泛在學習環(huán)境下知識建模研究

于延

（哈爾濱師范大學，哈爾濱150025）

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泛在學習環(huán)境下知識建模研究

于延

（哈爾濱師范大學，哈爾濱150025）

摘要：通過介紹泛在學習的概念及特點，回顧了知識建模技術的發(fā)展，并提出一種泛在環(huán)境下知識建模模型，對知識的深度加工提供了技術基礎。

關鍵詞：泛在環(huán)境；知識建模；情境感知

1泛在學習

目前，學界一般認為泛在學習是由美國Mark Weiser提出的概念，由泛在計算衍生而來［1］。泛在計算的最高境界和目標是使計算機和計算像空氣和水一樣，自然地融入到人類社會生活的所有角落。泛在學習在發(fā)展過程中，曾有無縫學習、普適學習等名字，是在泛在計算條件下創(chuàng)設的一種學習環(huán)境，由每個人日常生活中那些無處不在的、不可見的計算設備提供支持，學習者只需注意學習過程，而不必受自己所處的位置、環(huán)境和時間的限制。也就是說，泛在學習環(huán)境下的學習者可以在任何時間、任何地點使用任何智能設備進行學習［2］。

在國內(nèi)，有學者指出泛在學習是一種學習方式，學習者可以在海量的、近乎無限的知識庫中獲取自己所需的知識點，也可以方便地與系統(tǒng)中的同伴交流［3］。還有學者指出泛在學習是發(fā)生在信息空間和物理空間相互融合的空間里，學習者、學習的需求、學習行為、學習資源是無處不在的，在泛在計算環(huán)境下學習者可以得到隨時隨地的支持［4］。

2泛在學習的特征

泛在學習歸納起來有以下一些基本要素：第一，需要泛在計算環(huán)境支持，是無處不在的。第二，學習者關心的是學習過程本身，與所處的環(huán)境無關。第三，學習者的學習活動是完全自主的，是發(fā)自內(nèi)心的積極參與。結合文［5］中的觀點，筆者總結泛在學習主要有以下幾個特點：

第一，強泛在性。無處不在的海量學習者、無處不在的海量學習資源、無時不在的自由的自發(fā)的學習請求，以及泛在計算環(huán)境提供的無處不在的學習服務，使得學習活動不受任何條件限制。

第二，強交互性。泛在學習強調(diào)無處不在、無時不在的學習，就要求學習者之間、學習者與學習資源之間、學習者與教師或學者之間，有非常強大實時的交互功能，要求泛在網(wǎng)絡之間存在多樣化高速的通信手段和高效的學習工具。

第三，海量資源。要保證學習者良好的學習體驗和多樣化學習需求，泛在學習要提供足夠的學習資源，包括學習資料、學習設備和網(wǎng)絡上的導師和同伴。

第四，情境感知。泛在計算的最高境界和追求是讓人們感覺不到它的存在，泛在學習也使學習者感覺不到它的存在。學習者可以體驗真實的學習環(huán)境，又意識不到學習環(huán)境的存在，這就要求泛在學習可以根據(jù)不同學習者不同的學習要求提供給學習者恰當?shù)膶W習情境。

基于本文思想的泛在學習環(huán)境框架如圖所示：

圖泛在學習環(huán)境框架Fig. Ubiquitous learning environment framework

3知識建模的發(fā)展

為實現(xiàn)知識在泛在計算環(huán)境下的存儲、表示和處理，為了實現(xiàn)知識的共享和復用，為了達到泛在學習的目標和要求，需要科學的知識建模技術的支持。

近年來，基于框架、規(guī)則、模型以及本體的多種知識建模技術在人工智能領域得到發(fā)展。這些技術主要應用于對知識的智能推理和自動化推送，例如，在顯性知識管理方面，主要出現(xiàn)了智能搜索引擎、知識門戶等。顯性知識可以理解為那些可以編碼的知識和知識之間的強關聯(lián)關系。知識還可以是隱性知識，主要指人類的高級思維活動，例如靈感、直覺、經(jīng)驗等，這些知識通常難以進行編碼和度量。

在知識建模和管理領域，很多學者都提出了不同的模型，例如文［6］中提出的社區(qū)知識處理模型，可以支持協(xié)同工作，文［7］中提出的知識網(wǎng)格模型，可以完成對全球知識資源的共享和管理。以上知識模型在顯性知識方面都提出了解決方案，但在隱性知識的建模和處理方面，還缺乏有效的方法。

4泛在環(huán)境下的知識建模技術

為了實現(xiàn)顯性知識與隱性知識的統(tǒng)一建模與管理，筆者提出一種新集成知識情境的知識模型。可以用三元組表示為：

KM=(KC，KIS，KR)

其中：KM是知識名稱，KC是知識類目，KIS是知識內(nèi)容或情境，KR是知識間的相互關系集合。

KC：知識類目，可以定義成樹型的類與子類結構，表示類目之間的繼承關系。

KIS：知識內(nèi)容或情境，在本文設計的模型中，情境也是一種知識內(nèi)容。這樣，知識和情境就可以統(tǒng)一處理。

KR：知識之間的關系。此屬性可用于描述知識點與其相關聯(lián)的知識之間的關系，為簡化描述，可以只包含強關系描述。

5　結語

本文介紹了泛在學習的概念及特點，以及簡要回顧了知識建模技術的發(fā)展，并提出一種泛在環(huán)境下知識建模模型。該模型實現(xiàn)知識內(nèi)容和情境統(tǒng)一處理，可以用來描述顯性知識，也可以用來挖掘隱性知識，對于知識的深度加工提供了技術基礎。

參考文獻：

［1］MarkWeiser(1996).UbiquitiousComputing［EB/OL］.http://www.ubiq.com/hy- pertext/ weiser/UbiHome.html Retrieved 10.11，2009.

［2］章偉民，徐梅林.全球視閾中的教育技術：應用與創(chuàng)新［M］.上海：華東師范大學出版社，2006.

［3］白娟，鬲淑芳.M- learning21世紀教育技術的新發(fā)展［J］.現(xiàn)代遠程教育研究，2003，（04）：45- 48.

［4］付道明，徐福蔭.普適計算環(huán)境中的泛在學習［J］.中國電化教育，2007，（07）：94- 98.

［5］潘旭偉，顧新建.面向知識管理的知識建模技術［J］.計算機集成制造系統(tǒng)- CIMS，2003，9（7）：518- 521.

［6］TOYOAKI N.A traveling conversation model for dynamic knowledge interaction ［J］.Journal of Knowledge Management，2002，6（2）：124- 134.

［7］HAI Zhuge.A knowledge grid model and platform for global knowledge sharing ［J］.Expert Systems with Applications，2002，22（4）：313- 320.

Research on Knowledge Modeling in Ubiquitous Learning Environment

YU Yan
(Harbin Normal University, Harbin 150025, China)

Abstract:This paper introduced the concept and characteristics of ubiquitoued learning, reviewed the development of knowledge modeling technology, and put forward a model of ubiquitous knowledge modeling, which provided a technical basis for the deep processing of knowledge.

Key words:Ubiquitous environment; Knowledge modeling; Situation

作者簡介：于延（1976-），男，黑龍江哈爾濱人，碩士，副教授，從事智能教育與數(shù)字游戲研究。

基金項目：黑龍江省自然基金“泛在學習環(huán)境下集成情境的知識建模與知識管理技術研究”（F201319）；黑龍江省教育廳科技項目“基于多AGENT的智能教學系統(tǒng)關鍵技術研究”(12541247)；黑龍江省應用開發(fā)研究項目“支持情境感知的智能教學系統(tǒng)模型及應用研究”；哈爾濱師范大學大學生創(chuàng)新基金項目

收稿日期：2015- 12- 27

中圖分類號：TP312

文獻標志碼：A

文章編號：1674-8646（2016）03-0116-02