基于知识图谱实现教育资源聚合的研究

摘 要：互联网时代能够让学习者更便捷地接触到学习资源，同时也带来了“信息孤岛”、“信息迷航”等问题。本文通过对知识图谱、信息可视化、教育资源聚合等概念进行详细的剖析和研究，探讨了知识图谱对于教育资源聚合的意义，并且针对该研究的应用落地提出了一些思考和建议。以期更好地组织和利用教育信息资源，进一步实现教育现代化。

关键词：知识图谱;信息可视化;教育资源聚合;教育现代化

一、引言

2019年2月，中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》，提出了加快信息化时代教育变革的要求[1]，强调了基础教育信息资源的建设的重要性。目前尽管基础教育信息资源数量较为充足，但其质量和使用情况不容乐观[2]，海量的教育资源难以进行有效的整合，给学习者带来了“信息迷航”、“信息孤岛”等问题。越来越的研究者开始探索资源的重合和再组织方式，知识图谱就是其中的一种有效形式。本研究将对各种概念和理论进行分析，进一步探索知识的有效表征方式，依托知识图谱更好地实现教育资源聚合。

二、理论分析

1.知识图谱

知识图谱并是在对语义网标准与技术的扬弃中产生的[3]，Google公司于2012年5月正式提出了这一概念[4]。本质上，知识图谱可以理解为一种语义知识库，通过符号的形式对物理世界中的概念及关系进行描述，以结构化、可视化表征出来。其基本组成单位是“实体-关系-实体”的三元组，实体间通过关系相互联结，构成网状的知识结构，是一种有效的资源组织和知识可视化表现形式。

2.信息可视化

信息可视化作为学术术语最早于1987年2月第一次提出[5]，经历了科学计算可视化、数据可视化、信息可视化以及知识可视化四个发展阶段[6]。知识图谱是信息可视化的一个分支，帮助实现知识可视化，即利用数据挖掘等知识发现方法，将知识的构成和知识之间的逻辑关系利用可视化的形式表征出来[7]。知识的可视化表征可以通过视觉的特殊表现形式，促进群体知识的传播与创新。

3.教育资源聚合

随着网络上教育资源的爆炸式增长以及多元化发展，资源聚合、集成与融合的问题也随之产生。资源的聚合并不等于整合，不是仅仅将分散的资源归集到一起，而是在整合的基础上进行进一步的分类和聚集，包括基于目录、元数据和语义等方式[8]。各学科资源结构体的有效组合，能够更高效地支持学习，并且随着语义网络技术的进步，学习资源的语义化组织已经成为一种趋势[9]。

三、知识图谱对于教育资源聚合的意义

有意义学习的实质是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立起实质性的联系[10]，知识图谱能够将一些复杂的、抽象的知识及其间的联系表征出来，从而实现知识在语义层面的聚合。具体表现在：

1.使得独立的教育资源之间产生联系，实现资源的优化组织

在大多数情况下，学习者只能检索到与自己检索关键词相近的资源，难以进行进一步的拓展，而知识却并不是独立存在的。知识图谱作为人工智能的一个分支，运用到数据挖掘、自然语言处理等技术，能够实现资源组织的语义化连结。

实体对应各个独立的教育资源，借助于知识图谱则能够进一步抽取出各资源之间存在的联系，从而形成知识网络，帮助学习者通过资源聚合，拓展自身知识结构。

2.通过知识的可视化表征，实现聚合资源的进一步理解与传播

一方面，在碎片化学习和泛在学习时代，学习者往往更偏向于快速、简捷地获取教育资源中的框架与重点。知识图谱以庞大的学习资源为基础，呈现出了该领域中的知识重点和知识脉络，为学习者在该领域的研究提供思路。

另一方面，由于学习者自身水平限制，对于某一领域知识的掌握可能并不是十分全面，而知识图谱则可以为学习者提供更多相关的研究视角，降低资源检索的复杂程度。

四、建议与思考

1.开发相关的知识图谱在线学习平台，辅助学习者自主学习

一些初级学习者在互联网上检索学习资源时，往往会受限于自身的知识储备和资源评判水平，从而使一些开放教育资源无法发挥出其应有的价值。基于知识图谱技术，可以开发出相关的在线学习平台，将某学科或某个研究领域的教育资源进行进一步的聚合，为用户提供学习支架，辅助学习者进行自主学习。

2.研究配套学习资源生成系统，辅助教师进行教学准备

目前许多一线教师面临着很大的工作压力，在备课、教研的过程中也需要在互联网上搜集大量的教育资源，过于繁杂和无关的资源便会成为干扰信息。因此除了知识点以及学习资源本身之间的关联，还可以依据课程大纲或实际教学需要研究配套的学习资源生成系统，有针对性性地进行教育资源的聚合和呈现，为教师提供相关的优质学习资源。

3.在计算机辅助教学的过程中仍要坚持以学习者为中心

虽然知识图谱能够在数量众多的教育资源中为学习者提供清晰的知识路径，而然坚持以学习者为中心的教育观要求我们并不能用计算机生成的知识框架来代替学习者自身的认知图式，只有当学习者原有的认知框架与新的知识发生联系，才进行了有意义的学习。因此，在计算机辅助教学的过程中不能忽视学生自身认知结构和认知水平的发展。

五、小结

在开放教育资源不断增加和积累的今天，知识图谱技术作为人工智能的一个重要分支，有效地实现了信息的可视化，能够帮助教育资源在语义层面更好地聚合，进一步优化资源结构、扩大资源价值。同时随着人工智能、大数据技术的不断发展完善，前沿科学技术也将为教育领域带来更多的创新和发展，进一步助力中国教育现代化的实现。

参考文献

[1] 教育部.中共中央、国务院印发《中国教育现代化》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，葛军，伍姚.教育信息资源用户标注模型构建及仿真研究[J].现代远距离教育，2017（01）：36-43.

[3] 徐增林，盛泳潘，贺丽荣，王雅芳.知识图谱技术综述[J].电子科技大学学报，2016，45（04）：589-606.

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

[5] 谭章禄，方毅芳，吕明，张长鲁.信息可视化的理论发展与框架体系构建[J].情报理论与实践，2013，36（01）：16-19+32.

[6] 尹晗，张际平. 思维可视化视角下的未来课堂架构研究[J]. 远程教育杂志，2016，35（2）：106-112.

[7] 秦长江，侯汉清.知识图谱——信息管理与知识管理的新领域[J].大学图书馆学报，2009，27（01）：30-37+96.

[8] 吴笛，李保强.大数据背景下基于主题模型的学习资源聚合研究[J].电化教育研究，2016，37（09）：69-75.

[9] 杨现民.泛在学习资源动态语义聚合研究[J].电化教育研究，2014，35（02）：68-73.

[10] 劉丽娟. 奥苏贝尔有意义学习理论及对当今教学的启示[J]. 南方论刊，2009（5）：101-101.

作者简介：楚肖燕，1999年3月出生，女，汉族，江苏扬州人，本科在读，南京师范大学教育科学学院，研究方向：远程教育、人工智能+教育。