Онтология электронного университета

Для высшего учебного заведения знания являются одним из важнейших ресурсов. Вуз приобретает несомненные конкурентные преимущества, если быстрее других создает и находит новые знания, обеспечивает их развитие и практическое внедрение, формируя научные и профессиональные компетенции как сотрудников, так и выпускников вузов.

Знания, интеллектуальный капитал, интеллектуальная собственность получают растущее признание в качестве нового источника развития [1]. В связи с этим инновационные вузы стремятся эффективно распоряжаться, управлять имеющимися у них знаниями. Целью данной статьи является сообщение о работе над семантической моделью интеллектуального электронного университета в виде онтологии.

1    Онтология и интеллектуальный электронный университет

В настоящее время онтологии играют решающую роль при описании знаний о предметных областях деятельности специалистов.

Проектирование онтологии - это творческий процесс, и поэтому потенциальные приложения семантической сети, а также понимание разработчиком предметной области и его точка зрения на нее будут, несомненно, влиять на принятие решений [2].

Одним из современных направлений развития е -университета является преобразование процесса электронного обучения в пространство знаний и компетенций. В связи с этим, задача разработки онтологии интеллектуального электронного университета является актуальной как с научной точки зрения, так и практически значимой, поскольку позволяет применить возможности семантической технологии для создания web-портала системы управления знаниями современного вуза [3]. Интеллектуальный электронный университет (далее ИЭУ) -это программный комплекс для автоматизации проведения обучения и контроля знаний по кредитной системе через глобальную сеть на основе методов искусственного интеллекта.

Информационную основу ИЭУ составляют онтологии - концептуальные модели, с помощью которой осуществляется формализация необходимых областей знаний. Вводя формальные описания понятий предметной области в виде классов объектов и отношений между ними, онтология задает структуры для предоставления реальных данных и связей между ними. Использование онтологий для построения информационной основы ИЭУ позволяет не только целостно представить такие трудно формализуемые предметные области, как технические, но и автоматизировать процесс сбора и накопления информации по выбранной тематике. Такая концептуальная модель позволяет обеспечить единообразное представление знаний данных по выбранной тематике, их семантическую связанность.

2    Онтология интеллектуального электронного университета

В связи с переходом Республики Казахстан на дистанционную и модульную технологии обучения задача эффективной организации информационных ресурсов, сопровождающих и обеспечивающих образовательный процесс, ориентированный на получение компетенций, становится первостепенной. В рамках кредитной системы обучения каждый обучающийся формирует свой индивидуальный план, который вуз обязан обеспечить электронными образовательными ресурсами (ЭОР): курсы лекций, методические пособия, методические указания к лабораторным и практическим работам, указания по выполнению самостоятельной работы и т.д. Обучающемуся предоставляется возможность самостоятельно осуществлять выбор того или иного ЭОР в соответствии с поставленными им самим образовательными целями. Сложность самостоятельного выбора учебно-методических материалов обусловлена тем, что существующие ЭОР имеют разный уровень качества, слабо структурированы, плохо систематизированы и распределены на различных образовательных порталах вузов и в сети Интернет.

Становится очевидным, что качество обучения в соответствии с принципами компетент-ностного подхода определяется качеством образовательных ресурсов, которое может оцениваться различными показателями, но в первую очередь, образовательные ресурсы должны соответствовать государственному общеобязательному стандарту образования Республики Казахстан. Использование онтологических моделей и семантических методов при построении систем управления знаниями вузов недостаточно распространено, а образовательные порталы вузов чаще выступают как информационные, нежели чем семантические с функциями управления знаниями и оценки качества электронных образовательных ресурсов.

Начать разработку онтологии можно с определения ее области и масштаба. На данном этапе работы можно ответить на вопросы следующим образом:

• ■    так как ИЭУ является очень масштабной темой, то семантическая часть данной работы первоначально будет охватывать область, связанную с процессом электронного обучения;

• ■    онтология будет использоваться для обеспечения доступа к информационным ресурсам вуза и взаимодействия распределенных учебных сред в дистанционной и модульной технологиях обучения;

• ■    онтологию будут использовать тьюторы вуза, а поддержкой будет заниматься эксперт онтологической базы знаний.

На рисунке 1 представлена онтология системы электронного обучения в университете, которая была написана на унифицированном языке моделирования UML. В качестве инструмента был использован IBM Rational Rose Version 7.0.0.

Рисунок 1 – Онтология интеллектуального электронного университета

В процессе электронного обучения участвуют объекты и субъекты. Субъектами являются: обучаемый, обучающие, организаторы обучения и образовательного портала (бизнес-работники). Главным объектом e-learning является процесс обучения, знаниевое содержание которого определяет силлабус дисциплины, а реализацию обеспечивает электронное учебное издание. При этом каждая дисциплина определяется шифром, названием, типом (базовая, профильная, общеобразовательная, дополнительный вид обучения).

Дисциплина включается в учебный план. Для разработки и дисциплины, и учебного плана применяют Государственный общеобязательный стандарт образования (ГОСО). Учебный план - это образовательная программа специальности. Все специальности описаны в классификаторе специальностей, который вузы применяют для организации обучения и для разработки ГОСО и других образовательных нормативных документов.

Специальности высшего и послевузовского образования в Классификаторе объединены по группам и представлены восьмизначными цифровыми кодами:

• ■    первый и второй знаки кода, имеющие цифровое и буквенное выражение, предназначены для обозначения уровня высшего и послевузовского образования (бакалавриат, магистратура, докторантура);

• ■    третий и четвертый знаки кода - обозначают группы специальностей высшего и послевузовского образования, указывающие область знания;

• ■    пятый-восьмой знаки кода определяют специальности высшего и послевузовского образования и их образовательные программы.

3 Пользователи и функции интеллектуального электронного портала

Предусматриваются восемь видов пользователей портала: офис-регистратор, тьютор, эдвайзер, библиотекарь, студент, родитель, абитуриент, администратор. Каждый из них имеет свой собственный набор интеллектуальных функциональных возможностей:

• ■    управление личным профилем зарегистрированного пользователя;

• ■    управление обменом информацией между зарегистрированными пользователями;

• ■    управление образовательной моделью ВУЗа;

• ■    ведение учебных документов (ГОСО, академический календарь и т.п.);

• ■    составление индивидуальных учебных программ студентов;

• ■    управление переводами и дополнительными курсами, практикой, НИР и др.;

• ■    организация и управление онлайн-библиотекой;

• ■    ведение журналов оценок, зачетных книжек, транскриптов;

• ■    разработка и заведение собственных электронных учебных инструкций;

• ■    составление расписаний прохождения онлайн-обучения и тестирования;

• ■    проведение онлайн-обучения и тестирования;

• ■    учет выдачи дипломов выпускникам.

• ■    Интеллектуальные возможности (разработанные):

• ■    интеллектуальная услуга для абитуриентов «Виртуальный помощник выбора специальности», ориентированная на выбор специальности с учетом желаемого вида обучения и будущей работы;

• ■    самонастраивающийся адаптивный интерфейс для пользователей-студентов.

При создании этих приложений были использованы фирменные технологии InterSystems : средства построения многомерных баз данных на основе постреляционной технологии Cache; язык программирования приложений Cache Object Script, технология формирования динамических WEB-страниц Cache Server Pages и ZEN [4].