基于微课的开放教育资源知识管理研究
基于微课的开放教育资源知识管理研究 对知识可视化进行了研究，构建了微课知识管理系统，用以帮助教师和学 生更方便、更高效地组织Internet海量信息，也有助于学习者从众多微课学习资源 中找到适合自己学习的信息资源。该研究尝试通过知识地图实现知识的导航，在 虚拟知识组织内实现学习者共同目标，从学习者需要出发，创造知识共享环境的 关联，使组织成员——学习者能更有效地学习。一、概念的提出 (一)微课程与知识呈现 微课Microlecture，即微课程，[1]以阐述某一知识点为目标，以短小 精悍的在线视频为表现形式，以学习或教学应用为目的的在线教学视频。2008 年秋美国新墨西哥州胡安学院在线服务经理戴维·彭罗斯(David Penrose)正式提 出了微课这一概念，他认为，微课是一种以建构主义为指导思想，[2]以在线学 习或移动学习为目的，基于某个简要明确的主题或关键概念为教学内容，通过声 频或视频音像录制的六十秒课程。这将提供一个知识挖掘平台，并告诉学习者如 何根据学习所需，搜索相应资源，允许学习者对自己的学习有更多的主动权，自 主挖掘知识点，有针对性地学习。他把微课程称为“知识脉冲”。
在国内提出微课概念的广东胡铁生从教育信息资源角度阐述“微课”， 认为微课是按照新课程标准及教学实践要求，教师在课堂教学过程中针对某个知 识点或教学环节展开的教与学活动，是各种教学资源的组合，主要载体是教学视 频。[3] 综合国内外的研究我们认为：微课在教与学中应是生动的、动态的交 互，要提供学习路径。海量的学习资源呈现在学习者面前，要避免内容零散、学 习者迷失搜索路径。呈现方式需要微课程资源网络，资源关联需要系统性。学习 者可以个性化学习，教师可以专业发展。因此，知识教育管理就很重要。
(二)知识管理 1知识管理概念 大卫·沙凯米(David.J.Skyme)认为，知识管理是对知识及其创造、组织、 传播、利用与宣传等过程的管理。[4]有人提出了 “教育知识管理”概念。苏新宁等提出教育知识管理是使用现代信息技术，捕捉、处理、组织教育知识及相关知 识，从而转化为个体的知识和智慧;借助网络，传播和共享教育知识;并采取有效 的措施提高教育工作者的创新能力，增强教育组织传播知识的功能。
2知识地图 (1)知识的可视化。可视化(Visuazliation)就是数据、信息和知识用可 视的形式表示的过程，将可视化手段引入知识建模过程，成为知识管理的主要手 段之一。[5] (2)知识地图概念。“知识地图”一词由英国著名情报学家 B·C·布鲁克 斯在其经典著作《情报学基础》中提出。[6]布氏提出的“知识地图”相当于人类的 体外大脑。
基于布氏提出的“知识地图”理念，结合远程开放教育现有学习资源， 本文提出基于微课的开放教育资源知识地图构建设想。
二、微课本体知识地图理论模型 目前，我国网络课程建设普遍存在重复建设、缺乏统一规范、缺乏互 操作性和重用性、缺乏知识关联性、资源形式单一、针对性和实用性差、无法提 供个性化服务和隐形知识等问题。这些也是微课程建设所面临的棘手问题。运用 知识地图可以更好地规范微课程知识网络的建设。
具体来说，微课是紧扣单一知识点来设计的，任何的学习都存在认知 的顺序，我们可以让知识点具有关联性，对知识点进行排序，将知识变成有组织 的结构。对知识序列的设计，可以按照课程学科分类体系来进行设计排序，也可 以按知识点设计知识地图，让知识具有网状结构，通过知识可视化工具，利用知 识地图可以将知识可视化，构建微课程知识管理系统，帮助教师和学生更方便、 更高效地组织Internet微课程海量信息，也有助于学习者从众多微课资源中，找到 自己需要的信息，实现个性化学习和自主学习。但传统的知识地图，缺乏共享、 缺乏统一，且操作性不强。如果引入本体思想，[7]可以让知识地图赋予语义含 义，这就形成了微课本体知识地图(见图1)。下面我们先构建微课本体知识地图 理论模型。以下是本体知识地图的四层理论模型，简称“四元模型”。
(一)用户交互层即知识服务层通过知识可视化过程结合检索引擎，[9]为学习者提供资源检索的接 口。对学科知识库进行语义推理和解析， 利用编程接口实现知识检索的页面化。
(二)知识地图层 主要呈现本体关系中的知识节点、知识链接和知识关联关系，知识可 视化将隐性知识显性化，它是语义表示的本体知识结构。
应用知识本体使本体和数据间建立联系，构成立体知识网络，[10]并 使资源按照知识网络中的不同属性，或同一属性的不同编码体系，呈现出规范有 序的知识地图，供浏览和检索。
(三)知识本体构建 本体的定义由格鲁伯(Gruber)给出，[11]是“概念模型的明确的规范说 明” ，包括本体主要功能、信息交换和互操作性等内容，使用某个领域内公认的 词汇，实现语义级上的信息集成。
本体的思想原属哲学范畴，在数字信息环境下，被赋予全新的含义， 它所关注的是概念以及概念之间的内在语义联系，它具有良好的概念层次结构和 逻辑推理的支持，[12]本体的本质是领域知识的共享以及复用，通过对某领域的 知识进行组织， 构成基于本体领域的知识组织系统。[13] 对于开放教育资源来说，[14]知识其实是由众多知识因子所组成的， 用它们的节点联系起来的语义网络，能够充分表达知识元素的内容以及他们间的 关系。
微课学习应用知识地图，[15]从本体概念出发，围绕中心主题列出相 关概念，由概念引出子概念，在用线把这些概念连接起来，线上加连接字，以表 达互属关系。
本研究使用文献分类法，利用本体构建工具，建立领域本体。
(四)信息层 微课程的内容，[16]微课程的知识单元来源于网络和教材等，如开放 教育资源，它的形式为web页面、论坛、博客、微博、微信等。这些可以看作“资 源库”是一个信息储藏地。包括微课PPT(讲课提要、微课课程设计)、微课视频(微课分镜头画面设计、微课脚本设计、配音、配乐)、微课作业设计、学习者笔记 内容作业内容分享，学习者反馈、教学反思等(见图2)。
三、“余姚地域文化”领域本体知识分析 根据以上分析，可看出本体层是核心，下面我们以“余姚地域文化” 为例，对该领域知识本体进行构建。(见图3) 领域本体知识(Ontology of domain)架构分为以下部分：
Ontology of domain={domain，category，class，title， attribute，relation} 领域domain：所代表的是特定的领域，本文以余姚地域文化为主体。
知识分支category：为domain以下的分支，由数个concepts组成。
Category用c1、c2、……表示。
知识单元Class：为 Ontology中最主要的单元，可以用来描述说明领 域中的概念。
title：由一系列微课标题组成，可具体到的知识点，也可以是数据字 典表示，在本研究中指知识认知导向、学生学习导向、需求导向。title后面加标 号来表示序列，即微课知识点系列t1、t2、……等。
Instance：用来描述class或concept的特性或属性及关系。Attribute：用 来描述属性。
这部分主要考虑层次体系、需要定义的概念属性以及属性分面。一个 属性由多个分面组成，分面描述类型、容许的取值、有关属性取值的其他特征。
(一)领域本体概念模型 本体领域主题面的提炼，由本地文化专家抽出领域概念词，[17]进行 概念语义检索，具体主题概念提炼，筛选。[18]数据来源应最大限度地保证资源 的权威性，需查相关文献、权威流通量大的著作、词典。我们重点参照了美国 KBSI公司(Knowledge Based Systems Inc) “IDEF”“IDEF5”图表语言开发的用于描 述和获取企业本体的方法，“IDEF” “IDEF5”是英文“Integration Definition for Function Modelling”缩写，是指KBSI开发的一系列“面向功能建模的集成定义”项目和斯坦福大学“七步法”，[19]主要用于领域本体的构建。采用自顶向下，自底 向上法，兼顾与国外顶层本体复用、嫁接。自顶借助领域专家知识，从通用概念 出发再将概念进一步细化;自底从资源出发，最小级别的类开始，向上合并更大 的类。知识本体构建法，如果把每一个知识领域抽象成一套概念体系，那么，就 形成了概念化层次结构，构成了领域本体概念模型。
根据文献以及对知识可视化的知识聚类，“地域文化”领域本体包括了 时间、人物、事件、地区、物产、文化等要素。领域本体专注于领域知识的抽象， 较为具体，容易进行形式化和共享，通过构建领域本体，实现知识框架描述模型 的统一，知识的互操作，利于知识点拆分、合并、推理。
为了便于计算机理解和处理，可以使用计算机编码语言(RDF/OWL) 法，作为资源描述框架，为知识扩展打下了基础。在(RDF/OWL)中，可以明确 表述词表、词表关系、关系约束、公理、推理规则等。地域文化知识本体展现错 综复杂的人物、物产、地区的错综复杂个体的关系，可以用条目化词表知识表示， 构成地域文化本体知识体系。主要包括：
(1)确定地域文化本体专业领域和范畴这一领域的问题;
(2)考察“地域文化”相关学科顶层，如其他学科的复用和嫁接问题，根 据与之类似的问题对接入口判断分析;
(3)结合领域专家意见，根据核心概念进行概念延伸，如舜文化、儒 家文化、传统文化、江南文化、越文化、河姆渡文化、历山文化、稻作文化等;
(4)对概念词表的填充、关系迭代，对概念属性添加说明;
(5)底层概念加入类的实例，并进行实例属性值的填充;
(6)进行一致性检查等。
(二)微课知识单元