基于本体的教育资源语义检索系统的研究与实现

摘要

随着互联网上教育资源的快速增长，越来越多的用户通过网络进行学习研究。传统的信息检索采用的是基于关键字匹配方式，检索结果准确率较低，因而用户要从海量的资源中检索到需要的资源将变得越来越困难。如何使用户能快速高效检索到符合需求的信息成为网络学习领域中急需解决的问题。
　　 传统基于关键字的信息检索忽略了用户检索条件与资源内在的语义关系，造成信息漏检误检等问题。本体具有良好的概念层次结构，结合语义推理可以很好地弥补传统关键字检索的不足。
　　 本文在研究本体构建和语义检索相关技术的基础上，将本体语义应用到教育资源检索领域，并建立了基于本体的教育资源语义检索模型。论文主要研究内容包括：
　　 ①确定知识体系结构并制定知识点规范，作为知识点本体构建的依据。分析知识体系结构的各层次，包括门类、学科、课程、篇章、单元知识、知识点等；研究每一层次包含的各种属性；进一步研究分析知识点之间的关系。研究本体构建理论技术并按照上述体系及规范构建教育资源知识点本体。
　　 ②研究本体推理并结合知识点本体定义推理规则。本体概念及概念间关系众多，本文深入研究本体推理机制，并结合知识点本体中各种概念关系，自定义推理规则并进行实验验证，为语义扩展奠定基础。
　　 ③提出了一种基于知识点本体的语义关联度计算方法。该方法通过将概念问关系进行分离，利用概念层次结构和关联关系并考虑多种影响因素(如语义距离、节点密度、语义重合度、关系类型等)分别计算语义相似度和相关度，进而综合量化成语义关联度进行语义检索。
　　 ④研究SCORM元数据标准，结合本体以知识点为核心对收集的国家精品课程素材进行资源标注，形成本体资源库。
　　 另外，本文对本体可视化、共享重用等进行了探索性研究。
　　 最后，本文设计并实现了基于本体的教育资源语义检索系统。实验结果表明，本文模型及方法能有效地提高检索质量，较好地弥补传统关键字检索缺乏语义的不足。