基于本体学习算法的学科本体辅助构建研究

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基于本体学习算法的学科本体辅助构建研究

作者：丁国柱 余胜泉

来源：《中国电化教育》2015年第03期

摘要：人工构建基础学科领域本体是一项复杂的工作，结合领域专家和本体学习是较快建立学科本体的方法。该研究在分析基础教育语文学科知识分类体系基础上，把语文学科知识本体分为语文知识本体、语文教材本体和语文学科教学本体，构建了语文学科的骨架本体，同时利用TF-IDF算法实现本体学习，提取语文学科中的关键概念和关系，完善语文骨架知识。该研究依托学习元平台实现，从一定规模的领域文档中获取关键概念及其关系，成功构建了包含1303条概念、136条关系、269012条实例的语文学科本体库，并开展了语义检索和学习资源标注应用。

关键词：本体；本体学习；语文学科本体；语文学科知识体系 中图分类号：G434 文献标识码：A 一、导言

基础教育学科知识体系是在课程标准指导下，学科知识点之间相互关联构成的知识系统，是学习资源深度聚合、情境导航、资源推荐、智能导学的基础，是基础教育在线学习平台的核心技术和难点。当前不少基础教育在线平台都推出了自己的知识点体系，然而这些知识体系描述相对粗略，缺乏教学信息的描述，知识点之间只是单一维度的上下位线性关系，缺乏知识之间多维度逻辑关系的体现。在数据系统中表征相对完整的学科知识体系，其实质是构建学科知识本体。本体是某个领域的概念集合和概念之间的关系，通过形式化的方式表达该领域的知识及其知识结构。构建学科领域本体是一个浩大的工程，单纯靠领域专家手工构建，人力和时间成本都不小，通过计算机自动构建本体是解决这个问题的关键，国外把这种技术称为本体学习（Ontology Learning）。然而，单纯靠机器自动构建的准确率还较低，当前也没有一个成熟的本体完全通过机器自动构建完成，在中小学学科领域也还尚未形成可参考的本体构建思路和模型。此外相比起自然学科注重概念及学科逻辑，一些人文社会学科的实例数量相当庞大，实例的填充和完善也是本体构建的重要工作。

相比起其他知识本体，学科知识有其独特的性质，不单要考虑知识内容本身，也要考虑学科教学内容，教学内容组织形式的不同决定着教学开展顺序的不同。同时，中小学领域不同年龄段学生认知水平和能力的差异较大，教学也要依据学习者的不同层次展开。此外，教学的开展也依赖于课程标准和学科教学规律。因此，本研究从语文知识、语文教材组织、语文教学（包括教学目标和学习者）三个维度出发，通过分析学科知识分类体系，导入语文教材体系，结合课标要求和语文学科教学法，由领域专家构建的骨架本体，结合本体学习从领域文档中提

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