随着Internet的迅速发展和全球对终身教育的需求,以异步教育方式为主要特征的E-learning正成为Internet上的一种重要应用,它使不同时间、不同地点的人们开展高效率的学习成为可能。 但目前的E-Learning系统普遍存在学习资源无法重用与共享,及学习效果差的问题,这些问题的解决都要求语义采用明确、一致的方式表达。元数据标准是为了统一资源的描述而提出的规范,本体是为了解决语义问题、实现某种程度的共享与重用而提出的技术,因此,本文使用元数据和本体从学习资源的描述、组织及基于语义的学习资源查询等方面来解决上述问题。主要研究内容如下: 1.元数据标准。为了统一学习资源的描述,研究了描述教育资源的元数据标准,根据系统的需要,采用DC-Education元数据来描述资源。 2.本体技术。研究了本体的构建、本体的表示、本体的解析和本体的查询。本文构建了四种本体:课程本体、内容本体、上下文本体和结构本体;本体的表示采用W3C推荐的最新标准OWL(Web Ontology Language);本体的解析主要是解析本体中的类、属性和约束;本体的查询主要采用基于图的查询以及基于RDQL(RDF Query Language)的查询。 3.基于本体的E-Learning系统框架模型OELS。提出了一个基于本体的E-Learning系统框架模型OELS(Ontology-based E-Learning System),旨在使准确和快捷地搜索到与学习需求相关的教学内容、统一教学资源标准、提高教学资源的重用性、实现个性化学习成为可能。 4.学习资源的语义标注。采用了基于元数据和本体的资源语义标注以及将资源标注描述文件与原始资源分开的标注方法,实现了标注的灵活性。 5.学习资源的导航检索。提出了根据课程本体、内容本体、上下文本体和结构本体对学习资源进行分类组织的方法,并研究了相应的算法。学习资源之间的概念导航给学习者提供一种直观的检索资源的方式。 6.学习资源的语义检索。研究了如何根据用户输入的知识点去检索语义上相同、相近的学习资源,并给出了相应的算法。通过同义词处理及语义相关检索来提高查全率和查准率,进而提高学习效率。 7.检索结果分类排序。主要研究了根据知识点的相关度对语义检索返回的