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基于初中物理课程的学科领域本体库构建研究

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摘要：现代网络技术的大发展给人们生产和生活带来诸多便利的同时也由于其海量信息的传播给人类生活的各个领域都带来了一定的负担和困扰，尤其是表现在教育领域，各种学习资源的爆炸式传播也日益给人们带来筛选和辨别上的困难，诸如各大网站上的“资源重复录入输出”“检索智能化功能下降”“个性化需要供给不足”以及“检索效率低下”等问题不断发生。在这种背景下，运用本体库的概念，在初中物理学科资源的信息化构建上提供灵感具有重要的现实意义。本文首先简要介绍与领域本体有关的基本概念，在此基础上给出一些基于初中物理课程的学科领域本体库构建的可行性方案以供读者参考。

关键词：初中物理；领域本体库；基础教育；构建

一、引言

领域本体技术作为现代信息技术下的一项重要科学技术，从自然科学到人文科学等各个学科领域都存在普遍和科学的运用，但是从实践调查來看，在这些学科上的运用主要是集中在当代的高等学科教育内容上，而在中学尤其是初中学科领域上并未得到广泛的发展，尤其是对于初中物理这样一门自然学科来讲，在其涉及的学科知识点丰富、对于学生的综合素质要求也较高的现实下，加强领域本体库在初中物理课程的学科领域本体库构建是现代教育发展的必然要求。

二、与领域本体有关的基本概念

（一）“本体”的基本概念

关于“本体”的概念理解，在不同的社会发展时期、不同的相关专家都存在不同的理解，而“本体”意义随着时代发展和人们认识水平的提高，对其普遍的定义可以概括为：依托现代社会高度发达的计算机科学技术，将机器的智能化与人类的灵活性进行有机的结合以实现人类信息资源的共享和共同进步的一种知识手段。“本体”通过与各种具体的学科领域进行结合就会产生不同的定义和理解，它作为一种具有高度概括性的语句具有灵活性和普遍适用性。

（二）“领域本体”的基本概念

“领域本体”，主要是针对某个特定的领域相关的知识点和知识体系的具体描述所构建的一个本体，例如本文以初中物理学科为研究对象，那么对于本文中旨在构建的物理学科领域本体就属于一种具体的“领域本体”，它包含在“领域本体”的基本概念当中但又具有自己的独特内涵。通过构建初中物理课程的学科领域本体库，不但可以具体而又清晰地描述初中物理学科中的各种理论知识体系，还可以实现学习资源共享的最大化，并且在知识的重复利用下使更多的人受益。

三、基于初中物理课程的学科领域本体库构建的可行性方案

（一）注重知识体系的构建和连接

初中物理课程的学科领域本体库的构建在领域本体库中可供参考的内容十分有限，对于这项工作基本上是处于完全的探索和创新阶段，所以对于构建者来说首先就应当十分注重对初中阶段繁杂多样的物理知识点进行归纳整理，在形成知识体系的基础上运用科学和连贯性的手段进行领域本体库的构建。

例如，首先应当针对整个初中的物理知识点进行归纳得出学生所要学习的主要内容，具体包括：声学、光学、电学、力学、热学和能源问题这六大板块，可以在系统上先设置这些大方向的内容，在此基础上就需要对各个板块下的具体知识点进行详细的整合和总结，例如对于光学板块来说，需要在其中加入光的折射、反射、光速、平面镜与光的关系、凸透镜和凹透镜与光等各项具体的知识点；而在力学的板块下，又需要加入压力、浮力、摩擦力、重力、弹力、牛顿第一定律等各个知识点的具体表达内容，其他的板块也应当遵循这一原则，即在这过程中既要注重各个知识点的联系和互通之处又要尽量使每个知识点都得以详尽而细致地描述，只有这样才能真正使构建的物理学科领域本体库既内涵丰富又不致显得繁琐沉重，给使用者带来检索上的困扰。

（二）明确领域本体库构建的目的

针对初中物理学科知识的领域本体库构建应当注重在引导学生自主学习和对其基础物理知识的学习上两方面的把控。具体而言，初中作为学生系统学习物理知识的初级阶段，在其年龄和阅历以及自身的学科素质十分有限的情况下，对于学科领域本体库的构建应当本着基础教育的原则，应当多根据初中物理教材进行构建，在这过程中是适当灵活地添加延伸拓展的部分学科内容，例如在对力学板块“牛顿第一定律”的相关知识点的构建上，一方面，应当以惯性定律的基本内容“任何物体在不受外力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态”为主进行详细的解释说明，但是另一方面，在构建时也可以进行一些知识点上的延伸拓展，例如可以适当加入一些“牛顿第二定律”的相关知识点，在帮助学生解答一些其他疑惑的同时也可以为其今后更高层次的物理学科学习奠定一个启发式的基础，最后，物理学科的领域本体库构建应当以启发式和引导时学习为出发点，不能由此导致学生过分依赖互联网信息检索而失去了独立思考和理性判断的基本能力。

（三）注重领域本体库分类的多样化

物理学科更多地体现出一种人类社会自然科学现象和数学知识的有机结合，因