Freshknowledge – система управления учебным Веб-контентом на семантическом уровне | Лаборатория СЕТ — семантические технологии и дистанционное обучение

Титенко С.В., Гагарин о.О. Freshknowledge – система управления учебным Веб-контентом на семантическом уровне // VII международная конференция «Интеллектуальный анализ информации ИАИ-2007», Киев, 15-18 мая 2007г. : Сб. тр./ Редакторша кол. : С.В. Сирота (гл.ред.) и др. – К.: Просветительство, 2007. – С. 342-352

Freshknowledge – система управление учебным Веб-контентом на семантическом уровне

Титенко с.В., Гагарин О.О, к.т.н., доц.,
Национальный технический университет Украины «КПИ», м. Киев
lab@setlab.net

Целью данной статьи является описание системы управления учебным содержимым Интернет-сайта на уровне семантики Веб-контенту. Подается концепция работы из контентом в системе Freshknowledge for E-Learning (FK-EL). Идея системы заключается в специальной структуре сохранении контенту, которая с одной стороны является иерархической, а из другого - имеет черты семантической сети. На основе такой модели система руководит отображением, аннотированием и навигацией, информационным наполнениям сайта.

С каждым днем украинское общество все острее чувствует потребность в эффективных средствах управления информационными Интернет-ресурсами. Вместе с интенсивным освоением Интернет-технологий, расширением украинского Веб-пространства, проблема управления информацией или контентом сайта приобретает все большее значение и требует специальных методов решения и отделения данной задачи от сугубо технических вопросов работы из Интернет.

Текущие проблемы и задания систем управления информационным наполнением сайтов следующие: организация контенту; отображение контенту; навигация контентом; аннотирование контенту.

Кроме указанного следует отметить некоторые особенности заданий. Важное значение должно способность Веб-ресурса предоставлять пользователю возможность пересматривать элементы контенту определенной тематической группы, то есть получать доступ именно к той части содержимого сайта, которая интересует пользователя. Такие возможности веб-систем называют адаптивной навигациею и адаптивным представлением.

Предлагается программная платформа, на основе которой делается попытка организовать смысловую, такую что не зависит от технологических нюансов, работу пользователя по публикации собственных информационных ресурсов в Интернет. Отдельным направлением разработки и исследований является использование предложенного подхода в отрасли дистанционного образования, организация образовательных веб-ресурсів, которые выставляют свои специфические требования и должны внести собственную семантику в модель управления Веб-контентом.

Система управления содержимым информационного Веб-ресурса Freshknowledge построенная и развивающаяся на основе концепции семантического Веб-контенту. В отличие от многих систем управления содержимым сайта (CMS – Content Management Systems) в данной системе делается акцент не на физическом расположении и представлении информации, а на семантическом. Физическое представление контенту происходит как процесс отражения его внутренней смысловой структуры. Таким образом Freshknowledge является семантической системой управления контентом (scms – Semantic Content Management System).

Freshknowledge for E-learning (FK-EL) – система управления учебным контентом, строится на базе Freshknowledge и призванная решать специфические для образования задания по работе с информацией.

Дальше мы опишем систему Freshknowledge for E-learning (FK-EL), предоставляя взгляд из разных точек зрения. Временами некоторые характерные черты будут частично дублироваться, однако будут появляться в разных аспектах. Да, во-первых, рассмотрим концепцию контенту, на которой основанная система, сделаем взгляд на FK-EL в сравнении с другими CMS, рассмотрим систему с точки зрения учебных веб-систем и подадим перечень ключевых технологических решений.

Система управления учебным информационным наполнением FK-EL вобрала у себя определенную концепцию и понимание учебного контенту как такого. Современные LMS (Learning Management Systems), CMS (Courseware Management Systems), СДО (Системы дистанционного образования) предоставляют широкие возможности по организации собственно процесса учебы, которая включает у себя множество функций, таких как авторизованное использование системы разными группами пользователей, организация доступа к методическим материалам, организация дискуссий, чатов, онлайновых конференций, электронный деканат, создание тестов и тому подобное. В то же время идея учебного контенту реализуется в большинстве на уровне простой Интернет-публикации методических материалов. Учебные материалы не испытывают принципиально никаких качественных изменений, кроме перевода в HTML оформление гипертекстового меню и элементов навигации наподобие «Дальше» и «Вернуться». Таким образом получаем такую форму учебного контенту, что принципиально не отличается от бумажной.

В противовес идея контенту в Freshknowledge ставит за цель использовать всю мощь возможностей гипертекста, компьютерных моделей данных и знаний, для получения учебного контенту в новой качественной форме, которую назовем семантическим учащим гипертекстом (гипермедиа). Семантический учащий гипертекст получается благодаря наделу учебного контенту знаниями в процессе его загрузки в систему. Эти знания касаются соотношений между участками контенту, их ассоциативности, очередности, подчиненности и тому подобное. Все эти знания о знании, то есть об учебном контент, используются для преодоления неотвратимой для бумажных носителей линейности учебного текста, для реализации интеллектуальной, образовательно сознательной адаптивности представления контенту и навигации. В свою очередь семантический учащий гипертекст должен послужить фундаментом для организации гипертекстовой учащей среды концепция которого подана в предыдущих работах [1, 2]. Она базируется на таких элементах: понятийно-тезисна модель знаний (ПТМ) для формализации дидактичного текста [3,4,5], иерархически сетевая модель организации учебного контенту (Freshknowledge), модель профессиональных компетенций, модель учебного (педагогического) процесса [2,3,1].

Характерные черты FK-EL как системы управления информационным содержимым учебного Веб-ресурса

Система Freshknowledge for E-learning (FK-EL) призванная реализовать семантическое управление сетью знаний для адаптивного представления учебных материалов в Веб-формате во время процесса дистанционной учебы через сеть Интернет.

Рассмотрим особенности FK-EL как системы для управления учебными веб-матеріалами. Принципы, которые возлагаются в основу системы:

1. Применение технологий искусственного интеллекта для сохранения и представления учебных материалов.

2. Непосредственная ориентация на использование в Интернет - интеграция с веб-технологіями на уровне сохранения учебных материалов и их структуры.

3. Единственная сеть знаний охватывает всю совокупность учебных курсов системы благодаря единственной объектной модели Веб-содержимого и семантическим отношением, которое разрешает проблему отделенности курсов один от другого.

4. Отделение технических заданий что сопровождают разработку порталов, от заданий семантического управления содержимым. Генерация элементов навигации, автоматическое построение меню, дополнительных ссылок, аннотирования ссылок, и тому подобное. Динамический и управляемый контент как антипод статическому.

5. Перспективное развитие системы направлено на интеграцию дидактичной сети знаний с педагогическими моделями управление учебой.

Характерные черты FK-EL как системы управления контентом(CMS)

Система Freshknowledge возникла как решение заданий, связанных с профессиональной поддержкой информационных веб-ресурсів, и была развитой для поддержки Веб-учебы. В FK-EL можно выделить ряд особенностей, которые отличают ее от систем-аналогов как общего направления (CMS), так и таких, которые применяются специально для образования. Дальше раскрываются упомянутые характеристики.

Ориентация системы в поддержку информационных Веб-сайтов. Первоочередной целью Freshknowledge является поддержка сайтов, основным заданием которых является предоставление больших объемов информации, контенту ли. Среди основных целей создания системы - поиск и реализация такой архитектуры сохранения Веб-контенту, который позволит эффективно решать два ключевых задания: загрузка контенту и представление контенту посетителям. При этом процесс загрузка и расположение нового контенту должен происходить максимально просто. А механизм представление Веб-содержимому должен поддерживать адаптивность и происходить путем автоматизации создания Веб-страниц, которые в сущности являются производными сохраненного контенту. Под адаптивностью мы понимаем адаптацию Веб-содержимого на разных уровнях. Во-первых - на уровне представления нового контенту в контексте существующего. Это значит, что новые порции информации появляются на сайте в сочетании с другими, близкими по содержанию элементами. Во-вторых Freshknowledge имеет целью адаптивное представление информации в зависимости от потребностей посетителей, что должен упростить поиск целевой информации Веб-ресурса.

Управление информационным наполнением на семантическом уровне. Управление информацией сайта осуществляется на уровне логики, смысла или семантики Веб-содержимого. В основу положены принципы, за которыми управление происходит не на физическом или буквальном уровне (файлы, Веб-страницы, HTML, статический отделенный гипертекст), а на уровне управления собственно информацией, что имеет целью такую организацию Веб-ресурса, которая позволит превратить совокупность Веб-информации в управляемое Веб-знание.

Простота и единственный подход к управлению элементами всего контенту сайту. Freshknowledge применяет объектный подход к структуризации контенту. Каждая Веб-страница, или Веб-представление является объектом в системе FK-EL. Такой объект содержит характерные для Веб-документу поля, такие как название, подпись для меню, вступительная часть, основной текст, автор, дать, ассоциативные страницы и тому подобное. Таким образом создав новый элемент контенту – представление, – мы загрузили в систему полноценный объект, которым система может управлять и отображать в разных формах (как Веб-страницу, как элемент меню, как аннотацию к странице, как аннотированная ссылка, как элемент списка каталога, как дополнительный элемент для навигации и тому подобное).

Ориентация на профессиональную поддержку сайта что предусматривает гибкость и возможность дополнительного программирования и дизайна. Среди возможностей профессиональной поддержки Веб-сайта, который руководствуется Freshknowledge следует отметить следующие: возможность изменять основной дизайн, физическое форматирование и стилистику сайта, благодаря отделению одно от одного функционального ядра системы, контенту и дизайну с помощью таблиц стилей CSS. Кроме того, контент-менеджер должен возможность редактировать исходный HTML-код элементов контенту и использовать специальный язык логических команд Freshtags системы Freshknowledge.

Автоматизация по принципу «делай основное – другое сделает система» в то время как большинство CMS предлагают всеобъемлющую и однако громоздкую автоматизацию по принципу «вот инструмент – делай все сам». FK-EL обеспечивает механизмы генерации навигации, меню, аннотированных ссылок, альтернативных путей навигации и адаптивного представления контенту, в разных формах.

Ориентация на Веб-ресурс, который развивается и эволюционирует. Принципы работы FK позволяют развивать Веб-сайт от начальной стадии к стадии большого информационного ресурса. Гибкая система управления структурой, простота добавления новой информации и изменения ее расположения , позволяет с легкостью перестраивать и дополнять Веб-ресурс, что очень важно для поэтапного развития Веб-сайта и поддержки идеи динамического, а не статического контенту.

Ключевые технологические решения и методы реализации

Рассмотрим основные аспекты реализации системы Freshknowledge.

Объектная модель контенту. Все элементы контенту являются объектами, характеристики, которых хранятся в таблице базы данных, а методы реализованы в классе, который описывается в ядре системы. Элементы контенту также называем Представлениями (Views), что указывает на то, что каждый элемент отвечает за представление отдельного, логично совершенного, самостоятельного участка контенту. Среди основных значимых характеристик объектов контенту следующие: название участка контенту; вступление (аннотация) в основную часть; текст – основная часть; дать; автор; изображение, которое иллюстрирует текст. Таким образом каждая страница сайта является объектом контенту.

Каждый объект имеет уникальный осмыслен символьный идентификатор, который задает пользователь системы при создании нового объекта. Таким образом для идентификации отдельного элемента контенту не нужные даны о его положении в структуре сайта. Поэтому при изменении места элемента в меню его Интернет-адрес (URL) не изменяется. Кроме того во всех случаях использования объекта внутри системы для его идентификации используется лишь данный идентификатор, который дает преимущества и способствует реализации семантического управления контентом.

Иерархическая (деревовидная) структура содержимого. Все объекты контенту (Представление) упорядочиваются в виде иерархической деревовидной структуры. Объекты первого уровня иерархии представляют основные разделы сайта. Каждый из объектов может иметь произвольное количество дочерних объектов, которые в свою очередь также могут иметь собственные дочерние объекты и так далее

Говоря об иерархической структуре контенту в Freshknowledge следует отдельно загадать характерную для Веб-контенту конструкцию типа «список - элементы списка». В зависимости от типа объекта, его основная часть может генерироваться автоматически.

Так объект контенту типа «Список» (list) являет собой перечень вступительных блоков (аннотаций) элементов с ссылками типа «Читать дальше» на дочерние объекты, то есть на элементы списка.

С помощью такой функциональности удобно формировать такие разделы сайта как база статей, архив новости и тому подобное. Таким образом конструкцию «список - элементы списка» применяют для реализации раздела сайта, который содержит большое количество однотипных элементов контенту. Для реализации данной функциональности в соответствующем поле объекта следует указать его тип – «list».

Сетевая структура содержимого - контент как семантическая сеть. Между объектами контенту поддерживаются отношения. Кроме отношений батькивский-дочирний характерных для иерархической структуры Freshknowledge также поддерживает отношение ассоциативности. Простая идея ассоциативного отношения выражается в том, что определенная страница каким-то образом по смыслу связанная с другой страницей или элементом контенту. Ассоциативные страницы могут указываться явно в специальном поле объекта контенту (см. рис.1). Ассоциативные элементы также добавляются автоматически в случае, если в тексте страницы встречается ссылка на другую страницу сайта в виде аннотированной ссылки или в виде вступительного блока с приглашением читать дальше.

Еще один специфический тип отношения, которое может устанавливаться между объектами, – отношения идентичность когда один объект играет роль псевдонима другого элемента, то есть является его копией или клонами. Пример указания объекта, для которого данный элемент станет псевдонимом показано на рис.2. При этом мы получаем возможность разместить тот же контент в разных частях структуры сайта без надобности его физического дублирования. В таком случае все пустые поля псевдонима заполняются значениями полей объекта-оригинала.

Поддержка семантического языка типичных команд Веб-сайту. FK-EL применяет технологию макротэгов Freshtags. Технология внутренних макротэгов Freshtags является еще одним решением для перехода от физического уровня управления сайта к логическому или семантическому.

Типичной проблемой при сохранении элементов контенту в базе данных является невозможность использования программного кода серверных сценариев (например PHP) внутри текстового поля базы данных. Таким образом большинство CMS хранят в базе данных статический HTML что подается в том же виде пользователю после формирования страницы на сервере.

Система позволяет применять предварительно подготовлены программные фрагменты путем специального оформления их вызова в HTML-коди, что хранится в базе данных. По получении запросу от пользователя, текст элемента контенту, который спрошен, добывается из БД. Дальше происходит синтаксический разбор (парсинг) текста и макрокоманды после проработки функциями синтаксического анализа макротэгов замещаются соответствующим HTML-кодом. После этого динамически сформированная страница передается пользователю.

Таким образом типичные шаблонные решения могут применяться с помощью единственных команд. Кроме того, это дает возможность отойти от физического уровня организации контенту страницы к семантическому, создав набор логических команд для сайта.

Пример применения макротэгу Freshtags показано на рис.4. Выполнение команды announce(ID) приведет к вставке на ее место в Веб-страницу аннотации и ссылки на страницу, идентификатор которой передан в команду как параметр (ID).

Перспективы

Перспективные направлениями развития системы Freshknowledge можно разделить на группы. Во-первых это углубление технологий и разработка алгоритмов семантического управления контентом. Сюда следует отнести упомянутую тематическую каталогизацию объектов контенту, которая поможет реализовывать адаптивное представление контенту сайта в разных формах. Сюда же относим технологию Freshtemplates, что на данный момент проектируется. Эта технология, основываясь на технологии Freshtags должен предоставить комплекс инструментов для управления отображением элементов контенту, использования шаблонов дизайна.

На данный момент исследуется идея применения объектно-ориентированной базы данных для сохранения объектов контенту. Речь идет о возможности создания объектов контенту с переменным набором полей, возможностью наследования, полноценного использования сущностей при сохранении контенту. Каждая сущность имеет собственный набор характеристик и свой способ отображения. Применение объектной парадигмы для элементов контенту позволит гибко моделировать разнообразные сущности и эффективно решать широкий круг заданий для веб-проектів.

Другая группа заданий непосредственно связана с дистанционным образованием, идеями семантического учащего контенту, созданием учебного портала и гипертекстовой учащей среды. Среди перспективных заданий здесь формализация сущности учебного курса разработка формы его сохранения в общей структуре учебного контенту.

Конечно, типичные задания систем дистанционного образования, связанные с авторизованным использованием ресурса, организацией электронного деканата, организацией учебного процесса, также должны быть проделаны и интегрированы с системой Freshknowledge for E-learning (FK-EL).

Система Freshknowledge for E-learning является частью проекта по созданию гипертекстовой учащей среды (ГНС) [1,2,3]. Ключевыми заданиями здесь остается исследование, разработка и формализация составных частей комплексной модели ГНС. Сюда входят следующие составляющие: 1) понятийно-тезисна модель знаний (ПТМ) – модель формализации дидактичного текста; 2) иерархически сетевая модель организации учебного контенту – реализуется в проекте Freshknowledge; 3) модель профессиональных компетенций; 4) модель учебного (педагогического) процесса.

Вывод

Была рассмотрена система семантического управления контентом сайта Freshknowledge и ее приложение в интеллектуальной системе учебы. Подана концепция семантического учащего контенту как концептуальной подпочвы для организации контенту в системе Freshknowledge for E-Learning (FK-EL). Рассмотрены характерные особенности FK-EL как системы управления учебным контентом, как CMS-системи. Подано описание ключевых технологических решений, методов реализации и перспектив, к последующему развитию. О текущих и предыдущих исследованиях информируется на сайте авторов системы www.setlab.net [6]. Экспериментальное применение семантической системы управления учебным контентом FK-EL можно найти по адресу http://edu.setlab.net [7].

Литература

1. Гагарин о.О., Гайдаржи В.И., Титенко с.В. Концептуальный подход к представлению знаний в интеллектуальной образовательной системе // Современные тенденции развития информационных технологий в науке, образовании и экономике: Материалы Всеукраинской научно-практической конференции. 11-13 декабря в 2006 г., м. Луганск. – Луганск: Альма-матер, 2006. – C.17-19

2. Гагарин о.О., Титенко с.В. Проблемы создания гипертекстовой учащей среды. Электронные публикации Лаборатории СЕТ. http://www.setlab.net/?view=Tytenko-Lugansk-Article

3. Гагарин а.А., Луценко А.Н., Титенко с.В. Организация дистанционного обучения как информационный фактор реализации научно-технологической составляющей экономической безопасности государства // Экономическая безопасность государства и информационные технологии в ее обеспечении / под общ. редакторша Г.К. Вороновского, И.В, Недина – К.:Знания Украины, 2005, стр. 608-619.

4. Титенко с.В., Гагарин о.О. Семантическая модель знаний для целей организации контроля знаний в учебной системе. // Сборник трудов международной конференции «Интеллектуальный анализ информации-2006». – Киев: Просветительство, 2006. – С. 298-307.

5. Титенко с.В., Гагарин о.О. Практическая реализация технологии автоматизации тестирования на основе понятийно-тезисной модели. Образование и виртуальность – 2006. Сборник научных трудов 10-й Международной конференции Украинской ассоциации дистанционного образования / Под общ. редакторша В.А. Гребенюка, Др Киншука, В.В. Семенца.– Харьков-Ялта: УАДО, 2006.– С. 401-412.

6. http://www.setlab.net Лаборатория СЕТ – Виртуальная лаборатория новейших информационных технологий. Исследование в области дистанционной учебы.

7. http://edu.setlab.net Freshknowledge for E-Learning – экспериментальное применение семантической системы управления учебным контентом.

Freshknowledge – система управления учебным Веб-контентом на семантическом уровне

Обратите внимание на дополнительные ссылки

Если вас интересует...

Главный раздел

Страницы, близкие по смыслу