知識組織技術與方法的研究及其應用 *

趙呈領，杜 靜，萬力勇，陳 慧

(1.華中師范大學 教育信息技術學院，湖北 武漢 430079；2.中南民族大學 公共管理學院，湖北 武漢 430074)

知識組織技術與方法的研究及其應用*

趙呈領1，杜 靜1，萬力勇2，陳 慧1

(1.華中師范大學 教育信息技術學院，湖北 武漢 430079；2.中南民族大學 公共管理學院，湖北 武漢 430074)

知識組織為教育領域帶來了新的研究視角，知識組織技術和方法能夠為資源的組織方式和存儲形式給予新的啟示。但就目前而言國內將知識組織技術應用在教育領域并不是很多，知識組織方法也只是給出了大致分類并未進行具體的過程描述。該文描述了六種知識組織方法的過程，同時列舉出知識組織技術在教育領域的三個應用：知識可視化、學習元、教育資源數字版權保護，給出了知識組織技術在教育領域應用的優點，以期為該領域的研究提供有價值的參考和借鑒。

知識組織；知識組織方法；過程描述；教育應用

隨著終身教育體制的不斷發展，在知識經濟時代，知識能夠當之無愧取代勞動力和各種能源成為最主要的生產要素。鄧小平曾經說過“知識就是生產力”，而教育是國家發展的基石，是國家興衰成敗的關鍵因素。教育領域的資源數量迅速增長，而知識組織技術能夠對資源的組織方式、資源的存儲形式提供一個合理的方案，使資源有序化，便于今后對于知識的傳播和共享。知識組織技術是在圖書館學、情報學的分類系統和敘詞表研究的基礎上發展起來的，國內對知識組織的研究開始于1998年前后，由于它能夠揭示知識單元間顯性和隱性的聯系，并能夠更加深層次地挖掘出知識之間的關系，在國內引起了研究的熱潮。當前知識組織技術在國內研究得比較多，但是在教育領域的應用并不是很多，本文在分析了知識組織技術研究現狀的基礎上，對六種知識組織方法以圖示的方式進行了詳細描述，并列舉了三種知識組織技術在教育領域的體現以及知識組織技術能夠應用到教育領域的優勢和前景，希望知識組織技術也能夠在教育領域得到廣泛應用。

一、知識組織概述

1929年，布利斯在其兩部著作《知識組織和科學系統》和《圖書館的知識組織》中闡述了從文獻分類的角度來進行知識組織的思想。國際知識組織學會創始人Ingetraut Dahlberg將知識組織定義為根據知識單元的特點，結構化、系統化地來組織知識單元或概念的科學。H. Peter Ohly[1]將知識組織定義為社會組成的一部分，知識組織的產生來源于對于知識的不同需求和工作環境中對知識技術的不同需求。賈同興指出知識組織是對知識客體進行整理、加工、控制等一系列組織化的過程及方法[2]。知識組織的首要任務是模擬人腦的思維模式來實現知識的貯存和檢索，在網絡信息社會知識組織的目的是向網絡用戶提供經過整序、分析、處理的網絡信息[3]。由于知識組織具有序化處理信息知識、深度揭示資源聯系的獨特之處，因此我們有必要在了解知識組織的方法和技術的基礎上將這一概念引入教育領域。

二、知識組織技術與方法研究現狀

國外對知識組織的認識比較早，在研究的領域、開展的項目以及時間等方面已經進行得比較深入，王蘭成教授指出有四股力量推動國外知識組織技術的研究[4]：國際性組織，以W3C(World Wide Web Consortium，萬維網聯盟)、ISKO(International Society for Knowledge Organization，國際知識組織協會)為代表，提出一系列的技術標準和規范，并以會議、項目、研討等形式在全球范圍內進行推廣；信息機構，以美國國會圖書館、英國大英圖書館、博物館、檔案館為代表，積極在自己所屬領域進行試驗，并已取得一些重要成果；學院派，以麻省理工學院、哥倫比亞大學、康奈爾大學等為代表，以其自身雄厚的技術實力相繼開展一系列的項目；商業組織，以Google、IBM、Microsoft、HP為代表。

國外知識組織的研究已由一般性理論介紹發展到各個領域的應用，知識組織技術為知識的共享和重用提供了可能，大大提高了知識工程發展的速度和效率，尤其是近些年科研人員的投入，使得研究取得了一定的成果。國外有關知識組織技術建設的項目主要有：DSpace，實現多個分布式成員單位的數字資源倉庫式管理[5]；Haystack，研究如何使人以合理的方式管理個人信息[6]；SIMILE，解決DSpace面臨的元數據互操作問題；Bricks，研究共享和開發數字文化資源和實現開源軟件解決方案[7]；Corc，主要是為了解決相關領域的專業問題和技術詞匯搜索問題，優化現代領域中的知識組織和檢索[8][9]；Renardus，以DDC為基礎，開發出一種通用網關服務，通過元數據配置文件和映射所有本地分類文件于一個通用的存儲文件中，實現分布式資源的搜索和瀏覽[10]。

國內知識組織技術和教育領域相結合的案例并不多，由于我國的知識組織研究開始于情報學科，因此大量的研究都集中于圖書館和情報科學領域。2005年，傅西平對知識組織走勢進行研究，指出此時研究的焦點為以下四個方面：通用組織系統、詞匯配置、Internet和搜索引擎、資源發現，同時對知識組織研究中的新動向進行了說明[11]，主要包括：知識組織研究的認識偏見、知識組織術語的控制、知識組織的專業詞典、視頻表示。2012年國內學者以《知識組織》雜志為例，對1993年至2008年國外知識組織研究主題進行透視，得出結論為：國際知識組織領域持續穩定的研究重點是知識組織的理論基礎、分類和索引典結構、語言和知識表達三個主題[12]?，F將國內將知識組織技術和教育領域相結合的案例進行篩選出來，希望借此能鼓勵更多的學者將眼光投向教育和知識組織相結合的應用。

以“知識組織”為關鍵字在CNKI進行檢索，檢索時間設置為2001-2013年，對檢索結果進行統計，將結果分為基本理論、方法技術、領域應用三個方面，這里的領域主要包括教育、網絡環境、圖書館、醫學、農業等。共搜索到513篇碩博論文，有效論文共135篇，其中方法技術62篇，將技術和具體領域相結合的共63篇。其中由于碩博論文會將理論直接融入到所寫文章中，因此在本次統計中不算入基本理論的統計中；共搜索到600篇學術論文，有效論文407篇，其中基本理論115篇，方法技術138篇，領域應用154篇。從文章的發表來看，在我國知識組織的研究已成為研究的熱點問題，但是目前鮮有學者將知識組織在教育領域的應用情況進行一個詳細的統計。盡管知識組織技術來自于圖書館學，但是也有新技術如語義網和本體技術和教育領域相融合的趨勢，對知識組織的研究不再只是局限于圖書館領域，知識組織技術在教育領域的應用也逐漸納入研究的范圍。

三、知識組織的技術與方法

對知識組織的研究主要從兩個維度來考慮，一方面從知識組織技術的角度，由于此部分在國內表述得已經比較多了，在本文中將不再詳細描述。另一個方面從知識組織的方法來進行研究，知識組織的方法有好幾種，在這里筆者主要選取的是蔣永福教授的知識組織分類法，但是其只是給出了知識組織方法的分類，并沒有給出詳細的圖示說明，在本文中將給出六種知識組織方法的圖示說明。技術與方法相結合就能逐漸解決當前在教育領域所遇到的關于教育資源的問題。

(一)知識組織的技術

知識組織的技術主要包括主題圖(Top Maps)、元數據(Metadata)、概念圖(Concept Map)、本體、專家系統、語義網。主題圖提供的自定義信息路由政策使用戶能夠有效地組織數字資源，使網絡中的資源實現有效的聚合[13]，主題圖以分布式的協作創建來維護知識結構，自身具有的擴展性和可重用性可以實現不同知識領域的主題圖合并。概念圖描述知識之間的結構，有效表達知識之間的順序，Novak,Joseph D在Learning how to learn一書中提出了概念圖構建的四個步驟：概念提取、概念分類、定位中心概念、連接交叉概念[14]。相對于概念圖和主題圖而言，本體強調對具體事物屬性和關系的描述，O'Leary, Daniel E指出由于本體的構建從本質上說是一種組織的決策行為，各領域專家的知識是語境相關且獨立建立，知識面雖廣但也難避免片面的問題，因此很難構建一個能夠滿足所有成員需求的本體[15]。專家系統將人類的知識和經驗以知識庫的形式存入計算機，并模仿人類專家的思維過程和推理方式來解決問題，目前比較成功的系統有預測及智能檢測專家系統PROMISE[16]。語義網是當前萬維網的擴展和延伸，用一種便于理解和識別的語言建立起全球數據庫。近年來由于物聯網概念的提出，知識組織的關注度也逐漸提高，在實踐過程中往往需要研究者針對不同的實際操作環境來選擇出一種合適的技術來達到預期的效果。

(二)知識組織的方法

和知識組織技術更加強調技術層面的實現相比較而言，知識組織方法更加注重的是實現思想上的把握。就猶如方案和實施兩者的關系一樣，只有有了好的想法才能夠讓技術更好地為實施服務，好的想法才能使技術走得更遠。知識組織的方法有多種：(1)王知津、王樂從文獻演化的微觀角度出發，根據知識的內部結構特點，將其分為知識因子的組織方法和知識關聯的組織方法[17]；(2)蔣永福依據知識組織的語言學基礎，將其分為語用組織方法、語義組織方法和語法組織方法；(3)從技術的角度可以將知識組織的方法分為數據倉庫、知識發現和面向對象方法[18]。具體的知識組織方法有七種：知識表示、知識重組、知識存檢、知識聚類、知識編輯、知識布局和知識監控[19]。知識表示包括主觀知識表示和客觀知識表示；知識重組包括知識因子重組和知識關聯重組；知識類聚包括學科類聚、主題概念類聚、人類聚、用途類聚、時空類聚；知識存檢包括知識的腦內存檢和知識的腦外存檢；知識布局包括主觀知識布局和客觀知識布局；知識監控包括思想監控、法律監控和標準監控。本文主要采用蔣永福的知識組織方法，按照蔣永福的描述總結出知識組織六種方法的關系圖(如圖1所示)，知識要轉化為新的知識可以經過知識表示、知識重組、知識編輯和知識監控四步。

圖1 知識組織方法關系

知識表示是一種知識能夠轉化為另外一種形式知識的前提，知識重組是轉化為新知識的必要活動，知識監控可以保證知識轉變為新知識后的質量、使新的知識實現有序化，知識編輯可以使優化知識存在的形態更加利于知識的傳播和交流。同時知識是具有很多種不同的屬性的，正如在世間存在的萬事萬物一樣都有自己的屬性，按照同類的屬性對知識可以進行聚類，知識存檢是新知識較有現實價值的功能，一切事物的轉化都是為了使在今后的使用中更為方便，更為人性化，知識的轉化也不例外。接下來會對本圖中涉及到的六種知識組織方法進行較詳細的描述。

1.知識表示

所謂知識表示即將知識客體中的知識因子和知識關聯表示出來，以便加深人們對知識的理解和識別。任何的知識組織方式都是建立在知識表示的基礎之上的，主要包括主觀知識表示和客觀知識表示兩種，主觀知識的表示主要是指將人腦內復雜的神經生理和心理的過程進行表示，客觀知識的表示主要是將文獻中的知識因子和知識關聯表示出來，如圖2所示。

圖2 知識表示的過程

從圖2可以看出知識可以分為主觀知識和客觀知識，如上所說主觀知識受到心理和神經的影響，因此表示起來比較復雜，主要包括邏輯表示、語義網絡、專家系統三種表示方式，國內的人工智能領域對該部分研究比較深入，能夠實現人機對話。和主觀知識相對的客觀知識就比較好表示了，知識并不是獨立存在的，一個個小的知識點組成了大的知識點，而知識點之間的聯系知識能夠形成一個知識體系，因此客觀知識的表示能夠利用各知識的知識因子和知識關聯進行。

2.知識重組

在上述的知識表示中將知識表示的方式進行了描述，這是知識組織的前提，而知識重組就是對相關客體中的知識因子和知識關聯進行結構上的重組，形成另一種形式上的知識產品的過程。比如在信息的海洋中為用戶搜索出用戶所需要的經過提煉的信息。分為知識因子的重組和知識關聯的重組兩種，如下頁圖3所示。

從下頁圖3可以看出知識重組主要是面對客觀知識而言的，從經過知識表示階段的客觀知識能夠提取出知識因子和知識關聯，這些因子和關聯可以按照一定的規則進行重組形成新的知識因子和知識關聯，這些產生物可以按照知識分解的逆向過程將新生成的知識因子和知識關聯進行重新組合，從而形成新的知識產品，這個過程實際上就是將知識拆分為兩個維度，分別從兩個方向來對知識進行重新組合，有利于新的知識的產生。

圖3 知識重組的過程

3.知識聚類

按照蔣永福的敘述可以得知知識聚類又稱為知識分類組織法，同時他分析聚類和分類是一個過程的兩個方面。在信息時代，文本信息爆炸式增長，而知識聚類能夠按照一定的聚類標準分門別類地對信息加以類集和序化，每個事物都具有各自不同的屬性，但是總有自己的種類，事物的分類需遵循“物以類聚”的原則，屬性相同的就可以聚為一類。可以依據學科、主題概念、人物、用途、時空結構等標準進行聚類。相對于知識表示和知識重組更加傾向于內在聯系來看，知識聚類更加注重知識的外在屬性，知識聚類的過程如圖4所示。

圖4 知識聚類的過程

從圖4可以看出知識有多種外在屬性，就如平常我們在劃分事物時會根據某種標準來將事物劃分類別一樣，知識也可以根據相關的聚類標準進行歸類，聚類的標準有很多，這里只列出了有限的幾種，劃分后的知識將具有某種共同的屬性，比如書籍共同的屬性就是閱讀和用紙印刷，歸類后的知識方便人們對于特定知識的查找和使用，方便了知識的傳播與搜索。

4.知識存檢

由于教育系統規模的日益擴大和不斷提高的復雜性，管理負擔是現代大型存儲系統面臨的挑戰之一。知識存檢包括知識貯存和知識檢索兩個過程，知識存檢的過程能夠加深知識的吸收和利用，建立一個有序的知識存檢系統是知識組織活動的首要任務，可以分為腦內存檢和腦外存檢。腦內存檢即在復雜的大腦神經生理和心理過程的影響下主觀知識的形成過程，其主要目的就是為個體的知識記憶服務[20]。腦外存檢包括個體的腦外存檢和公共的腦外存檢。知識存檢的過程如圖5所示。

圖5 知識存檢的過程

從圖5可以看出知識存檢分為腦內存檢和腦外存檢，如上所述腦內存檢如同主觀知識表示一樣都是面向大腦神經和心理過程的，腦外存檢是面向客觀存在的事物的，腦內存檢可以用存儲、編碼以及提取的方式來進行存儲和檢索，這個過程和人類的記憶過程類似，最終會形成個人或者集體的主觀知識記憶。和腦內存檢相對的腦外存檢是面向實際存在的知識的，是看得見摸得著的，包括文獻知識的存儲和積累與知識傳遞兩個部分，由于是可見的，因此會最終形成社會公共記憶，擴大了知識共享的范圍同時也利于知識的傳播。

5.知識編輯

現代網絡存儲技術在數據的一致性和可靠性等方面不能很好滿足分布海量數據管理應用的需求，需要對網絡中的數據進行編輯以實現對知識的合理組織。知識編輯首先要做的第一步是對知識信息的搜集，然后經過加工成為另外一種形式的知識產品，經過編輯后的知識更加優化。當前我們處在一個信息爆炸的時代，能夠獲得的信息量非常之多，但是仍然有很多的學習者能夠感覺到所得到的信息是雜亂的，這主要是因為這些獲取到的信息沒有經過知識編輯和組織。知識編輯的第一步就是搜集知識，然后將搜集到的知識進行集中處理，也就是利用知識編輯的功能將知識進行優化，最終我們會得到優化過后的知識，就比如在網絡上我們經常會搜索到很多的教育資源，有的教育資源是沒有歸類的，只是雜亂無章的呈現在網絡上，這是我們可以建議該資源的擁有者將這些資源進行合理的分類，給予一定數量的屬性標簽，這樣也會方便今后需要的人進行搜索，這個功能和百度文庫的功能有些類似，百度文庫相信大家曾經使用過，在百度文庫中有成百上千萬的文章，如果僅僅是從文章的題目來搜索文章的話，我們可能會漏掉其它和此題目類似但是并沒有用這種題目的文章，而經過優化后的文章，在文章入庫以前就給予了標簽，方便使用者對相關文章的搜索。

6.知識監控

信息化社會的發展，學習資源的管理成為了教育資源公共服務體系建設中不可忽視的問題，需要對優秀的學習資源進行合理有效的管理。知識監控主要是按照社會中已經規定的政策法規或者已經存在的知識監控技術對知識主體的行為加以限制和監督，其目的是為了完善知識系統內在的秩序。

從圖6可以看出，主要有三種方式可以對知識主體進行監控，包括政策法規、監控系統和相關標準。政策法規是由國家制定的外在的法律保障，是大體上的規定，而相關的標準也是一種規定但是會針對具體的領域知識主體來進行監控，也就是將監控的方式更加細化了，僅僅靠文字上的規定還是不夠的，在信息化時代當然還需要用技術的手段來解決問題，監控系統可以用來實現檢測知識是否抄襲等功能。這三種監控手段都是為了使知識系統內的知識更加有序化，規范知識的傳播和交流過程，同時也尊重知識的原創作者。

圖6 知識監控的過程

四、知識組織技術的研究重點

(一)知識可視化

有學者將人們在客觀環境中所獲得的信息按照感官進行了分類，如圖7所示，結果發現人們通過視覺獲得的信息量是最多的，同時根據一項記憶持久性實驗，如圖8所示，從結果分析來看聽和看兩種方式能夠使信息在人腦中存儲的時間較長，將符號所代表的的新知識和學習者認知結構中已有的知識概念建立聯系能夠使信息保持的時間更長，而知識可視化便有這種功能。知識可視化屬于知識表示范圍，以雙重編碼理論為理論基礎。知識可以按照所具有的不同屬性分為多個種類，如圖9所示。國內“知識可視化”由趙國慶在2005年提出。知識可視化可以理解為知識表示的一種圖形化的方式，用圖形的方式來表達抽象的事物，其目標在于利用圖形圖像的手段來幫助他人重構、記憶和應用知識。Burkard R·A[21]認為知識可視化的優勢在社會、情感和認知三個方面都有所體現并將知識可視化表征概括為啟發式草圖、概念圖表、視覺隱喻、知識動畫、知識地圖和科學圖表六種。Jonassen[22]認為知識可視化視覺表征主要包括概念圖、思維導圖、認知地圖、語義網絡和思維地圖等。幾種已有的可視化工具概念圖、思維導圖、認知地圖、語義網絡和思維地圖在教育領域逐漸得到廣泛應用。

圖7 客觀環境獲取信息分類

圖8 記憶持久性實驗結果分析

圖9 知識分類圖

技術與理論和實踐是相互推動的，實踐應用為理論和技術研究提供了驗證的空間。有學者在可視化環境下進行了漢語音教學研究，以語音的聲學研究和實踐為基礎，從學生認知角度將文字表述的語音知識轉化為視覺圖像，激發學生多感官介入并促使學生能夠在短期內建立起“語音知識圖像”[23]，這種心感身受的學習方式能夠提高漢語學習的效益。知識可視化工具在指導學生學習和幫助教師進行個人知識管理上都有所運用。在上海有學者隨機抽取上海黃浦區六所學校，就可視化工具支持學生有意義學習的具體作用進行調查，發現學生成績的差別與使用知識可視化工具進行學習呈現出高度的正先關，同時也發現學生對可視化工具的興趣很高，但在實際教學中教師并沒有很好利用這種興趣引導學生使用可視化工具進行知識的歸納和總結[24]。以上兩個是關于學生的可視化學習，對于教師隊伍建設而言，思維導圖能夠對教師個人實現知識可視化管理，包括學科資源的管理、知識體系的意義構建、教學設計靈感的激發[25]。盡管知識可視化工具在教學中受到很大的關注，但在教學應用中也確實存在一些問題。趙國慶在與將知識可視化工具應用到教學中的老師交流的過程中，發現學科的選擇、人的思維模式、在教學過程中呈現的時機和策略、繪制的時間、知識可視化工具操作的便捷性會影響知識可視化工具在學生中的推廣[26]，比如在課堂上運用思維導圖時，學生大部分的注意力會集中在記載筆記上面，而思維導圖的使用更加傾向于局部。

(二)學習元

Web2.0充分聚合“草根”智慧進行資源的建設。目前以學習對象為主流的學習資源技術只關注封閉結構中的學習內容及共享，繼積件、學習對象和學習活動技術后，學習資源的建設成為當前關注的焦點，而“學習元”是一種新型的學習資源組織方式。楊現民和余勝泉認為在泛在學習和普適計算環境的影響下學習資源會實現資源內容的調整和完善以及資源內外結構的優化兩個方面的進化，同時總結出當前數字化資源進化存在以下缺陷[27]：缺乏對資源進化方向的控制，資源散亂增長；缺乏有效的機制環境，資源的安全得不到保障；忽視資源的動態語義關聯；忽視學習過程性信息的重要性。并且二人針對以上缺點設計出了泛在學習環境下學習資源進化模型[27]和學習資源信息模型[28]。

“學習元”是余勝泉教授于2007年在“泛在學習環境中的學習資源設計與共享——“學習元”的理念與結構”[29]中提出的，并在此文章中介紹了學習元的結構模型，此后余勝泉教授又帶領自己的學生就“學習元”做了一系列的研究，包括模型建設、系統設計、資源描述、應用場景等。“學習元”的可重用特性可支持學習過程信息采集和學習認知網絡共享，可以彌補現有學習技術在非正式環境下對學習支持不足、資源智能型缺乏、無法共享學習過程的生成性信息、學習內容無法進化的缺陷。學習資源的可更新性是未來學習資源發展的重要趨勢?！皩W習元”實現了資源的層次聚合向語義網絡聚合的轉變。學習元的資源建設適合未來泛在學習環境和非正式學習形態的需求，是一種非正式學習環境下提出的學習方式。余勝泉和陳敏以學習元模型為例，對泛在學習資源建設的特征和趨勢進行了描述[30]，指出要多關注人和知識、任何人之間的互動，資源庫的形態要由封閉的建設向以資源為中心的協同知識建構的只是共同體的形態轉變，隨即陳敏、余勝泉以“學習元”平臺為例從用戶興趣、學習偏好和知識模型出發，提出了針對泛在學習的內容個性化推薦模型。同時，程罡、余勝泉、楊現民在“‘學習元’運行環境的設計和實現”一文中對學習元支撐系統的體系結構和功能、存儲結構進行了設計，結合學習資源未來發展的趨勢，對系統進行了功能設計[31]。

將物化的資源和人結合到一起形成一個動態演化的社會認知網絡是未來學習資源建設的確實，學習者在這個網絡中不僅可以得到當前所需要的知識，同時能夠構建屬于自己的社會認知網絡，動態更新的知識將幫助學習者更好地獲得智慧。在下頁圖10中筆者根據該系統的提出背景，以及他們所設計的功能，對該“學習元”系統進行了圖示描述，該系統是在普適計算的環境下發展起來的，而現在所提倡的泛在學習的思想能夠促進該學習元系統的發展，為了使學習資源更好地實現共享，因此必須預見在未來可能擁有的功能，并立足當下實現現在可以解決的功能。

(三)教育資源的數字版權管理

之所以會將數字版權管理歸為知識組織技術在教育領域的應用，是因為筆者認為數字版權技術能夠保護教育資源的版權所有者，屬于知識監控的范圍，數字版權管理相當于是用技術的手段來保護教育資源。DRM(Digital Rights Management，數字版權管理)對各類數字內容所涉及的權益進行保護的一系列軟硬件技術，包括對數字資源進行描述、識別、保護、監控跟蹤等各個過程。數字版權技術主要包括身份認證、網頁腳本控制、數字水印、加密技術。其核心思想是通過相關的策略來對數字內容的版權進行保護，用戶要得到數字內容必須取得與之相對應的許可證書才可以成功試用該內容[32]。當今社會網絡教育是很流行的，在這種背景下所衍生出來的虛擬學習社區中資源的版權管理顯得尤為重要，資源的重用性以及隱私信息都需要受到保護，為了讓虛擬學習社區往更好的方向發展，相關作者的著作權身份必須得到認可，任何的抄襲都不能予以承認。而對于全球范圍的分布式學習，如世界性的遠程教育，教育資源的數字版權管理也需要著重關注。在圖11中，對于當前網絡學習環境下，學習者總是會面對各種各樣的教育資源，包括：試卷、試題、多媒體資源、網絡課程、網絡課件等，在利用這些材料進行學習的過程中，數字版權技術能夠有效地保護以上學習資料的著作權。無論在何時我們都需要尊重資源的原創者，對于資源的使用者也要加以合理地監控和防護措施。

圖10 “學習元”系統的設計

圖11 教育資源與數字版權關系

劉清堂教授及其研究團隊一直以來對教育資源的數字版權都有研究，針對目前市場上主流的視音頻利用微軟的數字版權技術對編碼后的文件進行加密打包(王淑娟)，然后根據打包給用戶的文件所存在的只能對離線文件進行保護的缺陷，提出了一種基于流的實時流媒體版權保護編碼系統[33]，解決了實時廣播的如遠程教育的在線網絡課程、在線網絡會議的數字版權保護，同時研究了學習資源數字權利管理(LRDRM)體系框架[34]，但是當前國內對教育資源數字版權管理的研究比較少，不僅研究者數量不多并且研究的種類也不多。

(四)知識搜索

知識是經過人的思維整理過的信息、數據以及社會的其它符號化產物，包括科學技術知識、日常生活知識、創造知識的知識等。而知識搜索是在用戶輸入我們人所使用的簡單語句后，利用自然語言智能查詢技術，在搜索引擎對提問進行結構和內容分析后，可以直接給出問題的答案或者引導用戶從幾個可選擇的問題中再進行選擇。根據March等人的研究將知識搜索定義為組織對外部先有知識和新知識搜尋、獲取、整合與利用的活動過程[35]。在信息時代的我們被大量的信息包圍，當我們用傳統搜索引擎進行資源搜索走索時，得到的搜索結果往往不太精確并且數量龐大，不利于我們找到我們想要的信息，在此背景下以“知識共享社區”和“搜索引擎”相結合的知識搜索引擎正在逐漸發展起來，它在一定程度上彌補了傳統搜索引擎的不足。傳統的知識搜索引擎對于深層次的動態信息無法給予挖掘，同時由于網頁權重等因素所需網頁也無法在大量的網頁中脫穎而出。而知識搜索引擎是以用戶互答平臺和知識積累為基礎的[36]，匯集了“草根的”智慧，調動廣泛網民參與的熱情，用戶與用戶之間可以分享彼此的知識和經驗，典型的知識搜索引擎包括互動問大型的雅虎知識堂、百度知道、搜搜提問、新浪愛問知識人以及知識呈現型的百度百科[37]。

知識搜索能夠加快教育資源的搜索效率。就如同上面所敘述的現在的教育資源多而雜，我們需要找出合適的知識存儲和檢索數據。知識搜索是以元數據為基礎的，元數據被稱為“關于數據的數據”，元數據在網絡資源的檢索中側重于對信息資源的描述、整合、控制、組織和檢索，而且強調忠實于原有資源和標引過程中的標準形式和詞表的采用[38]。在下頁圖12中筆者對之前研究者提出的知識搜索系統圖[39]進行了補充，因為在之前的系統中只是簡要畫出了功能模型，并沒有將元數據表示模塊加進去，也就是沒有說明知識庫是如何來表示的，該系統主要包括五個部分：問題分析與分類、信息檢索、問答平臺、評價監督和知識庫。問題分析與分類模塊主要是對自然語言進行詞法、語法的分析，提供有價值的查詢概念。信息檢索模塊位于系統的核心，檢索的對象是知識庫，而經過問題分析的詞語是被查詢的對象，如果在知識庫中能夠找到相應的記錄，那么就直接返回答案，如果無法找到則去問答平臺上尋找答案，最終也會將搜索到的正確答案返回給用戶。在知識問答模塊為用戶提供了一個可以進行提問和回答的平臺，例如百度的百度知道就是一個問答平臺。既然問答平臺的資源是人為產生的，那么不能排除用戶不會違反平臺所制定規則來發布答案，因此有必要對搜到的結果進行質量監控。知識庫模塊是該系統的另外一個核心，任何一個龐大的系統都不可能脫離數據庫而獨立存在，知識搜索系統將知識點用元數據的形式來表示，其實元數據就相當于知識點所具有的一個個小小的屬性，只是這些數據單元是不可再拆分的，可以直接來進行搜索。元數據使信息的描述和分類實現了格式化，從而為機器來智能地處理數據提供了可能。該系統能夠很好地體現共享與搜索的功能，比如教學備課系統就可以用到知識搜索。該系統在教育領域的應用前景還是很廣闊的。

圖12 知識搜索系統

五、知識組織技術在教育領域應用的優勢及前景

知識組織技術在教育領域的應用還比較瑣碎，不成體系，但其在醫學和農學領域的應用研究已經取得了相關的成果。教育技術領域研究的重點就是將相關教學理論和技術進行有機結合來取得更好的教學效果和學習效果。知識組織技術的智能化、個性化功能值得在教育技術領域發揚光大，可以做一些有意義的嘗試。學習者需要更加人性化的學習方式，如何在資源的海洋中以最快的速度獲得信息，如何能夠更好地掌握學科的脈絡，這些問題我們可以嘗試去知識組織中尋找答案。目前的知識庫系統、資源檢索系統、輔助學習等系統都存在著知識的共享、分類、聯想、信息提示和欠缺智能化導航的功能，這些是限制教育走向智能化的關鍵問題。將知識組織技術和教育領域相結合主要有以下優點：

(1)體現以人為本的思想，智能化的服務能夠充分考慮學生在學習的過程中不同的需求。無論是教育資源、教學系統或教學平臺的建設都是為了促進學習者的學習，使我國的教育得到更好的發展。知識組織技術是從人思考的思維方式來進行資源的建設的，和以往的資源建設的方式不太一樣，這種方式站在人的角度將資源進行整合。

(2)根據學生的特點提供不同的服務，從不同程度上促進學習者的學習。學習者在學習的過程中學習能力、學習態度、資源獲取的能力、信息處理能力都不相同，而良好的經過優化的資源呈現形式、個性化的推薦服務，可以使學習者更好地獲取利于自身發展的知識。

(3)能夠較好解決我國教育資源聯系不緊密的問題。在中國通過網絡連接提供教育資源的方式很常見，我國的教育資源類別多、內容豐富，但搜索起來不太簡便，資源間沒有建立起良好的聯系，現在教育資源存在一個盲目堆砌的問題，各個學科之間其實是有很多的重疊交叉點的，目前的建設者建設資源的習慣往往是各自獨立地建立資源，沒有深入考慮過如何和其他區域或學科的資源建立起一定的聯系。只有當資源與資源間、區域與區域間建立了很強的聯系，才會更加有利于知識的傳播和共享。

(4)為教育資源共享和個性化學習提供新的知識表示方式，有利于學科知識的交叉融合。隨著語義網的發展和對信息需求的增加，原有的教育資源建設標準SCROM、CELTS并不能從真正意義上解決資源共享中的問題，這些資源共享系統的底層知識描述存在問題，一般都采用關系型數據庫或知識庫來表示，但是這些知識庫中的知識未實現高度結構化，不能準確描述出知識之間的聯系。而知識組織技術有利于學科領域知識的發現，能夠更加全面地理解概念，但是當前我國的學科知識庫建設的共享效果還不是很明顯，需要做進一步研究。

(5)提供了高效率的信息搜索方式。計算機的廣泛應用，使學習者日益增長的資源需求同資源的有效搜索之間的矛盾越來越突出，傳統“關鍵詞”搜索方式的搜索結果不能準確、全面反映用戶需求，學習者需求的多樣化需要技術人員和教育工作者一并改進和發展新的搜索技術。語義檢索是建立在文獻信息的概念相關關系基礎上的檢索，能夠為用戶提供交互式的智能化單行，從而實現用戶的深度檢索。

目前知識組織技術在教育領域的應用主要集中在自適應學習、資源庫建設和e-Learning三個方面，在學生認知結構模型構建、教育游戲開發、專業評估等方面的研究較少。要堅持“引進來和走出去”的原則，我們將國外先進的技術引入到教育領域的研究中，同時我們也要將這種技術均衡的應用到教育研究的各個方面，來促進學生的發展。雖然研究者針對教育領域存在的問題開發和設計了很多系統，也只是從實證研究的方面證實了系統的有效性，并沒有理論根據說明此系統的可靠性。并且由于知識組織技術發展的時間也不長，目前還沒有由專門組織制定的知識定量評價體系可供研究者參考，另外知識監控的方式也不是很多樣化，而為了保證知識系統朝著更加完善的方向發展，知識監控一定是必不可少的環節，其實國內關于監控的商業成功案例有一些，但是感覺仍然不能很好地達到監控的效果，目前而言挖掘的深度和廣度都不夠，在這方面仍舊需要研究者多下功夫。

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趙呈領：教授，博士生導師，研究方向為教育技術學理論、方法與應用、信息技術與課程整合()。

杜靜：在讀碩士，研究方向為教育信息資源設計與開發(dujing@mail.ccnu.edu.cn)。

萬力勇：博士，講師，研究方向為教育信息化、數字化學習資源建設、教育知識管理等(liyongwan2010@126.com)。

陳慧：在讀碩士，研究方向為教育信息資源設計與開發(chenhui@mail.ccnu.edu.cn)。

2013年12月6日

責任編輯：馬小強

The Research and Application on the Technologies and Methods of Knowledge Organization

Zhao Chengling1, Du Jing1, Wan Liyong2, Chen Hui1
(1. School of Educational Information Technology, Central China Normal University, Wuhan Hubei 430079;2. School of Public Administration, South-Central University for Nationalities, Wuhan Hubei 430074)

Knowledge Organization research put a new research perspective on the study of education field. The technology and application of knowledge organization give a new revelation on the storage form and organization method of resources. However,the number of the studies about the application of knowledge organization in educational fields is not high. And the previous studies just give a rough classi fication on the methods of knowledge organization. The previous studies did not have a detailed description on the procedure of the methods of knowledge organization. In this article, six methods of knowledge organization procedure will be descripted and four applications in the education field will be listed .The four applications are knowledge visualization, learning cell,digital rights management and knowledge search on education resources. The advantages about combining knowledge organization and education together will also be listed in this article.

Knowledge Organization; Knowledge Organization Methods; the Procedure of Knowledge Organization Methods;Education Application

G434

A

1006—9860(2014)04—0077—10

* 本文系“十二五”農村領域國家科技計劃課題“低成本體驗式農村信息服務關鍵技術與終端研發”(項目編號：2012BAD35B02)成果。