joi , 20 septembrie 2018
roen

Art. 04 – Vol. 28 – Nr. 2 – 2018

O abordare ontologică în personalizarea sistemului de e-learning 

Lidia BĂJENARU, Mihaela TOMESCU
Institutul Naţional de Cercetare – Dezvoltare în Informatică – ICI Bucureşti,
B-dul Mareșal Averescu nr. 8-10, București, 011455, România
lidia.bajenaru@ici.ro mihaela.tomescu@ici.ro

Rezumat: Apariţia Web-ului semantic şi a tehnologiilor sale au deschis calea, în ultimul deceniu, pentru dezvoltarea ontologiilor și a sistemelor care utilizează ontologii în diverse domenii, inclusiv domeniul e-learning. În acest articol sunt prezentate elemente ce fundamentează realizarea unui sistem de e-learning în domeniul Managementului de Resurse Umane în domeniul sănătăţii bazat pe ontologii, respectiv noţiuni de bază despre Web-ul semantic, ontologii, personalizarea în e-learning. Articolul prezintă un mediu de e-learning personalizat, care utilizează tehnologii noi, Web semantic şi ontologii pentru îmbunătăţirea procesului de instruire în domeniul managementului de resurse umane, adresat managerilor dintr-un spital. Necesitatea acestei abordări este dată de cerinţele de formare în domeniul managementului de resurse umane pentru specialiştii din sistemul medical din România, precum şi de nevoia soluţionării unor limitări actuale ale sistemelor de e-learning. Implementarea conceptului de personalizare a învăţării în sistemul propus se realizează pornind de la modelul student construit în vederea determinării nivelului de cunoştinţe şi a obiectivelor instruirii. Modelarea profilului student cu ajutorul ontologiilor a demonstrat posibilitatea reutilizării modelelor, reprezentarea detaliată şi completă a cunoştinţelor studentului, precum şi procesul de raţionament al acestuia. Prin acest program de învăţare se urmăreşte creşterea performanţelor, competenţelor şi capacităţii de evaluare a managerilor din sănătate, prin aprofundarea cunoaşterii în domeniul sănătăţii publice, al managementului serviciilor de sănătate, precum şi al managementului resurselor umane

Cuvinte cheie: Ontologie, Web Semantic, E-Learning, Model Student, Personalizare, Managementul Resurselor Umane, Sănătate.

Introducere:

Având în vedere nevoia creşterii calităţii actului medical în societatea românească contemporană la nivelul standardelor europene şi internaţionale, se impune ca o componentă esenţială creşterea calităţii managementului unităţii medicale şi deci creşterea continuă a nivelului competenţei profesionale a managerilor din domeniul sănătăţii.

Folosirea tehnicilor de e-learning reprezintă probabil cea mai eficientă metodă de realizare a unui profil de manager care să corespundă cerinţelor actuale.

În această lucrare este prezentat un mediu de e-learning bazat pe ontologii, care oferă un curs de formare personalizat pentru profesioniştii din domeniul managementului de resurse umane în domeniul medical (MRUS), la nivel competitiv, conform cerinţelor reale ale sistemului de sănătate românesc şi european.

Integrarea tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor (TIC) şi folosirea Internet-ului din ce în ce mai mult în mediile educaţionale, au adus contribuţii importante proceselor de învăţare, respectiv în dezvoltarea şi personalizarea mediilor de e-learning [27]. Există o tendinţă din ce în ce mai accentuată de folosire a modului de învăţare centrat pe student şi pe transferul de cunoştinţe prin intermediul comunităţilor virtuale.

În sistemele de e-learning, conceptul de ontologie a devenit tot mai frecvent, având ca scop: implementarea conceptului de Web semantic, integrarea sistemelor de e-learning, personalizare şi conţinut centrat pe utilizator.

Personalizarea este o abordare inovativă în sistemele e-learning, reprezintă un stadiu avansat în evoluţia sistemelor de învăţare. Utilizatorii au profiluri diferite (în funcţie de studii, pregătire profesională, competenţe, deprinderi, preocupări, apartenenţe la diverse medii etc.), stiluri de învăţare proprii, obiective, preferinţe, ceea ce conduce la diferenţe şi în eficienţa individuală a instruirii prin intermediul sistemelor de învăţareinformare de tip e-learning [9].

Dezvoltarea de ontologii şi implementarea acestora în sisteme de e-learning facilitează crearea unor cunoştinţe comune şi partajarea acestora persoanelor interesate, interoperabilitatea semantică între aplicaţii Web, personalizarea proceselor de învăţare, respectiv furnizarea materialului educaţional centrat pe student. Un număr de studii recente [7] tratează dezvoltarea personalizării, folosind ontologii, ca fiind una din tendinţele în e-learning, cu scopul îmbunătăţirii calităţii şi eficienţei sistemelor de e-learning.

În ţara noastră programele de formare de tip on-line în managementul sănătăţii sunt relativ noi, iar utilizarea de ontologii în realizare de soluţii în acest domeniu este limitată. Dintre realizările în domeniul e-learning amintim platformele şi portalurile destinate educaţiei preuniversitare şi universitare, care sprijină procesul de învăţare individuală.

În domeniul managementului medical, programe de învăţare de tip on-line sunt prezente în programele de formare postuniversitară şi în cursurile de formare profesională continuă. Şcoala Naţională de Sănătate Publică, Management şi Dezvoltare Profesională din Bucureşti, care este implicată activ în realizarea strategiilor şi politicilor de reformă, desfăşoară cursuri de formare pentru creşterea eficacităţii şi eficienţei serviciilor de sănătate din ţară, cursuri de pregătire în managementul medical folosind tehnici de instruire de tip blended learning, prin integrarea instrumentelor de predare on-line în activităţile specifice învăţământului tradiţional.

Dintre soluţii realizate în ţara noastră cu ajutorul ontologiilor amintim următoarele:
– platforme cu scopul de a standardiza concepte medicale, specifice sistemelor de sănătate din România, dar, de asemenea, elemente care sunt comune în întreaga lume [23];
– un sistem inteligent de suport decizional orientat în sprijinul sănătăţii‚ un prototip software care are la bază folosirea datele semantice. Adnotarea semantică a datelor îmbunătăţeşte metodele de agregare a datelor, deoarece ajută la completarea relaţiilor deja definite [18];
– modelarea nivelului de cunoştinţe în domeniul managementului resurselor umane într-o companie de IT, cu scopul utilizării unui vocabular de termeni comun de către cei interesaţi în domeniul specific [24].

În ţările dezvoltate au fost cercetate şi dezvoltate diverse soluţii pentru îmbunătăţirea activităţii în domeniul sănătăţii, respectiv în domeniul managementului din sectorul medical, spitale şi instituţii de asistenţă medicală. Utilizarea ontologiilor s-a dovedit necesară pentru schimbul de cunoştinţe în domeniu, dar şi pentru a îmbunătăţi gestionarea de lucrări din domeniul medical. Numeroase studii şi cercetări atestă preocupările în realizarea diverselor sisteme informatice bazate pe ontologii în domeniul medical precum sisteme informatice ce oferă acces părţilor interesate la surse de date medicale şi cunoştinţe ce aparţin unei ontologii [17].

Studii precum [14] atestă preocuparea faţă de e-learning în domeniul medical, faţă de utilizarea tehnologiilor de Internet pentru a spori cunoştinţele şi performanţa în domeniu. Construirea de ontologii şi integrarea lor în platforme de e-learning pentru a asocia semantică conţinutului etc. întâlnim în lucrări precum [8]. Preocupări în domeniul MRU precum şi exemple de soluţii de instruire cu ajutorul tehnologiilor Web sunt evidenţiate în lucrările [20].

În acest articol sunt prezentate elemente ce fundamentează realizarea unui sistem de e-learning bazat pe ontologii, respectiv noţiuni de bază despre Web semantic, ontologii, personalizarea în e-learning. De asemenea este prezentată modelarea profilului student într-un sistem de e-learning bazat pe ontologii adresat managerilor de unităţi medicale. Implementarea conceptului de personalizare a învăţării în sistemul de e-learning se realizează pornind de la modelul student construit în vederea determinării nivelului de cunoştinţe şi a obiectivelor instruirii.

Vizualizează articolul complet

COORDONATELE PENTRU CITAREA ACESTUI ARTICOL SUNT URMĂTOARELE:
Lidia Băjenaru, Mihaela Tomescu, O abordare ontologică în personalizarea sistemului de e-learning, Revista Română de Informatică şi Automatică, ISSN 1220-1758, vol. 28(2), pp. 41-56, 2018.

Concluzii:

În acest articol se demonstrează utilitatea şi utilizarea tehnologiilor Web semantic în realizarea sistemelor de e-learning. Prin intermediul tehnologiilor semantice se poate asigura comunicarea între persoane prin intermediul Web-ului, între persoane şi calculator în vederea identificării unei baze de cunoştinţe în concordanţă cu cerinţele organizaţionale.

Implementarea conceptului de personalizare a învăţării în sistemul prezentat se realizează pornind de la modelul student construit în vederea determinării nivelului de cunoştinţe şi a obiectivelor instruirii. Folosirea de tehnologii semantice şi ontologii în implementarea procesului de personalizare a învăţării a condus către o îmbunătăţire a calităţii şi eficienţei sistemului de învăţare.

Modelul ontologic prezentat oferă o soluție la o serie de limitări ale sistemelor de învățare on-line, în special cele care se referă la flexibilitatea procesului de învățare asistată de calculator și la metodele didactice care oferă studenților facilități noi. De asemenea, acest sistem poate asigura compatibilitatea cu sistemele de învățare electronică românească și europeană, prin evaluarea și adoptarea standardelor dedicate domeniului e-învățării.

BIBLIOGRAFIE

  1. Balacheff, N. & Hardin, J. (2006). Advances of the semantic web for e-learning: expanding learning frontiers, Br J Educ Technol, 37, 321-330.
  2. Băjenaru, L. (2018). An Ontology-Based E-learning Approach for the Healthcare Management System. In Proceedings of the 14th International Scientific Conference “eLearning and Software for Education” Bucharest, April 19 – 20, 2018 (pp. 356-362).
  3. Băjenaru, L. & Smeureanu, I. (2018). Learning Styles in an Ontology-Based E-learning System, In Silaghi, G. C., Buchmann, R. A. & Boja, C. (Eds.), Informatics in Economy: 15th International Conference, IE 2016, Cluj-Napoca, Romania, June 2-3, 2016, Revised Selected Papers, Lecture Notes in Business Information Processing (LNBIP), vol 273 (pp.115-129). Springer International.
  4. Băjenaru, L. & Smeureanu, I. (2015). An Ontology Based Approach for Modeling E-learning in Healthcare Human Resource Management, Economic Computation and Economic Cybernetics Studies and Research (ECECSR), 49(1), 23-40.
  5. Berners-Lee, T. & Miller, E. (2002). The Semantic Web lifts off, ERCIM New, 51(9).
  6. Berto, F. & Plebani, M. (2015). Ontology and Metaontology. Deanta Global Publishing Services, Chennai, India.
  7. Cakula, S. & Sedleniece, M. (2013). Development of a personalized e-learning model using methods of ontology, Procedia Computer Science, 26, 113-120.
  8. Cuéllar, M. P., Delgado, M. & Pegalajar, M. C. (2011). A common framework for information sharing in e-learning management systems, Expert Systems with Applications, 38, 2260-2270.
  9. Essalmi, F., Ayed, L. J. B., Jemni, M., Kinshuk, J. & Graf, S. (2010). A fully personalization strategy of E-learning, scenarios, Computers in Human Behavior, 26, 581-591.
  10. Felder, R. M. & Brent, R. (2005). Understanding student differences, Journal of Engineering Education, 94(1), 57-72.
  11. Felder, R. M. & Silverman, L. K. (1988). Learning and Teaching Styles in Engineering Education, Engineering Education, 78(7), 674-681.
  12. Fernández-López, M. & Gómez-Pérez, A. (2002). Overview and analysis of methodologies for building ontologies, The Knowledge Engineering Review, 17(2), 129-156.
  13. Fernández-López, M., Gómez-Pérez, A. & Juristo, N. (1997). Methontology: From ontological art towards ontological engineering, 33-4. Paper presented at the Spring Symposium on Ontological Engineering of AAAI.
  14. Frenk, J., Chen, L., Bhutta, Z. A., Cohen, J., Crisp, N., Evans, T., Fineberg, H. et al. (2010). Health professionals for a new century: transforming education to strengthen health systems in an interdependent world, Lancet, 376(9756), 1923-1958.
  15. Gomes, P., Antunes, B., Rodrigues, L., Santos, A., Barbeira, J. & Carvalho, R. (2006). Using Ontologies for e-learning Personalization. In 3rd E-learning Conference – Computer Science Education, Portugal.
  16. Gruber, T. R. (1995). Toward Principles for the Design of Ontologies Used for Knowledge Sharing, International Workshop on Formal Ontology, International Journal of Human-Computer Studies, 43, 907-928. Padova, Italy.
  17. Ivanovic, M. & Budimac, Z. (2014). An overview of ontologies and data resources in medical domains, Expert Systems with Applications, 41(11), 5158-5166.
  18. Manate, B., Munteanu, V. I., Fortis, T. F. & Moore, P. T. (2014). An Intelligent Context-Aware Decision-Support System Oriented towards Healthcare Support. In Eighth International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems (CISIS), Birmingham (pp. 386-391).
  19. Noy, N. & Mcguiness, D. L. (2001). Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology.
  20. Ongenae, F., Claeys, M., Dupont, T., Kerckhove, W., Verhoeve, P., Dhaene, T. & De Turck, F. (2013). A probabilistic ontology-based platform for self-learning context-aware healthcare applications, Expert Systems with Applications, 40, 7629-7646.
  21. Paiva, R., Bittencourt, I. I., Tenorio, T., Jaques, P. & Isotani, S. (2016). What do students do on-line? Modeling students’ interactions to improve their learning experience, Computers in Human Behavior, 64, 769-781.
  22. Sarraipa, J., Baldiris, S., Fabregat, R. & Jardim-Goncalves, R. (2012). Knowledge Representation in Support of Adaptable eLearning Services for All. Proceedings of the 4th International Conference on Software Development for Enhancing Accessibility and Fighting Info-exclusion (DSAI 2012), Procedia Computer Science, 14, 391-402.
  23. Stan, O., Sauciuc, D., Miclea, L. & Dehelean, C. (2013). Interoperable platform for Romanian Healthcare System, Automation Computers Applied Mathematics, 21(3).
  24. Szekely, A. (2010). An Approach to Ontology Development in Human Resources Management. In Proceedings of the 5th International Conference on Virtual Learning (pp. 153-159).
  25. Tosi, D. & Morasca, S. (2015). Supporting the semi-automatic semantic annotation of Web services: A systematic literature review, Information and Software Technology, 61, 16-32.
  26. Youn, S., Arora, A., Chandrasekhar, P., Jayanty, P., Mestry, A. & Sethi, S. (2005). Survey about Ontology Development Tools for Ontology-based Knowledge Management, <http://wwwscf.usc.edu/~csci586/projects/>.
  27. Zhang, X., Ordóñez de Pablos, P. & Zhu, H. (2012). The impact of second life on team learning outcomes from the perspective of IT capabilities, International Journal of Engineering Education, 28(6), 1388-1392.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.