Министерство образования и науки Российской Федерации 
Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании
Институт проблем информатики Российской Академии наук
Федеральный институт развития образования
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Автономная некоммерческая организация
«Информационные технологии в образовании»
Российский государственный гуманитарный университет
Международный институт новых образовательных технологий
III Международная научно-практическая конференция
«Инновации в информационных технологиях и образовании»
«ИТО-Москва-2014»
4 - 5 декабря 2014 года, г. Москва

Интеллектуальные сервисы поддержки образовательного портала

Авторы: Страхович Эльвира Витаутасовна 1, Кандидат физико-математических наук, Старший научный сотрудник, Гаврилова Татьяна Альбертовна 2, профессор, д.т.н.
1 Высшая школа менеджмента Санкт-Петербургского государственного университета, 2 Высшая школа менеджмента СПбГУ
Обсуждается создание системы интеллектуальных сервисов поддержки жизненного цикла образовательного портала, портала знаний. В разработке системы применяются методы онтологического инжиниринга.

Создание открытых образовательных ресурсов (ООР) — процесс, востребованный современным обществом и реализуемый на современном уровне развития информационных технологий. Как правило, проект создания ООР реализуется в разработке веб-портала. Подобные проекты разрабатываются как отдельными странами (например, Российский общеобразовательный портал), так и группой стран (например, проект Open Education Europa). При создании ООР ставится целью решение задач повышения качества образования, доступа к информации, обмена знаниями, привлечения широкого круга пользователей — преподавателей, учащихся,  исследователей.  

ООР, с одной стороны, становится помощью в традиционном подходе к образованию и, с другой стороны, альтернативой традиционным образовательному процессу. Эксплуатация ООР выдвигает требования к совместному использованию образовательного ресурса, поиску необходимого материала, возможности повторного использования и обновления  материала в целом или частично, его индивидуализации [Дишева Д., Дишев Х. 2014].  Исследования показывают, что пользователям портала неудобно использовать несколько веб-сайтов для поиска требуемого материала, они предпочитают иметь одну точку входа для поиска или один портал. Так же пользователи отдают предпочтения тем порталам, где представлены полные курсы, по сравнению с  порталами, где придерживаются мелкой гранулированности в подаче материала [Ochoa, 2009]. Вышесказанное определяет требования к структуре и представлению материалов портала.

Структуры порталов разрабатываются на основе сервис-ориентированной архитектуры, предполагающей выделение сервиса в независимый модуль (программное приложение). Наличие тех или иных сервисов определяет специфику конкретного портала. Так, например, на портале высшего учебного заведения может быть представлен сервис регистрации на учебный курс и т.д. Учитывая, что порталы создаются прежде всего с целью поиска и обмена информацией, общения пользователей, совместного использования информации, для реализации перечисленных функций представлены базовые сервисы, такие как коммуникационные, информационные или новостные, навигационные, тематические сервисы поиска, идентификационные сервисы. К последним можно отнести наличие «личного кабинета», запоминающего профиль пользователя и настройки системы, сделанные этим пользователем.  Для поддержания работы портала реализуют технические сервисы, обеспечивающие мониторинг, протоколирование работы портала, функции сбора и анализа статистической информации, накапливаемой в процессе эксплуатации портала.

Вопросы реализации эффективного поиска, где под эффективностью понимается как собственно сокращение времени поиска, так и оценка результата с точки зрения удовлетворения информационных и консультационных запросов пользователя, занимают сейчас одно из центральных мест в задачах развития информационных порталов. Применение онтологических моделей представления знаний повышает релевантность информационного поиска и  способствует развитию сервисов портала. Онтология представляет точную спецификацию некоторой предметной области, или формальное и декларативное представление, которое включает словарь указателей на термины предметной области и логические выражения, описывающие значения этих терминов, их соотношения  друг с другом и как они могут или не могут быть связаны друг с другом. Таким образом, онтологии обеспечивают словарь для представления и обмена знаниями о некоторой предметной области и множество связей, установленных между терминами в этом словаре. Связи могут быть различного типа, например, «является», «имеет свойство» и т.п. Концепты и связи имеют универсальный характер для некоторого класса понятий предметной области.

Онтологический подход широко применяется в описании и постановке задач, реализуемых при создании портала, при описании знаний и архитектуры портала [Балова Т.Г., Мокеров В.О., Темирбеков Н.М., 2012; Gavrilova Т., Gorovoy V., Petrashen Е.,  2009].  

Особую роль играют онтологии в образовательном процессе как средство структурирования, визуализации и передачи информации [Гаврилова Т.А., Лещева И.А., Страхович Э.В., 2011; Strakhovich E. and Gavrilova T., 2011].  Данные методы графического отображения структурных взаимосвязей между частями и отдельными понятиями курса являются универсальным дидактическим и когнитивным инструментом отображения качественной информации и могут широко применяться в преподавании любых дисциплин. Принимая во внимание индивидуальную информацию пользователя, можно организовать персонифицированный доступ к материалам образовательного портала через создание онтологий индивидуального обучения.  

Порталы знаний на основе онтологий успешно развиваются и используются уже более 10 лет, начиная от пионерских работ Staab and Maedche (2001), фундаментального обзора Loebbke & Crowston (2010), и последних работ (Milosz, Borys & Grzegorski, 2012). В России хорошо известны работы московской (Лукашевич Н.В., Хорошевский В.Ф., Осипов Г.С.), петербургской (Смирнов А.В., Рубашкин В.Ш.), дальневосточной  (Клещев А.С., Грибова В.В., Артемьева И.Л.) и новосибирской школ (Загоруйко Н. Г., Загорулько Ю.А.).

Разрабатываемый группой сотрудников СПбГУ проект ИнC-ПОРТ (Интеллектуальные Сервисы поддержки ПОРТалов знаний на основе онтологий) ориентирован на решение новой научной проблемы по созданию системы интеллектуальных сервисов поддержки жизненного цикла портала знаний - от проектирования до эксплуатации.

Целью проекта является создание методологии и технологии, позволяющих создавать и тиражировать порталы знаний предприятий, научных проектов, учебно-методических центров и др. Методология ПРОТЕСИС (ПРОект-ТЕхнология-СИСтема), разрабатываемая в рамках проекта, позволит создавать, объединять, редактировать и ликвидировать онтологии предметных областей на основе структурно-визуального подхода. Также она позволит объединить современные представления об интеллектуальных сервисах с теорией создания и поддержки  систем управления знаниями [Гаврилова Т.А., Кудрявцев Д.И., 2009].Под интеллектуальными сервисами (smart or intelligent services) понимаются программные приложения, обеспечивающие пользователей доступом к релевантной контекстной  информации и поддержкой по ее использованию (например, сервис поддержки ответов на запросы, требующие знаний в контексте текущего времени, местоположения и участников процесса).

Проект стартовал в начале текущего года и на данный момент завершен первый этап проекта, заключающийся в анализе состояния исследований в области корпоративных порталов знаний и методологий проектирования интеллектуальных сервисов для их обслуживания. Разработка новой методологии проектирования корпоративных порталов основывается на системном подходе с использованием принципов онтологического моделирования. На текущий момент проведен анализ существующих подходов к формированию корпоративных порталов знаний, сделан обзор современных интеллектуальных сервисов (ИнС), их структуры и областей применения, разработана новая таксономия интеллектуальных сервисов, проведен анализ платформ SaaS (softwareasaservice), выбраны инструменты для работы с корпоративными (совместными) онтологиями, описаны основных методов формирования онтологий.

Второй этап предполагает создание технологии реализации портала знаний на основе онтологий. Этот этап по созданию новой технологии формирования порталов знаний на основе онтологий будет основываться на идеях платформ SaaS (Software as a Service). Он будет посвящен разработке новой методики, позволяющей организациям эффективно создавать прототипы порталов знаний и затем наращивать их до полнофункциональных систем управления знаниями.

Третий этап проекта ИнС-Порт будет ориентирован на исследование и разработку регламентов по эксплуатации систем управления знаниями, включая этапы сбора, структурирования, кодификации, обновления и уничтожения знаний.  Эти регламенты будут описывать автоматизированные и ручные алгоритмы обработки онтологий (слияние, выравнивание, расширение, усечение и пр.).

Разработка проекта ведется при финансовой поддержке РФФИ и Санкт-Петербургского государственного университета. 
Список использованных источников
  1. Балова Т.Г., Мокеров В.О., Темирбеков Н.М. Проектирование сервисов портала ВУЗа для интеграции информационных ресурсов образовательных программ. // Проблемы информатики, № 3, 2012. — с. 86-90.
  2. Гаврилова Т.А. Кудрявцев Д.И. Информационные технологии управления знаниями // В книге «Инновационное развитие: экономика, интеллектуальные ресурсы, управление знаниями» (глава 26) под ред. Мильнера Б.З., М.: ИНФРА-М, 2009. – с.500-516.
  3. Гаврилова Т.А., Лещева И.А., Страхович Э.В. Об использовании визуальных концептуальных моделей в преподавании // Вестник СПбГУ, серия Менеджмент, № 4, 2011. – с. 125-151
  4. Gavrilova Т., Gorovoy V., Petrashen Е. Merging WIKI and ontological approach to e-learning portal design // International book series “Information Science and Computing”, Book 11 “Intelligent Engineering”, Supplement to International Journal "Information Technologies and Knowledge" Vol. 3, ITHEA, Bulgaria, 2009. – pp. 131-135.
  5. D.Dicheva, C.Dichev, “Finding Open Educational Resources in Computing”, Proceeding of 2014 IEEE 14th International Conference on Advanced Learning Technologies, 2014, p.22-24
  6. X. Ochoa, and E. Duval, “Quantitative Analysis of Learning Object Repositories”, IEEE Trans. Learning Technologies, v. 2, 3, 2009, 226-238.
  7. Strakhovich E. and Gavrilova T. Cognitive aspects of educational ontologies design // In «New Trends in Software Methodologies, Tools, and Techniques Frontiers» in Artificial Intelligence and Applications series, vol. 231, Proceedings of the Tenth SoMet_11, IOS Press, 2011. - pp. 227-233.
Вид представления доклада  Устное выступление и публикация
Уровень  Компьютерные науки (информационные технологии и микроэлектроника)
Ключевые слова  образовательный портал, интеллектуальные сервисы, онтологии

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.