Semantic modeling of educational curriculum and syllabus.

Abstract

Applying Semantic Web and Ontological technology in education offers powerful benefits in several areas of interest and will change the current education mode. Ontologies can be used for knowledge organization, knowledge inference and planning, information querying, visualization and navigation as well as for the semantic annotation of learning resources for knowledge reuse and interoperability. Learning platforms can be supported by ontologies for the construction, externalization, communication and assessment of knowledge and competence. Ontologies can also be used for describing the knowledge about a subject domain and modeling educational system architecture. The purpose of this thesis is the semantic annotation of concepts and entities within a tertiary education curriculum. The developed ontology aims to conceptualize educational entities within Curriculum and Syllabus with sufficiency and richness in order to support rich services on top for improving curriculum management and development as well as enabling syllabus semantic searching, matching, interlinking and recommendation. The thesis describes the methodology and development process of the educational ontology, the elements included, as well as its evaluation process. The ontology is designed to be highly transferable and reusable for any type of study program, course and syllabus. The ontology is available online and a triple-store is used for the storage and retrieval of triples of the ontology through semantic queries.

Η εφαρμογή τεχνολογιών Σημασιολογικού Ιστού και Οντολογιών στην εκπαίδευση προσφέρει σημαντικά οφέλη σε διάφορους τομείς ενδιαφέροντος αλλάζοντας το πεδίο της εκπαίδευσης. Οι οντολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την οργάνωση της γνώσης, τον σχεδιασμό και συμπερασμό της γνώσης, την αναζήτηση πληροφοριών, την οπτικοποίηση και πλοήγηση καθώς και για τη σημασιολογική σημείωση των πόρων μάθησης ενισχύοντας με τον τρόπο αυτό τη διαλειτουργικότητα και επαναχρησιμοποίηση της γνώσης. Οι πλατφόρμες μάθησης μπορούν να βοηθηθούν από οντολογίες για την κατασκευή, την εξωτερίκευση, την επικοινωνία και την αξιολόγηση των γνώσεων και των ικανοτήτων. Οι οντολογίες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή της γνώσης σχετικά με έναν θεματικό τομέα και για τη μοντελοποίηση της αρχιτεκτονικής του εκπαιδευτικού συστήματος. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η σημασιολογική περιγραφή εννοιών και οντοτήτων σε ένα πρόγραμμα σπουδών Τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. Η αναπτυχθείσα οντολογία στοχεύει στην μοντελοποίηση των εκπαιδευτικών οντοτήτων που συναντιόνται εντός του Προγράμματος Σπουδών (Curriculum) και του Σχεδίου Μαθήματος (Syllabus) με ικανοποιητική επάρκεια και λεπτομέρεια προκειμένου να υποστηριχθούν υπηρεσίες για τη βελτίωση της διαχείρισης και ανάπτυξης του Προγράμματος Σπουδών (Curriculum), καθώς και για τη διευκόλυνση της σημασιολογικής αναζήτησης, αντιστοίχισης, διασύνδεσης και σύστασης Σχεδίων Μαθημάτων (Syllabus). Η εργασία περιγράφει τη μεθοδολογία και τη διαδικασία ανάπτυξης της εκπαιδευτικής οντολογίας, τα στοιχεία που περιλαμβάνονται σε αυτήν, καθώς και τη διαδικασία αξιολόγησης της. Η οντολογία έχει σχεδιαστεί ώστε να είναι μεταφέρσιμη και επαναχρησιμοποιήσιμη για κάθε τύπο Προγράμματος Σπουδών, Μαθήματος και Σχεδίου Μαθήματος. Η οντολογία είναι διαθέσιμη στο διαδίκτυο ενώ έγινε χρήση online Βάσης Δεδομένων αποθήκευσης Οντολογιών για την αποθήκευση και την ανάκτηση των τριπλέτων της οντολογίας μέσω σημασιολογικών ερωτημάτων.