1、基于知识本体的自考文献资源体系的构建收稿日期：20110412基金项目：全国高等教育自学考试文献资源体系的建立与研究（课题编号：2010zkfh217）摘要高等教育自学考试是中国改革开放以来教育制度的一项重要创新，在分析现有自考文献资源建设不足的基础上，提出基于知识本体的自考文献资源体系的基本框架，阐述基于知识本体的自考文献资源体系的构建过程，采用语义元数据对不同学科专业进行本体建模，给出农业经济管理学科的知识本体实例，实践证明，该方法可以完善自考文献资源体系的共享机制，加大自考文献资源的服务职能。关键词知识本体；自考；文献资源体系；保障；构建DOI：103969jissn1008082120
2、1108011中图分类号G253 文献标识码B 文章编号10080821（2011）08004403Construction of Self-study Examination DocumentResources System Based on Knowledge OntologyLiu Tao Jin FangCao Limeng Ma Liping Zhang Fang Zhu Zhaoping（1Library，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China；2School of Continuing Education，Gansu
3、Agricultural University，Lanzhou 730070，China）AbstractSelf-study examination of higher education has been animportant innovation of the education system since Chinas reformand opening up.On the base of the insufficient and analysis theexisting literature resources,proposed the basic framework of Self
4、document resources system based ontology knowledge,explained itsconstruction process.Using semantic metadata to ontology modeling indifferent disciplines,give the instance for the knowledge ofEconomics and Management of Agriculture ontology.Practice hasillustrated,the method can improve the sharing
5、mechanism ofliterature resources system and increase the service functions of theSelf literature resources.Key wordsknowledge ontology;self-study examination;documentresources system;guarantee;construction1 自考文献资源体系建设的背景和需求高等教育自学考试是中国改革开放以来教育制度的一项重要创新，它是世界上规模最大、最能体现终身教育理念与学习型社会特点的教育形式。高等教育自学考试是对自学者进
6、行以学历考试为主的高等教育国家考试，是个人自学、社会助学和国家考试相结合的高等教育形式。自学考试学习模式多样，高度开放，学习矛盾少，学习费用低，宽进严出，为更多的人接受高等教育提供方便条件和现实可能。特别是高等教育自学考试为社会弱势人群提供了平等的接受高等教育的机会，较好地体现了教育公平性的原则。可以说，中国高等教育自学考试制度为世界高等教育发展提供了可供借鉴的一种形式。自考文献资料建设1，就是依据自考机构的服务任务与服务对象以及整个社会的文献情报需求，系统的规划、选择、收集、组织管理自考文献资源，建立具有特定功能的储存体系的全过程。自考文献资源建设就是要将分散、无序的文献，组织成有序的整体系
7、统。但是自考文献资源的建设在国内尚属空白，自学考试的科研工作更是停滞不前，这就需要从自学考试事业的大局出发，建立高效优化的自考文献资源体系，重视自考文献资源科学发展，满足社会日益增长的知识情报需求，这也是国家信息化建设的重要组成部分。2 构建自考文献资源服务保障体系自学考试是一种社会化的开放教育，其教育教学过程主要是通过应考者的自学和社会力量提供的学习服务完成的。推进自学考试服务社会化，建立自学考试社会化服务体系。笔者认为构建自考文献资源服务保障体系应从以下 3 个方面着手：2.1 信息需求信息需求是国家信息化建设的主要推动力，最大限度地满足用户的信息需求是信息资源建设的直接目的。自考文献资源
8、体系的构建就是为了更好地满足高校师生在自学考试过程中教学、科研和学习等众多方面的信息需求。2.2 制度规定1999 年中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定（以下简称决定）中对自学考试的发展提出了具体的要求，决定指出“完善自学考试制度，形成社会化、开放式的教育网络，为适应多层次、多形式的教育需求开辟更为广阔的途径，逐渐完善终身教育体系”。在这个背景之下，我们更应该构建自考文献资源服务保障体系，重视自学考试制度，提升管理水平，使得自学考试为师生提供更好地保障性服务工作。2.3 社会服务方面建立自考图书馆，作为现代图书馆的一个分支，进一步加强自学考试文献资源建设。在农村建立自学考试乡
9、镇服务站，为农村考生提供活动场地、文献资料、硬件设备等，举办形式多样的短期辅导班，提供计算机及上网条件，联络考生，提供信息，为自学考试毕业生录用、政策落实提供服务等。建立自考文献信息学，为更多的学者提供全方位的自考文献知识提供借鉴。3 基于知识本体的自考文献资源体系的构建意义知识本体(Knowledge Ontology)是用来描述现实事物的本质，是一个实体概念化的明确描述，Ontology 是一个以概念来构建的系统，当使用 Ontology 来描述特定领域的知识，可将 Ontology 表示是一种概念、属性、实例与关系的组合2。用知识本体构建自考文献资源体系通过系统分析与规划，具有一定的参考
10、价值和现实意义。（1）探索、认知自考文献资源体系的规律，为全国高等教育自学考试信息化研究提供可以借鉴的框架和成果。本体研究实质上是对思维规律的研究，是从理论的高度，系统地考察人类认识自然的过程，并将这种认识成果形成一定的思想方法。本体要解决的问题就是给出这一过程的形式化定义，以便消除歧义，并借助信息技术加以实现。（2）知识本体可以帮助领域专家建立人性化的自考文献资源信息管理系统与方法，提高资源利用率和自动化水平。本体通过对于形式化表示人类思维规律的研究，使信息的组织符合人类思维规律，使信息系统中的信息和人类用自然方式表达的信息可以相互转换，使信息系统更加符合人的需要。（3）整理现有的自考文献资
11、源体系结构，使之合理化并趋于严密。自考文献资源体系的研究方法一直是以知识组织和知识构建为主，通过不断地积累资源并归纳总结来提升自学考试的研究水平。这种研究方法可以形象地归纳为“收集加解释”。利用知识本体进行资源体系的再组织，可以使得该学科的知识得以重新整合和结构化。其体系结构将更加符合人类发现自然、认识自然的客观认识规律。（4）从现有知识体系中挖掘新的知识。通过基于本体的系统，利用自动化手段，可以发现从前未曾关注到的，已有足够理论和数据支持，但尚未形成结论的知识领域，从而为该领域发现新的知识。4 自考文献资源体系的构建过程本体(Ontology)作为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模
12、型建模工具，已在知识工程，数字图书馆、软件复用、信息检索和 Web 上异构信息的处理、语义 web 等众多领域得到了广泛的应用。对于 ontology 的构建和使用，在国际上已成为信息系统的研究热点，在国内尚处在起步阶段。但其研究将成为国内的情报检索、数字图书馆等领域的热点，成为一种新的情报科学与信息技术结合的研究方向45。本体建模是指对该领域中的知识、概念、实体及其关系进行明确规范的概念化描述的过程。本体建模的方法常用于知识表示、知识管理、知识共享和重用。创建自考文献信息资源体系的本体模型，是这一领域知识交流、知识管理、知识共享与重用必不可少的工具之一，也是自考文献信息资源数字化建设的重要基
13、础。本文将知识本体引入到自考文献资源领域，尝试构建自考知识本体作为自考文献资源加工、组织和利用中有力的语义工具来解决语义异构问题，使得自考知识概念得到明确惟一的定义。在师生和自考文献资源之间建立起一座语义沟通桥梁，使得计算机不仅能够充分理解师生的信息服务需求，而且可以明确自考文献资源中各种概念的明确含义，提供具有语义的信息检索服务。拟采用斯坦福大学医学院开发的七步法，主要用于本体的构建67。7 个步骤分别是：第一步，确定本体的专业领域和范畴。先要明确几个基本问题：构建的本体覆盖哪些专业领域。应用该本体的目的：为了更好地挖掘本领域的深层信息。本体中的信息能回答哪些类型的问题。该本体的用户与系统维
14、护者是哪些人。确定领域本体可以“回答”的专业问题，即系统能力问题。第二步，考查复用现有本体的可能性。如果自己的系统需要和其他应用平台进行互操作，而这个应用平台又与特定的本体结合在一起，那么复用现有的本体就是最行之有效的方法。许多本体都有电子版本，而且可以输入到个人使用的本体开发系统中。即便一种知识表达系统不能直接以某种特殊的格式来工作。将本体由一种格式转换为另一种格式并不困难。在 Web 上可以找到很多现成的本体文库。第三步，列出本体中的重要术语。列出一份所有术语的清单，清单中的术语是解释给用户的。首先，需要一份最全的术语清单，此时暂不考虑概念间会有属性及表达上的重复。接下来的两个重要步骤是完
15、善等级体系和定义概念属性，这两个步骤是密不可分、互相交织的。二者必须同时进行。这两个步骤在本体的设计进程中最为重要。第四步，定义类和类的等级体系。主要分为自顶向下法、自底向上法和综合法3 种方法。每位研究者要采取什么方法主要依赖于个人对这一专业领域的理解程度和观点。无论选择哪种方法，都要从“类”的定义开始。第五步，定义类的属性。只有类的体系根本不足以提供系统能力问题所需的答案信息。一旦定义好了一些类，就必须开始描绘概念间的内在结构。第六步，定义属性的分面。一个属性由多个“分面”组成。一个属性的“分面”，就是属性取值的类型、容许的取值、取值个数和有关属性取值的其他特征。第七步，创建实例。定义某个
16、类的下属实例需要：确定一个类，创建该类的一个实例，以及添加这个类的属性值。经过对以上步骤的详细分析，确定自考文献知识本体模型的构建步骤如下：（1）确定自考文献资源知识本体的专业领域和范畴。明确构建自考文献资源知识本体的目的，为自考文献资源数据库提供快捷的查询服务。建模对象：本体中的概念为自考文献资源的专有概念。概念的确定应参考相关的自考文献叙词表，但目前本领域的叙词表无法找到，需要构建，暂时无法使用。叙词表是一个词汇库，这些术语为知识本体中概念的创建提供指导。利用文本自动主题标引方法对候选概念进行筛选，以获得该知识领域的核心概念。自考文献资源元数据十分庞大，数据间关系错综复杂，为方便模型的建立
17、，选择其中结构较清晰的学科专业类概念作为建模对象。系统能力：从系统的长远需求来讲，知识库系统应能够实现较深入的数据挖掘，回答用户提出的相关问题。采用基于关联规则挖掘方式从自考文献资源中获取知识本体的属性关系，利用支持度和置信度等度量方法从自考文献文本语料中获取最相关概念。（2）考查复用现有本体的可能性：这种可能性很小。一方面，自考文献类还没有出现相应成型的本体系统。另一方面，公开发行可以免费使用的通用(顶级)本体数量少之又少。网上可以免费使用的通用本体系统如 OpenCyc、SUMO 等，经过考察都不适于自考文献的使用。因此，只能从零开始构建适合自考文献数据库使用的本体系统。（3）列出本体中的
18、重要术语。（4）定义类和类的等级体系。本文采用自顶向下法，即由知识中最大的概念开始，再将这些概念细化。（5）定义类的属性。（6）定义属性的分面。（7）创建实例。笔者认为：自考文献资源元数据包括三类概念：一是表达自考文献类型的元数据，称为类型元数据，包括纸质资源、电子资源、音响资料等；二是表达自考文献来源的元数据，包括政策制度、发展方向、理论和方法等；三是表达自考文献知识单元内容的元数据，称为语义元数据，包括农学、工学、理学、文学、艺术等不同的学科专业，具体的划分没有统一的标准，具体应参照全国高等教育自学考试专业设置汇编及细录。本文模型以“语义元数据”为核心概念集。现以甘肃农业大学高等教育自学考
19、试的学科专业设置为例，共有草业科学、农业水利工程、农学、生物技术、植物保护与检疫、现代园艺技术、农业经济管理、畜牧兽医、水利工程管理、动物科学等 10 大类。给出农业经济管理学科本体的部分类。从图中可以看出，用本体可以较好地呈现学科资源的内容结构和知识结构，它是一种有效的知识建模方法。5 结 语随着信息技术的迅猛发展和网络教学的不断推进，教育思想、教育观念、教学手段、教学模式也在发生深刻的变化，教学过程与信息资源的联系越来越强，尤其是在自学考试文献资源体系建设方面，更需要强大的信息推送和系统模型构建。就本体模型的应用范围而言，可以应用于整个专业领域，也可以根据需要的不同而创建不同的模型。本文拟
20、利用知识本体对概念进行语义描述，将目前的自考信息服务从关键词层面提高到语义层面，提升高等教育自学考试公益服务的效率和精度。通过构建基于知识本体的自考文献资源体系，完善自考文献资源体系的共建共享机制，促进高校自考文献资源服务体系的发展，同时加快了自考文献资源体系在共建共享中的标准化进程。在某种程度上达到了知识共享和重用，提高了全国高等教育自学考试资源的利用效率。参考文献1广崇武.应当重视和研究自考文献资源建设J.教育与考试,2009，(5):25-292江河.构建基于知识本体的教育领域知识库初探J.微计算机应用,2010，(10):70-753张莉萍.基于本体论的知识组织与知识检索J.情报资料工
21、作,2008，(6):27-304蒋智刚,基于本体论在 Web 中的信息检索J.情报杂志,2007，(6):103-1055翁畅平,沈娟.基于 Ontology 的个性化语义检索系统研究J.图书馆理论与实践,2009，(10):77-806Natalya F.Noy and Deborah L.McGuinness.Ontology Development101:A Guide to Creating Your First OntologyEB.http:/protege.stanford.edu/publications/ontologydevelopment/ontology101-noy-mcguinness.html,2001-08.7夏立新,韩永青,张进.基于本体的情报检索学科知识组织体系构建J.现代图书情报技术,2008，(12):80-85.