基于知識圖譜實現教育資源聚合的研究

摘?要：互聯網時代能夠讓學習者更便捷地接觸到學習資源，同時也帶來了“信息孤島”、“信息迷航”等問題。本文通過對知識圖譜、信息可視化、教育資源聚合等概念進行詳細的剖析和研究，探討了知識圖譜對于教育資源聚合的意義，并且針對該研究的應用落地提出了一些思考和建議。以期更好地組織和利用教育信息資源，進一步實現教育現代化。

關鍵詞：知識圖譜;信息可視化;教育資源聚合;教育現代化

一、引言

2019年2月，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》，提出了加快信息化時代教育變革的要求[1]，強調了基礎教育信息資源的建設的重要性。目前盡管基礎教育信息資源數量較為充足，但其質量和使用情況不容樂觀[2]，海量的教育資源難以進行有效的整合，給學習者帶來了“信息迷航”、“信息孤島”等問題。越來越的研究者開始探索資源的重合和再組織方式，知識圖譜就是其中的一種有效形式。本研究將對各種概念和理論進行分析，進一步探索知識的有效表征方式，依托知識圖譜更好地實現教育資源聚合。

二、理論分析

1.知識圖譜

知識圖譜并是在對語義網標準與技術的揚棄中產生的[3]，Google公司于2012年5月正式提出了這一概念[4]。本質上，知識圖譜可以理解為一種語義知識庫，通過符號的形式對物理世界中的概念及關系進行描述，以結構化、可視化表征出來。其基本組成單位是“實體-關系-實體”的三元組，實體間通過關系相互聯結，構成網狀的知識結構，是一種有效的資源組織和知識可視化表現形式。

2.信息可視化

信息可視化作為學術術語最早于1987年2月第一次提出[5]，經歷了科學計算可視化、數據可視化、信息可視化以及知識可視化四個發展階段[6]。知識圖譜是信息可視化的一個分支，幫助實現知識可視化，即利用數據挖掘等知識發現方法，將知識的構成和知識之間的邏輯關系利用可視化的形式表征出來[7]。知識的可視化表征可以通過視覺的特殊表現形式，促進群體知識的傳播與創新。

3.教育資源聚合

隨著網絡上教育資源的爆炸式增長以及多元化發展，資源聚合、集成與融合的問題也隨之產生。資源的聚合并不等于整合，不是僅僅將分散的資源歸集到一起，而是在整合的基礎上進行進一步的分類和聚集，包括基于目錄、元數據和語義等方式[8]。各學科資源結構體的有效組合，能夠更高效地支持學習，并且隨著語義網絡技術的進步，學習資源的語義化組織已經成為一種趨勢[9]。

三、知識圖譜對于教育資源聚合的意義

有意義學習的實質是符號所代表的新知識與學習者認知結構中已有的適當觀念建立起實質性的聯系[10]，知識圖譜能夠將一些復雜的、抽象的知識及其間的聯系表征出來，從而實現知識在語義層面的聚合。具體表現在：

1.使得獨立的教育資源之間產生聯系，實現資源的優化組織

在大多數情況下，學習者只能檢索到與自己檢索關鍵詞相近的資源，難以進行進一步的拓展，而知識卻并不是獨立存在的。知識圖譜作為人工智能的一個分支，運用到數據挖掘、自然語言處理等技術，能夠實現資源組織的語義化連結。

實體對應各個獨立的教育資源，借助于知識圖譜則能夠進一步抽取出各資源之間存在的聯系，從而形成知識網絡，幫助學習者通過資源聚合，拓展自身知識結構。

2.通過知識的可視化表征，實現聚合資源的進一步理解與傳播

一方面，在碎片化學習和泛在學習時代，學習者往往更偏向于快速、簡捷地獲取教育資源中的框架與重點。知識圖譜以龐大的學習資源為基礎，呈現出了該領域中的知識重點和知識脈絡，為學習者在該領域的研究提供思路。

另一方面，由于學習者自身水平限制，對于某一領域知識的掌握可能并不是十分全面，而知識圖譜則可以為學習者提供更多相關的研究視角，降低資源檢索的復雜程度。

四、建議與思考

1.開發相關的知識圖譜在線學習平臺，輔助學習者自主學習

一些初級學習者在互聯網上檢索學習資源時，往往會受限于自身的知識儲備和資源評判水平，從而使一些開放教育資源無法發揮出其應有的價值。基于知識圖譜技術，可以開發出相關的在線學習平臺，將某學科或某個研究領域的教育資源進行進一步的聚合，為用戶提供學習支架，輔助學習者進行自主學習。

2.研究配套學習資源生成系統，輔助教師進行教學準備

目前許多一線教師面臨著很大的工作壓力，在備課、教研的過程中也需要在互聯網上搜集大量的教育資源，過于繁雜和無關的資源便會成為干擾信息。因此除了知識點以及學習資源本身之間的關聯，還可以依據課程大綱或實際教學需要研究配套的學習資源生成系統，有針對性性地進行教育資源的聚合和呈現，為教師提供相關的優質學習資源。

3.在計算機輔助教學的過程中仍要堅持以學習者為中心

雖然知識圖譜能夠在數量眾多的教育資源中為學習者提供清晰的知識路徑，而然堅持以學習者為中心的教育觀要求我們并不能用計算機生成的知識框架來代替學習者自身的認知圖式，只有當學習者原有的認知框架與新的知識發生聯系，才進行了有意義的學習。因此，在計算機輔助教學的過程中不能忽視學生自身認知結構和認知水平的發展。

五、小結

在開放教育資源不斷增加和積累的今天，知識圖譜技術作為人工智能的一個重要分支，有效地實現了信息的可視化，能夠幫助教育資源在語義層面更好地聚合，進一步優化資源結構、擴大資源價值。同時隨著人工智能、大數據技術的不斷發展完善，前沿科學技術也將為教育領域帶來更多的創新和發展，進一步助力中國教育現代化的實現。

參考文獻

[1]?教育部.中共中央、國務院印發《中國教育現代化》2035[EB/OL]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t20190223_370857.html，2019-02-23.

[2]?熊雅萍，熊才平，葛軍，伍姚.教育信息資源用戶標注模型構建及仿真研究[J].現代遠距離教育，2017（01）：36-43.

[3]?徐增林，盛泳潘，賀麗榮，王雅芳.知識圖譜技術綜述[J].電子科技大學學報，2016，45（04）：589-606.

[4]?AMIT S. Introducing the knowledge graph[R]. America：Official Blog of Google，2012.

[5]?譚章祿，方毅芳，呂明，張長魯.信息可視化的理論發展與框架體系構建[J].情報理論與實踐，2013，36（01）：16-19+32.

[6]?尹晗，張際平. 思維可視化視角下的未來課堂架構研究[J]. 遠程教育雜志，2016，35（2）：106-112.

[7]?秦長江，侯漢清.知識圖譜——信息管理與知識管理的新領域[J].大學圖書館學報，2009，27（01）：30-37+96.

[8]?吳笛，李保強.大數據背景下基于主題模型的學習資源聚合研究[J].電化教育研究，2016，37（09）：69-75.

[9]?楊現民.泛在學習資源動態語義聚合研究[J].電化教育研究，2014，35（02）：68-73.

[10]?劉麗娟. 奧蘇貝爾有意義學習理論及對當今教學的啟示[J]. 南方論刊，2009（5）：101-101.

作者簡介：楚肖燕，1999年3月出生，女，漢族，江蘇揚州人，本科在讀，南京師范大學教育科學學院，研究方向：遠程教育、人工智能+教育。