摘? 要：大疫三年對高校教育發(fā)展產(chǎn)生了極大的影響，無形中推動了電子商務教育與網(wǎng)絡課程數(shù)字化的發(fā)展。隨著移動通信技術和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，教學知識資源呈爆炸式增長，容易造成資源冗余無序的增長，而使用課程知識本體和數(shù)據(jù)關聯(lián)技術對課程語義資源進行結構化組織，終將成為實現(xiàn)課程資源共享的有力保障。文章在確定電子商務安全領域本體概念的基礎上采用Java程序語言與Protégé程序工具進行語義關聯(lián)，建立電子商務安全課程知識中類、屬性與實例之間的聯(lián)系，有利于此課程知識庫的構建，推動了課程知識的使用與延伸，也為專業(yè)學生的學習提供助力。

關鍵詞：數(shù)字化課程；電子商務安全；本體；知識庫

中圖分類號：TP39；G434? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2023）20-0194-05

Research on Knowledge Construction of Digital Courses Based on Ontology

—Taking E-commerce Security Course as an Example

WANG Xuefei

（Huainan Normal University， Huainan? 232038， China）

Abstract： The three years of the pandemic have had a great impact on the development of higher education， invisibly promoting the digitization of E-commerce education and online courses. With the rapid development of mobile communication technology and network technology， teaching concept knowledge resources are exploding， which can easily lead to redundant and disorderly growth of resources. However， using course knowledge ontology and data association technology to make structured organization on course semantic resources will eventually become a powerful guarantee for achieving course resource sharing. On the basis of determining the ontology concept in the field of“E-commerce security”， this paper uses Java programming language and Protégé programming tools to semantically associate and establish the connection among classes， attributes， and instances of“E-commerce security”course knowledge. This is conducive to the construction of the course knowledge base， promotes the use and extension of course knowledge， and also provides assistance for professional students' learning.

Keywords： digital course; E-commerce security; ontology; knowledge base

0? 引? 言

本體[1]概念原是哲學領域用以研究世界本原的學說，現(xiàn)如今被援引到人工智能、知識工程等領域[2]。近年來，隨著數(shù)字化技術的快速發(fā)展，學者們對本體的研究又逐步擴展到教育領域[3]，為電子商務專業(yè)教育的發(fā)展注入新的活力。高等教育的數(shù)字化轉型[4]需要數(shù)字化技術的支撐，由此創(chuàng)新優(yōu)化教育資源組織方式，提高教育的綜合競爭力。而這種教育資源包括日常的課程資源，本體技術的引入有助于課程資源的收集、整理、構建與發(fā)展，對本體的構建有助于實現(xiàn)所需資源的合理組織和精確利用。本文以電子商務安全課程為例構建電子商務課程，構建電子商務專業(yè)課程知識體系，推動電子商務專業(yè)課程教育資源數(shù)字化的使用、發(fā)展與創(chuàng)新。

在國內(nèi)外，有眾多學者對其進行了研究，馬苗苗、陳春輝[5]為了提高交通領域地理信息檢索的效率和準確率，通過引入語義檢索技術構建交通地理本體，實現(xiàn)地理信息的檢索。李言則[6]在課程本體“Python核心編程”中引入用戶模型和用戶感興趣模型，并在語義相似度算法、用戶興趣度更新算法的支持下實現(xiàn)知識推薦和學習路徑推薦。從以上國內(nèi)外有關本體在教育領域應用的研究現(xiàn)狀可以看出，本體在教育領域有著廣闊的應用前景。何春雨、滕春娥[7]以赫哲族非遺資源為例，研究非物質(zhì)文化遺產(chǎn)知識本體構建，采用語義網(wǎng)技術創(chuàng)建所研究資源之間的聯(lián)系，完成本體庫的構建與使用。肖明明、蘇利敏、江靜[8]通過知識圖譜的方式構建了C++程序設計課程知識體系，對課程知識圖譜研究中的本體構建、圖譜應用及構建方式等進行了理論說明。

從以上關于本體在教育領域應用情況的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀中可以看出，本體在教育領域有著廣闊的應用前景。隨著本體技術的不斷成熟，學者們從不同方面對其進行了深入研究，作為知識管理可以從規(guī)范性和共享性方面發(fā)揮正向作用，資源的規(guī)范性描述是知識管理的重點，但是本體在教育領域的應用大多尚處于研究階段，還沒有成熟地應用于實踐，有很多不夠完善的地方，國內(nèi)外對電子商務專業(yè)課程領域本體的研究尚淺。本文主要是以高校電子商務安全課程為基石擴展到其他電子商務專業(yè)課程，形成完整的專業(yè)課程體系。對此課程知識體系的構建，需要收集整理語料知識庫所需的知識語料，緊接著是對此課程的類進行確認，繼而以點帶面地探索電子商務安全課程知識間的聯(lián)系，按需求對課程知識實例整理歸檔搭建層次結構，最后利用Protégé軟件構建高校電子商務安全課程領域本體。

1? 專業(yè)課程本體知識庫構建技術框架

電子商務領域網(wǎng)站中專業(yè)課程本體知識框架，包含課程知識源和課程知識概念集，并以此作為框架搭建的基礎，然后進行數(shù)字化課程的知識表示，最后進行形式化編碼，實現(xiàn)專業(yè)課程本體知識庫的框架構建[9]，其框架如圖1所示。

1.1? 課程知識源

眾所周知，課程是教育者實施教學的產(chǎn)物，可以依靠爬蟲等數(shù)據(jù)采集軟件來構建電子商務專業(yè)課程知識源，使之成為教學網(wǎng)頁知識庫構建的基礎。電子商務專業(yè)課程知識庫所包含的數(shù)據(jù)知識以專業(yè)基礎課程、專業(yè)必修課程、運營方向課程、技術方向課程以及專業(yè)選修課程為主，其中專業(yè)必修課程又包含電子商務概論、網(wǎng)頁設計基礎、網(wǎng)絡營銷、電子商務安全和網(wǎng)絡技術等課程，并以單元粗粒度知識點的形式保存課程知識的記錄，以不同數(shù)字化課程知識構建電子商務專業(yè)所需的數(shù)據(jù)源。

1.2? 課程知識概念集

計算機技術和人工智能的發(fā)展實現(xiàn)了網(wǎng)頁中大量數(shù)據(jù)概念的識別，也給知識庫的構建帶來了諸多便利，但是，網(wǎng)站中專業(yè)課程所涉及的內(nèi)容知識面較寬且涵蓋內(nèi)容較為復雜，僅靠網(wǎng)絡技術無法精準識別所需課程知識，且僅憑借人的力量會大大降低知識獲取和分析的效率。為此，可以將不同課程知識的獲取方式結合起來，推動一種以網(wǎng)絡計算機知識獲取技術為主并輔之以人工識別的建設，形成相關的規(guī)則庫并對這些概念進行規(guī)則匹配，提取滿足規(guī)則的概念，最終獲取知識形成電子商務專業(yè)數(shù)字化課程本體的概念集合。

1.3? 知識表示

知識表示有主客觀兩種表示形式并以此為前提構筑知識組織形式。也就是說，將電子商務專業(yè)課程領域所需的概念、屬性等知識表示為可以與人工智能設備交互的內(nèi)容，以此推動課程領域組織結構的構建。

領域本體的構建方法種類繁多，主要有骨架法、TOVE建模法、Methodolody法及七步法等，七步法可以很好地表達本體建模的優(yōu)勢[10]，故本文特以七步法為基礎構建電子商務網(wǎng)站中專業(yè)課程領域本體，由此形成構建本體的基本思路。首先，了解領域內(nèi)構建課程知識庫的概況，明確課程知識庫的領域邊界、內(nèi)容、實際需求、實際用途以及課程知識的查復率。其次，對課程庫中的知識進行精準覆蓋，明確專業(yè)領域課程的核心概念及其層次關系以及其中的相關屬性，在確定層次中類和類之間的關系之后找到網(wǎng)站專業(yè)課程中不同屬性、類之間的交叉關系。再次，向網(wǎng)站中的課程知識本體加入對應的知識類，其后增加各類的屬性值，創(chuàng)建相關的實例。最后，利用切實有效的工具和方法生成領域專業(yè)課程知識本體。

1.4? 形式化編碼

本文采用簡單實用的本體操作軟件Protégé進行編輯，該軟件是一款基于Java語言的軟件程序，使用者只需掌握領域本體概念知識，即可完成電子商務專業(yè)數(shù)字化課程庫的構建。

2? 電子商務安全課程本體知識的構建

2.1? 電子商務安全課程領域和范圍

電子商務專業(yè)課程知識種類繁多，主要類別有技術類、管理類和營銷類，而這往往就會形成交叉學科。電子商務安全就是一門交叉學科，也就是說，在專業(yè)必修課程領域，它既包含諸如電子商務管理和電子商務營銷寫作實務之類的管理營銷學科，又涵蓋諸如網(wǎng)頁設計基礎和Photoshop平面設計之類的技術學科，此外，還包含電子商務安全和網(wǎng)絡信息檢索與利用等交叉學科。本文主要對課程領域的基本、重點知識進行梳理，最終構建了電子商務安全課程本體。

2.2? 課程領域核心概念及概念分層

電子商務安全課程授課的主要目的是使學生對電子商務安全的網(wǎng)絡體系和架構進行學習，促使學生提高商業(yè)信息網(wǎng)絡安全的意識。課程中的核心概念需經(jīng)過領域專家嚴格審核后最終選定，對知識概念進行篩選和歸納，并經(jīng)過人工驗證獲得一份課程相關概念詞匯列表，其中包括電子商務安全的現(xiàn)狀、安全協(xié)議、密碼學、古典密碼學、對稱加密、非對稱加密、數(shù)字簽名、數(shù)字證書、CA認證機、身份認證、訪問控制、防火墻、計算機病毒和風險管理等。

本文主要以自上而下的方式構建課程本體，對領域知識進行分析歸納后構建了概念層次結構。首先確定課程領域的核心概念，如圖2所示，其次按照粒度的大小對研究的概念層層向下細分，最終獲得所需的層級概念。以“數(shù)字簽名技術與應用”的核心概念為例，將其細分為數(shù)字簽名基本原理、數(shù)字簽名常用方法、數(shù)字簽名特殊方法、數(shù)字簽名常用標準、數(shù)字證書技術，以及電子簽名法律這幾個二級類目，由此對數(shù)字證書技術又可下分為數(shù)字證書簡介、數(shù)字證書對信息安全的保障、數(shù)字證書格式、數(shù)字證書的申請發(fā)放與分發(fā)、公鑰基礎設施PKI以及CA的結構等子類，接著利用Protégé軟件對核心知識進行層層細分，最終獲得電子商務安全課程本體的層次結構，如圖3所示。

2.3? 電子商務安全課程知識概念屬性

在定義好電子商務安全課程領域的核心類層次結構之后，仍需研究定義此課程類之間的關系，而這種關系即為屬性，包括對象屬性和數(shù)據(jù)屬性兩種屬性，而兩者之間的不同主要體現(xiàn)在對象屬性研究類與類或是實例與實例之間的關系，數(shù)據(jù)屬性則以研究實例與數(shù)據(jù)之間的關系為主。

對于對象屬性關系，此課程知識之間的關系主要有等級關系、同級關系、等同關系、構成關系以及相關關系，映射到的具體屬性名稱與對應的關系如表1所示，其中，等級關系中的類屬關系常用subClassOf表示，就比如用subClassOf將“公鑰基礎設施PKI的體系與功能”和“PKI體系結構及各實體的功能”“PKI體系結構的組織方式”“PKI服務”等分別連接起來，意味著“公鑰基礎設施PKI的體系與功能”的層次較高，即“PKI體系結構及各實體的功能”等從屬于“公鑰基礎設施PKI的體系與功能”的子類。從另一方面來看，處于同級關系中的兄弟屬性可用Parallel來表示映射關系，比如說，“PKI體系結構及各實體的功能”“PKI體系結構的組織方式”與“PKI服務”三者存在兄弟關系。

數(shù)據(jù)屬性的信息主要是對知識點編號、知識點名稱、分類、內(nèi)容描述、學習目標、重點、難點、講解時間、習題題干、答案等進行定義，其數(shù)據(jù)屬性如表2所示。

2.4? 電子商務安全課程實例添加

對電子商務安全課程信息進行整理，實質(zhì)上不僅僅局限于建立一個課程知識的存放倉庫，而是要讓倉庫活起來，使學生掌握課程內(nèi)容與知識資源之間的聯(lián)系，從而更好地推動課程知識的整理、開發(fā)與使用。在對課程的類和屬性進行定義之后，緊接著就要對具體的電子商務安全課程知識實例進行研究，而課程類的實例化其實就是將所獲取的安全知識合理地添加到相應的類中，并且繼承類中一定的屬性，即本課程的8個章節(jié)中每個章節(jié)中都會對應著相應類和屬性的知識實例，并使用語義關系形成電子商務安全課程實例之間的語義網(wǎng)絡，最后利用本體知識軟件Protégé搭建此課程層次關系模型。

本文主要以“PKI系統(tǒng)的組成部分”這個知識實例類為例進行說明。該知識實例類包括“認證機構”“證書庫”和“客戶端軟件”等10個知識實例，此外又以“認證機構”實例為為例進行解釋說明，如圖4所示為Protégé“認證機構”實例界面圖。首先，對這個實例以rdfs：comment的方式進行Annotations備注，主要是對“認證機構”知識的概括說明，包括其與PKI系統(tǒng)的關系、簡稱以及其被認為是數(shù)字證書的簽發(fā)機構，等等。其次，此實例的屬性構建，一是對象屬性欄中“兄弟”關系與除自己以外每一個PKI組成部分中的知識點相關，還有“相關關系”連接著“認證機構”與“證書庫”。二是在數(shù)據(jù)屬性中選擇“知識點編號、知識點名稱、內(nèi)容描述、學習目標、講解時間、習題題干”和“答案”這幾個屬性，并分別為其添加“397”“認證機構”等對應的屬性，這樣基本上構成了“認證機構”的實例。

本文最終利用Protégé軟件和OWL本體描述語言對電子商務安全課程領域本體類和屬性等進行設計構建。由于該課程體系涉及的內(nèi)容較多，難以悉數(shù)展示，由此以“PKI系統(tǒng)的組成部分”類及其相關屬性以及相關實例為例來展示整個課程知識體系，如圖5所示。

3? 結? 論

本文基于電子商務專業(yè)課的學科特點，在收集整理大量數(shù)據(jù)并在相關專家的指導下研究獲取了此領域的語料。分析電子商務專業(yè)課程的領域知識概念并確定其層次關系體系，繼而利用Protégé將構建的本體數(shù)字化。對于電子商務專業(yè)課程的研究主要以電子商務安全課程為例，詳細分析了此課程的層次結構類、屬性關系和實例關系，最終構成電子商務安全課程領域本體知識體系。隨著數(shù)字化技術的快速發(fā)展，未來的電子商務專業(yè)課程還應結合其他計算機網(wǎng)絡技術等相關技術，對研究領域進行深入挖掘形成標準化結構。

參考文獻：

[1] STUDER R，BENJAMINS V，F(xiàn)ENSEL D. Knowledge Engineering， Principles and Methods [EB/OL].[2023-01-05].https：//wenku.baidu.com/view/63d0a3d676a20029bd642d50.html.

[2] 汗古麗·力提甫，楊勇，任鴿.智慧教育背景下的課程資源知識庫平臺設計 [J].信息技術，2021（9）：13-18.

[3] 祝智庭，鄭浩，謝麗君，等.新基建賦能教育數(shù)字轉型的需求分析與行動建議 [J].開放教育研究，2022，28（2）：22-33.

[4] 李敏輝，李銘，曾冰然，等.后疫情時代發(fā)展中國家高等教育數(shù)字化轉型：內(nèi)涵、困境與路徑 [J].北京工業(yè)大學學報：社會科學版，2022，22（1）：35-46.

[5] 馬苗苗，陳春輝.基于Jena開發(fā)包的交通本體推理機制研究 [J].河南科技，2020（13）：102-104.

[6] 李言則.基于課程本體的學習內(nèi)容個性化推薦的研究與應用 [D].武漢：華中師范大學，2013.

[7] 何春雨，滕春娥.非物質(zhì)文化遺產(chǎn)知識本體構建——以赫哲族非遺資源為例 [J].情報科學，2021，39（4）：140-147+156.

[8] 肖明明，蘇利敏，江靜.基于知識圖譜的C++程序設計課程知識體系構建 [J].教育觀察，2022，11（10）：68-71.

[9] 鮑婷婷，陳麗，鄭勤華，等.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”領域本體可視化構建與結構分析 [J].電化教育研究，2022，43（6）：39-45.

[10] 黃新平，王潔．面向WebArchive的政府網(wǎng)站網(wǎng)頁專題知識庫構建研究 [J].圖書館學研究，2021（15）：64-70.

作者簡介：王雪菲（1992—），女，漢族，安徽淮南人，助教，碩士研究生，研究方向：電子商務。

收稿日期：2023-03-22