(chuàng)建系統(tǒng)包含有：類管理、屬性管理、個體管理、查詢功能、圖形可視化功能和導(dǎo)出owl本體文件等功能。

　　（三）網(wǎng)絡(luò)學習領(lǐng)域本體構(gòu)建和個性化學習服務(wù)

　　課題組經(jīng)過文獻調(diào)研和分析認為，由于前面提到的本體語義網(wǎng)在知識表達方面的固有缺陷，應(yīng)用于計算機網(wǎng)絡(luò)遠程學習的智能化資源不應(yīng)該只含有語義網(wǎng)，而需要多種類、多層次資源的組合。研究認為，基于語義網(wǎng)的個性化教學資源服務(wù)模型包括四個層次，分別是信息資源層、靜態(tài)知識層、動態(tài)知識層、智能服務(wù)層。這樣，在固化語義關(guān)聯(lián)的靜態(tài)知識基礎(chǔ)上，知識服務(wù)在使用過程中能不斷演化和改進，確保了知識服務(wù)的靈活性、動態(tài)性和智能性。這項研究針對非本體類學習資源，利用本體標注工具，進行了知識標注，使這些網(wǎng)頁具有語義性質(zhì)，成為計算機可理解的知識，為智能檢索、智能答疑、個性化知識推送等智能教學打下了基礎(chǔ)。

　　這項成果還認為，一個完整的、以語義網(wǎng)為基礎(chǔ)的個性化智能教學系統(tǒng)，領(lǐng)域本體不能僅限于課程知識領(lǐng)域和相關(guān)學科知識領(lǐng)域本體，還需要包括教學策略領(lǐng)域本體、學生學習模型領(lǐng)域本體、學習診斷模型領(lǐng)域本體等。為了實施個性化學習服務(wù)，課題組對遠程教學理論和適應(yīng)成人學習者的遠程學習模型進行了研究，對未來網(wǎng)絡(luò)學習的發(fā)展趨勢——社會化協(xié)作學習模式進行了研究。采用了北京師范大學遠程教育研究所開發(fā)的“中國遠程學習者學習風格量表”，并將該學習風格分析結(jié)果與跟蹤記錄學習者學習行為系統(tǒng)相結(jié)合，建立了學習者動態(tài)學習模型。在分析了學習目標和學習者學習特征基礎(chǔ)上，課題組采用了探究、協(xié)作和任務(wù)驅(qū)動的學習策略，對課程學習系統(tǒng)進行了詳細的設(shè)計，包括知識導(dǎo)航、交流環(huán)境、學習模塊、學習跟蹤及反饋、教師操作功能等。其中基于本體知識的圖形導(dǎo)航、課程Blog和學習者個人Blog相結(jié)合的交流環(huán)境、記錄學習者瀏覽資源等的電子學檔、個性化學習建議等功能可以為學習者提供較為完整的個性化學習服務(wù)，具有較好的應(yīng)用價值。

　　在個性化學習服務(wù)技術(shù)研究方面，這項成果基于本體的智能檢索和個性化學習內(nèi)容推送兩個方面開展了研究，實現(xiàn)了基于本體的智能查詢；實現(xiàn)了基于學習背景的學習建議內(nèi)容推送、基于關(guān)鍵字查詢的內(nèi)容推送、基于學習進度的內(nèi)容推送、基于課程 Blog的內(nèi)容推送、基于學習者學習評價的內(nèi)容推送和基于知識結(jié)構(gòu)的內(nèi)容推送等。研究認為，首先，個性化智能服務(wù)是一個多學科綜合問題，另外，目前語義智能檢索系統(tǒng)本身也存在諸多問題，如對信息資源的自動標注問題，檢索結(jié)果的排序問題等，這些問題將直接影響到檢索的效率。因此，這些方面還需要研究者們進行更深入的探索。