袁滿(mǎn) 曹陽(yáng) 陳萍

[摘? ?要] 教育是典型的知識(shí)密集型領(lǐng)域，因此，進(jìn)行領(lǐng)域知識(shí)的共享研究對(duì)教育領(lǐng)域的發(fā)展非常重要。多年信息化的歷史經(jīng)驗(yàn)告誡我們：共享的前提是必須對(duì)領(lǐng)域資源實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化。盡管我國(guó)教育領(lǐng)域研發(fā)了系列教育元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，但是從智慧教育的需求來(lái)看，這些標(biāo)準(zhǔn)普遍表現(xiàn)為缺乏語(yǔ)義、比較零散、體系不夠完善等。隨著近些年知識(shí)圖譜的提出，為教育資源的知識(shí)整合發(fā)展提供了重要的技術(shù)手段。然而，目前知識(shí)圖譜構(gòu)建的主要焦點(diǎn)在構(gòu)建技術(shù)方面，忽視了構(gòu)建中的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。長(zhǎng)此以往，領(lǐng)域?qū)?huì)構(gòu)建出很多“知識(shí)孤島”。為解決這些問(wèn)題，本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外教育領(lǐng)域內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)理論為依據(jù)提出并構(gòu)建了一個(gè)集預(yù)定義詞匯的W3C語(yǔ)義Web標(biāo)準(zhǔn)、頂層詞匯標(biāo)準(zhǔn)和領(lǐng)域詞匯標(biāo)準(zhǔn)于一體的三層架構(gòu)模型——教育資源知識(shí)圖譜標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型?；谠撃Ｐ徒?gòu)知識(shí)圖譜，不僅為教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化提供標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考，而且也為規(guī)范構(gòu)建教育領(lǐng)域知識(shí)圖譜提供了參考。

[關(guān)鍵詞] 教育資源; 知識(shí)圖譜; 詞匯; 知識(shí)融合; 標(biāo)準(zhǔn)化

[中圖分類(lèi)號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 袁滿(mǎn)（1965—），男，黑龍江大慶人。教授，主要從事知識(shí)組織與教育資源標(biāo)準(zhǔn)化研究。E-mail：yuanman @nepu.edu.cn。

一、引? ?言

過(guò)去40多年信息化進(jìn)程中，由于各個(gè)領(lǐng)域?qū)?biāo)準(zhǔn)的建設(shè)都缺乏足夠的重視，使得各個(gè)領(lǐng)域信息資源建設(shè)普遍缺乏標(biāo)準(zhǔn)支撐，所以導(dǎo)致領(lǐng)域“信息孤島”嚴(yán)重泛濫，也包括教育領(lǐng)域。眾所周知，各領(lǐng)域?yàn)檎线@些“信息孤島”而花費(fèi)了大量人力、財(cái)力和物力，這給領(lǐng)域的信息化建設(shè)留下了深刻的歷史教訓(xùn)?？梢?jiàn)，標(biāo)準(zhǔn)在領(lǐng)域信息化中的重要地位。尤其是新興技術(shù)的崛起，如人工智能和大數(shù)據(jù)等在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，為當(dāng)下及未來(lái)智慧教育的進(jìn)一步發(fā)展提供了技術(shù)支撐，因此，從數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)型在教育領(lǐng)域也被提到了重要的日程。在數(shù)字化時(shí)代，是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在支撐著信息化，而進(jìn)入智能化時(shí)代必將用知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)支撐智能化。在教育領(lǐng)域，國(guó)際上對(duì)教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究的機(jī)構(gòu)有許多，諸如美國(guó)、國(guó)際組織和歐洲等，他們都研發(fā)了系列教育技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其中美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)的典型機(jī)構(gòu)與項(xiàng)目包括美國(guó)航空工業(yè)計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練委員會(huì)（AICC）、美國(guó)高級(jí)分布式學(xué)習(xí)研究項(xiàng)目（ADL）、美國(guó)全球?qū)W習(xí)聯(lián)合公司（IMS）、美國(guó)教育部教育統(tǒng)計(jì)中心（NCES）、美國(guó)Internet內(nèi)容分級(jí)協(xié)會(huì)（ICRA）等。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化典型機(jī)構(gòu)包括都柏林核心元數(shù)據(jù)研究行動(dòng)（DCMI）、IEEE學(xué)習(xí)技術(shù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（IEEE-LTCS）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO-JTC1/SC36）、萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟（W3C）以及國(guó)際課件證書(shū)標(biāo)準(zhǔn)（ASTD-ELC）等。歐洲網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)及項(xiàng)目包括歐洲遠(yuǎn)程教學(xué)創(chuàng)作與銷(xiāo)售網(wǎng)聯(lián)盟（ARIADNE）、促進(jìn)歐洲社會(huì)教育與培訓(xùn)中使用多媒體工程項(xiàng)目（PROMEETEUS）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)/信息系社會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)（CEN/ISSS）、歐洲諒解備忘錄（MoU）、在線教育系統(tǒng)元數(shù)據(jù)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)（GEMSTONES）和英國(guó)學(xué)習(xí)管理工具標(biāo)準(zhǔn)（TOOLMOL）等。在國(guó)內(nèi)，為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，2010年發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出“加快教育信息化進(jìn)程”“制定教育質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”“建立完善國(guó)家教育基本標(biāo)準(zhǔn)”[1]，強(qiáng)調(diào)了標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于教育信息化的重要性;2017年發(fā)布的《關(guān)于深化教育體制機(jī)制改革的意見(jiàn)》再次強(qiáng)調(diào)要“完善教育標(biāo)準(zhǔn)體系”。由此可見(jiàn)，知識(shí)共享對(duì)教育信息化的重要性。

知識(shí)圖譜作為人工智能知識(shí)組織與表示的最新技術(shù)，是新時(shí)代作為知識(shí)表示的最具潛力的發(fā)展方向。由于知識(shí)圖譜是以語(yǔ)義Web七層協(xié)議為基礎(chǔ)的，所以在知識(shí)圖譜中表示知識(shí)的核心與關(guān)鍵是其中的本體層。本體提供了預(yù)定義共享詞匯，即提供了整套的元本體規(guī)范。眾所周知，知識(shí)圖譜是由模式層與數(shù)據(jù)層構(gòu)成的，其中模式層由本體來(lái)定義。由此可見(jiàn)，盡管語(yǔ)義Web七層協(xié)議棧自底向上，全部由W3C給出標(biāo)準(zhǔn)化定義，但是并不代表由本體所表示的領(lǐng)域知識(shí)就一定是標(biāo)準(zhǔn)化的。如果要使領(lǐng)域的知識(shí)表示的模式層也是標(biāo)準(zhǔn)化的，那么就必須采用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)。隨著當(dāng)下語(yǔ)義標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的發(fā)展，國(guó)際上一些機(jī)構(gòu)發(fā)布了許多用來(lái)表示語(yǔ)義的本體事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)或法律意義上的本體標(biāo)準(zhǔn)。這些本體標(biāo)準(zhǔn)中，有許多是通用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，因此，可以作為教育領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)之一予以采用。知識(shí)圖譜不僅克服了傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)存在的語(yǔ)義缺乏問(wèn)題，而且還能夠解決數(shù)據(jù)語(yǔ)義的互聯(lián)互通問(wèn)題，利用這一新技術(shù)能夠建立教育資源中知識(shí)的表示標(biāo)準(zhǔn)，從根本上避免“知識(shí)孤島”的再次產(chǎn)生。

本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外教育知識(shí)圖譜及相關(guān)領(lǐng)域元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研究基礎(chǔ)上，以W3C語(yǔ)義Web標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧為基礎(chǔ)，深入地研究了國(guó)際、國(guó)內(nèi)與教育領(lǐng)域相關(guān)的詞匯標(biāo)準(zhǔn)，包括元數(shù)據(jù)詞匯標(biāo)準(zhǔn)和本體詞匯標(biāo)準(zhǔn)，提出了一種將國(guó)內(nèi)外多種標(biāo)準(zhǔn)詞匯融合為一體的教育領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型，利用該模型來(lái)指導(dǎo)教育領(lǐng)域知識(shí)圖譜的構(gòu)建。盡管該參考模型是基于教育領(lǐng)域提出的，但它對(duì)于其他領(lǐng)域的知識(shí)圖譜標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建同樣具有借鑒意義。

二、國(guó)內(nèi)外教育詞匯標(biāo)準(zhǔn)研究

（一）教育資源元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀

1. 國(guó)外關(guān)于教育資源元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研究

學(xué)習(xí)資源共享和系統(tǒng)互操作的根本解決措施是教育資源標(biāo)準(zhǔn)化。國(guó)際上對(duì)教育資源標(biāo)準(zhǔn)化的研究始于1960年代末，當(dāng)時(shí)的政府和學(xué)術(shù)界針對(duì)學(xué)習(xí)資源的可共享性、可互通性以及系統(tǒng)的互操作性提出了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)相互借鑒、相互兼容并逐漸完善，從而形成了一系列具有影響力的研究成果，并在實(shí)踐中逐漸被采納和應(yīng)用，其中有一些典型國(guó)家和組織代表，諸如美國(guó)、歐洲以及標(biāo)準(zhǔn)化組織等。

美國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究：1993年，AICC就提出了CMI（計(jì)算機(jī)管理教學(xué)互操作指導(dǎo)規(guī)范）[2]，后來(lái)美國(guó)國(guó)防部（DoD）在ADL項(xiàng)目中又借鑒了此標(biāo)準(zhǔn)，并且建立了SCORM（可共享課程對(duì)象參考模型）[3]。1996年，EDUCOM又設(shè)立了IMS組織[4]，并一直進(jìn)行一系列IMS標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作。后來(lái)的許多標(biāo)準(zhǔn)都引用了IMS的標(biāo)準(zhǔn)文檔，比如IEEE/LTSC和SCORM等。1998年，NCES設(shè)立了SPEEDE/ExPRESS研究項(xiàng)目[5]，并由此產(chǎn)生了一套適用于電子教育的電子數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。此外，由非營(yíng)利性組織RSCA發(fā)展而來(lái)的ICRA，其主要目標(biāo)是研究網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的分級(jí)研究及推廣的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，美國(guó)其他網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究還有Microsoft LRN（學(xué)習(xí)資源交換），2009年發(fā)布的CEDS的通用教育數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研究計(jì)劃，研究的最終目的是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的規(guī)范來(lái)提高教育質(zhì)量和改善教育問(wèn)題。這些標(biāo)準(zhǔn)化組織多年來(lái)一直進(jìn)行著標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作，2013年ADL發(fā)布了Experience API規(guī)范。近幾年IMS又制定了電子學(xué)習(xí)檔案規(guī)范[6]。

歐洲相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究：ARIDNE是一個(gè)從事網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究的組織，研究方向一直是教學(xué)法的建模和標(biāo)準(zhǔn)化研究，它與著名的IMS一同推進(jìn)了LOM的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化[7]，促進(jìn)了多媒體工程在社會(huì)教育與培訓(xùn)過(guò)程中的使用，多媒體、多語(yǔ)種與學(xué)習(xí)者模型都作為其重點(diǎn)研究對(duì)象;另外還有CEN/ISSS，也與多個(gè)組織有廣泛的合作，并共同進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的研究工作，如IMS、IEEE LTSC、ISO SC36等;還有由歐盟資助的GESTALT工程項(xiàng)目，一直以來(lái)致力于一個(gè)大規(guī)模的教育信息化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究，通過(guò)對(duì)IEEE LOM V2.5、IMS V1.0、ARIADNE V2.0等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析研究，最終產(chǎn)生了GEMSTONES（在線教育元數(shù)據(jù)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)）。

國(guó)際組織的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究：1995年，在都柏林發(fā)起了一項(xiàng)DCMI研究行動(dòng)，其于2008年成為一個(gè)進(jìn)行電子數(shù)據(jù)對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)研究的組織[8]，隨后，成立了一個(gè)教育工作小組DC-E，他們從電子圖書(shū)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中篩選出15個(gè)元素作為學(xué)習(xí)對(duì)象的數(shù)據(jù)元素。它的標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)被國(guó)際廣泛采用和參考。1996年，IEEE-LTCS開(kāi)始了學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作，目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)習(xí)資源的開(kāi)發(fā)、使用、維護(hù)及互通，最終在2002年發(fā)布了IEEE P1484系列標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍很大，其中包括教育、培訓(xùn)、學(xué)習(xí)技術(shù)和元數(shù)據(jù)等，其中有一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1484.12于2011年發(fā)布，在該標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，隨后產(chǎn)生了LOM（學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)）[9]，目的是通過(guò)定義一個(gè)元數(shù)據(jù)模型，讓學(xué)習(xí)者或教育者可以快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)對(duì)象，并在評(píng)估和使用方面提供支持，基于此來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)對(duì)象的共享和互換;2015年—2019年，IEEE P1484系列又相繼發(fā)布了一些標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，日本的先進(jìn)學(xué)習(xí)基架協(xié)議會(huì)、W3C的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如XML、RDF、SMIF、PICS、P3P、ASTD在2001年推出的E-Learning課件證書(shū)標(biāo)準(zhǔn)等等。ISO/IEC JTC1/SC36 負(fù)責(zé)制定學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn)領(lǐng)域信息技術(shù)（ITLET）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在2013年—2016年分別發(fā)布了ISO/IEC 2382-36：2013、ISO/IEC 20006-1：2014、ISO/IEC 20006-2：2015和ISO/IEC TR 18120：2016等系列標(biāo)準(zhǔn)。

2. 國(guó)內(nèi)關(guān)于教育資源元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研究

資源共享的前提是資源的規(guī)范化，我國(guó)在教育信息化的號(hào)角吹響以后，緊跟時(shí)代步伐，2000年成立了DLTSC（現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）[6]，在2002 年又經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)成立全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)教育技術(shù)分技術(shù)委員會(huì)CELTSC（China E-Learning Technology Standardization Committee），研究出了符合我國(guó)特色的一系列CELTS規(guī)范和遠(yuǎn)程教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)， 此體系結(jié)構(gòu)被分為指導(dǎo)類(lèi)、學(xué)習(xí)資源類(lèi)、學(xué)習(xí)者類(lèi)、學(xué)習(xí)環(huán)境類(lèi)和教育管理類(lèi)五類(lèi)。根據(jù)作用范圍不同，這些標(biāo)準(zhǔn)又可以分為通用規(guī)范與專(zhuān)用規(guī)范，其中通用類(lèi)范圍適用對(duì)象廣泛，與此同時(shí)，還為用戶(hù)留下了適用于自己的發(fā)展空間，使用戶(hù)在統(tǒng)一的框架下，可以選擇以及改進(jìn)部分?jǐn)?shù)據(jù)項(xiàng)目，而另一個(gè)是指對(duì)于特定領(lǐng)域來(lái)說(shuō)約束力更強(qiáng)的規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)大部分根據(jù)國(guó)際IEEE1484借鑒而來(lái)。近些年，隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，學(xué)者對(duì)于應(yīng)用的規(guī)范也更加關(guān)注，而此規(guī)范不僅可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，也適用于其他教學(xué)系統(tǒng)。此規(guī)范中，面向教育資源的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)有CELTS3、CELTS42、CELTS41和CELTS9等，其中CELTS41的側(cè)重點(diǎn)在于將資源開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)行為、制作要求和應(yīng)用的功能等要求進(jìn)行規(guī)范，它將教育資源分為媒體素材、網(wǎng)絡(luò)課程、試題庫(kù)、試卷、課件、案例、文獻(xiàn)資料、常見(jiàn)問(wèn)題解答、資源目錄索引9種類(lèi)型。CELTS3主要參照IEEE LOM，通過(guò)定義一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，描述學(xué)習(xí)對(duì)象和保障學(xué)習(xí)對(duì)象之間的語(yǔ)義互操作。CELTS42以DC元數(shù)據(jù)為主要參考，旨在提供一個(gè)統(tǒng)一的教學(xué)資源數(shù)據(jù)模型，該模型主要面向基礎(chǔ)教育，該規(guī)范包含了23個(gè)數(shù)據(jù)元素，其中有11個(gè)必需的數(shù)據(jù)元素，有 12 個(gè)是可選數(shù)據(jù)元素，另外還包含了限定詞匯和編目詞匯表。CELTS9則以IMS 和 ADL SCORM 兩個(gè)規(guī)范為參照對(duì)象，它主要定義在網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)內(nèi)容之間進(jìn)行互操作時(shí)需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及如何對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行包裝。除此之外，我國(guó)在2013年發(fā)布了《電子圖書(shū)元數(shù)據(jù)》[10]，目的是規(guī)范電子圖書(shū)的元數(shù)據(jù)構(gòu)成、元素和屬性。同年，還立項(xiàng)了“信息技術(shù)學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn) 教育中的電子課本需求”。2016年，為了規(guī)范我國(guó)電子課本與電子書(shū)包的可持續(xù)發(fā)展，正式發(fā)布了對(duì)電子課本與電子書(shū)包的標(biāo)準(zhǔn)體系研究，另外，《中小學(xué)數(shù)字教材元數(shù)據(jù)》標(biāo)準(zhǔn)以數(shù)字教材為描述對(duì)象，在元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)以《電子圖書(shū)元數(shù)據(jù)》為基礎(chǔ)，規(guī)范了中小學(xué)數(shù)字教材的開(kāi)發(fā)和管理以及應(yīng)用。教育部教育信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)在2017年又發(fā)布了《GB/T 35298—2017信息技術(shù)學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn) 教育管理基礎(chǔ)信息》和《GB/T 33782—2017信息技術(shù)學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn)教育管理》。我國(guó)一直積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，如ISO/IEC TR 24725-1：2011、ISO/IEC TR 24725-3：2010、ISO/IEC TR 18121：2015和ISO/IEC TR 18120：2016等。

資源標(biāo)準(zhǔn)化和教育信息化都是一個(gè)不斷推進(jìn)的過(guò)程，教育資源建設(shè)的開(kāi)發(fā)者需要在實(shí)踐過(guò)程中不斷探索，資源共享的前提是資源的標(biāo)準(zhǔn)化，只有教育資源標(biāo)準(zhǔn)化工作和教育信息化同步進(jìn)行，我國(guó)教育資源的建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)教育的普及才能順利向前推動(dòng)[11]。

（二）關(guān)于教育領(lǐng)域本體的研究

1. 本體定義與標(biāo)準(zhǔn)詞匯的關(guān)系

目前對(duì)于本體公認(rèn)的定義是 Studer在 1998 年給出的知識(shí)本體的定義：它是一種概念體系的明確的、形式化、可共享的規(guī)范[12];另外一個(gè)同樣被廣泛認(rèn)可和采用的定義是Neches等人提出來(lái)的，他將本體定義為給出構(gòu)成相關(guān)領(lǐng)域詞匯的基本術(shù)語(yǔ)和關(guān)系，并根據(jù)這些術(shù)語(yǔ)和關(guān)系來(lái)構(gòu)成規(guī)定這些詞匯的外延規(guī)則的定義[13]。綜合Studer和Neches給出的本體定義可以看出：本體的實(shí)質(zhì)即概念模型，尤其N(xiāo)eches是從標(biāo)準(zhǔn)化的角度闡述了本體的定義。本文正是將指定概念的指稱(chēng)或名稱(chēng)或術(shù)語(yǔ)統(tǒng)稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)詞匯。

三、教育知識(shí)圖譜標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型與構(gòu)建流程

（一）標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外通用領(lǐng)域、教育領(lǐng)域的各種元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及事實(shí)本體標(biāo)準(zhǔn)詞匯的匯總與研究，并以系統(tǒng)理論作為依據(jù)，融入語(yǔ)義Web標(biāo)準(zhǔn)體系，構(gòu)建了用于指導(dǎo)構(gòu)建教育領(lǐng)域知識(shí)圖譜的標(biāo)準(zhǔn)詞匯分類(lèi)體系參考模型，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)詞匯組成了一個(gè)詞匯標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的子系統(tǒng)是分層組織的，具體如圖1所示。

整個(gè)參考模型自底向上依次為第一層，即語(yǔ)義Web預(yù)定義詞匯層：本體序列化標(biāo)準(zhǔn)（W3C預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)詞匯表）;第二層是頂層標(biāo)準(zhǔn)詞匯;第三層是教育專(zhuān)題標(biāo)準(zhǔn)詞匯。其中第一層又包含兩個(gè)子層，第一個(gè)子層是元本體編碼標(biāo)準(zhǔn);第二個(gè)子層是元本體規(guī)范。第一個(gè)子層由W3C定義了網(wǎng)絡(luò)資源唯一標(biāo)識(shí)URI規(guī)范、UNICODE規(guī)范、XML規(guī)范、XML NS規(guī)范以及XML Schema規(guī)范等，這些都是基礎(chǔ)規(guī)范，為上層定義更高一級(jí)的語(yǔ)義表達(dá)語(yǔ)言奠定基礎(chǔ)。第二個(gè)子層由W3C制定的自底向上語(yǔ)義逐漸增強(qiáng)的RDF詞匯規(guī)范、RDFs詞匯規(guī)范以及OWL詞匯規(guī)范構(gòu)成，最后利用這些規(guī)范實(shí)現(xiàn)對(duì)教育知識(shí)圖譜進(jìn)行定義與序列化。

第二層是頂層標(biāo)準(zhǔn)詞匯，該層包含頂層元數(shù)據(jù)詞匯表與頂層本體詞匯表兩個(gè)子層。頂層詞匯表一般稱(chēng)為通用詞匯表，從理論上講，該層提供的詞匯可以被任何領(lǐng)域所引用。其中頂層元數(shù)據(jù)詞匯子層包括都柏林核心集元數(shù)據(jù)（DCMI）、政府定位信息服務(wù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（GILS）、機(jī)讀目錄格式元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（MARC）以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)書(shū)目著錄元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（ISBN）等，值得注意的是，這里列的不全，還有諸如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間元數(shù)據(jù)、事件活動(dòng)元數(shù)據(jù)等。頂層本體詞匯子層在國(guó)際上基本是作為事實(shí)或法律上的標(biāo)準(zhǔn)使用的，其中包含Schema.org本體，該本體中定義了組織機(jī)構(gòu)、人、地點(diǎn)、日期、時(shí)間、期限、事件、商品等;Dbpedia、SUMO、YAGO、Wordnet、Hownet、FOAF、BIBO等，這些頂層本體中的一些詞匯可以作為標(biāo)準(zhǔn)直接引用。

第三層教育專(zhuān)題標(biāo)準(zhǔn)詞匯表包含兩個(gè)子層，一個(gè)是教育專(zhuān)題元數(shù)據(jù)詞匯子層，另一個(gè)是教育本體詞匯表子層。其中專(zhuān)題元數(shù)據(jù)詞匯子層包括教育領(lǐng)域各種元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，該類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)最為豐富，它既包括國(guó)際上的一些教育元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，也包括國(guó)內(nèi)教育元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上一些典型的教育元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)有美國(guó)ACII提出的最早的計(jì)算機(jī)管理教學(xué)CMI標(biāo)準(zhǔn)、SCORM標(biāo)準(zhǔn);歐洲及歐盟提出的IEEE LOM V2.5、ARIADNE V2.0系列標(biāo)準(zhǔn);國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織建立的IEEE P1484和LOM標(biāo)準(zhǔn); 國(guó)內(nèi)最具代表性的機(jī)構(gòu)就是CELTSC，它針對(duì)我國(guó)國(guó)情提出的CELTS系列標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)吸收了國(guó)際上DC、DCMI以及LOM等標(biāo)準(zhǔn)，其中包括學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)（CELTS-3）、簡(jiǎn)單課程編列規(guī)范（CELTS-8）等圖譜。第三層中第二個(gè)子層是教育專(zhuān)題本體詞匯，它又包括兩個(gè)子層，目前，這里的教育本體詞匯尚未存在;對(duì)于此處的輕型本詞匯表主要是教育領(lǐng)域的分類(lèi)法、敘詞表等，對(duì)于教育來(lái)講，其中的《教育主題詞表》收藏了教育各個(gè)主題的標(biāo)準(zhǔn)敘詞詞匯，這些都是構(gòu)建教育知識(shí)圖譜的寶貴資源。

（二）教育知識(shí)圖譜構(gòu)建流程

本體建模方法有很多，諸如骨架法、TOVE法、Methontology、斯坦福大學(xué)的七步法，其中以七步法應(yīng)用比較多。本文以七步法為基礎(chǔ)構(gòu)建教育知識(shí)圖譜，流程如下：

步驟1：確定構(gòu)建教育知識(shí)圖譜的主題領(lǐng)域和范疇。

步驟2：復(fù)用本體，從所構(gòu)建的教育知識(shí)圖譜標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型中去檢索有沒(méi)有可復(fù)用的本體，分別在標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型的頂層標(biāo)準(zhǔn)詞匯中的頂層本體詞匯和教育專(zhuān)題詞匯中的教育專(zhuān)題本體詞匯中去檢索可復(fù)用的本體。

步驟3：依據(jù)步驟1確定的主題范圍，通過(guò)需求分析確定該主題所有概念對(duì)應(yīng)的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，并列出這些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。在術(shù)語(yǔ)列表的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，自頂而下細(xì)化概念之間的關(guān)系，完善概念間的等級(jí)體系，定義概念屬性，最后建立類(lèi)屬性。

步驟4：類(lèi)和類(lèi)的等級(jí)體系，到標(biāo)準(zhǔn)詞匯表參考模型中檢索出術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)詞匯，定義出類(lèi)與類(lèi)之間的層次關(guān)系，可以采用自底向上和自頂向下的方法，在定義過(guò)程中可以考慮約束、公理等的定義。

步驟5：定義類(lèi)的屬性，從步驟3選出的那些術(shù)語(yǔ)，除了表示類(lèi)的術(shù)語(yǔ)之外，剩下的大多數(shù)就是類(lèi)的屬性，研究并選出類(lèi)的屬性。對(duì)類(lèi)屬性進(jìn)行全面定義，對(duì)于對(duì)象類(lèi)屬性可以采用對(duì)象定義方法，當(dāng)類(lèi)屬性為數(shù)據(jù)屬性時(shí)，可以定義該數(shù)據(jù)屬性的類(lèi)型、寬度、計(jì)量單位、約束等。

步驟6：創(chuàng)建實(shí)例，首先確定定義實(shí)例的類(lèi)，確定一個(gè)具體的類(lèi)，最后創(chuàng)建該類(lèi)的一個(gè)實(shí)例，并添加這個(gè)類(lèi)的屬性值。

步驟7：從步驟4到步驟6，這個(gè)過(guò)程可以利用現(xiàn)成的工具，例如Protégé工具，也可以手動(dòng)建立，最后由標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型中的本體規(guī)范對(duì)所構(gòu)建本體進(jìn)行形式化。

通過(guò)上述流程實(shí)現(xiàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型的教育知識(shí)圖譜的構(gòu)建。

四、原型系統(tǒng)

（一）項(xiàng)目背景及系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)

原型實(shí)現(xiàn)中，融合推薦系統(tǒng)通用模型與自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)通用模型（AEHS）作為參考，提出了本項(xiàng)目的基于知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)資源可視化與個(gè)性化推薦系統(tǒng)架構(gòu)，如圖2所示。系統(tǒng)架構(gòu)主要由領(lǐng)域知識(shí)模型、學(xué)習(xí)者模型和可視化功能等組成，其中學(xué)習(xí)資源模型是一個(gè)領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)，用于表示某個(gè)領(lǐng)域或某一門(mén)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu);學(xué)習(xí)者模型用于表示學(xué)習(xí)者信息、用戶(hù)信息、關(guān)系信息、興趣偏好等知識(shí);可視化功能主要用于知識(shí)的可視化。

（二）C語(yǔ)言學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)者知識(shí)圖譜的構(gòu)建

1. C語(yǔ)言知識(shí)圖譜的構(gòu)建

依據(jù)文中給出的知識(shí)圖譜構(gòu)建流程，并根據(jù)“C程序設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容大綱進(jìn)行術(shù)語(yǔ)的確定，總結(jié)出“C程序設(shè)計(jì)”的重要術(shù)語(yǔ)，同時(shí)將元數(shù)據(jù)規(guī)范的術(shù)語(yǔ)列表提取出來(lái)，接下來(lái)根據(jù)“C程序設(shè)計(jì)”課程主要知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行類(lèi)的級(jí)別的確定，依照標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型中的CELTS42教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范和DC元數(shù)據(jù)規(guī)范，基于課程資源屬性選擇需要的數(shù)據(jù)元素，擴(kuò)展新的數(shù)據(jù)元素，確定相應(yīng)的詞匯和分類(lèi)方法，最后建立實(shí)例，并添加相應(yīng)的數(shù)據(jù)屬性或者對(duì)象屬性，構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源屬性的元數(shù)據(jù)模型，所構(gòu)建的C語(yǔ)言課程資源知識(shí)圖譜如圖3所示。

2. 學(xué)習(xí)者知識(shí)圖譜的構(gòu)建

標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型中的頂層本體詞匯有FOAF和Relationship。目前FOAF本體已經(jīng)是一個(gè)比較成熟的本體系統(tǒng)，F(xiàn)OAF本體包含了多個(gè)類(lèi)和屬性，其中類(lèi)主要包括代理、文件、組織、聯(lián)機(jī)賬戶(hù)、人、個(gè)人信息文件、項(xiàng)目等，描述的內(nèi)容非常詳細(xì)和廣泛。Relationship本體只有一個(gè)類(lèi)，但包含30多個(gè)屬性，親屬關(guān)系、婚姻及居住關(guān)系、師承關(guān)系、工作關(guān)系、關(guān)系親疏、影響關(guān)系等，基本上涵蓋了人與人之間的所有關(guān)系。將FOAF和本體Relationship進(jìn)行融合，融合后的本體含有類(lèi)和屬性。FOAF本體定義了關(guān)于用戶(hù)、用戶(hù)關(guān)系以及相關(guān)活動(dòng)的元數(shù)據(jù)，用于描述Web中的人、實(shí)體、他們之間的關(guān)系以及他們的行為所產(chǎn)生的內(nèi)容。

五、結(jié)論與展望

本文對(duì)國(guó)內(nèi)外教育領(lǐng)域相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較為全面的研究，認(rèn)為國(guó)內(nèi)外教育數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研究主要處于元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)階段。目前，盡管有些文獻(xiàn)提出并強(qiáng)調(diào)了教育標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)義化的重要性，但是還未見(jiàn)到系統(tǒng)的研究成果。隨著大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的深度應(yīng)用，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到教育知識(shí)共享的重要性。目前，無(wú)論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)都研究了大量的教育元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，隨著近十多年本體技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，國(guó)際與國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一些事實(shí)或法律上的本體標(biāo)準(zhǔn)，再加之近幾年知識(shí)圖譜技術(shù)的提出與應(yīng)用的流行，這些都為我國(guó)研究與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的教育領(lǐng)域知識(shí)圖譜創(chuàng)造了前所未有的條件。因此，為滿(mǎn)足我國(guó)教育領(lǐng)域當(dāng)下及未來(lái)的教育智慧化對(duì)知識(shí)的迫切需求，研發(fā)我國(guó)教育領(lǐng)域的知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。因此，在這種背景下，本文將國(guó)內(nèi)外教育領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)詞匯以及與教育相關(guān)的本體標(biāo)準(zhǔn)和W3C七層語(yǔ)義Web規(guī)范融合為一體，提出了教育標(biāo)準(zhǔn)詞匯參考模型。最后，結(jié)合具體項(xiàng)目構(gòu)建了基于“C程序設(shè)計(jì)”的學(xué)習(xí)者模型和學(xué)習(xí)資源的知識(shí)圖譜，實(shí)現(xiàn)了對(duì)它們的可視化功能。本研究為未來(lái)教育知識(shí)圖譜標(biāo)準(zhǔn)化的研究提供了一種新思想，并得出結(jié)論：我國(guó)教育資源的標(biāo)準(zhǔn)化勢(shì)在必行！沒(méi)有融入標(biāo)準(zhǔn)而構(gòu)建的教育知識(shí)圖譜，其生命周期不會(huì)很長(zhǎng)，只有融入標(biāo)準(zhǔn)的教育知識(shí)圖譜才能為未來(lái)教育領(lǐng)域資源的融合、集成、共享及互操作奠定基礎(chǔ)。接下來(lái)，我們將對(duì)教育資源細(xì)粒度的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)整合展開(kāi)研究，以期為教育知識(shí)的融合探路。

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