本体C语言网络教学模式
本体C语言网络教学模式 一、本体相关概念 （一）本体 本体（ontology）是共享概念模型的明确的形式化规范 说明[1]。它通过抽象某一应用领域的概念和术语，形成该 应用领域中共享和公共的领域概念，建立一种知识的描述。本体目前已经成为知识工程、自然语言处理等方面的研究热 点。本体的基本结构可以通过一个五元组来描述[2,3]：O=
关系R指概念 之间、概念和个体实例之间的关联，常用的关系类型有：IS-A 关系、Instance-Of关系、Member-Of关系，Before关系和 After关系；
函数F表示一种特殊的关系，可形势化的表示 为：F：C1×C2×…×Cn-1→Cn，即第n个元素由前n-1个元 素推理决定；
公里A指的是概念之间或关系之间的一些约束 规则；
实例I表示某个概念类所指的具体实例。
（二）本体描述语言和构建工具 本体描述语言是一种对领域模型进行清晰、形式化描述 的语言，通过这种方式把客观世界中的基本概念转换为计算 机能够理解和执行的形式，具体可以通过定义类和关系来实 现。目前有两类常用的本体描述语言，一种是以KIF、Flogic 为代表的基于AI的本体实现语言；
一种是以RDF、OWL为代表 的基于Web的本体标记语言[4]。其中，OWL被W3C作为本体描述语言的标准，它不仅具有丰富的语义，而且具有强大的推 理功能，因此，文章采用OWL来组织C语言程序设计的课程体 系。本体的构建主要通过工具来实现的，包括本体的建立、 整合、查询、推理和学习等[5-6]。常用的是Protégé，它可 以通过类和槽组件来定义知识规则，并以树形结构的形式显 示各对象，文章使用它来构建C语言程序设计课程本体。
二、基于本体的C语言程序设计网络教学模型 （一）《C语言程序设计》课程本体的定义 课程本体就是对课程中知识点及知识点之间的逻辑关 系的合理描述，提供可共享和重用的资源。其中，知识点可 以是基本概念，控制语句，例题和练习等，根据《案例式C 语言程序设计》教材的章、节结构及教学的目的和要求。应 用本体技术，可将课程内容和其他教学资源定义为如下的形 式：K=<（C），（R），（P）>在这里，课程知识本体为K， 抽取出的概念集合为C，而C中各对象之间的关系集合为R， 本体中的属性集为P，可分为数据属性（DP）和对象属性（OP） 两部分。定义1：数据属性（DP）主要用来对某个知识点概 念的含义和特点进行描述，没有行为支持。比如“常量”的 定义和分类等属性既为数据属性。定义2：对象属性（OP） 主要指知识点概念具有调用、运算和流程等特性，在对它进 行描述时会用到其他概念。比如“函数”的定义、分类、说 明、返回值、调用、参数等属性既为对象属性。
（二）《C语言程序设计》本体的构建根据七步法和骨架法的基本思想，把《C语言程序设计》 课程本体的核心概念分为三类，分别为C语言语法、课程资 源和教学目标。其中C语言语法又分为数据类型、运算符、 表达式、语句、函数、文件等。课程资源包括大纲、课件、 视频、经典例题、练习、测试等。教学目标有教学重点、难 点、基本要求等子概念。接下来，我们使用Protégé4.1编写C 语言课程知识本体，其本体结构图如图2所示，把C语言中的 知识点和关系用类、子类、属性形式化表示出来。
（三）基于本体的系统导航 本体模型构建以后，就可以将它应用在网络教学平台中。
学生在学习某项内容时，平台同时可以显示该内容的前导知 识和后续知识。比如，在学习“表达式”时，可以提供前导 知识“运算符”及后续知识“输入输出语句”，并可根据学 生基础和习惯等推荐一种适合的学习路径，以便学生进行自 主的学习。
三、结束语 网络教学是一个非常重要的教学手段，但是平台中知识 杂乱、重复现象比较严重，缺乏共享，难以提供良好的系统 导航。将本体技术应用到网络教学中，可以有效地表示和组 织知识，改善以上问题，以便学生更好的学习。