1、基于應用本體的個性化E-learning系統研究與應用      摘 要   隨著Internet的迅速發展和全球對終身教育的需求，以異步教育方式為主要特征的E-learning正成為Internet上的一種重要應用，它使不同時間、不同地點的人們開展高效率的學習成為可能。 但是，傳統的網絡學習系統往往以系統自身為中心，并沒有充分考慮用戶的個性化需求，要求人來適應系統而不是系統去適應用戶，沒有充分按照學生的個人學習特點來進行教育，所以造成了交互性差、學習效果不明顯等諸多問題。這些問題的解決都要求語義采用明確、一致的方式表達。元數據標準是

2、為了統一資源的描述而提出的規范，本體是為了解決語義問題、實現某種程度的共享與重用而提出的技術，因此，本文使用元數據和本體從學習資源的描述、組織及基于語義的學習資源查詢等方面來解決上述問題。主要研究內容如下:： 1、個性化實現。通過個性化學習問卷調查的結果分析，主要通過學習策略推薦機制、資源瀏覽記錄機制、資源質量評價機制、測試機制及歷史學習記錄機制等實現個性化學習。 2. 元數據標準。為了統一學習資源的描述，研究了描述教育資源的元數據標準。 3. 本體構建。 本文構建了四種本體:學科類別本體、知識體系本體、課程本體、資源本體，本體間是上下從屬關系。 4. 學習資源的導航檢索。提出了根據課程本體、

3、資源本體對學習資源進行分類組織的方法，學習資源之間的概念導航給學習者提供一種直觀的檢索資源的方式。   關鍵詞：E-learning；個性化學習；本體；應用本體 緒論 1.1課題的研究背景 目前，萬維網正在改變著人類活動的許多領域，包括學習領域。傳統的學習方式都體現出以下特征1: （1）    教育者驅動。教師選擇內容和授課方式，并安排學習日程和學習進度。 （2）    線性學習。教師按一種預先安排好的順序講授知識，學習者不能偏離這個順序。 （3）    依賴于時間和地點。在特定的時間和地點來學

4、習。 因此,這種學習方式不能滿足個性化學習的需求，它關注的是大量學習者的參與。雖然這種傳統的學習方式是有效的，并在大多數情況下被采用，但是它并不適合于每一個有潛力的學習者，而因特網的出現加快了實施新的教育過程的步伐。 在高等教育領域己經看到了因特網帶來的變化。越來越多的大學為學習者提供更為靈活的學習方式。據美國聯邦教育部國家教育統計中心對高等教育機構遠程教育的查,1997-1998年，美國5020所大學中有1690所提供遠程教育課程，占高等學?？倲档?4%。約166萬學生注冊接受各種形式的遠程高等教育，占所有類型高校在校生總數(約為1434)的11.6%，而這些數字正在逐年上漲。除了高等教育領

5、域，E-Learning也對企業培訓和終身學習活動產生了更大的影響。在1998年，IDC(國際資料公司)發布研究報告，E-Leaming當年占整個培訓市場份額的21%，而面授培訓占75%，其它類型培訓占4%，現在全美500大企業中已有接近60%開始以E-Leaming作為教育訓練的主要輔助工具。組織的競爭力得以提高的一個關鍵性的支持機制就是員工技能的提高。部門需要一個及時的，滿足他們特殊需要的學習過程，理想的情況是能夠將這個學習過程與日常的工作結合起來。這種需求與傳統的學習不兼容，而E-Learning卻可以很好地解決這一問題。目前，E- Learning正以其高效的培訓效率、個性化的課程設置

6、、靈活的學習時間安排，特別是經濟的培訓成本贏得了世人的青睞。 1.2 E-learning的定義與特征 根據美國教育部2000年度“教育技術白皮書”的比較權威的論述，關于"E-Learning"這一概念，有以下幾種不同的說法2: （1）E-Learning是一種受教育的方式，包括新的溝通機制和人與人之間的交互作用。這些新的溝通機制是指:計算機網絡、多媒體、專業內容網站、信息搜索、電子圖書館、遠程學習與網上課堂等。 （2）E-Learning指的是通過因特網進行的教育及相關服務。 （3）E-Learning提供了學習的隨時隨地性，從而為終身學習提供了可能;學生在E-Learn

7、ing中是以一種全新的方式進行學習。 （4）E-Learning將改變教師的作用和師生之間的關系，從而改變教育的本質。 （5）E-Learning是提高學生批判性思維和分析能力的重要途徑。 （6）E-Learning能很好地實現某些教育目標，但不能代替傳統的課堂教學。 （7）E-Learning不會取代學校教育，但會極大地改變課堂教學的目的和功能。 北京師范大學何克抗教授在總結上述說法的基礎上，給出了一個比較權威，比較完整的定義:"E-Learning是指通過因特網或其他數字化內容進行學習與教學的活動，它充分利用現代信息技術所提供的、具有全新溝通機制與豐富資源的學習環境，實現一種全新

8、的學習方式;這種學習方式將改變傳統教學中教師的作用和師生之間的關系，從而根本改變教學結構和教育本質?！? 與傳統學習相比，E-Learning表現出以下特征： （1）學習者驅動。以學習者為主體，教師起輔助指導作用。 （2）非線性學習。學習者根據需要可以隨時調整學習過程。 （3）不依賴時間和地點。學習者可以根據自己的情況選擇合適的時問和地點。    從學習效果上來講，E-Learning具有傳統教學所無可比擬的優勢。根據美國教育協會，于1999年采樣研究了傳統面授教學和E-Learning方式教學的效果(樣本來源:美國陸軍，施樂公司，聯邦快遞公司，IBM公司)來看，

9、E-Learning不僅縮短了學生的學習時間，提高了信息內容的長期記憶力，而且可以提供極其豐富的學習資源。但是師生之間的情感交流、同學之間的友好互助、團結協作及成長過程中的環境、氛圍等等，這些都是E-Learning無法替代傳統教育的地方?？梢灶A見，未來的E-Learning將是傳統教育的重要補充，主要表現在45,ADL(美國高級分布式學習研究項目，Advanced Distributed Learning Initiative)6, IMS(美國全球學習聯合公司)7等。AICC最早提出計算機管理教學(CMI) 規范，現成為廣泛采用的行業標準;美國國防部(DoD)的ADL項目借鑒AICC的CM

10、I標準建立了可共享課程對象參考模型SCORM (Sharable Course Object Reference Model); IMS是在19%年由EDUCOM (美國大學校際交流委員會)設立的一個研究項目，己經建立了內容包裝規范、元數據規范等。歐洲的網絡教育技術標準研究主要有ARIADNE(歐洲遠程教學創作與銷售網聯盟)8等，我國與2001年開始啟動了教育信息化技術標準研究項目，成立了中國教育信息化技術標準委員會(CELTSC)，通過跟蹤國際標準研究工作和引進相關國際標準，并根據我國教育的實際情況修訂與創建各項標準，最終形成“中國教育信息化技術標準體系(CELTS)9。有關國際組織的標準化

11、研究主要有DCMI(都柏林核心元數據研究行動)10, IEEE-LTSC (IEEE學習技術系統標準化委員會)11、ISO-JTC1/SC36(國際標準化組織)12, W3C(萬維網聯盟)13、 ASTD-ELC(國際課件證書標準)14，其中DCMI建立了DC元數據規范及DC-Education元數據規范，IEEE-LTCS建立了系統架構與參考模型、學習者模型、學習對象元數據標準IEEE LOM等。目前應用較多且相對較為成熟的標準有DC, IEEE LOM,內容包裝規范和SCORM規范等。 (2 )體系結構方面的研究 IEEE-LTCS建立了學習技術系統架構(IEEELTSA) 標準，付德宇在參考IEEELTSA (Learning Technology System Architechture)標準的基礎上研究了有利于提高學習質量的E-leanring系統的結構模型15，論述了影響學習質量的關鍵環節，并針對E-leanring系統的復雜性，介紹了一種分層設計的方法，為設計高質量標準的E-Learning系統提供了參考。另外 ，李孫新、崔光佐和Stojanovic也根據具體的系統需求提出了相應的體系結構16、17、18。 (3)理論、模型方面的研究 我國在E-Learni