基于本体技术的英语教学领域知识库的构建——以重庆市万州第一中学为例论文_王晓琳

基于本体技术的英语教学领域知识库的构建——以重庆市万州第一中学为例论文_王晓琳

(重庆市万州第一中学,重庆 万州 404000)

摘要:本体在知识管理中发挥了重要的作用。利用本体技术来构建英语教学领域知识模型,这将为英语教学领域知识的管理、共享和重用夯实了基础。本文主要研究本体的概念、表示语言等,并以重庆市万州第一中学为例,利用斯坦福大学开发的本体编辑软件Protégé实现了部分英语教学领域知识本体的构建。

关键词:英语教学 知识库 本体 Protégé

一、引言

近年来,中学英语教学领域知识呈现出爆炸性增长的特点,这对中学的英语教学提出了严峻挑战,在对这些纷繁复杂的知识进行管理的过程中,如果缺少统一的领域知识的表达的模型,就容易对同一种知识产生认识上的分歧,阻碍了对知识的理解和共享,导致了中学英语教学管理工作的不规范性和低效性。Ontology在知识工程领域中发挥了重要作用,主要是为解决知识的共享与重用。本文以英语教学领域的知识为研究对象,对英语教学知识进行概念层次及概念属性的提炼,在此基础上尝试建立了英语教学领域知识本体模型。

二、相关工作

(一)本体概念

Ontology原本是哲学范畴,后被引入到人工智能领域,从而赋予了它新的定义。目前被广泛认可的定义是Studer等人认为 Ontology是“共享概念模型的明确的形式化规范说明”。Studer等人对Ontology定义包含四层含义:概念化(Conceptualization)、明确(Explicit)、形式化(Formal)和共享(Share)。“概念化”是指通过抽象出客观世界中一些现象(Phenomenon)的相关概念而得到的模型,其表示的含义独立于具体的环境状态;“明确”是指所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义;“形式化”是指 Ontology 是计算机可读的,也就是计算机可处理的;“共享”是指 Ontology 中体现的是共同认可的知识,反映的是相关领域中公认的概念集,它所针对的是团体而非个体。

(二)本体表示语言

在实际的应用中,Ontology的表示方式可以多种多样,OWL语言是W3C的Web本体工作小组开发的本体描述语言,是W3C推荐的标准本体描述语言。基于描述逻辑而建立OWL语言对领域知识本体具备良好的对模型的表现能力和对知识的推理能力。这样更利于计算机对知识的自动处理。

(三)构建英语教学知识本体的工程方法

目前,本体的构建工程方法多样,本文主要是采用斯坦福大学医学院开发的七步法,斯坦福大学医学院开发的七步法,其具体内容是:一是确定本体的专业领域和范畴;二是考查检查本体是否可以复用本体;三是定义重要概念;四是定义概念的类和类层次;五是定义类的属性;六是定义属性间的联系;七是创建实例。

三、中学英语教学本体的构建过程

在本体构建过程中,主要分析了本体知识的需求、获取和概念及其关系的确定过程。

(一)需求分析

中学英语教学是一个复杂系统的工程,因此涉及了英语教学过程中的方方面面的工作材料。因此,具有其概念多,分类多,实例多,并且许多概念关系比较复杂的特点。我们通过对重庆市万州第一中学的英语教师进行实地走访、问卷调查、调研等形式,总结出我们构建的本体需要解决的问题,例如:英语教学知识、教学过程、教学方法等相关问题。

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(二)本体技术的设计原则

利用本体技术 ,可以较好地将英语教学领域的相关信息资源整合起来.借助本体技术 ,研究人员可以在描述被讨论的主题的同时描述主题产生的过程 ,因而可以使其他学术研究人员更好地理解研究的主题,从而更有效的建立英语教学领域的知识库。

(三)本体知识的获取与收集

领域本体构建是本体开发人员与领域专家共同努力的结果。构建本体的过程中,需要有专家的参与,笔者在中学英语教学一线工作了较长时间,基本熟悉了英语教学方法,同时,还邀请了英语教学领域的部分专家和处在教学一线工作的其他教师共同参与,他们为这次本体的构建给出了许多建议和指导。在构建本体的过程中,考虑了用户的需求和成本(主要是人力、物力、时间等),我们的知识来源一部分是书籍,一部分是相关的法律法规,还有部分来自互联网。主要选取了国家教育局发布的英语教学工作行业标准和英语教学工作国家标准以及重庆市教育局局发布的市级英语教学行业的法律法规等资料。

(四)建立核心概念与概念的类层次

我们根据所定义的需求,在参与人员的共同努力下,确定了三个顶层概念为:人物、机构、英语教学知识库。在英语教学的概念分类成英语教学基本术语、英语教学管理、英语教学法规等。在英语教学管理下面分为教学内容、教学方法、教学资源、教学反思、教学结果检验等。

(五)本体概念间的属性和关系

确立了概念及其层次就建立了本体的框架,只有通过概念的属性和关系才能丰富本体的知识表达能力。在明确概念的分类后,就要确定类的属性及其属性特征,主要区分类的属性的类型、属性的特征、属性的约束、属性的定义域和值域。属性的类型主要是对象属性和数据属性。

四、本体的存储

前面我们已经通过本体技术对英语教学领域知识进行了有效管理,最后需要把这些知识进行存储。目前,RDF和OWL数据存储基本上有二种方案:RDF /OWL文件形式和关系数据库存储形式。对于那些简单、实例数据不大的本体,用RDF/OWL文件的形式存储是一种可行的方式。具有大量实例数据的中大型本体,需要利用关系数据库来存储是一种比较合理的选择。

本文研究中,开始收集的英语教学知识比较少,为了存储的方便,就直接用文件形式保存。但是随着后续工作的开展,本体的进化需要越来越多的领域知识作为基础,利用关系数据库或者其他更加有效的方法进行存储是必然的选择。

五、结语

在本文中,主要介绍了基于本体的英语教学领域知识的构建工作,总结了项目实施的经验和对本体构建中一些问题的思考。我们利用本体的思想和方法来组织英语教学领域知识,构建面向语义的英语教学知识库是在英语教学想信息化研究领域里一次有意义的尝试。当然,我们的研究中也还存在一些不足,需要进一步的深入研究和完善。希望我们的研究能够对大家有所帮助,也衷心希望与英语教育界的同仁交流经验、相互学习。

参考文献

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作者简介:王晓琳(1982年—)女,汉族,本科,重庆市万州人,重庆市万州第一中学英语教师。

论文作者:王晓琳

论文发表刊物:《知识-力量》2018年9月上

论文发表时间:2018/8/7

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