文章編號(hào)：1672-5913(2008)18-0093-02

摘要：本文介紹了一個(gè)基于本體的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群開發(fā)模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并就其中的知識(shí)結(jié)構(gòu)和功能作了描述，為解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群各門課程的知識(shí)點(diǎn)之間的信息融合溝通、相互銜接提供了可行性論據(jù)。

關(guān)鍵詞：本體；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；課程群

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是信息類專業(yè)一個(gè)重要的知識(shí)模塊，本科教學(xué)計(jì)劃中包含“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”、“網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”和“網(wǎng)絡(luò)編程”等課程。近年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了較大的發(fā)展，尤其下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用，迫切需要更新教學(xué)內(nèi)容，組織構(gòu)建新的教學(xué)體系[1]，在原有教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群增加了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)等，如圖1所示。為了更科學(xué)地統(tǒng)籌安排其教學(xué)內(nèi)容，需要找到一種方法，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新教學(xué)體系的連續(xù)性和統(tǒng)一性。

本體機(jī)制提供了豐富原語描述領(lǐng)域的概念模型，能夠?qū)︻I(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行推理和驗(yàn)證。[2]本文根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群建設(shè)及教學(xué)科研的需求，整合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群的核心知識(shí)本體，通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群數(shù)字資源的搜集、整序、分解、重組，按知識(shí)體系的關(guān)聯(lián)性和整體性組成相互聯(lián)系的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群知識(shí)資源系統(tǒng)。

2問題分析

(1) 同課異構(gòu)問題。選擇的教材不同，不同教師采用的教學(xué)方法不同，甚至相同教師在不同學(xué)期上同一門課程都會(huì)出現(xiàn)同課異構(gòu)現(xiàn)象。如圖2所示，對(duì)同一門課程的教材選擇不同，導(dǎo)致課程異構(gòu)?！坝?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1”由局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)組成，它們是按照地域不同而劃分，知識(shí)點(diǎn)也按照這個(gè)思路組織；“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2”的知識(shí)點(diǎn)是按照軟硬件及體系結(jié)構(gòu)劃分。大多數(shù)教材是按照這兩種思路之一去組織章節(jié)學(xué)習(xí)的。可以說，課程異構(gòu)問題是在組織教學(xué)過程中不可避免的，解決好這個(gè)問題就能大大提高備課效率。

(2) 課程資源共享問題。課程群的知識(shí)點(diǎn)包括講解、課件演示、例題、實(shí)驗(yàn)、習(xí)題練習(xí)、試題庫等為群內(nèi)課程所共享。例如對(duì)知識(shí)點(diǎn)“傳輸層”的學(xué)習(xí)過程中能夠自動(dòng)加入“運(yùn)輸層”的資源，因?yàn)樗鼈儽旧硎窍嗤R(shí)點(diǎn)，只不過在異構(gòu)系統(tǒng)里而且有不同的表述。

3設(shè)計(jì)思路

(1) 通過采用基于語義相關(guān)的相似度算法來估算概念之間的相似度，產(chǎn)生映射對(duì)，實(shí)施本體映射，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共享。

(2) 課程管理引入知識(shí)本體概念。知識(shí)本體是教學(xué)展示的基本粒子，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、協(xié)議參考模型等都是網(wǎng)絡(luò)課程群中的知識(shí)點(diǎn)。若干知識(shí)本體按照教學(xué)要求組合為教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)計(jì)劃。通過構(gòu)筑基于本體的教學(xué)資源庫，提供可重用的教學(xué)資源庫設(shè)計(jì)及開發(fā)部件，通過對(duì)教學(xué)資源庫結(jié)構(gòu)、概念、關(guān)系的分析和描述，使得對(duì)教學(xué)資源庫的框架描述上升到知識(shí)級(jí)，有利于對(duì)教學(xué)資源庫的語義查詢、使用及與教學(xué)策略的結(jié)合應(yīng)用。教學(xué)策略的具體表現(xiàn)形式為：學(xué)時(shí)—教學(xué)大綱—課件。知識(shí)點(diǎn)下的知識(shí)按其內(nèi)容來分，分為介紹講解、課件演示、實(shí)驗(yàn)、習(xí)題練習(xí)、試題庫等。

(3) 教學(xué)資源隸屬于知識(shí)本體而不屬于課程，知識(shí)本體可以按照教學(xué)策略組合成為課程。知識(shí)本體、教學(xué)策略、關(guān)系及規(guī)則之間在管理層面是平級(jí)的，其中關(guān)系及規(guī)則包含了課程與其他課程的關(guān)系及科目?jī)?nèi)知識(shí)本體之間的關(guān)系。

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò))

使用RDF/RDFS本體描述語言建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)科的本體，在一定程度上支持語義搜索。目標(biāo)用戶有兩類：一類是學(xué)習(xí)者；一類是管理者。例如表1所示的FTP的概念。

(1) 根據(jù)課程內(nèi)容，把本課程分解成若干個(gè)知識(shí)本體，然后對(duì)每個(gè)知識(shí)本體概念用7元屬性來描述。教學(xué)領(lǐng)域中的所有概念的Part-of關(guān)系形成了一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)。而相關(guān)概念關(guān)系、相似詞匯關(guān)系、廣義概念關(guān)系則形成了一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與樹狀結(jié)構(gòu)相結(jié)合使的整個(gè)教學(xué)領(lǐng)域知識(shí)庫本體成為一個(gè)語義復(fù)雜、完整但又清晰的、便于學(xué)生理解的語義網(wǎng)結(jié)構(gòu)模型。

(2) 采用XML語言來實(shí)現(xiàn)本體描述，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教育信息文件格式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化。XML是一種數(shù)據(jù)描述語言，可以描述數(shù)據(jù)成分記錄包括復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。使用XML可以方便地創(chuàng)建出共享的自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，生成網(wǎng)絡(luò)課程群的結(jié)構(gòu)化信息，這些信息可以在網(wǎng)上進(jìn)行交換。下面的代碼片斷是用XML語言描述的一個(gè)信息片斷，通過網(wǎng)絡(luò)或者應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

傳輸層

計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，負(fù)責(zé)總體的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)控制的一層，是OSI中最重要最關(guān)鍵的一層。屬于重點(diǎn)掌握知識(shí)。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

OSI

傳輸層協(xié)議

傳輸層服務(wù)

運(yùn)輸層

(3) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)科重點(diǎn)概念和關(guān)系的確定。參考《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第四版)》中的有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，以及中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《中華人民共和國學(xué)科編碼》構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程本體。[3]

群內(nèi)課程知識(shí)點(diǎn)之間會(huì)出現(xiàn)重復(fù)關(guān)系、順序關(guān)系、可選關(guān)系等。為了清楚地表明重復(fù)元素之間的關(guān)系，如無序關(guān)系、順序關(guān)系、可選關(guān)系，引入RDF的3種結(jié)構(gòu)來描述這些關(guān)系[4]。rdf:Bag表示無序列表，rdf:Seq表示有序列表，rdf:Alt表示可選擇列表。因?yàn)榇缶V計(jì)劃提前確定，必修課程核心知識(shí)點(diǎn)之間，大多選擇順序關(guān)系；而雖然納入教學(xué)計(jì)劃但開課時(shí)間會(huì)有所調(diào)整的選修課核心知識(shí)點(diǎn)之間，選擇無序。基于本體的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群知識(shí)共享系統(tǒng)如圖3所示。

5結(jié)束語

本文研究了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群領(lǐng)域本體的構(gòu)建。通過建立可重用的學(xué)習(xí)對(duì)象完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程群的構(gòu)建，為更為合理的安排教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率打下了基礎(chǔ)，學(xué)生在對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)時(shí)也能夠思路清晰，綜合比較，加深印象，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 陸為群. 高師院校課程群建設(shè)的原則和策略[j]. 黑龍江高教研究，2007，(11).

[2] 王昊，蘇新寧. 基于模式匹配的中文通用本體概念抽取模型[J]. 情報(bào)理論與實(shí)踐，2008，(2).

[3] 朱欣娟，張文宇，李顯峰. 基于本體的教學(xué)資源庫及課件開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2007，(3).

[4] 徐珍泉，鄭鯤. 教育資源語義集成原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2007，(34).