泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下知識建模研究

于延

（哈爾濱師范大學(xué)，哈爾濱150025）

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泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下知識建模研究

于延

（哈爾濱師范大學(xué)，哈爾濱150025）

摘要：通過介紹泛在學(xué)習(xí)的概念及特點(diǎn)，回顧了知識建模技術(shù)的發(fā)展，并提出一種泛在環(huán)境下知識建模模型，對知識的深度加工提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：泛在環(huán)境；知識建模；情境感知

1泛在學(xué)習(xí)

目前，學(xué)界一般認(rèn)為泛在學(xué)習(xí)是由美國Mark Weiser提出的概念，由泛在計(jì)算衍生而來［1］。泛在計(jì)算的最高境界和目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)和計(jì)算像空氣和水一樣，自然地融入到人類社會(huì)生活的所有角落。泛在學(xué)習(xí)在發(fā)展過程中，曾有無縫學(xué)習(xí)、普適學(xué)習(xí)等名字，是在泛在計(jì)算條件下創(chuàng)設(shè)的一種學(xué)習(xí)環(huán)境，由每個(gè)人日常生活中那些無處不在的、不可見的計(jì)算設(shè)備提供支持，學(xué)習(xí)者只需注意學(xué)習(xí)過程，而不必受自己所處的位置、環(huán)境和時(shí)間的限制。也就是說，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)者可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用任何智能設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)［2］。

在國內(nèi)，有學(xué)者指出泛在學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者可以在海量的、近乎無限的知識庫中獲取自己所需的知識點(diǎn)，也可以方便地與系統(tǒng)中的同伴交流［3］。還有學(xué)者指出泛在學(xué)習(xí)是發(fā)生在信息空間和物理空間相互融合的空間里，學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)的需求、學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)資源是無處不在的，在泛在計(jì)算環(huán)境下學(xué)習(xí)者可以得到隨時(shí)隨地的支持［4］。

2泛在學(xué)習(xí)的特征

泛在學(xué)習(xí)歸納起來有以下一些基本要素：第一，需要泛在計(jì)算環(huán)境支持，是無處不在的。第二，學(xué)習(xí)者關(guān)心的是學(xué)習(xí)過程本身，與所處的環(huán)境無關(guān)。第三，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)是完全自主的，是發(fā)自內(nèi)心的積極參與。結(jié)合文［5］中的觀點(diǎn)，筆者總結(jié)泛在學(xué)習(xí)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

第一，強(qiáng)泛在性。無處不在的海量學(xué)習(xí)者、無處不在的海量學(xué)習(xí)資源、無時(shí)不在的自由的自發(fā)的學(xué)習(xí)請求，以及泛在計(jì)算環(huán)境提供的無處不在的學(xué)習(xí)服務(wù)，使得學(xué)習(xí)活動(dòng)不受任何條件限制。

第二，強(qiáng)交互性。泛在學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)無處不在、無時(shí)不在的學(xué)習(xí)，就要求學(xué)習(xí)者之間、學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源之間、學(xué)習(xí)者與教師或?qū)W者之間，有非常強(qiáng)大實(shí)時(shí)的交互功能，要求泛在網(wǎng)絡(luò)之間存在多樣化高速的通信手段和高效的學(xué)習(xí)工具。

第三，海量資源。要保證學(xué)習(xí)者良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和多樣化學(xué)習(xí)需求，泛在學(xué)習(xí)要提供足夠的學(xué)習(xí)資源，包括學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)上的導(dǎo)師和同伴。

第四，情境感知。泛在計(jì)算的最高境界和追求是讓人們感覺不到它的存在，泛在學(xué)習(xí)也使學(xué)習(xí)者感覺不到它的存在。學(xué)習(xí)者可以體驗(yàn)真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，又意識不到學(xué)習(xí)環(huán)境的存在，這就要求泛在學(xué)習(xí)可以根據(jù)不同學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)要求提供給學(xué)習(xí)者恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)情境。

基于本文思想的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境框架如圖所示：

圖泛在學(xué)習(xí)環(huán)境框架Fig. Ubiquitous learning environment framework

3知識建模的發(fā)展

為實(shí)現(xiàn)知識在泛在計(jì)算環(huán)境下的存儲、表示和處理，為了實(shí)現(xiàn)知識的共享和復(fù)用，為了達(dá)到泛在學(xué)習(xí)的目標(biāo)和要求，需要科學(xué)的知識建模技術(shù)的支持。

近年來，基于框架、規(guī)則、模型以及本體的多種知識建模技術(shù)在人工智能領(lǐng)域得到發(fā)展。這些技術(shù)主要應(yīng)用于對知識的智能推理和自動(dòng)化推送，例如，在顯性知識管理方面，主要出現(xiàn)了智能搜索引擎、知識門戶等。顯性知識可以理解為那些可以編碼的知識和知識之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系。知識還可以是隱性知識，主要指人類的高級思維活動(dòng)，例如靈感、直覺、經(jīng)驗(yàn)等，這些知識通常難以進(jìn)行編碼和度量。

在知識建模和管理領(lǐng)域，很多學(xué)者都提出了不同的模型，例如文［6］中提出的社區(qū)知識處理模型，可以支持協(xié)同工作，文［7］中提出的知識網(wǎng)格模型，可以完成對全球知識資源的共享和管理。以上知識模型在顯性知識方面都提出了解決方案，但在隱性知識的建模和處理方面，還缺乏有效的方法。

4泛在環(huán)境下的知識建模技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)顯性知識與隱性知識的統(tǒng)一建模與管理，筆者提出一種新集成知識情境的知識模型。可以用三元組表示為：

KM=(KC，KIS，KR)

其中：KM是知識名稱，KC是知識類目，KIS是知識內(nèi)容或情境，KR是知識間的相互關(guān)系集合。

KC：知識類目，可以定義成樹型的類與子類結(jié)構(gòu)，表示類目之間的繼承關(guān)系。

KIS：知識內(nèi)容或情境，在本文設(shè)計(jì)的模型中，情境也是一種知識內(nèi)容。這樣，知識和情境就可以統(tǒng)一處理。

KR：知識之間的關(guān)系。此屬性可用于描述知識點(diǎn)與其相關(guān)聯(lián)的知識之間的關(guān)系，為簡化描述，可以只包含強(qiáng)關(guān)系描述。

5　結(jié)語

本文介紹了泛在學(xué)習(xí)的概念及特點(diǎn)，以及簡要回顧了知識建模技術(shù)的發(fā)展，并提出一種泛在環(huán)境下知識建模模型。該模型實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)容和情境統(tǒng)一處理，可以用來描述顯性知識，也可以用來挖掘隱性知識，對于知識的深度加工提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］MarkWeiser(1996).UbiquitiousComputing［EB/OL］.http://www.ubiq.com/hy- pertext/ weiser/UbiHome.html Retrieved 10.11，2009.

［2］章偉民，徐梅林.全球視閾中的教育技術(shù)：應(yīng)用與創(chuàng)新［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，2006.

［3］白娟，鬲淑芳.M- learning21世紀(jì)教育技術(shù)的新發(fā)展［J］.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2003，（04）：45- 48.

［4］付道明，徐福蔭.普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)［J］.中國電化教育，2007，（07）：94- 98.

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［6］TOYOAKI N.A traveling conversation model for dynamic knowledge interaction ［J］.Journal of Knowledge Management，2002，6（2）：124- 134.

［7］HAI Zhuge.A knowledge grid model and platform for global knowledge sharing ［J］.Expert Systems with Applications，2002，22（4）：313- 320.

Research on Knowledge Modeling in Ubiquitous Learning Environment

YU Yan
(Harbin Normal University, Harbin 150025, China)

Abstract:This paper introduced the concept and characteristics of ubiquitoued learning, reviewed the development of knowledge modeling technology, and put forward a model of ubiquitous knowledge modeling, which provided a technical basis for the deep processing of knowledge.

Key words:Ubiquitous environment; Knowledge modeling; Situation

作者簡介：于延（1976-），男，黑龍江哈爾濱人，碩士，副教授，從事智能教育與數(shù)字游戲研究。

基金項(xiàng)目：黑龍江省自然基金“泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下集成情境的知識建模與知識管理技術(shù)研究”（F201319）；黑龍江省教育廳科技項(xiàng)目“基于多AGENT的智能教學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”(12541247)；黑龍江省應(yīng)用開發(fā)研究項(xiàng)目“支持情境感知的智能教學(xué)系統(tǒng)模型及應(yīng)用研究”；哈爾濱師范大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目

收稿日期：2015- 12- 27

中圖分類號：TP312

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-8646（2016）03-0116-02