基于知識(shí)圖譜實(shí)現(xiàn)教育資源聚合的研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

基于知識(shí)圖譜實(shí)現(xiàn)教育資源聚合的研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告關(guān)鍵詞：知識(shí)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(shí)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(shí)圖譜就是其中的一種有效形式。本研究將對(duì)各種概念和理論進(jìn)行分析，進(jìn)一步探索知識(shí)的有效表征方式，依托知識(shí)圖譜更好地實(shí)現(xiàn)教育資源聚合。

二、理論分析

1.知識(shí)圖譜

知識(shí)圖譜并是在對(duì)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(shí)圖譜可以理解為一種語義知識(shí)庫，通過符號(hào)的形式對(duì)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(shí)結(jié)構(gòu)，是一種有效的資源組織和知識(shí)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(jì)算可視化、數(shù)據(jù)可視化、信息可視化以及知識(shí)可視化四個(gè)發(fā)展階段[6]。知識(shí)圖譜是信息可視化的一個(gè)分支，幫助實(shí)現(xiàn)知識(shí)可視化，即利用數(shù)據(jù)挖掘等知識(shí)發(fā)現(xiàn)方法，將知識(shí)的構(gòu)成和知識(shí)之間的邏輯關(guān)系利用可視化的形式表征出來[7]。知識(shí)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(shí)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(shí)圖譜對(duì)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(hào)所代表的新知識(shí)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(shí)圖譜能夠?qū)⒁恍?fù)雜的、抽象的知識(shí)及其間的聯(lián)系表征出來，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)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(shí)卻并不是獨(dú)立存在的。知識(shí)圖譜作為人工智能的一個(gè)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(duì)應(yīng)各個(gè)獨(dú)立的教育資源，借助于知識(shí)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(shí)網(wǎng)絡(luò)，幫助學(xué)習(xí)者通過資源聚合，拓展自身知識(shí)結(jié)構(gòu)。

2.通過知識(shí)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(shí)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(shí)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(shí)重點(diǎn)和知識(shí)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(duì)于某一領(lǐng)域知識(shí)的掌握可能并不是十分全面，而知識(shí)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(shí)圖譜在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，輔助學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)

一些初級(jí)學(xué)習(xí)者在互聯(lián)網(wǎng)上檢索學(xué)習(xí)資源時(shí)，往往會(huì)受限于自身的知識(shí)儲(chǔ)備和資源評(píng)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(jià)值。基于知識(shí)圖譜技術(shù)，可以開發(fā)出相關(guān)的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，將某學(xué)科或某個(gè)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(huì)成為干擾信息。因此除了知識(shí)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(duì)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(jì)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(shí)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(shí)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(jì)算機(jī)生成的知識(shí)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(shí)發(fā)生聯(lián)系，才進(jìn)行了有意義的學(xué)習(xí)。因此，在計(jì)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(shí)圖譜技術(shù)作為人工智能的一個(gè)重要分支，有效地實(shí)現(xiàn)了信