基于语义Web的精品课程资源建设的应用

摘要：精品课程资源共享是精品课程资源建设中的一个重要环节。由于传统Web技术存在的不足，使得精品课程的资源共享率很低。该文提出将语义Web技术引入到精品课程资源建设中，构建一个基于语义Web的精品课程资源共享平台。实验证明，提高了精品课程资源检索的查准率和查全率。同时，也为高校精品课程资源建设提供可供参考的建议。

关键词：语义Web；精品课程资源；共享；本体；RDF

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）14-3328-03

精品课程资源是一流教育教学资源的集合，是笔宝贵的教育财富，应该供给大家学习和交流[1][2]。精品课程资源建设中的一个重要组成部分就是精品课程网络资源准备。当今的时代是互联网盛行的时代，海量的精品课程资源以互联网作为平台存放着，但是用户能够从网络上真正获得对自己有价值的资源还是很少，其瓶颈就是现有的Web技术的局限性决定的。

现有的Web技术[3]使用HTML（HyperText Markup Language，超文本标记语言）作为编写网页的标准语言，使用XML（Extensible Markup Language， 可扩展性标记语言）实现不同格式信息间的交换。HTML语言是从信息的表现形式的角度来设计网页，它是面向用户的。而且，它的语法结构不严格，使得网页代码混乱无章，无规律可遵循。XML作为信息交换的载体，虽然解决了不同格式信息间传输的问题，但它很难揭示出信息的内容和特性。此外，XML自身有着领域的限制，不同的领域里，有着不同的XML语法规范，从而使得领域间的信息传输变得困难。此外，当前网络中各种信息的检索主要是通过网页字面关键词来检索的，也不能从语义上去检索。这些使得网络检索的查全率和查准率都比较低。

语义Web技术[4]是当前Web技术研究的热点，也是Web技术发展的必然趋势。它采用RDF（Resource Description Framework）替代HTML来编写网页，这种网页不但可以包含格式信息，还可以包含描述内容的其他信息，使得网页能够被机器理解。并且RDF是领域无关的，没有定义任何领域的语义。它采用OWL（Web Ontology Language）来描述信息及信息之间内在的关系，便于机器自动进行基于内容的信息检索。它使得计算机能够自动处理并理解网络上的各种信息资源，并将整个互联网看成了一个巨大的信息库。与传统的Web技术相比，它的优点主要体现在具有更高精确度和细粒度的资源检索机制，以及能够实现异构系统间真正的资源共享。

本课题试图将语义Web技术引入到精品课程资源建设中，构建基于语义Web的精品课程资源共享平台模型，这对提高精品课程资源共享的效率是十分有意义的。

1 语义Web的概念

在该体系结构中，第一层是Unicode和URI，是语义Web的基础，其中Unicode是国际通用字符集，是处理资源的编码。URI是统一资源定位符（Uniform Resources Locator，URL）的超集，支持语义Web上对象和资源的标识。第二层是XML+命名空间+XML Schema，用于表示数据的内容和结构；第三层是RDF+RDF Schema，用于描述资源及其类型；第四层是本体语言，用于描述各种资源之间的联系；第五层是逻辑，在下面四层的基础上进行逻辑推理操作；第六层是验证，根据逻辑陈述进行验证以得出结论；第七层是信任，在用户间建立信任关系。

2 基于语义Web的精品课程资源共享平台的构建

2.1 精品课程资源简介

2.2 语义Web的开发环境

本实验采用Protege3.2+Jena2.4+MySql的组合建立语义Web的开发环境[6]。Jena是Java的一个API，所以需要Java运行环境，该文使用的Java运行环境是Jdk1.5.0_04和MyEclipse。Jena主要功能是进行逻辑推理和查询操作等。Protege是开发本体的环境。Protege和Jena的功能是不同的，因此，都需要安装。它们均可到网上免费下载。Protege直接安装即可。Jena解压，把lib文件夹下的jar包添加到MyEclipse工程里即可。还需要安装MySql，安装MySql的前台图形界面管理程序SQLYOU，将Mysql驱动jar包添加到MyEclipse工程里即可。

2.3 基于语义Web的精品课程资源共享平台的体系结构总体框架

精品课程资源共享平台是提供给用户进行精品课程资源检索、共享的平台。本实验中，使用RDF编写网页内容，使用Protege软件构建精品课程资源库本体及该本体中各对象及属性之间的关联。使用Jena进行逻辑推理和查询操作，并将逻辑推理后产生的数据结果保存到数据库中，以便反馈回给用户。本实验使用MYSQL台数据库保存资源查询结果。

本平台主要采用三层B/S体系结构，由表示层、逻辑层和数据层三部分组成[7]。表示层作为用户接口，用于显示查询结果和接收用户输入的查询请求，为用户提供一种交互式操作的界面。逻辑层是处于体系结构中的核心，主要包括查询解析（本体中间件）、逻辑推理和查询结果处理等三个功能模块。数据层主要用于对精品课程资源知识库的存储、维护、访问和更新等操作。

该平台运行检索功能的基本流程如下：

首先，用户登录到网站的首页，接着输入要查询的信息的关键词，并提交请求信息。这里的关键词不再只是页面关键词了。

3 结束语

精品课程是体现高校教学质量和教学改革成效的窗口，精品课程资源建设是精品课程建设中的一个重要环节。由于现有Web技术的不足，使得有效资源共享率很低。语义Web技术是新一代的Web技术，它能使得机器可以理解信息的含义，在信息检索的查全率和查准率上大大优于现有的Web技术。为此，本课题试图引入语义Web技术到精品课程资源建设中，并设计出一个基于语义Web的精品课程资源共享平台的系统整体框架。下一阶段的工作重点是我们将继续研究语义Web中的逻辑推理部分，优化算法，进一步提高语义检索中的查准率和查全率。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.国家精品课程评审指标体系[EB/OL].http：///tx.doc.

[2] 谭振江，魏洪，于前洋.“数字信号处理”精品课程建设与实践[J].吉林师范大学学报，2006，27（4）：92-93.

[3] 张会平.基于语义Web的教育资源共享平台的构建[D].武汉：武汉大学，2005.

[4] Grigoris Antoniou，Frank van Harmelen.语义网基础教程[M].北京：机械工业出版社，2008.

[5] 高志强，潘越，马力，等.语义Web原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2009.

[6] 戴维民.语义网信息组织技术与方法[M].上海：学林出版社，2008.

[7] 徐峰，郑栓.基于本体的视频语义检索系统研究[J].计算机应用，2010，30（3）：835-837，849.