基于热点知识的远程教育论文

2022-04-28

摘要翻转课堂通过翻转教学流程来实现知识的课前传授与初步内化,根据大学英语教学的现状和特点,对经典翻转课堂教学模式进行改变,提出一种适合高职英语教学的翻转课堂教学模式。通过课堂教学实践,以问卷调查和抽样访谈形式,研究分析高职学生在大学英语学习中对翻转课堂教学模式变式的态度和实际教学效果。下面小编整理了一些《基于热点知识的远程教育论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

基于热点知识的远程教育论文 篇1:

翻转课堂在英语教学中的应用

翻转课堂将知识的传授和知识的内化教学流程进行了颠覆,带来了教学的革命和创新。本文通过对翻转课堂的认识,探讨如何在英语教学中应用翻转课堂,以期为翻转课堂的实践提供经验。

翻转课堂 英语教学 应用

目前,翻转课堂成为全球教育界关注的热点,这种新的教学模式在国外一些国家日渐流行和成熟,国内一些学校也从认识阶段逐渐走向了实践,并产生了良好的教学效果。随着翻转课堂如火如荼地开展,如何在教学中更好地运用这种教学形式引起了教师们的关注,本文就翻转课堂在英语教学中的应用进行探讨。

从语言的性质及学习规律来看,语言是社会实际需要和实践的产物。语言在交际中才有生命,人们在使用语言过程中才能真正学会语言。因此,外语教学应把语言作为实际工具交给学生,在实际的交际过程中让学习者真正理解语言学习的目的,体会语言的实用价值[1]。然而在英语的实际教学中,却并非把英语作为语言工具,更多的是当成语言知识在教,造成学生学了很多年的英语、却很难用英语进行交际的情况,考试成了英语的目的。尽管英语课程改革的重点就是要改变课堂过分注重语言知识的传授、忽略学生语言能力的培养,然而在实际的英语教学中,如何把培养学生的语言能力落实在课堂中,老师们一直在不断地思考和探索着。通过对翻转课堂的学习和认识,将知识的传授提到课前,课堂上老师和学生就有时间进行交流探讨,这样能增加学生课堂运用语言的机会,通过运用来促进学生对语言知识的内化和掌握。翻转课堂为英语教学改革提供了一种新的思路和视野。

美国富兰克林学院的Robert Talbert教授认为:翻转课堂包括课前和课中阶段。课前阶段:学生观看教学视频,并进行针对性的课前练习;课中阶段:进行快速少量的测评、解决问题、促进知识内化,最后需要进行总结和反馈。借鉴Robert教授的观点和国外一些学校成功的经验,笔者将英语翻转课堂的实施,分为课前学习和课堂活动两个主要环节。

一、课前学习环节

课前学习环节:教师根据教学目标和教学内容,制作教学视频,学生课前进行教学视频的学习,通过教师提供的相关检测,完成课前学习任务。

以英语课文教学为例,教师提供课文学习视频,学生通过视频进行学习,其中包括:一是掌握课文生单词的正确读音,能较为流利地朗读课文。以前,老师上课时往往会花部分时间教学生读单词,领读课文;采用翻转课堂后,学生借助视频里的生词音标和课文录音,自己掌握节奏学习,不会读的单词,不会读的句子,可以反复听,反复读,直到能读准单词、朗读课文为止。这样为学生提供了个性化的学习,他们可以根据自己的情况来学习,改变了以前教学忽略学生差异、齐步走、一刀切的状况。二是阅读理解课文,获取课文信息。学生通过视频里的课文注释、重要的句型、难句的分析和讲解,来学习理解课文。以前,课堂上老师会花大量时间来讲解分析课文,现在学生可以在课外通过自主学习来完成,老师把课堂的时间用来组织学生课堂活动,指导帮助有问题的学生,并就学习中存在的问题,针对性地答疑。

学生的课外学习情况怎样,是否达到了教学要求,需要进行针对性检测,检测课前学习效果。如,检测学生单词的正确读音,课文的朗读情况,可以让学生将自己的音频发给老师,老师一听就能发现学生读音存在的问题,并指出问题。检测课文理解效果,老师会针对性地让学生完成课文的信息表格、判断、填词等相关的练习。比如《希望英语》1册中的Extreme Sports(极限运动)一课,学生通过完成课文里的关于蹦极、冲浪、山地自行车的相关信息表格的填写,就能了解学生对课文意义理解如何,获取课文信息怎样,课文读懂没有。

正如布卢姆所认为的:学生在学习中没有取得好成绩,并不是学生的智力欠缺,而是由于未能得到适当的教学条件和合理的帮助造成的。布卢姆在《掌握学习理论导言》中指出:“如果按规律有条不紊地进行教学,如果在学生面临学习困难时能给予帮助,如果为学生提供足够的时间以便掌握,如果对掌握规定明确的标准,那么所有学生事实上都能学得很好。”布卢姆相信:“如果学校提供了适当的学习条件”,“几乎所有的人都能学会一个人在世界上所能学会的东西”。[2]

由此可见,所谓掌握学习就是指在教学条件适当和学习条件具备的情况下,学生都能掌握所教的绝大部分内容。翻转课堂中英语的课前学习就是为学生提供足够的时间,让他们自己掌握节奏,按适合自己的方式轻松学习,达到教师提出的要求,同时还及时给学生提供帮助,在这种合适的教学条件下,让学生尽可能掌握他们所能掌握的东西。翻转课堂将掌握学习理论在实践中得到了很好的运用和升华。

二、课堂活动环节

课堂活动的目的是提升学生运用语言的能力,这是翻转课堂在英语教学中应用的关键。建构主义者认为,知识的获得是学习者在一定情境下通过人际协作活动实现意义建构的过程[3]。英语翻转课堂将语言知识的讲解移到了课外,课堂上老师拥有更多的时间、空间与学生交流和探讨,同时也给学生提供了更多的语言交流和表达的机会,课堂的重心由语言知识的传授,移到了语言的运用上,学生通过参与同伴间的协作,来促进知识的内化和建构,改变了英语教学中重讲轻用的状况,将学生语言运用能力的培养落实到了课堂教学中。

那么,翻转课堂的英语课堂活动如何开展?笔者通过采用任务型语言活动将学生学语言和用语言相结合。任务型语言活动是以具体的任务为学习动力,以完成任务的过程为学习的过程,以展示任务成果的方式来体现教学成就。其理念为以应用为动力,以应用为目的,以应用为核心。课堂活动将学生所学内容设计为任务,通过任务的完成来实现从知识学习到知识运用的转换,其过程概括为:确定任务——完成任务——汇报任务

确定任务:老师根据教学内容,教学目标,结合学生的实际情况,设计各种形式的任务,如《希望英语》“college”单元,可设计这样的任务:谈谈大学生活与中学生活有什么不同;如何与同学相处;介绍你的大学等。“Family”单元,让学生用英语介绍家庭成员;介绍名人的家庭;谈谈如何与父母相处。在“sports”单元里,让学生分类列出体育项目名称;介绍自己喜欢的体育项目等。还可以根据课文预测情节发展,分析课文逻辑关系,等等。通过完成这些具体的任务,来促进学生用语言进行交流,表达意义。

完成任务:学生根据任务的大小,难易度,以小组或个人形式来完成任务,如果任务大,又复杂,则需要小组合作完成。小组长组织成员,进行分工协作,落实责任,小组共同完成任务。

汇报任务:任务完成后,学生可采用口头汇报、简报、幻灯、视频、情景对话、小品等形式呈现任务结果。

如,关于宠物饲养一课,老师设计了这么一个任务:你是宠物店的老板,一位外国顾客到店里买了一只小狗,告诉他如何护理这只小狗。学生要完成这个任务,首先,需要准确地、流利地运用课文里的单词、术语来表达意义,其次,需要对课文进行深入理解,弄懂小狗护理的知识,如:如何选狗舍、食具消毒、狗爪修剪、如何给小狗梳毛、洗澡、锻炼等。为此,学生在这个任务的驱动下,认真学习和钻研教师提供的教学视频,一是跟着视频、录音反复读课文里的单词、术语,通过查字典,弄清楚想要表达的字、词的意思,为语言表达扫清障碍,二是深入理解课文,弄懂课文意思,获取课文信息,然后自己进行语言材料的整理加工,最后以宠物店老板的语气告诉外国顾客如何护理小狗。这个任务将学生课外阶段中学习的如何护理小狗的课文知识与课堂上装扮成宠物店老板接待外国客户这一课堂活动有机地结合起来,将课外的“学”,与课内的“用”紧密联系,很好地促进学生边学边用,学了就用,体会到了语言的实用价值。

通过课堂活动,老师可以从中发现学生课前学习阶段中出现的问题,并针对问题进行解答,同时纠正语言运用中出现的错误,有目的地进行讲解,强化和有针对性地练习和补充知识,进一步巩固需要掌握的知识。

三、翻转课堂在英语教学中应用的意义

翻转课堂的运用为促进英语教学改革产生了积极的作用。

1.增强了课堂语言运用的空间和时间

以前英语课堂上,知识传授的比重较大,学生语言实践不足,而翻转课堂将知识的传授放到了课外,课堂上通过课堂活动,增强师生、生生的交流和互动,课堂的重心由注重“教”移到了“学”和“用”上,学生运用语言的能力得到了培养和提高。

2.增强了学生学习的自主性

翻转课堂中课前学习,课堂中的任务型语言活动,都需要学生参与,并对自己的学习负责,这促使他们只有通过学习,才能够与教师、同学交流探讨,学生从被动接受地学习转变为积极主动地学习,自主学习能力和意识得到了培养。

3.增强了课堂的互动性

课堂里老师与学生、学生与同伴们的交流探讨,改变了从前沉闷压抑的课堂氛围,同学间的相互学习,思维的相互碰撞,常常会产生智慧的火花,让课堂焕发出生命活力。

4.转变了师生角色

教师从先前的知识传授者、知识权威,渐渐成为学生语言学习的指导者,促进者和推动者等。学生通过老师的指导,积极参与到学习中来,从课前的自主学习到课堂活动的参与,学生真正成为了学习的主角。

四、翻转课堂在英语教学应用中需要注意的问题

通过英语翻转课堂的实践,在实施中需要注意如下一些问题。

1.提高教师信息技术能力

翻转课堂的教学视频承担了传授知识的任务,也是学生学习的重要资源,视频对学生学习效果有着重要的影响。教学视频的制作,需要教师从视频的内容,视频的设计形式,视频的长短,视频的吸引力等方面思考,这要求老师认真研究教学内容,更要求老师具有现代信息技术知识、信息技术素养,才能具备实施翻转课堂的能力。

2.培养学生学习的自觉性

翻转课堂需要学生课外学习,课堂上积极参与课堂活动,学生的自觉性和学习能力是实施翻转课堂的基础。对于一些学习意志力较差,学习能力不强的学生还需要教师的引导和帮助,培养他们的自主学习能力。

3.提供技术设备的支持

翻转课堂的实施,离不开学校和家庭的支持,需要为学生提供视频等电子学习资源的设备,搭建网络平台,了解学生学习状况的反馈,及时与他们交流沟通,才能为翻转课堂的顺利实施提供外部条件的保障。

随着教师们对翻转课堂的不断实践探索,翻转课堂的教学理论会不断地完善和得到发展,实践经验也会更加丰富,翻转课堂将给我们的教学改革注入更新的活力,带来更多的启迪和思路。

参考文献

[1] 束定芳,庄智象.现代外语教学—理论、实践与方法.上海:上海外语教育出版社,1998.

[2] 魏书生,刘继才,孟庆欣.素质教育理论与教学模式.沈阳:东北大学出版社,1997.

[3] 何克抗.建构主义——革新传统教学的理论基础.电化教育研究,1997(3).

[4] 张金磊.“翻转课堂”教学模式的关键因素探析.中国远程教育,2013(10).

[5] 钟晓流,宋述强,焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究.开放教育研究,2013(1).

[6] 张跃国,张渝江.透视“翻转课堂”.中小学信息技术教育,2012(3).

[7]高中语文有三怕,看文言文如何“翻转”.http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5OTU5MzcyMg==&mid=200393207&idx=2&sn=

9ac3b64a9fc6c925b84bd7aa9ee28c89#rd

[8] 陈琳,王蔷,程晓堂.英语课程标准解读.北京:北京师范大学出版社,2002.

【责任编辑 郑雪凌】

作者:余萍

基于热点知识的远程教育论文 篇2:

翻转课堂教学模式的变式实践与启示

摘 要 翻转课堂通过翻转教学流程来实现知识的课前传授与初步内化,根据大学英语教学的现状和特点,对经典翻转课堂教学模式进行改变,提出一种适合高职英语教学的翻转课堂教学模式。通过课堂教学实践,以问卷调查和抽样访谈形式,研究分析高职学生在大学英语学习中对翻转课堂教学模式变式的态度和实际教学效果。研究表明,虽然高职学生在翻转课堂各教学环节的认可度上存在差异,但他们对翻转课堂教学模式变式的总体认可度较高,而且实际教学效果具有高度的显著性。

关键词 高职;翻转课堂;教学模式;大学英语;认可度

《高职英语教学要求》指出,高职英语课程是高等职业教育学生必修的一门公共基础课,是为培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的目标服务的。其具体目标是培养学生实际应用英语的能力,特别是用英语处理与未来职业相关的业务能力,为提升学生的就业竞争力及今后的可持续发展打下良好的基础。然而,目前高职英语教学中存在着诸多问题,如教学模式单一、教学方法陈旧、教学效率低下等。为此,必须创新教育教学理念,努力从知识传授向能力和素质提高上转变,同时进行科学细致的教学研究和课程改革,不断进行教学方法和模式创新。近年来兴起的翻转课堂教学模式就为教师提供了一个新的研究思路和视角。

一 研究背景

(一)翻转课堂的内涵

所谓翻转课堂,就是将学习过程中知识传授和知识内化两个阶段进行颠倒。课前由教师制作教学视频,上传到网络平台供学生课前学习,并把学习中不懂的问题带到课堂中,在教师的组织下开展互动讨论、协作学习、个别指导,进而解决问题,完成学习任务。翻转课堂的关键在于“翻转”,实质在于教学“主体地位转换”,具体涉及以下三方面:一是教师角色翻转。翻转课堂使教师从传统课堂中解放出来,变成了学生学习活动的设计者、促进者和指导者。这意味着教师不再是知识交互和应用的中心,但他们仍然是学生学习的主要推动者。当学生需要帮助时,教师便会向他们提供必要的启发引导。这样,教师成了学生便捷地获取资源、利用资源、处理信息、应用知识到真实情境中的脚手架[1]。二是学生地位翻转。随着教育信息化的快速发展,学生也随之进入自我知识延伸拓展的时代。在技术支持和个性化学习有机结合的翻转课堂中,学生已然成为自主决定各个学习环节的学习者,他们可以根据实际情况随时随地选择学习,选择学习内容、控制学习进程和学习量,成为学习的真正主人。三是教学时间翻转。翻转课堂教学中教师的讲授时间减少,真正做到精讲,学生的自主学习和协作学习活动时间增加。教师将讲授的主要内容由课内转移到课下,在保证教学总量的前提下,增强课堂中师生、生生的互动合作,最终加深学生对知识的内化吸收程度。

(二)翻转课堂教学模式变式

翻转课堂将传统课堂中知识的传授转移在课前完成,知识的内化则由原先课后做作业活动转移至课堂中的学习活动[2]。王素敏等[3]根据大学英语教学的现状与特点,结合翻转课堂理念设计出教学准备、记忆理解、应用分析与课堂综合评价四个阶段的翻转课堂教学模式。以大学英语为例,尝试构建高职大学英语翻转课堂教学模式,将大学英语翻转课堂教学分为课前和课中两个阶段,知识提炼、在线学习、课堂讨论解决问题和评价反馈四个环节,具体见图1。

知识提炼环节是教师根据学生的知识水平、学习基础、学习能力、学习习惯筛选知识要点,确定每个单元的教学目标、教学重难点、学习任务等,提炼出启发引导性问题,制作10分钟以内的教学视频并发布到网络学习平台上;在线学习环节是在教师问题的引领下,学生在课外以小组协作或个体自主观看教学视频,学习主要语言知识、句型结构、文化背景和篇章结构,同时在小组长的帮助下尽可能理解领会各主要知识点,并将无法解决的知识内容汇总带到课堂;课堂讨论问题环节,是学生以小组为单位或单独将自主学习的语言文化知识加以扩展,应用到课堂教学的各项活动和任务中,以促进学生对所学知识的吸收内化和实际应用。在这一环节学生需要完成与在线学习任务相关的练习和操练活动,同时还需完成诸如读后感、情景对话、角色扮演、主题演讲、热点话题讨论等活动。另外,对共性问题,教师要组织学生协作解决并进行归纳,对个性问题,教师要启发引导学生自主解决并进行个别指导;评价反馈环节是在完成前三个环节之后,教师对整节课学生的学习情况和表现进行优缺点总结评价,并提出改进措施和日后努力方向。通过这一环节的实施,使学生对所学知识得以进一步巩固和提升,对问题有进一步的认识。

(三)高职英语翻转课堂实施过程

基于教学内容、教学参考资料和相关网络资源,并结合高职学生的学习基础、知识水平和学习能力,首先对每单元教学内容进行研讨归类,确定每部分的教学目标、教学重难点、启发引导性问题、在线学习任务和封闭性练习。然后列出视频制作提纲,利用视频制作软件Prezi制作成10分钟左右的微视频,发布到QQ和微信共享平台供学生在线学习使用。考虑到高职学生学习基础薄弱,学习习惯不好和自控能力差的特点,同时为了保证在线学习不走过场,起到知识获取和初步吸收内化的良好效果,以宿舍为单位把学生分成不同的学习小组,并选出学习基础较好,学习能力较强的同学做指导小组长,实行在线小组协作学习和自主学习相结合的方式。与此同时,建立在线共享讨论群,以便教师能够随时监控和指导学生的学习活动。

在课堂教学过程中,倡导以问题为导向的探究式协作学习,注重对学生情感、态度和价值观的培养。在这一教学过程中,要发挥教师的主导作用,避免问题探究的泛化和形式化,即注意探究问题的深度,注重用已学知识解决新问题[4],以期达到探究结果的准确性。例如,在课堂教学中,要求学生带着在线学习任务以小组或个体单独进行情景对话、角色扮演、主题演讲、热点话题辩论、仿写、续写等半封闭或开放性学习活动的汇报展示。同时把在线未能解决的知识和问题带到课堂,开展以问题为导向的探究式学习讨论活动。在课堂探究讨论过程中,教师既要注重启发引导学生参与探究讨论,并找到解决问题的关键知识点,又要重视培养学生的思维能力和协作学习能力。在学生完成了在线学习和课堂汇报展示和探究讨论任务之后,教师对以上学习环节的完成情况进行综合评价反馈,指出学生学习过程中的优缺点,以及日后学习中应该注意的问题,以期达到学习效果的优化。

二、研究设计

(一)研究目标

根据高职学生英语学习现状,本研究尝试构建高职学生英语翻转课堂教学模式,同时通过问卷调查和访谈形式来了解高职学生对该教学模式的接受度和满意度,同时通过前后测来检验翻转课堂教学模式的实际效果,并针对翻转课堂在高职大学英语教学中的实施提出建议与对策。

(二)研究对象

本研究以宝鸡职业技术学院凤翔师范分院高职语文教育和初等教育两个专业班为实验调查对象,共80名学生,男生15人,女生65人。

(三)研究方法

本研究主要采用问卷调查和访谈的方法。问卷共设计了4个维度的5级记分制19个问题,项目赋分从低到高分别为1、2、3、4、5分。问卷内容主要包括学生对翻转课堂总体接受度和认可度(包括适用性和易操作性),学生对高职大学英语翻转课堂模式教学各环节的接受度以及高职英语翻转课堂模式实际教学效果的显著差异性分析三方面。为了保证问卷测量的信效度,本研究利用SPSS19.0统计分析软件对量表进行了信度和效度分析。Alpha信效度结果介于0.720与0.854之间,说明本量表内部一致性好,信效度较高。为了确保研究的完整性和可靠性,对参与翻转课堂教学实验的部分学生进行了随机抽样访谈,进一步了解他们对翻转课堂实施的态度以及他们在学习过程遇到的困难和问题,受访学生是从2个班考试成绩优秀、良好、及格与不及格中分层随机抽样的。

三、研究结果讨论

(一)高职学生对大学英语翻转课堂教学模式的总体接受度

在80份有效问卷中,超过一半学生(56﹪)认为很愿意或比较愿意接受翻转课堂教学模式,总体接受度平均值为3.33,具体见表1;适用性和易操作性也比较高,其中适用性接受度最高,达到3.45,易操作性为3.20。这充分说明高职学生对翻转课堂的接受和认可度较高,因为高职大学英语翻转课堂教学模式满足了学生英语学习的个性化需求,对学生信息素养、自主学习能力、协作学习能力和综合语言运用能力都有不同程度提升。不过不同性别学生对翻转课堂的接受度有较为显著的差异,女生对高职大学英语实行翻转课堂的接受度明显高于男生;优秀学生比差生更愿意接受翻转课堂,但两者之间差异不明显,具体见表2。这就要求教师在教学中不仅要关注学生的总体学习需求,还要满足学生的个性化需要,做到因材施教。学生在在线学习中解决不了的问题,教师必须在课堂互动讨论和汇报展示中进行个别指导,以期所有学生的学习都取得进步,增强他们学习的自信心和积极主动性(尤其是男生和差生)。

(二)高职学生对大学英语翻转课堂教学模式各环节的接受度显著性

本调查还对高职学生对大学英语翻转课堂教学模式各环节接受度的显著差异性进行了分析,具体见表3。被调查学生对课堂互动讨论接受度最高(80﹪),课堂综合评价反馈次之(72﹪),最后是在线学习(66﹪),见表4。为了检验各环节接受度之间的显著差异性,笔者对其中三个环节进行了配对T检验,考虑到第一环节“知识提炼”主要由教师来承担实施,在检验中被剔除。根据表3中的数据,表明高职学生对第三环节认可度最高,与第四环节之间存在显著差异性,与第二环节之间差异性不显著,第二、第四环节之间差异性也不显著。高职学生对第三环节的接受度最突出,但总的来看三个环节的接受度差异性在统计学上意义不大。这说明传统课堂教学模式对高职学生的影响根深蒂固,相比之下,他们更乐意参与面对面的课堂教学,也反映出在短时间内高职学生还不能完全适应翻转课堂教学模式,在今后教学中教师对在线自主学习能力的培养仍然是主要的关注点和重点训练任务。

(三)高职英语翻转课堂教学模式实施效果

为了进一步检验高职英语翻转课堂教学模式变式的实际教学效果,对实验学生进行了实验前后显著性检测。分析结果表明,翻转课堂教学模式开展前后学生考试成绩存在显著差异(P<0.05),具体见表5。学生的自主学习能力、协作学习能力和主动参与课堂互动讨论的意识都有增强,这从另一个层面证明高职英语翻转课堂教学模式在教学中的实效性和可行性。

四、教学启示

翻转课堂教学模式虽然起源于美国,但是已然成为全球教育界关注的热点。不过我国教育各领域对这种全新的教学模式的讨论和探究仍处在尝试阶段,今后无论从理论创新层面,还是在实践模式设计层面对翻转课堂进行探究,都需要根据教学实际进行本土化改造。

第一,翻转课堂教学模式不仅仅是教学流程和顺序的翻转,更是教育教学思维方式和理念的转变。在教学中,要把“以学生为中心”由口号变为实际行动,最终提高学生的自主学习和协作学习能力。与此同时,要意识到翻转课堂并没有降低教师在教学中的作用,反而对教师的教育教学水平提出更高的要求。

第二,自主学习能力对学生的有效学习极为重要,但是由于高职学生学习基础薄弱、学习习惯不良、自控能力差等特点,决定了在高职英语教学中实施翻转课堂教学模式对师生双方都提出挑战,不能简单地做“拿来主义”,而要根据教育教学的各种影响因素对这一教学模式进行本土化改造,使它发挥更大的作用,取得实际的教学效果。

第三,翻转课堂虽然强调学生的自主性学习,但是教师的实时监控、合理引导、恰当评价和及时反馈同样重要。在翻转课堂教学模式下,教师作为活动的设计者、监督者、促进者应该引导学生掌握“自由”与“平等”的度,指导学生制定学习计划和进程,帮助学生将元认知策略融入到学习技能中[5],做好学生学习各阶段的导师和引领者。

第四,由于受研究条件的限制,本研究抽取研究样本有限,再加上部分学生对翻转课堂有不同个性需求,这就要求教师在教学实践中进一步加大实验研究取样的数量,并尽最大努力满足学生的主体需求,以实现研究结果的稳定性和可靠性。另外,教师在提炼设计教学视频资源时,一定要把握好教学目标,针对教学的重难点,以界面简洁、讲解风趣、形式多样、精讲精练的方式吸引学生积极参与。

第五,作为完整的教学体系,翻转课堂教学的各个环节都是环环相扣、相辅相成的。没有教师对教学内容的精心准备与提炼,没有高质量教学视频资源,没有教师的实时监控,课堂互动讨论就会成为空谈,教学的实际效果也将大打折扣。同时,没有教师课堂科学合理的评价反馈,也不能很好地激励学生积极地投入到课前自主学习和课中协作学习中去。

(宝鸡职业技术学院院级课题“高职英语翻转课堂教学模式研究”,项目编号:2015084Y,主持人:贺杰)

参 考 文 献

[1][2]张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012(4):46-51.

[3]王素敏,张立新.大学英语学习者对翻转课堂接受度的调查研究[J].现代教育技术,2014(3):71-78.

[4]陈加敏,朱承慧.翻转课堂教学模式的变式实践与反思[J].课程·教材·教法,2014(11):86-91.

[5]吴勇.翻转课堂教学模式下大学英语自主学习者的态度和行为研究[J].高教学刊,2015(7):1-2,5.

Key words higher vocational education; flipped classroom; teaching mode; college English; degree of acceptability

Author He Jie, lecturer of Fengxiang Normal Branch of Baoji Vocational and Technical College( Baoji 721400)

作者:贺杰

基于热点知识的远程教育论文 篇3:

教育知识图谱构建中的标准词汇参考模型研究

[摘   要] 教育是典型的知识密集型领域,因此,进行领域知识的共享研究对教育领域的发展非常重要。多年信息化的历史经验告诫我们:共享的前提是必须对领域资源实施标准化。尽管我国教育领域研发了系列教育元数据标准,但是从智慧教育的需求来看,这些标准普遍表现为缺乏语义、比较零散、体系不够完善等。随着近些年知识图谱的提出,为教育资源的知识整合发展提供了重要的技术手段。然而,目前知识图谱构建的主要焦点在构建技术方面,忽视了构建中的标准化问题。长此以往,领域将会构建出很多“知识孤岛”。为解决这些问题,本文在对国内外教育领域内标准进行研究的基础上,以系统理论为依据提出并构建了一个集预定义词汇的W3C语义Web标准、顶层词汇标准和领域词汇标准于一体的三层架构模型——教育资源知识图谱标准词汇参考模型。基于该模型建构知识图谱,不仅为教育领域数据的标准化提供标准词汇参考,而且也为规范构建教育领域知识图谱提供了参考。

[关键词] 教育资源; 知识图谱; 词汇; 知识融合; 标准化

[

[作者简介] 袁满(1965—),男,黑龙江大庆人。教授,主要从事知识组织与教育资源标准化研究。E-mail:yuanman @nepu.edu.cn。

一、引   言

過去40多年信息化进程中,由于各个领域对标准的建设都缺乏足够的重视,使得各个领域信息资源建设普遍缺乏标准支撑,所以导致领域“信息孤岛”严重泛滥,也包括教育领域。众所周知,各领域为整合这些“信息孤岛”而花费了大量人力、财力和物力,这给领域的信息化建设留下了深刻的历史教训。可见,标准在领域信息化中的重要地位。尤其是新兴技术的崛起,如人工智能和大数据等在教育领域的应用,为当下及未来智慧教育的进一步发展提供了技术支撑,因此,从数字化向智能化转型在教育领域也被提到了重要的日程。在数字化时代,是数据标准在支撑着信息化,而进入智能化时代必将用知识标准支撑智能化。在教育领域,国际上对教育技术标准研究的机构有许多,诸如美国、国际组织和欧洲等,他们都研发了系列教育技术相关标准。其中美国标准研发的典型机构与项目包括美国航空工业计算机辅助训练委员会(AICC)、美国高级分布式学习研究项目(ADL)、美国全球学习联合公司(IMS)、美国教育部教育统计中心(NCES)、美国Internet内容分级协会(ICRA)等。国际标准化典型机构包括都柏林核心元数据研究行动(DCMI)、IEEE学习技术系统标准化委员会(IEEE-LTCS)、国际标准化组织(ISO-JTC1/SC36)、万维网联盟(W3C)以及国际课件证书标准(ASTD-ELC)等。欧洲网络教育技术标准机构及项目包括欧洲远程教学创作与销售网联盟(ARIADNE)、促进欧洲社会教育与培训中使用多媒体工程项目(PROMEETEUS)、欧洲标准化委员会/信息系社会标准化系统(CEN/ISSS)、欧洲谅解备忘录(MoU)、在线教育系统元数据扩展标准(GEMSTONES)和英国学习管理工具标准(TOOLMOL)等。在国内,为适应时代发展,2010年发布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》提出“加快教育信息化进程”“制定教育质量国家标准”“建立完善国家教育基本标准”[1],强调了标准对于教育信息化的重要性;2017年发布的《关于深化教育体制机制改革的意见》再次强调要“完善教育标准体系”。由此可见,知识共享对教育信息化的重要性。

知识图谱作为人工智能知识组织与表示的最新技术,是新时代作为知识表示的最具潜力的发展方向。由于知识图谱是以语义Web七层协议为基础的,所以在知识图谱中表示知识的核心与关键是其中的本体层。本体提供了预定义共享词汇,即提供了整套的元本体规范。众所周知,知识图谱是由模式层与数据层构成的,其中模式层由本体来定义。由此可见,尽管语义Web七层协议栈自底向上,全部由W3C给出标准化定义,但是并不代表由本体所表示的领域知识就一定是标准化的。如果要使领域的知识表示的模式层也是标准化的,那么就必须采用领域标准。随着当下语义标准化技术的发展,国际上一些机构发布了许多用来表示语义的本体事实标准或法律意义上的本体标准。这些本体标准中,有许多是通用领域的标准,因此,可以作为教育领域的标准之一予以采用。知识图谱不仅克服了传统元数据标准存在的语义缺乏问题,而且还能够解决数据语义的互联互通问题,利用这一新技术能够建立教育资源中知识的表示标准,从根本上避免“知识孤岛”的再次产生。

本文在对国内外教育知识图谱及相关领域元数据标准研究基础上,以W3C语义Web标准协议栈为基础,深入地研究了国际、国内与教育领域相关的词汇标准,包括元数据词汇标准和本体词汇标准,提出了一种将国内外多种标准词汇融合为一体的教育领域标准词汇参考模型,利用该模型来指导教育领域知识图谱的构建。尽管该参考模型是基于教育领域提出的,但它对于其他领域的知识图谱标准构建同样具有借鉴意义。

二、国内外教育词汇标准研究

(一)教育资源元数据标准研究现状

1. 国外关于教育资源元数据标准的研究

学习资源共享和系统互操作的根本解决措施是教育资源标准化。国际上对教育资源标准化的研究始于1960年代末,当时的政府和学术界针对学习资源的可共享性、可互通性以及系统的互操作性提出了一系列的标准和规范。这些标准相互借鉴、相互兼容并逐渐完善,从而形成了一系列具有影响力的研究成果,并在实践中逐渐被采纳和应用,其中有一些典型国家和组织代表,诸如美国、欧洲以及标准化组织等。

美国相关标准研究:1993年,AICC就提出了CMI(计算机管理教学互操作指导规范)[2],后来美国国防部(DoD)在ADL项目中又借鉴了此标准,并且建立了SCORM(可共享课程对象参考模型)[3]。1996年,EDUCOM又设立了IMS组织[4],并一直进行一系列IMS标准的研究制定工作。后来的许多标准都引用了IMS的标准文档,比如IEEE/LTSC和SCORM等。1998年,NCES设立了SPEEDE/ExPRESS研究项目[5],并由此产生了一套适用于电子教育的电子数据交换标准。此外,由非营利性组织RSCA发展而来的ICRA,其主要目标是研究网页内容的分级研究及推广的标准。除此之外,美国其他网络教育技术相关标准研究还有Microsoft LRN(学习资源交换),2009年发布的CEDS的通用教育数据标准的研究计划,研究的最终目的是通过对数据的规范来提高教育质量和改善教育问题。这些标准化组织多年来一直进行着标准的研究制定工作,2013年ADL发布了Experience API规范。近几年IMS又制定了电子学习档案规范[6]。

欧洲相关标准研究:ARIDNE是一個从事网络教育技术标准研究的组织,研究方向一直是教学法的建模和标准化研究,它与著名的IMS一同推进了LOM的国际标准化[7],促进了多媒体工程在社会教育与培训过程中的使用,多媒体、多语种与学习者模型都作为其重点研究对象;另外还有CEN/ISSS,也与多个组织有广泛的合作,并共同进行标准的研究工作,如IMS、IEEE LTSC、ISO SC36等;还有由欧盟资助的GESTALT工程项目,一直以来致力于一个大规模的教育信息化系统的开发研究,通过对IEEE LOM V2.5、IMS V1.0、ARIADNE V2.0等标准进行分析研究,最终产生了GEMSTONES(在线教育元数据扩展标准)。

国际组织的相关标准研究:1995年,在都柏林发起了一项DCMI研究行动,其于2008年成为一个进行电子数据对象标准相关研究的组织[8],随后,成立了一个教育工作小组DC-E,他们从电子图书元数据标准中筛选出15个元素作为学习对象的数据元素。它的标准目前已经被国际广泛采用和参考。1996年,IEEE-LTCS开始了学习技术标准的研究制定工作,目标是促进学习资源的开发、使用、维护及互通,最终在2002年发布了IEEE P1484系列标准,此标准覆盖范围很大,其中包括教育、培训、学习技术和元数据等,其中有一项标准IEEE 1484.12于2011年发布,在该标准的基础之上,随后产生了LOM(学习对象元数据标准)[9],目的是通过定义一个元数据模型,让学习者或教育者可以快速准确地发现学习对象,并在评估和使用方面提供支持,基于此来实现学习对象的共享和互换;2015年—2019年,IEEE P1484系列又相继发布了一些标准。除此之外,日本的先进学习基架协议会、W3C的相关标准如XML、RDF、SMIF、PICS、P3P、ASTD在2001年推出的E-Learning课件证书标准等等。ISO/IEC JTC1/SC36 负责制定学习、教育和培训领域信息技术(ITLET)国际标准,在2013年—2016年分别发布了ISO/IEC 2382-36:2013、ISO/IEC 20006-1:2014、ISO/IEC 20006-2:2015和ISO/IEC TR 18120:2016等系列标准。

2. 国内关于教育资源元数据标准的研究

资源共享的前提是资源的规范化,我国在教育信息化的号角吹响以后,紧跟时代步伐,2000年成立了DLTSC(现代远程教育技术标准化委员会)[6],在2002 年又经过批准成立全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会CELTSC(China E-Learning Technology Standardization Committee),研究出了符合我国特色的一系列CELTS规范和远程教育技术标准体系结构, 此体系结构被分为指导类、学习资源类、学习者类、学习环境类和教育管理类五类。根据作用范围不同,这些标准又可以分为通用规范与专用规范,其中通用类范围适用对象广泛,与此同时,还为用户留下了适用于自己的发展空间,使用户在统一的框架下,可以选择以及改进部分数据项目,而另一个是指对于特定领域来说约束力更强的规范。这些标准大部分根据国际IEEE1484借鉴而来。近些年,随着信息技术在教育领域的应用,学者对于应用的规范也更加关注,而此规范不仅可以应用于远程教育系统,也适用于其他教学系统。此规范中,面向教育资源的国内标准有CELTS3、CELTS42、CELTS41和CELTS9等,其中CELTS41的侧重点在于将资源开发者的开发行为、制作要求和应用的功能等要求进行规范,它将教育资源分为媒体素材、网络课程、试题库、试卷、课件、案例、文献资料、常见问题解答、资源目录索引9种类型。CELTS3主要参照IEEE LOM,通过定义一个统一的数据模型,描述学习对象和保障学习对象之间的语义互操作。CELTS42以DC元数据为主要参考,旨在提供一个统一的教学资源数据模型,该模型主要面向基础教育,该规范包含了23个数据元素,其中有11个必需的数据元素,有 12 个是可选数据元素,另外还包含了限定词汇和编目词汇表。CELTS9则以IMS 和 ADL SCORM 两个规范为参照对象,它主要定义在网络化学习中的学习内容之间进行互操作时需要的数据结构以及如何对学习内容进行包装。除此之外,我国在2013年发布了《电子图书元数据》[10],目的是规范电子图书的元数据构成、元素和属性。同年,还立项了“信息技术学习、教育和培训 教育中的电子课本需求”。2016年,为了规范我国电子课本与电子书包的可持续发展,正式发布了对电子课本与电子书包的标准体系研究,另外,《中小学数字教材元数据》标准以数字教材为描述对象,在元数据结构上的设计以《电子图书元数据》为基础,规范了中小学数字教材的开发和管理以及应用。教育部教育信息化技术标准委员会在2017年又发布了《GB/T 35298—2017信息技术学习、教育和培训 教育管理基础信息》和《GB/T 33782—2017信息技术学习、教育和培训教育管理》。我国一直积极参与国际标准化组织的相关标准的制定工作,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。

资源标准化和教育信息化都是一个不断推进的过程,教育资源建设的开发者需要在实践过程中不断探索,资源共享的前提是资源的标准化,只有教育资源标准化工作和教育信息化同步进行,我国教育资源的建设及网络教育的普及才能顺利向前推动[11]。

(二)关于教育领域本体的研究

1. 本体定义与标准词汇的关系

目前对于本体公认的定义是 Studer在 1998 年给出的知识本体的定义:它是一种概念体系的明确的、形式化、可共享的规范[12];另外一个同样被广泛认可和采用的定义是Neches等人提出来的,他将本体定义为给出构成相关领域词汇的基本术语和关系,并根据这些术语和关系来构成规定这些词汇的外延规则的定义[13]。综合Studer和Neches给出的本体定义可以看出:本体的实质即概念模型,尤其Neches是从标准化的角度阐述了本体的定义。本文正是将指定概念的指称或名称或术语统称为标准词汇。

2. 本体在教育领域的研究现状

E-Learning的学习方式离不开大量数据的支持,因此,目前我们对于网络学习的研究关注点更应该以教育资源的建设和重用标准的建立为中心。语义网的发展及应用的浪潮使学者们纷纷构建基于本体的教育资源环境,这为在E-Learning 环境中实现网络智慧化、服务个性化的要求提供了条件。近些年,本体在教育领域的应用发展迅猛,也引起了研究热潮,早在1995年,我国就提出了NKI(国家知识基础设施)的概念,目标是建成一个大型的知识共享群体,目前已获取了医学、生物、数学、历史等学科的专业知识,并建立了450个专业本体[14];河北大学张玉根[15]以语义Web为基础构建课程知识点本体,旨在为语义技术在教育领域的应用提供参考;吉林大学刘小乐[16]依据本体设计流程构建了教育领域顶层本体,旨在形成一套在教育领域中面向网络的应用方法,以此来促进不同教育平台以及异构教学教育系统之间的语义互操作,并解决异构资源语义检索问题,避免资源之间的重复建设;吴鹏飞[17]等人在学习元平台上实现了学习关系数据到 RDF 数据的语义映射,基本上解决了对于学习资源的语义检索和知识关系发现等各种优化问题。尽管教育领域掀起了“本体热”的浪潮,但是学者们的研究应用各自为政,普遍缺乏标准,这是教育资源不能够进行充分的重用和共享的根本原因,更不能良好地发挥本体在教育资源中的语义优势。

自从我国教育技术委员会发布CELTS标准以来,近几年陆续有学者开始基于CELTS标准的本体构建探索,如冯瑶和冯锡炜[18]设计了一个教育资源推理查询原型系统,他们用CELTS3和CELTS41元数据规范构建了本体,不仅实现了较高的查全率和查准率,同时构建了保证了教育资源在未来的重用和共享;华南理工大学林杰[19]在研究中提出了一种基于本体的网络教育资源库的实现方法,并进行构建与应用,该本体采用元数据标准对教育资源本体进行语义标注来实现对于知识的组织和检索,它使知识能够在语义的基础上进行共享和互操作。这些标准的使用,不仅给教育资源赋予了语义,还能够保证教育资源可以被充分的重用和共享。

国外关于本体的研究比国内早,技术也比较成熟,因此,对于顶层本体的研究比我国领先。著名的语义词典 Wordnet[20],不仅仅是对语言的应用,更是各学科知识库构建的一个大百科全书;还有SUMO[21],也是由国际IEEE标准小组建立的顶层本体,目的是发展为标准的上层知识本体,以此来促进数据共享、自动推理、信息检索以及自然语言的发展等。除此之外,国外还有诸如Concept、DBpedia、Freebase、BabelNet、Cys等顶层本体。

对于本体在教育领域的应用,总的来说集中在知识管理、个性化学习、对教学资源的规范性描述、语义检索等方面,面对愈来愈多教育本体的研究,只有对各学者的教育资源本体根据元数据标准词汇进行规范化的描述,进行元数据词汇的融合,建立符合规范的教育领域的本体,才能在未来实现知识在不同平台之间的互操作以及教育资源的聚类整合,从而改善不同学习平台之间的相对封闭性并避免课程资源重复建设问题。

(三)通用领域与教育领域知识图谱研究

知识图谱在逻辑上可分为两个层次:模式层与数据层[22],二者组成的整体是知识库,对于知识图谱的标准化,实质上最终归结为对本体所表示的模式层的标准化。中国电子科学技术标准化研究院杨瑛、朱频频指出,我国在面向语义应用的标准研究方面尚属空白[23]。与本体技术的发展相比,本体技术标准化的发展非常落后,虽然教育领域中基于本体的研究很多,但是基于本体的开发以及应用普遍没有统一的格式和交换标准以及通用的技术手段,使得教育资源的共享互操作仍然滞后。目前国外已经实现的顶层本体有很多,尤其从语义Web出现后,各个领域用本体来进行各自领域知识的描述越来越多,其中涌现出了大量的领域事实本体标准,依据国际上元数据标准词汇,又可以為复杂语义网的建构提供元数据支撑与保障,这给国内学者在进行基于本体的构建时提供了参考。

目前国外典型的通用知识图谱有Freebase、Microsoft ConceptGraph、Cyc、DBpedia、Wikedata、Yago、Conceptnet、SUMO、知立方等;由于知识图谱在知识方面强大的组织和展现能力,将其应用在教育领域中,将有助于学习效率的提高,因此,国内外纷纷开始构建知识图谱。国外著名的微软学术图谱,如今收录了1.7亿篇学术文献,提供了2.1亿位作者、4.7万份期刊和4千余种会议实体;美国人创建的可汗学院也将知识图谱作为各站学科教学的基本知识组织架构;Knewton自适应平台通过与多个出版商合作,利用各类课程材料构建了跨学科知识体系知识图谱,其覆盖的范围包括K12基础教育、职业教育以及高等教育等;国内华南师范大学汤庸研究团队在学者社交网络SCHOLAT[24]上构建了学者网知识图谱 SKG(Scholat Knowledge Graph),其中包含了大量的关于学术信息服务领域的数据;清华大学唐杰研究团队研发的国际化的学术文献服务平台AMiner[25]科学知识图谱,收录数量高达2.3亿的计算机领域的文献,并以此构建了科学知识图谱SciKG;东北师范大学李振[26]对于知识图谱在教育领域应用当中存在的知识粒度模糊、领域适应性不强等问题展开了研究,提出了新型的知识图谱构建方法;北京师范大学的李艳燕、张香玲[27]进行了关于智慧教育的学科知识图谱的构建与应用的研究。总的来说,知识图谱在教育领域的研究方向大致为利用知识图谱对教育领域资源进行知识表示、知识推理、知识管理、知识组织、知识热点分析等几个方向,知识图谱的各种优势将使得它在教育中的应用越来越广泛,但是目前几乎没有学者采用本体技术标准构建知识图谱,尽管DLTSC提出教育标准化已经十年有余,基于教育元数据标准的教育资源本体已有部分学者在研究,可是基于本体技术标准的知识图谱几乎没有,学者都是基于各自的研究基础进行构建,知识图谱尽管优势很多,但缺少了标准的知识图谱,势必给教育资源的共享和重用带来严重的阻碍。

三、教育知识图谱标准词汇参考模型与构建流程

(一)标准词汇参考模型

通过对国内外通用领域、教育领域的各种元数据标准以及事实本体标准词汇的汇总与研究,并以系统理论作为依据,融入语义Web标准体系,构建了用于指导构建教育领域知识图谱的标准词汇分类体系参考模型,整个标准词汇组成了一个词汇标准系统,该系统中的子系统是分层组织的,具体如图1所示。

整个参考模型自底向上依次为第一层,即语义Web预定义词汇层:本体序列化标准(W3C预定义的标准词汇表);第二层是顶层标准词汇;第三层是教育专题标准词汇。其中第一层又包含两个子层,第一个子层是元本体编码标准;第二个子层是元本体规范。第一个子层由W3C定义了网络资源唯一标识URI规范、UNICODE规范、XML规范、XML NS规范以及XML Schema规范等,这些都是基础规范,为上层定义更高一级的语义表达语言奠定基础。第二个子层由W3C制定的自底向上语义逐渐增强的RDF词汇规范、RDFs词汇规范以及OWL词汇规范构成,最后利用这些规范实现对教育知识图谱进行定义与序列化。

第二层是顶层标准词汇,该层包含顶层元数据词汇表与顶层本体词汇表两个子层。顶层词汇表一般称为通用词汇表,从理论上讲,该层提供的词汇可以被任何领域所引用。其中顶层元数据词汇子层包括都柏林核心集元数据(DCMI)、政府定位信息服务元数据标准(GILS)、机读目录格式元数据标准(MARC)以及国际标准书目著录元数据标准(ISBN)等,值得注意的是,这里列的不全,还有诸如国际标准时间元数据、事件活动元数据等。顶层本体词汇子层在国际上基本是作为事实或法律上的标准使用的,其中包含Schema.org本体,该本体中定义了组织机构、人、地点、日期、时间、期限、事件、商品等;Dbpedia、SUMO、YAGO、Wordnet、Hownet、FOAF、BIBO等,这些顶层本体中的一些词汇可以作为标准直接引用。

第三层教育专题标准词汇表包含两个子层,一个是教育专题元数据词汇子层,另一个是教育本体词汇表子层。其中专题元数据词汇子层包括教育领域各种元数据标准,该类标准最为丰富,它既包括国际上的一些教育元数据标准,也包括国内教育元数据标准。国际上一些典型的教育元数据标准有美国ACII提出的最早的计算机管理教学CMI标准、SCORM标准;欧洲及欧盟提出的IEEE LOM V2.5、ARIADNE V2.0系列标准;国际标准化组织建立的IEEE P1484和LOM标准; 国内最具代表性的机构就是CELTSC,它针对我国国情提出的CELTS系列标准,这些标准吸收了国际上DC、DCMI以及LOM等标准,其中包括学习对象元数据(CELTS-3)、简单课程编列规范(CELTS-8)等图谱。第三层中第二个子层是教育专题本体词汇,它又包括两个子层,目前,这里的教育本体词汇尚未存在;对于此处的轻型本词汇表主要是教育领域的分类法、叙词表等,对于教育来讲,其中的《教育主题词表》收藏了教育各个主题的标准叙词词汇,这些都是构建教育知识图谱的宝贵资源。

(二)教育知识图谱构建流程

本体建模方法有很多,诸如骨架法、TOVE法、Methontology、斯坦福大学的七步法,其中以七步法应用比较多。本文以七步法为基础构建教育知识图谱,流程如下:

步骤1:确定构建教育知识图谱的主题领域和范畴。

步骤2:复用本体,从所构建的教育知识图谱标准词汇参考模型中去检索有没有可复用的本体,分别在标准词汇参考模型的顶层标准词汇中的顶层本体词汇和教育专题词汇中的教育专题本体词汇中去检索可复用的本体。

步骤3:依据步骤1确定的主题范围,通过需求分析确定该主题所有概念对应的专业术语,并列出这些专业术语。在术语列表的基础上进行完善,自顶而下细化概念之间的关系,完善概念间的等级体系,定义概念属性,最后建立类属性。

步骤4:类和类的等级体系,到标准词汇表参考模型中检索出术语对应的标准词汇,定義出类与类之间的层次关系,可以采用自底向上和自顶向下的方法,在定义过程中可以考虑约束、公理等的定义。

步骤5:定义类的属性,从步骤3选出的那些术语,除了表示类的术语之外,剩下的大多数就是类的属性,研究并选出类的属性。对类属性进行全面定义,对于对象类属性可以采用对象定义方法,当类属性为数据属性时,可以定义该数据属性的类型、宽度、计量单位、约束等。

步骤6:创建实例,首先确定定义实例的类,确定一个具体的类,最后创建该类的一个实例,并添加这个类的属性值。

步骤7:从步骤4到步骤6,这个过程可以利用现成的工具,例如Protégé工具,也可以手动建立,最后由标准词汇参考模型中的本体规范对所构建本体进行形式化。

通过上述流程实现依据标准词汇参考模型的教育知识图谱的构建。

四、原型系统

(一)项目背景及系统的技术架构

原型实现中,融合推荐系统通用模型与自适应学习系统通用模型(AEHS)作为参考,提出了本项目的基于知识图谱的学习资源可视化与个性化推荐系统架构,如图2所示。系统架构主要由领域知识模型、学习者模型和可视化功能等组成,其中学习资源模型是一个领域知识库,用于表示某个领域或某一门课程的知识结构;学习者模型用于表示学习者信息、用户信息、关系信息、兴趣偏好等知识;可视化功能主要用于知识的可视化。

(二)C语言学习资源与学习者知识图谱的构建

1. C语言知识图谱的构建

依据文中给出的知识图谱构建流程,并根据“C程序设计”课程内容大纲进行术语的确定,总结出“C程序设计”的重要术语,同时将元数据规范的术语列表提取出来,接下来根据“C程序设计”课程主要知识结构进行类的级别的确定,依照标准词汇参考模型中的CELTS42教育资源建设技术规范和DC元数据规范,基于课程资源属性选择需要的数据元素,扩展新的数据元素,确定相应的词汇和分类方法,最后建立实例,并添加相应的数据属性或者对象属性,构建基于网络学习资源属性的元数据模型,所构建的C语言课程资源知识图谱如图3所示。

2. 学习者知识图谱的构建

标准词汇参考模型中的顶层本体词汇有FOAF和Relationship。目前FOAF本体已经是一个比较成熟的本体系统,FOAF本体包含了多个类和属性,其中类主要包括代理、文件、组织、联机账户、人、个人信息文件、项目等,描述的内容非常详细和广泛。Relationship本体只有一个类,但包含30多个属性,亲属关系、婚姻及居住关系、师承关系、工作关系、关系亲疏、影响关系等,基本上涵盖了人与人之间的所有关系。将FOAF和本体Relationship进行融合,融合后的本体含有类和属性。FOAF本体定义了关于用户、用户关系以及相关活动的元数据,用于描述Web中的人、实体、他们之间的关系以及他们的行为所产生的内容。

五、结论与展望

本文对国内外教育领域相关数据标准进行了较为全面的研究,认为国内外教育数据标准的研究主要处于元数据标准研发阶段。目前,尽管有些文献提出并强调了教育标准语义化的重要性,但是还未见到系统的研究成果。随着大数据与人工智能技术在教育领域的深度应用,人们越来越认识到教育知识共享的重要性。目前,无论是国际还是国内都研究了大量的教育元数据标准,随着近十多年本体技术在各个领域的应用,国际与国内出现了一些事实或法律上的本体标准,再加之近几年知识图谱技术的提出与应用的流行,这些都为我国研究与建设标准化的教育领域知识图谱创造了前所未有的条件。因此,为满足我国教育领域当下及未来的教育智慧化对知识的迫切需求,研发我国教育领域的知识标准迫在眉睫。因此,在这种背景下,本文将国内外教育领域标准词汇以及与教育相关的本体标准和W3C七层语义Web规范融合为一体,提出了教育标准词汇参考模型。最后,结合具体项目构建了基于“C程序设计”的学习者模型和学习资源的知识图谱,实现了对它们的可视化功能。本研究为未来教育知识图谱标准化的研究提供了一种新思想,并得出结论:我国教育资源的标准化势在必行!沒有融入标准而构建的教育知识图谱,其生命周期不会很长,只有融入标准的教育知识图谱才能为未来教育领域资源的融合、集成、共享及互操作奠定基础。接下来,我们将对教育资源细粒度的元数据标准整合展开研究,以期为教育知识的融合探路。

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作者:袁满 曹阳 陈萍

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