國(guó)外關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育應(yīng)用項(xiàng)目研究與啟示

[摘 要] 國(guó)外興起的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)研究已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，同時(shí)也得到了政府、媒體、教育、企業(yè)等各領(lǐng)域的積極參與。為從國(guó)外項(xiàng)目角度了解關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育應(yīng)用最新進(jìn)展，本文通過(guò)文獻(xiàn)研究首先介紹了關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)相關(guān)概念，然后從項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用和成果等角度介紹了SemTech、mEducator和LUCERO等三個(gè)國(guó)外典型的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育應(yīng)用項(xiàng)目，并對(duì)它們作了比較分析。最后，結(jié)合我國(guó)教育資源建設(shè)現(xiàn)狀，對(duì)如何利用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)解決教育資源共享問(wèn)題提供了一些建議。

[關(guān)鍵詞] 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)； 教育應(yīng)用； 國(guó)外項(xiàng)目； 語(yǔ)義網(wǎng)； 教育資源共享

[中圖分類號(hào)] G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 吳鵬飛（1982—），男，山東兗州人。館員，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用和數(shù)字圖書館系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等研究。E-mail：wupengfei_2000@163.com。

一、引 言

Web環(huán)境下的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的建設(shè)基本上經(jīng)歷了從最開(kāi)始的盲目建設(shè)到后來(lái)的規(guī)范化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，從最初的Web1.0時(shí)代的專家或機(jī)構(gòu)集中生產(chǎn)到 Web2.0 時(shí)代的“群建共享”，從最初的“資源孤島”到后期的“資源共享”。[1]學(xué)習(xí)資源是數(shù)字學(xué)習(xí)時(shí)代中的核心要素，是整個(gè)教育生態(tài)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)組成部分。然而，不管是Web1.0還是Web2.0時(shí)代，Web環(huán)境下的學(xué)習(xí)資源總是以海量、動(dòng)態(tài)、異構(gòu)、分布等方式存在于網(wǎng)絡(luò)空間中，教育學(xué)習(xí)資源的混亂無(wú)序、獨(dú)占隔離、簡(jiǎn)單重復(fù)、缺乏共享、檢索低效等問(wèn)題[2]給教育領(lǐng)域提出了巨大的挑戰(zhàn)。針對(duì)教育學(xué)習(xí)資源的建設(shè)與共享問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者和機(jī)構(gòu)提出了不同的學(xué)習(xí)資源信息模型，如積件、[3]IEEE LOM、[4]SCORM、[5]IME-LD、[6]IME-CC、[7]學(xué)習(xí)元[8]等。

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)[9]是一種語(yǔ)義網(wǎng)輕量級(jí)實(shí)現(xiàn)模型，自互聯(lián)網(wǎng)之父Tim Berners-Lee在2006年提出以來(lái)就已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，同時(shí)也得到了政府、媒體、企業(yè)等各領(lǐng)域的積極參與。那么，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)這種新的網(wǎng)絡(luò)信息資源組織模型將對(duì)教育領(lǐng)域有何影響？對(duì)我國(guó)教育資源建設(shè)與共享有何影響？為從國(guó)外項(xiàng)目角度了解關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育應(yīng)用最新進(jìn)展，本文在介紹關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)相關(guān)概念基礎(chǔ)上，通過(guò)文獻(xiàn)研究從項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用等角度介紹了SemTech、mEducator和LUCERO等三個(gè)國(guó)外典型的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育應(yīng)用項(xiàng)目，并對(duì)它們作了比較分析。最后，結(jié)合我國(guó)教育資源建設(shè)現(xiàn)狀，對(duì)如何利用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)解決教育資源共享問(wèn)題提供了一些建議。

二、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)概述

（一）概念提出

2006年互聯(lián)網(wǎng)之父Tim Berners-Lee在繼1998年首次提出語(yǔ)義網(wǎng)之后又提出“Linked Data”的概念，并在《關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)構(gòu)建筆記》等一系列文章中分析了Web的發(fā)展和演化，提出了當(dāng)下發(fā)展數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（Web of Data）的思想，其認(rèn)為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)基于分布式數(shù)據(jù)集和其自主定義內(nèi)容格式，利用標(biāo)準(zhǔn)的本體知識(shí)表示與SPARQL檢索協(xié)議，采用可逐步擴(kuò)展的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)可動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的知識(shí)對(duì)象網(wǎng)絡(luò)，并支持語(yǔ)義知識(shí)組織和知識(shí)發(fā)現(xiàn)。[10]2007年，ChrisBizer與Richard Cyganiak向W3C SWEO提交關(guān)聯(lián)開(kāi)放數(shù)據(jù) （Linking Open Data，LOD）的項(xiàng)目申請(qǐng)后，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)才被學(xué)界所熟知。[11]

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是一種推薦的最佳實(shí)踐，用來(lái)在語(yǔ)義網(wǎng)中使用URI和RDF發(fā)布、分享、連接各類數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)，發(fā)布和部署實(shí)例數(shù)據(jù)和類數(shù)據(jù)，從而可以通過(guò)HTTP協(xié)議揭示并獲取這些數(shù)據(jù)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的相互關(guān)聯(lián)、相互聯(lián)系以及有益于人機(jī)理解的語(yǔ)境信息。[12]對(duì)于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，其中URI（Universal Resource Identifier）是統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符，用于唯一標(biāo)識(shí)Web上可用的資源名稱，資源分為信息資源和非信息資源，例如Html網(wǎng)頁(yè)、圖像、郵件、視頻片段、程序、Word或PDF文檔等是信息資源，而人、地點(diǎn)或概念、類和實(shí)體等則是非信息資源；RDF（Resource Description Framework）資源描述框架用于Web資源的描述。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)以RDF模型來(lái)表達(dá)實(shí)體、屬性及其關(guān)系，通過(guò)一系列的三元組來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)三元組包括主語(yǔ)、謂詞和對(duì)象等三個(gè)部分。主語(yǔ)是URI所標(biāo)識(shí)的資源，對(duì)象是與主語(yǔ)有關(guān)的其他資源的標(biāo)識(shí)符，謂詞表示主語(yǔ)和對(duì)象之間的關(guān)系。

（二）關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)特點(diǎn)

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)建立已有信息的語(yǔ)義標(biāo)注和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，它具有框架簡(jiǎn)潔、標(biāo)準(zhǔn)化、自助化、去中心化、低成本的特點(diǎn)，為構(gòu)建人機(jī)理解的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供了根本性的保障，為實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義網(wǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。[13]關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)有四個(gè)基本原則：使用URI作為任何事物的標(biāo)識(shí)名稱；使用HTTP URI讓任何人都可以訪問(wèn)這些標(biāo)識(shí)名稱；當(dāng)有人訪問(wèn)某個(gè)標(biāo)識(shí)名稱時(shí)，提供有用的信息；盡可能提供相關(guān)的URI。[14]關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)原則要求關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)在構(gòu)建過(guò)程中要滿足四個(gè)基本條件：URI唯一標(biāo)識(shí)、HTTP協(xié)議訪問(wèn)、集成內(nèi)部相關(guān)資源和集成外部相關(guān)資源，從而使得內(nèi)部、外部資源相互關(guān)聯(lián)，內(nèi)部資源融入網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)資源集成到內(nèi)部，這樣可以方便用戶查詢，提高用戶發(fā)現(xiàn)和拓展網(wǎng)絡(luò)信息資源的能力。

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)作為語(yǔ)義網(wǎng)的一種輕量級(jí)實(shí)現(xiàn)形式，已經(jīng)成為語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下知識(shí)組織、知識(shí)關(guān)聯(lián)、知識(shí)集成、知識(shí)共享與知識(shí)服務(wù)的一種新的模式、工具和途徑，這使語(yǔ)義互聯(lián)網(wǎng)研究又向前邁進(jìn)了一步。

（三）關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)云

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)自2006年提出以來(lái)，引起了學(xué)術(shù)界極大的關(guān)注，特別是近三年的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議如ISWC、LDOW、WebDB、AAAI、ALA等都對(duì)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)研究給予了極大的關(guān)注，并多次舉辦有關(guān)的主題會(huì)議。[15]與此同時(shí)，美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館、瑞典國(guó)家圖書館、美國(guó)政府網(wǎng)關(guān)data.gov、英國(guó)政府data.gov.uk、BBC、紐約時(shí)報(bào)、DBpedia等其他政府、媒體、企業(yè)相關(guān)領(lǐng)域組織也積極參與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用。短短五年間的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)初具規(guī)模和影響，從2007年5月開(kāi)放關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)（LOD）云圖中僅有的12個(gè)開(kāi)放數(shù)據(jù)集和5億個(gè)RDF三元組，截至 2011年 9 月，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)云（LOD Cloud）含有295個(gè)開(kāi)放數(shù)據(jù)集，310 億個(gè)RDF 三元組，5 億個(gè) RDF 鏈接，如圖1所示。

圖1 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)云圖[16]

三、國(guó)外關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育領(lǐng)域典型研究項(xiàng)目

盡管關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)已引起了各個(gè)領(lǐng)域的廣泛參與，但是目前在教育領(lǐng)域應(yīng)用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的項(xiàng)目還不多。[17]筆者通過(guò)文獻(xiàn)研究從項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用和成果等角度介紹了如下三個(gè)國(guó)外典型的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育應(yīng)用項(xiàng)目。

（一）SemTech項(xiàng)目

1. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容

SemTech[18]（Semantic Technologies for Learning and Teaching）項(xiàng)目是由JISC（the Joint Information Systems Committee，英國(guó)聯(lián)合信息系統(tǒng)委員會(huì)）資助，主要針對(duì)什么是語(yǔ)義技術(shù)、有哪些教育相關(guān)的語(yǔ)義技術(shù)工具應(yīng)用、在英國(guó)高等和基礎(chǔ)教育領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的語(yǔ)義工具和服務(wù)是什么、語(yǔ)義工具和服務(wù)在學(xué)習(xí)、教學(xué)和支持服務(wù)方面的價(jià)值是什么，以及在未來(lái)高等教育中如何應(yīng)用和改進(jìn)語(yǔ)義工具等問(wèn)題，在對(duì)英國(guó)教育領(lǐng)域語(yǔ)義工具和服務(wù)調(diào)查研究基礎(chǔ)上提出了教育領(lǐng)域應(yīng)用語(yǔ)義技術(shù)路線圖。

項(xiàng)目定義了軟語(yǔ)義技術(shù)（Soft Semantic Technologies，包括標(biāo)簽和主題圖）和硬語(yǔ)義技術(shù)（Hard Semantic Technologies，包括RDF、FOAF、SKOS、Triples等機(jī)器自動(dòng)處理技術(shù)），并且利用本體區(qū)分了關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)在表達(dá)資源間存在的關(guān)系上的不同，將調(diào)研的36種相關(guān)的語(yǔ)義工具和服務(wù)按教育功能分為四個(gè)大類：協(xié)作創(chuàng)作和標(biāo)注、搜索和匹配、資源庫(kù)與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、知識(shí)模型和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)。

（1）協(xié)作創(chuàng)作和標(biāo)注

協(xié)作創(chuàng)作和標(biāo)注工具如Mymory（允許用戶頁(yè)面級(jí)和文本級(jí)標(biāo)注）、Debategraph（討論圖）、PROWE（基于FOAF本體的學(xué)術(shù)協(xié)作）、Compendium（在線討論話題可視化顯示）、AWESOME （基于語(yǔ)義Wiki和內(nèi)部語(yǔ)義搜索的協(xié)作高等教育領(lǐng)域知識(shí)發(fā)現(xiàn)）等，具有支持協(xié)作寫作與不同級(jí)別的資源標(biāo)注和匹配、支持討論和支持語(yǔ)義推理等特征。

（2）搜索和匹配

搜索和匹配工具，如Yahoo！、SearchMonkey、Watson、Twine等支持FOAF、Dublin Core詞表和RDF資源標(biāo)準(zhǔn)并提供高級(jí)搜索和匹配，使得資源庫(kù)搜索更加高效，Yahoo！、SearchMonkey和Google利用Web資源作者提供的元數(shù)據(jù)微格式（如RDFa、eRDF）來(lái)為用戶提供搜索服務(wù)。

（3）資源庫(kù)與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境

資源庫(kù)大部分采用知識(shí)模型和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)整合各種數(shù)據(jù)源，并基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布平臺(tái)如D2R Server、TALIS等提供了RDF和SPARQL端點(diǎn)檢索，例如Gutenberg 項(xiàng)目和DBLP資源庫(kù)就是利用D2R Server將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)SPARQL端點(diǎn)發(fā)布成RDF關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。

（4）語(yǔ)義工具和服務(wù)

語(yǔ)義工具和服務(wù)主要提供了教育數(shù)據(jù)分析與推理、集成與互操作、相關(guān)學(xué)習(xí)資源學(xué)習(xí)活動(dòng)的支持、跨課程的學(xué)習(xí)與教學(xué)活動(dòng)支持等功能。

2. 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

在調(diào)查的英國(guó)高校中有14個(gè)已經(jīng)采用語(yǔ)義Wiki支持教學(xué)活動(dòng)，例如英國(guó)萊斯特大學(xué)的JISC資助的PROWE Wiki項(xiàng)目采用FOAF代替了原有的復(fù)雜的元數(shù)據(jù)模式。開(kāi)放大學(xué)的Cohere Compendium、Debategraph等項(xiàng)目采用RDF和其他語(yǔ)義技術(shù)。JISC資助的AWESOME項(xiàng)目將語(yǔ)義Wiki和教學(xué)感知推薦結(jié)合用來(lái)增強(qiáng)學(xué)術(shù)寫作，并在利茲大學(xué)、考文垂大學(xué)和班戈大學(xué)中得到了應(yīng)用。南安普敦大學(xué)利用RKBExplorer提供人物、角色、課程、講座等實(shí)體信息。南安普敦大學(xué)和牛津大學(xué)通過(guò)SPARQL端點(diǎn)發(fā)布研究項(xiàng)目關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。大多數(shù)的教育資源庫(kù)平臺(tái)多采用DSpace、EPrints、D2R、SIMILE RDFizers等關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)擴(kuò)展技術(shù)和平臺(tái)實(shí)現(xiàn)跨機(jī)構(gòu)教育資源關(guān)聯(lián)創(chuàng)建與發(fā)布。

3. 項(xiàng)目成果

項(xiàng)目在對(duì)語(yǔ)義工具與服務(wù)和英國(guó)高校中語(yǔ)義技術(shù)應(yīng)用調(diào)查的基礎(chǔ)上提出了教育語(yǔ)義技術(shù)應(yīng)用路線圖，如圖2所示。[19]路線圖具體分為三個(gè)階段：關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)應(yīng)用、基于本體的搜索與匹配應(yīng)用、教學(xué)情境感知應(yīng)用。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)應(yīng)用階段主要基于RDF格式關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換、映射、發(fā)布和消費(fèi)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)內(nèi)部關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布與機(jī)構(gòu)外部關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集成整合，為后續(xù)工具提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?；诒倔w的搜索與匹配應(yīng)用階段主要基于本體映射推理實(shí)現(xiàn)跨機(jī)構(gòu)教育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)資源的搜索、發(fā)現(xiàn)、匹配與推理來(lái)支持教學(xué)和科研工具。教學(xué)情境感知應(yīng)用是路線圖的最高階段，在前兩個(gè)階段的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的教育應(yīng)用，如跨學(xué)科的知識(shí)共享、批評(píng)性思維訓(xùn)練、教學(xué)情境敏感的可視化知識(shí)地圖等，更好地創(chuàng)新教學(xué)模式、教學(xué)方法與教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)整個(gè)教育領(lǐng)域的變革。但是開(kāi)放關(guān)聯(lián)教育數(shù)據(jù)應(yīng)用面臨的首要挑戰(zhàn)就是教育機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的公開(kāi)發(fā)布，這也是決定關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育應(yīng)用的關(guān)鍵。另外還要面對(duì)全球性教育本體協(xié)作創(chuàng)建、教育機(jī)構(gòu)內(nèi)部關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布版權(quán)問(wèn)題等。

圖2 教育語(yǔ)義技術(shù)應(yīng)用路線圖

（二）mEducator項(xiàng)目

1. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容

mEducator[20]是由歐洲eContentplus基金資助的項(xiàng)目，其針對(duì)許多歐盟教育學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)豐富的醫(yī)學(xué)教育資源缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容共享機(jī)制導(dǎo)致的資源發(fā)現(xiàn)和利用問(wèn)題，在評(píng)估電子學(xué)習(xí)領(lǐng)域的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)IEEE Learning Object Metadata（LOM）、extension Healthcare LOM、IEEE LOM in RDF、Dublin Core之后，提出基于本體和RDF關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的mEducator元數(shù)據(jù)概念模型，并開(kāi)發(fā)了MELINA+（面向Moodle）、MILES+（面向Drupal）、LinkedLabyrinth+（面向Open labyrinth）、Metamorphosis+（面向社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)與教育資源的關(guān)聯(lián)服務(wù)接口）等教育資源庫(kù)平臺(tái)語(yǔ)義關(guān)聯(lián)平臺(tái)，以便使醫(yī)學(xué)教育資源被整個(gè)歐洲學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)、檢索、共享和重用。

2. 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

圖3 mEducator3.0 框架

為解決教育資源內(nèi)容共享和重用，mEducator項(xiàng)目通過(guò)融合社交網(wǎng)絡(luò)和語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，先后開(kāi)發(fā)了基于Web2.0與Mashup技術(shù)的mEducator 2.0和基于語(yǔ)義網(wǎng)、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)服務(wù)技術(shù)的mEducator 3.0，mEducator3.0系統(tǒng)框架圖如圖3所示。[21]系統(tǒng)共分為三層：Web教育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)與服務(wù)層（教育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)與Web服務(wù)）、教育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)與服務(wù)層集成整合層（教育資源與服務(wù)關(guān)聯(lián)云）、教育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)應(yīng)用與表示層（具體教育應(yīng)用）。

mEducator元數(shù)據(jù)概念模型是基于本體與RDF關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述的，圖4給出了mEducator中一個(gè)專利數(shù)據(jù)描述示例，[22]其中名字空間（http：//www.purl.org/meducator/ns/）用于標(biāo)識(shí)資源類型，基于Bioportal ontology本體的主題和學(xué)科關(guān)聯(lián)，基于mEducator模式的教育情境和目標(biāo)是資源的屬性，資源權(quán)限關(guān)聯(lián)共享協(xié)議Creative Commons，基于FOAF本體參引元數(shù)據(jù)創(chuàng)建者。

圖4 mEducator中專利資源描述

3. 項(xiàng)目成果

項(xiàng)目開(kāi)發(fā)完成的mEducator3.0關(guān)聯(lián)服務(wù)環(huán)境可以自動(dòng)整合、發(fā)現(xiàn)分布異構(gòu)學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)系統(tǒng)中的服務(wù)和APIs并形成基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)RDF格式的關(guān)聯(lián)教育資源數(shù)據(jù)集，其最大的特色在于第一個(gè)真正將Web2.0社交網(wǎng)絡(luò)與基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和語(yǔ)義技術(shù)的Web3.0結(jié)合起來(lái)并融入關(guān)聯(lián)醫(yī)學(xué)教育和關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)中，將開(kāi)放資源和語(yǔ)義技術(shù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用到教育和學(xué)習(xí)中。MELINA+、MILES+、LinkedLabyrinth+、Metamorphosis+等教育資源庫(kù)平臺(tái)語(yǔ)義關(guān)聯(lián)模塊開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)都是基于mEducator3.0。mEducator3.0通過(guò)融合社交網(wǎng)絡(luò)和語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，整合學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)和開(kāi)放式教育資源庫(kù)，利用語(yǔ)義APIs提供教育資源關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、發(fā)布、描述、共享與語(yǔ)義關(guān)聯(lián)搜索等服務(wù)，并返回mEducator3.0模式元數(shù)據(jù)，使教師和學(xué)習(xí)者可以發(fā)現(xiàn)、組織、檢索、重用和共享醫(yī)學(xué)教育資源。同時(shí)mEducator3.0也已經(jīng)在Second Life 中得到了應(yīng)用，提供了基于語(yǔ)義的學(xué)習(xí)資源搜索。

（三）LUCERO項(xiàng)目

1. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容

英國(guó)開(kāi)放大學(xué)發(fā)起的LUCERO[23]（Linking University Content for Education and Research Online）項(xiàng)目，旨在利用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布與挖掘技術(shù)對(duì)英國(guó)開(kāi)放大學(xué)內(nèi)部的分布異構(gòu)學(xué)習(xí)資源庫(kù)進(jìn)行選擇、抽取及結(jié)構(gòu)化處理，整合發(fā)布關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)形成關(guān)聯(lián)云。

LUCERO 項(xiàng)目提出了三種不同的原型來(lái)挖掘教育資源：專家搜索系統(tǒng)（the OU Expert Search System），針對(duì)特定主題尋找最佳專家；伙伴學(xué)習(xí)系統(tǒng)（the Buddy Study System），基于Facebook人際網(wǎng)絡(luò)信息確定朋友共同的興趣并推薦潛在的課程資源，支持伙伴間的共同學(xué)習(xí)；關(guān)聯(lián)開(kāi)放學(xué)習(xí)應(yīng)用（Linked OpenLearn），提供課程與開(kāi)放學(xué)習(xí)語(yǔ)義關(guān)聯(lián)，通過(guò)發(fā)現(xiàn)相關(guān)教育資源支持學(xué)習(xí)者的開(kāi)放學(xué)習(xí)。

圖5 LUCERO工作流程圖

2. 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

LUCERO工作流程圖[24]如圖5所示，具體分為收集、抽取、關(guān)聯(lián)、存儲(chǔ)和發(fā)布等五個(gè)階段。主要應(yīng)用的技術(shù)有各種異構(gòu)分布資源的收集、基于本體RDF格式數(shù)據(jù)抽取與清洗、三元組存儲(chǔ)于索引和通用、SPARQL端點(diǎn)搜索與應(yīng)用。

3. 項(xiàng)目成果

LUCERO項(xiàng)目在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之前確定了要重用本體詞匯，通過(guò)重用多種本體詞匯如AIISO ontology、Courseware ontology等來(lái)支持教育領(lǐng)域情境中的關(guān)聯(lián)開(kāi)放數(shù)據(jù)生成與挖掘，實(shí)現(xiàn)教育資源數(shù)據(jù)最大程度的互操作。LUCERO項(xiàng)目提出在教育環(huán)境中應(yīng)用關(guān)聯(lián)開(kāi)放數(shù)據(jù)有三大優(yōu)勢(shì)：免費(fèi)開(kāi)放Web教育資源的發(fā)布可以為創(chuàng)新教育應(yīng)用提供關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；RDF結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)格式為大規(guī)模機(jī)器自動(dòng)處理提供保障；跨機(jī)構(gòu)的教育資源的關(guān)聯(lián)為用戶訪問(wèn)、使用和瀏覽教育資源提供了新的維度。最后指出高校需要?jiǎng)?chuàng)新知識(shí)發(fā)布、共享的機(jī)制和模式來(lái)為教育改革和學(xué)習(xí)提供服務(wù)。

四、國(guó)外研究項(xiàng)目比較分析

國(guó)外SemTech項(xiàng)目對(duì)英國(guó)教育領(lǐng)域語(yǔ)義工具和其教學(xué)服務(wù)應(yīng)用開(kāi)展了調(diào)查研究，并在此基礎(chǔ)上提出了關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)應(yīng)用、基于本體的搜索與匹配應(yīng)用和教學(xué)情境感知應(yīng)用等三個(gè)階段的教育語(yǔ)義技術(shù)應(yīng)用路線圖。mEducator項(xiàng)目針對(duì)醫(yī)學(xué)教育資源缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容共享機(jī)制導(dǎo)致的資源發(fā)現(xiàn)和利用問(wèn)題，在基于本體和RDF關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的mEducator元數(shù)據(jù)概念模型基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了MELINA+、MILES+、LinkedLabyrinth+等多個(gè)教育資源庫(kù)平臺(tái)語(yǔ)義關(guān)聯(lián)平臺(tái)，以便使醫(yī)學(xué)教育資源被整個(gè)歐洲學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)、檢索、共享和重用。LUCERO項(xiàng)目則是針對(duì)英國(guó)開(kāi)放大學(xué)內(nèi)部的分布異構(gòu)學(xué)習(xí)資源庫(kù)，采用了基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布與挖掘技術(shù)對(duì)異構(gòu)學(xué)習(xí)資源開(kāi)展了內(nèi)容選擇、抽取及結(jié)構(gòu)化處理等實(shí)踐，目標(biāo)是挖掘整合發(fā)布教育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)形成關(guān)聯(lián)云，更好地支持高級(jí)學(xué)習(xí)應(yīng)用。

通過(guò)對(duì)國(guó)外關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)教育領(lǐng)域典型研究項(xiàng)目介紹，可以發(fā)現(xiàn)，SemTech、mEducator和LUCERO研究項(xiàng)目的出發(fā)點(diǎn)都是從基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)與語(yǔ)義Web技術(shù)的最新視角來(lái)研究與解決教育領(lǐng)域中教育學(xué)習(xí)資源的組織、發(fā)現(xiàn)、檢索、推理、共享和重用問(wèn)題，并致力于利用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)支持語(yǔ)義Web環(huán)境中的教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)模式的變革。同時(shí)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)本身具有全球開(kāi)放性、基于本體的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)性和標(biāo)準(zhǔn)的分布動(dòng)態(tài)知識(shí)組織等特性，這為機(jī)構(gòu)內(nèi)部教育資源和外部Web開(kāi)放教育資源的集成整合、發(fā)現(xiàn)、共享和重用提供了良好的機(jī)遇。另外，本體和RDF格式關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是這三個(gè)項(xiàng)目共同應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，多種本體詞匯如AIISO、Courseware、FOAF等重用對(duì)于Web語(yǔ)義環(huán)境中教育資源語(yǔ)義一致性和關(guān)聯(lián)互操作至關(guān)重要；而基于RDF標(biāo)準(zhǔn)格式關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是Web大規(guī)模數(shù)據(jù)機(jī)器自動(dòng)處理的關(guān)鍵所在。最后，雖然SemTech、mEducator和LUCERO項(xiàng)目發(fā)起機(jī)構(gòu)和具體應(yīng)用實(shí)踐不同，但是它們都是更加注重強(qiáng)調(diào)教育和學(xué)習(xí)的本質(zhì)，都強(qiáng)調(diào)了關(guān)聯(lián)以Web2.0為代表的社會(huì)人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)于促進(jìn)協(xié)作學(xué)習(xí)和教學(xué)活動(dòng)的重要性，這更加回歸了學(xué)習(xí)的本質(zhì)，不僅強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)內(nèi)容資源的開(kāi)放語(yǔ)義關(guān)聯(lián)，而且更加重視人際關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于學(xué)習(xí)活動(dòng)的支持。

五、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)教育資源建設(shè)的啟示

2012年3月，中國(guó)教育部為推進(jìn)落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》關(guān)于教育信息化的總體部署，組織編制下發(fā)了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》（簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）。《規(guī)劃》總體目標(biāo)是要建設(shè)覆蓋城鄉(xiāng)各級(jí)各類學(xué)校的教育信息化體系，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享，推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，實(shí)現(xiàn)教育思想、理念、方法和手段全方位創(chuàng)新，以教育信息化帶動(dòng)教育現(xiàn)代化，是我國(guó)教育事業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，對(duì)于提高教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平、構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)和人力資源強(qiáng)國(guó)具有重大意義。[25]國(guó)家相關(guān)部門對(duì)教育信息化中教育資源普及共享、信息技術(shù)與教育教學(xué)深度整合作了明確部署，對(duì)于教育資源建設(shè)、共享與教學(xué)整合等具有重要的指導(dǎo)意義。但是當(dāng)前我國(guó)教育資源建設(shè)與共享中也存在著諸多問(wèn)題，針對(duì)存在的問(wèn)題，我們或許可以從上述國(guó)外研究項(xiàng)目中獲得一些啟示。

（一）跨機(jī)構(gòu)教育資源關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布

跨機(jī)構(gòu)教育資源關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布是全球范圍內(nèi)教育資源重用與共享的首要條件。我國(guó)教育領(lǐng)域各機(jī)構(gòu)需要利用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)這一語(yǔ)義環(huán)境的資源組織模型，將自身內(nèi)部寶貴的教育資源轉(zhuǎn)換以關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)形式進(jìn)行發(fā)布，并且盡可能地重用和關(guān)聯(lián)外部教育資源數(shù)據(jù)。通過(guò)跨機(jī)構(gòu)教育信息資源關(guān)聯(lián)整合發(fā)布形成“教育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)云”，可以為教育領(lǐng)域各種應(yīng)用提供基礎(chǔ)條件?！敖逃P(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)云”的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)不僅可以整合全球開(kāi)放的優(yōu)質(zhì)教育資源，而且可以在發(fā)現(xiàn)、重用、共享資源的同時(shí)開(kāi)展不同模式的教育應(yīng)用來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)模式的變革，提升全球知識(shí)創(chuàng)造力，從而加速全球范圍的知識(shí)創(chuàng)新步伐。我們需要?jiǎng)?chuàng)新知識(shí)發(fā)布、共享的新的機(jī)制和模式來(lái)為教育改革和學(xué)習(xí)提供服務(wù)。

（二）教育語(yǔ)義關(guān)聯(lián)知識(shí)發(fā)現(xiàn)整合服務(wù)平臺(tái)創(chuàng)建

教育語(yǔ)義關(guān)聯(lián)知識(shí)發(fā)現(xiàn)整合服務(wù)平臺(tái)創(chuàng)建是開(kāi)展教學(xué)情境感知應(yīng)用的關(guān)鍵。從英國(guó)開(kāi)放大學(xué)LUCERO、歐洲mEducator等項(xiàng)目中可以發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)都利用RDF資源描述框架和Ontology本體技術(shù)。其中RDF不需要詳細(xì)的知識(shí)庫(kù)模式或者本體就能檢索和整合不同的教育信息資源，而本體是形式化、規(guī)范化的概念及其關(guān)系描述，用于概念、知識(shí)共享與重用，同時(shí)也是機(jī)器自動(dòng)推理的關(guān)鍵部件。目前全球范圍已經(jīng)出現(xiàn)了許多本體，如Wordnet（語(yǔ)言本體）、Hownet（知網(wǎng)本體）、AIISO（學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)內(nèi)容機(jī)構(gòu)本體）、Courseware（課件本體）、FOAF（朋友本體）等。我們?cè)诮逃Z(yǔ)義關(guān)聯(lián)知識(shí)發(fā)現(xiàn)整合服務(wù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)中應(yīng)盡可能重用共享全球范圍內(nèi)各領(lǐng)域已建立的成熟的本體詞匯，并根據(jù)具體應(yīng)用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)教育領(lǐng)域?qū)儆谧约旱谋倔w。另外，在建構(gòu)主義、聯(lián)結(jié)主義、社會(huì)情境建構(gòu)、分布認(rèn)知等學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，還應(yīng)注重將Web2.0社交網(wǎng)絡(luò)與基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和語(yǔ)義技術(shù)的Web3.0結(jié)合起來(lái)，并融入教育語(yǔ)義關(guān)聯(lián)知識(shí)發(fā)現(xiàn)整合服務(wù)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)中，將資源網(wǎng)絡(luò)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)、學(xué)習(xí)者認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)緊密融合來(lái)支持不同教學(xué)情境中的教學(xué)和學(xué)習(xí)應(yīng)用。

（三）教學(xué)情境感知應(yīng)用

教育資源建設(shè)與共享的最終目的是要實(shí)現(xiàn)不同教學(xué)情境中教和學(xué)的應(yīng)用，是關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)應(yīng)用的最高階段。通過(guò)構(gòu)建教育語(yǔ)義關(guān)聯(lián)知識(shí)發(fā)現(xiàn)整合服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教育資源開(kāi)放語(yǔ)義關(guān)聯(lián)、智能搜索與推理、知識(shí)發(fā)現(xiàn)、共享與重用，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展不同形式更高級(jí)的教育應(yīng)用，如基于開(kāi)放知識(shí)庫(kù)的專家問(wèn)答、伙伴協(xié)作學(xué)習(xí)、跨學(xué)科的知識(shí)共享、批評(píng)性思維訓(xùn)練、教學(xué)情境敏感的可視化知識(shí)地圖展示等，更好地支持問(wèn)題討論、項(xiàng)目學(xué)習(xí)的自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)和教學(xué)活動(dòng)，推動(dòng)智慧學(xué)習(xí)、[26]按需學(xué)習(xí)等高級(jí)學(xué)習(xí)方式的發(fā)展，從而促進(jìn)整個(gè)教育領(lǐng)域的變革。

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)有利于教育領(lǐng)域機(jī)構(gòu)內(nèi)部教育資源和外部Web開(kāi)放教育資源的語(yǔ)義集成、整合、發(fā)現(xiàn)、共享和重用，國(guó)外教育領(lǐng)域關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)研究正方興未艾。我國(guó)教育領(lǐng)域應(yīng)密切關(guān)注國(guó)外關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的研究進(jìn)展，積極借鑒國(guó)外教育領(lǐng)域關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，利用本體和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)相關(guān)生成發(fā)布和消費(fèi)獲取技術(shù)，開(kāi)發(fā)我國(guó)教育領(lǐng)域關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)特色服務(wù)項(xiàng)目和平臺(tái)，為我國(guó)教育資源建設(shè)、共享與教學(xué)應(yīng)用整合服務(wù)。

六、總結(jié)與展望

從語(yǔ)義網(wǎng)到關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的跨越源于多年的理論討論和實(shí)踐研究，從Web1.0到Web2.0及Web3.0，從HTML到XML，從RDF到Ontology、OWL，從單一文本資源到海量分布多媒體資源，語(yǔ)義化、智能化的互聯(lián)網(wǎng)是其發(fā)展的必然要求。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)理論興起與發(fā)展必將推動(dòng)語(yǔ)義互聯(lián)網(wǎng)的不斷成熟與完善，也必將帶動(dòng)教育領(lǐng)域在教育資源組織形式、資源集成整合與發(fā)現(xiàn)、共享、重用等方面的變革。在英國(guó)聯(lián)合信息系統(tǒng)委員會(huì)、歐洲eContentplus基金會(huì)和英國(guó)開(kāi)放大學(xué)等機(jī)構(gòu)和組織的引領(lǐng)和帶動(dòng)下，以關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)為代表的語(yǔ)義Web技術(shù)已經(jīng)得到了國(guó)外教育領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，會(huì)有更多的研究者和開(kāi)發(fā)者利用關(guān)聯(lián)開(kāi)放數(shù)據(jù)去發(fā)布、共享、重用教育學(xué)習(xí)資源，更好地創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐，相信我國(guó)在教育領(lǐng)域也會(huì)有更多的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)研究項(xiàng)目和實(shí)踐。

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[21] Yu， Hong Qing； Dietze， Stefan； Li， Ning； Pedrinaci， Carlos； Taibi， Davide； Dovrolls， Nikolas； Stefanut，Teodor； Kaldoudi， Eleni and Domingue， John （2011）. A Linked Data-Driven Service-Oriented Architecture for Sharing Educational Resources[C].1st International Workshop on eLearning Approaches for Linked Data Age （Linked Learning 2011）， 8th Extended Semantic Web Conference （ESWC2011）， 29 May 2011， Heraklion，Greece.

[22] Evangelia， Mitsopoulou； Taibi， Davide； Giordano， Daniela； Dietze， Stefan； Yu， Hong Qing； Bamidis，Panagiotis；Bratsas， Charalampos and Woodham， Luke （2011）. Connecting Medical Educational Resources to the Linked Data Cloud： the mEducator RDF Schema， store and API[C]. Linked Learning 2011： 1stInternational Workshop on eLearning Approaches for the Linked Data Age， 8th Extended Semantic Web Conference （ESWC2011）， 29 May 2011， Heraklion， Greece.

[23] The LUCERO Project[EB/OL]. [2012-10-12].http：//lucero-project.info/lb/.

[24] Zablith， Fouad； Fernandez， Miriam and Rowe， Matthew （2011）. The OU Linked Open Data： Production and Consumption[C]. Linked Learning 2011： 1st International Workshop on eLearning Approaches for the Linked Data Age， 8th Extended Semantic Web Conference （ESWC2011）， 29 May 2011， Heraklion， Greece.

[25] 教育部.關(guān)于印發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》的通知[Z].2012.

[26] 黃榮懷，楊俊鋒，胡永斌.從數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境到智慧學(xué)習(xí)環(huán)境——學(xué)習(xí)環(huán)境的變革與趨勢(shì)[J].開(kāi)放教育研究，2012，（1）：75～84.