基于知識圖譜實現(xiàn)教育資源聚合的研究

摘?要：互聯(lián)網(wǎng)時代能夠讓學(xué)習(xí)者更便捷地接觸到學(xué)習(xí)資源，同時也帶來了“信息孤島”、“信息迷航”等問題。本文通過對知識圖譜、信息可視化、教育資源聚合等概念進行詳細的剖析和研究，探討了知識圖譜對于教育資源聚合的意義，并且針對該研究的應(yīng)用落地提出了一些思考和建議。以期更好地組織和利用教育信息資源，進一步實現(xiàn)教育現(xiàn)代化。

關(guān)鍵詞：知識圖譜;信息可視化;教育資源聚合;教育現(xiàn)代化

一、引言

2019年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《中國教育現(xiàn)代化2035》，提出了加快信息化時代教育變革的要求[1]，強調(diào)了基礎(chǔ)教育信息資源的建設(shè)的重要性。目前盡管基礎(chǔ)教育信息資源數(shù)量較為充足，但其質(zhì)量和使用情況不容樂觀[2]，海量的教育資源難以進行有效的整合，給學(xué)習(xí)者帶來了“信息迷航”、“信息孤島”等問題。越來越的研究者開始探索資源的重合和再組織方式，知識圖譜就是其中的一種有效形式。本研究將對各種概念和理論進行分析，進一步探索知識的有效表征方式，依托知識圖譜更好地實現(xiàn)教育資源聚合。

二、理論分析

1.知識圖譜

知識圖譜并是在對語義網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的揚棄中產(chǎn)生的[3]，Google公司于2012年5月正式提出了這一概念[4]。本質(zhì)上，知識圖譜可以理解為一種語義知識庫，通過符號的形式對物理世界中的概念及關(guān)系進行描述，以結(jié)構(gòu)化、可視化表征出來。其基本組成單位是“實體-關(guān)系-實體”的三元組，實體間通過關(guān)系相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成網(wǎng)狀的知識結(jié)構(gòu)，是一種有效的資源組織和知識可視化表現(xiàn)形式。

2.信息可視化

信息可視化作為學(xué)術(shù)術(shù)語最早于1987年2月第一次提出[5]，經(jīng)歷了科學(xué)計算可視化、數(shù)據(jù)可視化、信息可視化以及知識可視化四個發(fā)展階段[6]。知識圖譜是信息可視化的一個分支，幫助實現(xiàn)知識可視化，即利用數(shù)據(jù)挖掘等知識發(fā)現(xiàn)方法，將知識的構(gòu)成和知識之間的邏輯關(guān)系利用可視化的形式表征出來[7]。知識的可視化表征可以通過視覺的特殊表現(xiàn)形式，促進群體知識的傳播與創(chuàng)新。

3.教育資源聚合

隨著網(wǎng)絡(luò)上教育資源的爆炸式增長以及多元化發(fā)展，資源聚合、集成與融合的問題也隨之產(chǎn)生。資源的聚合并不等于整合，不是僅僅將分散的資源歸集到一起，而是在整合的基礎(chǔ)上進行進一步的分類和聚集，包括基于目錄、元數(shù)據(jù)和語義等方式[8]。各學(xué)科資源結(jié)構(gòu)體的有效組合，能夠更高效地支持學(xué)習(xí)，并且隨著語義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，學(xué)習(xí)資源的語義化組織已經(jīng)成為一種趨勢[9]。

三、知識圖譜對于教育資源聚合的意義

有意義學(xué)習(xí)的實質(zhì)是符號所代表的新知識與學(xué)習(xí)者認知結(jié)構(gòu)中已有的適當(dāng)觀念建立起實質(zhì)性的聯(lián)系[10]，知識圖譜能夠?qū)⒁恍?fù)雜的、抽象的知識及其間的聯(lián)系表征出來，從而實現(xiàn)知識在語義層面的聚合。具體表現(xiàn)在：

1.使得獨立的教育資源之間產(chǎn)生聯(lián)系，實現(xiàn)資源的優(yōu)化組織

在大多數(shù)情況下，學(xué)習(xí)者只能檢索到與自己檢索關(guān)鍵詞相近的資源，難以進行進一步的拓展，而知識卻并不是獨立存在的。知識圖譜作為人工智能的一個分支，運用到數(shù)據(jù)挖掘、自然語言處理等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)資源組織的語義化連結(jié)。

實體對應(yīng)各個獨立的教育資源，借助于知識圖譜則能夠進一步抽取出各資源之間存在的聯(lián)系，從而形成知識網(wǎng)絡(luò)，幫助學(xué)習(xí)者通過資源聚合，拓展自身知識結(jié)構(gòu)。

2.通過知識的可視化表征，實現(xiàn)聚合資源的進一步理解與傳播

一方面，在碎片化學(xué)習(xí)和泛在學(xué)習(xí)時代，學(xué)習(xí)者往往更偏向于快速、簡捷地獲取教育資源中的框架與重點。知識圖譜以龐大的學(xué)習(xí)資源為基礎(chǔ)，呈現(xiàn)出了該領(lǐng)域中的知識重點和知識脈絡(luò)，為學(xué)習(xí)者在該領(lǐng)域的研究提供思路。

另一方面，由于學(xué)習(xí)者自身水平限制，對于某一領(lǐng)域知識的掌握可能并不是十分全面，而知識圖譜則可以為學(xué)習(xí)者提供更多相關(guān)的研究視角，降低資源檢索的復(fù)雜程度。

四、建議與思考

1.開發(fā)相關(guān)的知識圖譜在線學(xué)習(xí)平臺，輔助學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)

一些初級學(xué)習(xí)者在互聯(lián)網(wǎng)上檢索學(xué)習(xí)資源時，往往會受限于自身的知識儲備和資源評判水平，從而使一些開放教育資源無法發(fā)揮出其應(yīng)有的價值?；谥R圖譜技術(shù)，可以開發(fā)出相關(guān)的在線學(xué)習(xí)平臺，將某學(xué)科或某個研究領(lǐng)域的教育資源進行進一步的聚合，為用戶提供學(xué)習(xí)支架，輔助學(xué)習(xí)者進行自主學(xué)習(xí)。

2.研究配套學(xué)習(xí)資源生成系統(tǒng)，輔助教師進行教學(xué)準(zhǔn)備

目前許多一線教師面臨著很大的工作壓力，在備課、教研的過程中也需要在互聯(lián)網(wǎng)上搜集大量的教育資源，過于繁雜和無關(guān)的資源便會成為干擾信息。因此除了知識點以及學(xué)習(xí)資源本身之間的關(guān)聯(lián)，還可以依據(jù)課程大綱或?qū)嶋H教學(xué)需要研究配套的學(xué)習(xí)資源生成系統(tǒng)，有針對性性地進行教育資源的聚合和呈現(xiàn)，為教師提供相關(guān)的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源。

3.在計算機輔助教學(xué)的過程中仍要堅持以學(xué)習(xí)者為中心

雖然知識圖譜能夠在數(shù)量眾多的教育資源中為學(xué)習(xí)者提供清晰的知識路徑，而然堅持以學(xué)習(xí)者為中心的教育觀要求我們并不能用計算機生成的知識框架來代替學(xué)習(xí)者自身的認知圖式，只有當(dāng)學(xué)習(xí)者原有的認知框架與新的知識發(fā)生聯(lián)系，才進行了有意義的學(xué)習(xí)。因此，在計算機輔助教學(xué)的過程中不能忽視學(xué)生自身認知結(jié)構(gòu)和認知水平的發(fā)展。

五、小結(jié)

在開放教育資源不斷增加和積累的今天，知識圖譜技術(shù)作為人工智能的一個重要分支，有效地實現(xiàn)了信息的可視化，能夠幫助教育資源在語義層面更好地聚合，進一步優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)、擴大資源價值。同時隨著人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，前沿科學(xué)技術(shù)也將為教育領(lǐng)域帶來更多的創(chuàng)新和發(fā)展，進一步助力中國教育現(xiàn)代化的實現(xiàn)。

參考文獻

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[2]?熊雅萍，熊才平，葛軍，伍姚.教育信息資源用戶標(biāo)注模型構(gòu)建及仿真研究[J].現(xiàn)代遠距離教育，2017（01）：36-43.

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[6]?尹晗，張際平. 思維可視化視角下的未來課堂架構(gòu)研究[J]. 遠程教育雜志，2016，35（2）：106-112.

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[8]?吳笛，李保強.大數(shù)據(jù)背景下基于主題模型的學(xué)習(xí)資源聚合研究[J].電化教育研究，2016，37（09）：69-75.

[9]?楊現(xiàn)民.泛在學(xué)習(xí)資源動態(tài)語義聚合研究[J].電化教育研究，2014，35（02）：68-73.

[10]?劉麗娟. 奧蘇貝爾有意義學(xué)習(xí)理論及對當(dāng)今教學(xué)的啟示[J]. 南方論刊，2009（5）：101-101.

作者簡介：楚肖燕，1999年3月出生，女，漢族，江蘇揚州人，本科在讀，南京師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，研究方向：遠程教育、人工智能+教育。