Der theoretische Teil der vorliegenden Arbeit stellt die verschiedenen Aspekte
semantischer Netze dar. Dies sind zum einen das Konzept semantischer Netze und
zum anderen Nutzungskonzepte allgemeiner Art. Das im praktischen Teil zu
verwendende Modellierungswerkzeug K-Infinity der Firma intelligent views GmbH wird
beschrieben und auf dessen Besonderheiten im Hinblick auf die Implementierung des
Topic Map-Standard eingegangen. Klassifikationen und andere Hilfsmittel, die als
Hilfestellung zur Begriffsfindung bei der Beschreibung der zu generierenden Klassen
dienen, werden vorgestellt. Aspekte inhaltlicher und formaler Repräsentation von
Dokumenten im Allgemeinen und in Bezug auf Lernobjekte im Besonderen werden in
Kapitel 2.3 vorgestellt.
Der praktische Teil der vorliegenden Arbeit besteht im Aufbau eines semantischen
(Teil-) Netzes mit Hilfe der Modellierungssoftware K-Infinity. Dies geschieht in
Anlehnung an Begriffe und Relationen des durch Herrn Prof. Dr. G. Knorz zum
Zeitpunkt der Erstellung dieser Arbeit bereits teilweise modellierten Demonstrators3. Es
repräsentiert Teile der FH Darmstadt. Die zu diesen Zweck zu erstellenden Klassen
sollen den Zugang der Nutzer zu den Lehrveranstaltungen des Fachbereiches
Information und Wissensmanagement: „Klassifikationen“, „Indexierung und
Thesaurus“ sowie „Information Retrieval“ und deren Materialien sowie die Verwaltung
der Lehr-Lernmaterialien der entsprechenden Online-Lehrveranstaltungen
ermöglichen. Analog dazu sollen für alle Fachbereiche der FH Darmstadt die
Wissensgebiete auf einer eher formalen Ebene bearbeitet werden.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Die Aufgabenstellung
1.2 Vorgehensweise
2 Theoretische Grundlagen und Hilfsmittel
2.1 Semantische Netze
2.1.1 Grundlagen
2.1.2 Eigenschaften semantischer Netze
2.1.3 Mögliche Nutzungskonzepte
2.1.4 Das Konzept Topic Map
2.1.5 Das Datenformat XML-Topic Map
2.1.6 Die Software K-Infinity
2.1.7 K-Infinity und das Konzept Topic Map im Vergleich
2.2 Klassifikation
2.2.1 Grundlagen
2.2.2 Quellen zur Begriffsextraktion
2.3 Inhaltliche und formale Repräsentation
2.3.1 XML
2.3.2 Metadatenmodelle
2.3.2.1 Resource Description Framework
2.3.2.2 Dublin Core
2.3.2.3 Learning Objects Metadata
2.3.3 Semantisches Markup
2.3.3.1 Das News Industry Text Format
3 Repräsentation thematischer Aspekte als semantisches Netz
3.1 Analyse
3.1.1 Gegebenheiten und Rahmenbedingungen
3.1.2 Nutzer und Zielgruppen
3.1.3 Zielsetzung und Anforderungen
3.2 Konzept und Modellierung
3.2.1 Heranführung
3.2.2 Aufstellung der Konzept-Topics
3.2.3 Ausstattung von Knoten mit Attributen
3.2.4 Aufstellung der notwendigen Assoziationen
3.2.5 Die Zuordnungen von Individuen und Informationsbestand
4 Zusammenfassung und Auswertung
4.1 Alternative Möglichkeiten der Integration
4.1.1 Einbettung einer virtuellen Hochschule in eine Hochschule
4.1.2 Möglichkeiten der Dokumentenrepräsentation
4.1.3 Möglichkeiten zur Implementierung einer Klassifikation
4.1.4 Möglichkeiten der Reihenfolgemodellierung
4.2 Abgleich der Ergebnisse mit der Aufgabenstellung
4.3 Besondere Probleme
4.4 Ausblick
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Ziel der Arbeit ist die Konzeption und Modellierung eines semantischen Netzes zur inhaltlichen Repräsentation und Verwaltung von Lehrinhalten und Lernobjekten im Rahmen einer virtuellen Hochschule, um den Zugriff und die Strukturierung von Informationen zu optimieren. Dabei wird untersucht, wie bestehende reale Informationsinfrastrukturen durch semantische Netze und moderne Dokumentformate (wie XML und Topic Maps) für Lehr- und Lernzwecke integriert und zugänglich gemacht werden können.
- Grundlagen semantischer Netze und Topic Maps
- Analyse und Modellierung von Wissensgebieten der FH Darmstadt
- Einsatz von Dokumentenmodellen wie LOM und XML-basierten Formaten
- Softwarebasierte Implementierung mit K-Infinity
- Vergleichende Auswertung von Integrationsszenarien in einer Hochschulumgebung
Auszug aus dem Buch
2.1.1 Grundlagen
Unter dem Begriff „semantische Netze“ versteht man netzartig konzipierte Formate zur Wissensrepräsentation. Mit Hilfe dieses Konzeptes lässt sich ein Wissensgebiet, also ein Ausschnitt der realen Welt, begrifflich darstellen. Dies geschieht durch Verknüpfung der eingeführten Begriffe mit Hilfe formal oder thematisch definierter Beziehungen.
Der Beginn theoretischer Überlegungen und Experimente zur Entwicklung semantischer Netze geht auf die Forschung zur künstlichen Intelligenz in den sechziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts zurück. Hintergrund waren kognitionspsychologische Annahmen zur Funktionsweise des menschlichen Gedächtnisses. In diesem Zusammenhang sind Assoziationsmodelle gemeint, bei denen man davon ausgeht, dass im Gedächtnis gespeicherte Konzepte über Verbindungen zu anderen Konzepten verfügen. Wird ein solches im Gedächtnis gespeichertes Konzept durch einen Erinnerungsvorgang aktiviert, kommt es zur Aktivierung der Verbindungen und dadurch wird es möglich, die verbundenen Konzepte ebenfalls zu erinnern (vgl. [Rei 1991, S. 79]). Die dem ursprünglich aktivierten Konzept am nächsten liegenden Konzepte werden durch den Erinnerungsvorgang miteinander assoziiert (Verkettung).
Visualisiert kann ein solches Assoziationsmodell als Netzwerk mit Knoten und Kanten dargestellt werden. Die Knoten stehen dabei für die Konzepte (Begriffe) und die Kanten für deren assoziative Beziehungen. Die Gestaltung der potentiellen Aussagefähigkeit eines semantischen Netzes wird durch die Definition der Relationen, die die Qualität der Assoziationen im Netz ausmachen sollen determiniert (vgl. [Wei 2000, S. 24]). Eine Möglichkeit ist es, diesen Assoziationen keine inhaltliche Bedeutung zukommen zu lassen, sondern die Stärke der Assoziation durch einen Wert zu kennzeichnen. Eine andere Möglichkeit ist es den Assoziationen formal-logische und/oder thematische Bedeutungen zukommen zu lassen (vgl. [Rei 1991, S. 79]). Beim erstgenannten Typ lässt sich lediglich die Assoziationsstärke zwischen zwei beliebigen Punkten des Netzwerks durch Addition berechnen. Beim zweitgenannten Typ lassen sich zwei beliebige Knoten sowohl thematisch als auch formal zueinander in Beziehung setzen. Dieser Typ des semantischen Netzes ist inhaltlich aussagekräftiger als der erstgenannte Typ. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich ausschließlich mit dem zweitgenannten Typ.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt das Konzept der virtuellen Hochschule und die Notwendigkeit einer strukturierten Informationsinfrastruktur.
2 Theoretische Grundlagen und Hilfsmittel: Führt in die Konzepte semantischer Netze, Topic Maps, Klassifikationssysteme und XML-basierte Metadatenmodelle ein.
3 Repräsentation thematischer Aspekte als semantisches Netz: Dokumentiert die praktische Modellierung eines Wissensnetzes für Lehrveranstaltungen der FH Darmstadt unter Verwendung der Software K-Infinity.
4 Zusammenfassung und Auswertung: Bewertet die Implementierungsmöglichkeiten und diskutiert die Ergebnisse im Abgleich mit der Aufgabenstellung.
Schlüsselwörter
Semantische Netze, Topic Maps, Wissensmanagement, Virtuelle Hochschule, E-Learning, Informationsinfrastruktur, K-Infinity, XML, Metadaten, LOM, Klassifikation, Inhaltserschließung, Wissensrepräsentation, Information Retrieval.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und dem Aufbau eines semantischen Netzes zur Wissensrepräsentation an der FH Darmstadt, um die Organisation und das Retrieval von Lehrmaterialien in einer virtuellen Hochschule zu unterstützen.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Arbeit?
Zentrale Themen sind die Theorie semantischer Netze, Methoden der Wissensorganisation, die Nutzung von Metadatenstandards wie LOM und Dublin Core sowie XML-Technologien.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist die Entwicklung eines Werkzeugs zur inhaltlichen Beschreibung von Lehrveranstaltungen und Lernobjekten, um diese effizient und strukturiert für Studierende zugänglich zu machen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer theoretischen Analyse und einer praktischen Modellierung eines Wissensnetzes unter Nutzung der Software K-Infinity nach dem Topic Map-Standard.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert theoretische Grundlagen, stellt die Modellierung der Lehrinhalte an der FH Darmstadt dar und diskutiert verschiedene Ansätze zur Integration von Dokumenten in digitale Informationsinfrastrukturen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?
Wissensmanagement, semantische Netze, Topic Maps, E-Learning, Klassifikation und Metadaten.
Welche Rolle spielt die Software K-Infinity in diesem Projekt?
K-Infinity dient als Modellierungswerkzeug, um das semantische Netz aufzubauen und als Demonstrator für die Strukturierung von Fachgebieten und Lehrinhalten zu fungieren.
Warum ist das Thema für eine virtuelle Hochschule relevant?
Da virtuelle Hochschulen den Zugriff auf eine Vielzahl verstreuter Lernressourcen erfordern, ist eine systematische und maschinenlesbare Strukturierung über semantische Netze notwendig, um Lernenden eine intuitive Navigation zu ermöglichen.
Welche Herausforderungen nennt der Autor bei der Modellierung?
Zu den Herausforderungen gehörten die Komplexität der Modellierung, Software-Performance-Probleme und die Schwierigkeit, als Einzelperson eine fehlerfreie und konsistente Wissensbasis zu erstellen.
- Citation du texte
- Thomas Oerder (Auteur), 2002, Ein semantisches Netz für die virtuelle Hochschule. Konzeption, Entwicklung, Nutzungskonzepte, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/185813
