|
Оглавление
Инженерия знаний. Введение
Д.И.Муромцев, А.Н.Зпобин, Ю.В.Катков, И.Н.Починок
Разработка базы знаний по оптике для образовательных веб─приложений Аннотация. В статье рассмотрены результаты работ по созданию прототипа on-line базы знаний по оптике для
систем е-Learning. Рассмотрены возможности онтологического моделирования для построения систем е-Learning
нового поколения. Приведена методика создания базы знаний, включая этап инженерии знаний. Описана архитектура программной реализации базы знаний, центральным компонентом которой является модуль графической ви─зуализации онтологий, обеспечивающий простой и наглядный способ доступа к образовательному контенту.
Ключевые слова: технология дистанционного обучения, базы знаний, онтологический инжиниринг.
Создание баз знаний (БЗ) для решения практических задач уже давно привлекает внимание разработчиков как эффективный способ доставки до потребителя информации, источниками которой традиционно считались специалисты─эксперты [1]. В последнее время БЗ становятся неотъемлемой частью образовательных систем и технологий [2]. Однако большинство разработок в данном направлении посвящены созданию электронных архивов и каталогов. К сожалению, при таком подходе задача определения критериев поиска необходимой информации ложится на пользователя, который может не иметь ни малейшего понятия о предметной области, а, следовательно, и не в состоянии самостоятельно осуществлять целенаправленный поиск. Единственной возможностью в этой ситуации является, по сути, фасетная классификация, что нельзя считать приемлемым образовательным инструментом. Говоря об образовательных веб─приложениях, прежде всего, имеют в виду различные системы дистанционного образования. В последнее время все чаще упоминается термин е-Learning 2.0 [3, 4], подразумевающий использование в процессе обучения средств Web 2.0 [5]. В отличие от традиционного подхода, когда ученику предлагается изучить некий набор материалов, выполнить тестовые задание, которые затем проверяются преподавателем, новая форма е-Learning 2.0 предполагает широкую социализацию процесса обучения и использование такого программного обеспечения как блоги, wiki, социальные сети и пр., поддерживаемые как педагогами, так и учениками. В литературе этот феномен также упоминается под названием "Длинный хвост" (Long Tail Learning) [6], так как в процесс преподавания вовлекаются не только учителя, но и большое количество учеников, обменивающихся опытом в решении частных задач, таким образом, обучая друг друга. Вопросы реализации технологии активного обучения на базе онтологического моделирования рассмотрены авторами в работе [7]. Однако применение технологий Web 2.0 само по себе не обеспечивает решение вышеупомянутой задачи "квалифицированного ассистирования" пользователю при поиске и работе с информацией. Одним из подходов к построению интеллектуальной образовательной системы является разработка в качестве центральной компоненты БЗ с онтологической структурой, т.е. содержащей модель предметной области. Использование стандартных форматов представления онтологий позволяет применять широкий спектр инструментов инженерии и визуализации знаний. Также становится возможным применение методов логического вывода для удовлетворения сложных семантических поисковых запросов пользователя на основе формальных рассуждений (логического вывода). Авторы данной статьи применили данный подход при разработке прототипа образовательной системы для центра оптических технологий СПбГУ ИТМО [8], включающего онтологическую базу знаний по оптике в качестве формальной модели предметной области и семантический wiki-портал, содержащий образовательный контент. Целевой аудиторией рассматриваемой в данной статье БЗ являются ученики старших классов средней школы, студенты младших курсов и все интересующиеся историей и проблемами оптики. Задачами БЗ являются: -- предоставление учащимся школ, младших курсов вузов и другим пользователям оптических знаний в форме семантической \mbox{сети}; -- информационная поддержка лекционных и практических занятий; -- справочно─энциклопедическое обеспечение; -- повышение информационной культуры и мотивации школьников и студентов во время обучения за счет концептуализации знаний предметной области. При этом основные функции системы, реа─лизующие перечисленные задачи, включают: -- моделирование предметной области "оптика"; -- визуальное представление сложной картины взаимосвязей между понятиями, объектами и персоналиями в оптике, включая различные контекстные "срезы"; -- предоставление научно─образовательного мультимедийного wiki-контента; -- автоматическое построение связей между выбранными концептами предметной области; -- обеспечение доступа пользователей к ресурсам БЗ через сеть Интернет. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||