基于知識圖譜實(shí)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(jìn)行詳細(xì)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(jìn)一步實(shí)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)行分析，進(jìn)一步探索知識的有效表征方式，依托知識圖譜更好地實(shí)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(yáng)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(jìn)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(shí)體-關(guān)系-實(shí)體”的三元組，實(shí)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(shí)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(jìn)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(jìn)行進(jìn)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(jìn)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(shí)質(zhì)是符號所代表的新知識與學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的適當(dāng)觀念建立起實(shí)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(shí)現(xiàn)知識在語義層面的聚合。具體表現(xiàn)在：

1.使得獨(dú)立的教育資源之間產(chǎn)生聯(lián)系，實(shí)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(jìn)行進(jìn)一步的拓展，而知識卻并不是獨(dú)立存在的。知識圖譜作為人工智能的一個分支，運(yùn)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(shí)體對應(yīng)各個獨(dú)立的教育資源，借助于知識圖譜則能夠進(jìn)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(shí)現(xiàn)聚合資源的進(jìn)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(diǎn)。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(diǎn)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。基于知識圖譜技術(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(jìn)行進(jìn)一步的聚合，為用戶提供學(xué)習(xí)支架，輔助學(xué)習(xí)者進(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(jìn)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(jī)輔助教學(xué)的過程中仍要堅(jiān)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(jiān)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(jī)生成的知識框架來代替學(xué)習(xí)者自身的認(rèn)知圖式，只有當(dāng)學(xué)習(xí)者原有的認(rèn)知框架與新的知識發(fā)生聯(lián)系，才進(jìn)行了有意義的學(xué)習(xí)。因此，在計算機(jī)輔助教學(xué)的過程中不能忽視學(xué)生自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)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(shí)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(jìn)一步優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)、擴(kuò)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(jìn)一步助力中國教育現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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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(yuǎn)距離教育，2017（01）：36-43.

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[8]?吳笛，李保強(qiáng).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.

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[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(yáng)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(yuǎn)程教育、人工智能+教育。