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基于P2P的学习资源管理系统设计研究

图 3 P2P 知识共享的社会性网络
下面从社会学的角度阐述学习者之间通过 P2P 学 习资源管理系统如何进行有效的知识共享与交流。从 社会性交互理论可知, 学习者进行的社会性交互越多, 获得知识共享的可能性就越大。从知识管理的角度可 知, 知识包括显性知识和隐性知识。显性知识是通过网 络能够看到的知识, 而隐性知识却隐藏在每一位共同 体成员的头脑中, 不论是显性知识还是隐性知识都只 能通过学习者之间社会性交互才能获得。所以学习者 之间可以通过 P2P 学习资源管理系统建立相关联结, 当一个学者对某一知识发出帮助请求时, 所有具备这 一知识的学习者与请求者之间可建立如图 3 所示的知 识共享的社会性网络。其中 K- network 是 P2P 的学习 资源管理系统中各学习者之间联系情况。这个平面便 构成了一个完整虚拟社区, 其中的 a- f 分别表示一个 知识渊博的学习者或者一个学习者拥有的知识信息。 如果某个学习者( 如学习者 a) 对某一知识提出搜索请 求时, 该搜索请求将按照指定格式被封装成相应的消 扈, 然后发送到网络的所有的资源结点, 并在资源数据 库内进行检索, 将相关检索结果返回给请求学习者; 如 果资源库中没有相关知识, 就需要向管理系统中的其 它学习伙伴发送搜索请求, 收到搜索请求的学习者将 会解析相应的搜索请求消息, 然后学习者根据自己的
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还结合了 ACM 计算系统分类方法, 对资源库中的资源 和交流过程中形成的知识进行合理的分类管理; 同时, 根据学习者对资源的访问量、交互过程中提交某一知 识的数量以及学习者搜索的结果与学习内容相匹配程 度等来确定学习资源的信誉级别, 为学习资源的分类 管理及方便检索提供更好的依据。
2.学习资源的搜索 “我们淹没在资源的海洋中却又忍受着 知 识 的 饥 渴”, 是对学习内容进 行 有 效 搜 索 的 重 要 性 的 真 实 写 照 。 所 以 在 系 统 中 我 们 提 供 了 关 键 词 、关 键 词 辞 典 、概 念地图三种不同的搜索方法, 正是为解决这一问题而 设计的。其中关键词搜索方法是一般网络中所采用的 最基本方法; 关键词辞典是根据关键词的语义预先建 好的, 通过它可以拓展搜索范围; 概念地图搜索方法是 根据已建立的关键词及相关内容的概念地图进行搜 索, 以提高搜索的精确度。系统提供的以上三种搜索方 式, 可以使学习者迅速地查询到所需要的学习内容, 从 而提高了学习效率。 在用关键词辞典进行搜索时, 当输入 “New York Vacation” 关 键 词 , 在 搜 索 结 果 中 将 生 成 诸 如 “New York city Life”、“New York Travel”、甚 至 于 “New York Yankee”等 关 键 术 语 的 辞 典 。并 且 搜 索 的 结 果 按 照 文 件 名 称 、类 型 、大 小 、状 态 、信 誉 级 别 在 主 窗 口 上 方 显 示 出 来 。概 念 地 图 搜 索 是 基 于 语 义 搜 索 来 实 现 的 。根 据 事 先 建立好的概念关键词之间的联结关系。在搜索的过程 进行语义扩展。如用户输入“web service”的关键词, 系 统将迅速的生成一个有三个节点和两个分支的概念地 图。一个分支是语义网络(semantic web), 另外一个分支 是 DAML- S。 如 图 2 所 示 。 如 果 用 户 点 击 语 义 网 络 (semantic web)节 点 , 概 念 地 图 将 出 现 与 之 相 关 的 其 它 分支。如果用户双击“XML”节点, 系统将继续进行搜索 和生成查找的结果。 如图 2 左边窗口上部分显示的是搜索内容的概念 描述, 下面部分是学习内容的资源类型和相关概念的
一、P2P 网络概述 P2P 是 peer- to- peer 的缩写, 也可以理解为“伙伴 对伙伴”的意思, 或称为对等联 网 。根 据 Dave Winner 的论断, P2P 中的 P 是人( people) 这也是对 P2P 最深刻 的解读之一。事实上, 我们所处的真实生活是 P2P 的环 境, 人们可以和其他人直接交流。P2P 网络是一种用于 不同 PC 用户之间, 直接交换数据或服务的技术。也就 是说可以让用户直接连接到其他用户的计算机, 这样 用户可以直接进行交互。它具有以下特点: 1.教育资源共享与管理 P2P 的最大特征就是资源共享。它突破了时空的 限制, 在网络中的每个学习者既是资源获得者, 又是资 源发布者, 同时还是资源收集者。从而弱化了服务器、 客户机的概念。同时每个学习者又是对等的, 资源可以 在不同学习者之间传递, 拓展了教育资源的共范围
通讯技术和网络技术的迅速发展, 突破了传统的 时空限制, 把不同学习主体紧密地联系起来, 一种新的 学习方式— ——虚拟学习社区就应运而生了, 并逐步成 为 学 习 者 开 展 协 作 学 习 、进 行 知 识 共 享 的 理 想 环 境 。然 而, 在虚拟学习社区中实现有效的学习有许多问题需 要研究和解决。本文基于 P2P 网络, 为学习者搭建一个 有效获取学习内容、促进学习者之间交流与知识共享 的网络环境。该环境通过为学习者提供关键词辞典和 语义搜索来提高搜索的精确度及搜索的质量, 同时给 学习者建一个知识共享与交流的网络环境, 以便学习 者在资源库中不能搜索到所要的学习信息时, 能通过 这个环境找到解答问题的方案, 从而达到获取有效学 习目的。
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基于 P2P 的学习资源管理系统设计研究
叶海智 王富强 辛尚鸿 ( 河南师范大学教育技术系, 河南新乡 453007)
[ 摘 要] 网络给人们带来丰富学习资源的同时, 也给人们有效获取所需资源带来了一定困扰。如何 有效的对资源进行组织和管理, 如何使学习者快速检索到所需的学习资源是一个迫切需要解决的问 题。本文基于 P2P 网络, 为学习者设计了一个提供有效的学习内容查询、存储和知识共享的资源管理 系统, 并从社会学视角详述了学习者之间如何进行有效的知识交流与共享, 从而达到有效获取学习信 息的目的。 [ 关键词] 学习资源; P2P 网络; 知识共享
1.学习资源库的构建 在虚拟学习社区中建立合理丰富的资源库是提高 学习质量的一个关键因素, 也为有效信息的检索和管 理提供了有力支持。本文资源库建立主要是通过采集 所学课程的原材料、在线交流的学习内容和相关的优 秀论文等相关资源实现的。资源分类的方法已有很多 研究, 不同的技术规范形成了不同的分类方法, 例如我 国于 2002 年正式公布了教育资源建设规范( celts- 41) (全国信息技术标准化技术委员会教 育 技 术 委 员 会 , 2002 年)这一教育资源建设规范是按照学科门类、适用 对象和素材类型三个维度进行分类的。本文在对资源 进行分类管理的策略, 在注意相关资源分类的规范后
资源情况提供相应的帮助请求。这时在拥有这一知识 的学习者与请求者之间便形成另外一个社会关系网络 平面 S- network。但在这个网络中并不显示没有这一知 识的学习伙伴( 如 e、f) 。请求者可以从其中的任一个学 习者那里得到帮助; 以学习伙伴 a 为例说明, a 分别与 b、c、d 建立了联结, 他们与 a 可以在线即时通信与交 流, 方便及时地提供 a 所需的帮助信息。同时 a 可以对 不同的学习者所提供帮助的信息做出评价, 依据与自 己所需信息相匹配的程度确定其信誉级别, 并利用学 习资源管理系统所提供的分类方法上传到数据库, 以 备知识共享。
在资源模块中各个管理者分别负责对资源库和学 习者在交互的过程中获取的学习内容进行组织和管 理。其中, 资源管理者负责协调和处理不同管理者提供 的学习资源和学习服务等, 同时支持学习者对学习内 容进行有效的搜索; 内容管理者是对交流过程中通过 知识共享而获得的学习内容进行管理; ontology 管理者 是对资源库中的资源进行语义管理; 注释管理者是对 交流过程中形成的学习内容和资源库中的资源进行详 细注释。搜索模块主要包括搜索引擎和内容发现管理 者。搜索引擎是给学习者对有效的学习内容提供查询 的工具。内容发现管理者主要为学习者提供有效搜索 学习内容的各种途径。在虚拟学习社区中, 有效地获取 学习信息的可以吸引更多的学习者参与知识的共享和 交流, 有利于促进知识在学习者之间的流动, 提高知识 的更新速度, 进一步为学习者提供所需的学习信息。系 统中通过为学习者提供学习资源库和语义搜索来实现 获取有效的学习信息。
图 2 概念地图搜索实例
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详细描述。右边窗口下部分显示的是从左边窗口下部 分搜索得到的详细资源信息。
三、知识共享的社会性网络建构 资源库为学习者提供了丰富有效的学习信息, 但 是在学习的过程并不是所有的学习信息在资源库中都 能搜索到, 当学习者在资源库中搜索不到所要学习的 内容时, 获取有效的学习信息最简便的方法就是向其 它学习者寻求帮助。在 P2P 学习资源管理系统中为学 习者提供了学习与交流的环境, 学习者之间可以很方 便进行交流与知识共享, 充分利用了 P2P 通信的优势, 从而快速有效地获取学习信息。学习者之间进行交流 与知识共享的过程, 也是学习者之间进行社会性交互 的过程。社会性交互是激发和产生知识共享的主要途 径, 虚拟学习社区中学习者之间的知识共享与社会性 交互都有着必然的联系,如图 3 所示。
和管理模式。有利于海量信息资源的收集, 避免了服务 器瓶颈问题的发生。为学习者创设一个简单便捷的分 布式异构资源共享与管理环境, 从而为有效的学习提 供充分的资料服务。
2.教育资源的分布式搜索和便捷的文件交换 利 用 P2P 技 术 可 以 实 现 教 育 资 源 的 深 度 搜 索,在 本 文 中 提 供 了 关 键 词 、关 键 词 辞 典 、概 念 地 图 等 有 效 的 搜索方式, 让学习者在学习的过程中能够方 便、快捷、 准确地搜索到学习内容。 3.创建协作学习与交流环境 P2P 的协同工作和即时通信为我们创建了协作学 习与交流环境, 突显了无与伦比的技术优势。它使得网 上任意两台 PC 机都可以建立实时联系, 构筑一 个安 全、共享的虚拟空间, 便于学习者开展最广泛的协作学 习与交流, 有利于学习者之间的资源互助。 虚 拟 学 习 社 区 (Virtual Learning Community )是 建 立在网络和通信技术之上, 借助网络和通信工具, 由不 同的学习个体组成, 通过交互学习、协作学习和自主学 习方式为主, 使学习者获得知识、增进理解和提高技 能, 形成以此为目的的一个交互的自治区域。虚拟学习 社区已经成为当前教学改革中的一项非常重要的应 用, 相对于传统的学习方式, 虚拟学习社区有明显的优 势。然而, 由于受各种因素的限制, 当前的虚拟学习社 区还处于相对初级的阶段, 缺乏一定的平台作为支撑, 因而, 构建一个互动的、大量资源供给的、适于有效学 习的虚拟学习社区平台就显得尤为重要。
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