Ontoloji tabanlı etkinlik ve öğrenme nesnesi paylaşım sistemi
Ontology based activity and learning object sharing system
Yazar: HASAN TÜRKSOY
Danışman: PROF.DR. PETEK AŞKAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Ontoloji = Ontology

Özet:
Bu çalışma, etkinlik geliştirme sürecinde üretilen öğrenme nesnelerinin paylaşımıve tekrar kullanımını sağlayacak bir araç geliştirmeyi amaçlamaktadır. Üretilenöğrenme nesnelerinin paylaşımı ve tekrar kullanımı sayesinde, aynı amaca yönelikolarak tekrar tekrar öğrenme nesnesi üretilmesi için harcanan zamanın önünegeçilmiş olunacaktır.Öğrenme nesneleri havuzunda eğitmenin ihtiyaç duyduğu özelliklere en uygunöğrenme nesnesine ulaşabilmesi için ontolojiler ve anlamsal web teknolojilerindenfaydalanılmıştır. Uygulama amacı yeni olmasa da, ihtiyaca en uygun bilgiye erişmekısmı anlamsal web projelerinin en güçlü yanlarıdır. Örneğin, aynı veri sıradanteknolojiler ile yönetilmek istendiğinde, yapılan bir sorgu sonucunda kullanıcıbağlamıyla ilgisi olmayan sonuçların fazlalığı dikkat çeker. Anlamsal web altyapısıkullanılarak kullanıcı, bu tür gereksiz sonuçlarla uğraşma zahmetindenkurtarılmaya çalışılır. Kullanılan ontolojiler sayesinde, kullanıcı bağlamına enuygun verilere ulaşılmaya çalışılır. Örneğin; kullanıcı ?ağaç? sorguladığında,bilgisayar bilimleri konusu olan ?ikili ağaç veri yapıları? ile ilgili sonuçlarla, biyolojikonusu olan ağaçlarla ilgili sonuçlar bir arada gelir. Halbuki kullanıcı, biyoloji alanıile ilgileniyorsa, ?ağaç, biyoloji? şeklinde bir sorgu yaptığında, daha çok ve öncelikliolarak biyoloji alanı ile ilgili sonuçlarla karşılaşmalıdır. Anlamsal web'in bugücünden faydalanma isteği, basit bir veri yönetimi uygulaması olmasına rağmen,yapılan çalışmanın da öncelikli hedefidir.Kullanılan anlamsal web teknolojilerinin yeniliği sebebiyle önce kavramlaraçıklanmıştır. Bu bağlamda önce anlamsal web kavramı açıklanmıştır. Bubölümde, anlamsal web'in ne olduğu, geleneksel web'den farkları ve anlamsalweb'e neden gerek duyulduğu konuları irdelenmiştir. Daha sonra ontoloji kavramı,farklı ontoloji tanımları, ontoloji ile bilgi tabanının farkı, ontolojilere nedengereksinim duyulduğu konuları açıklanmıştır. Bir sonraki bölümde ontolojilerineğitim alanında hangi amaçlarla kullanıldığı, ne tür faydalar sağlayabileceği veeğitsel ontolojilerin yönetimi ve işlenmesi ile ilgili yapılmış bazı çalışmalarla ilgilibilgi verilmiştir. Anlamsal web teknolojileri ile ilgili bilgilerin aktarılmasından sonra;Iöğrenme nesnelerinin tanımı ve anlamsal web mimarisinde nasıl kullanıldıklarıkonusu irdelenmiştir.İkinci bölümde, anlamsal web uygulamalarının altyapısını oluşturan ilgiliteknolojiler incelenmiştir. Bu kısımda RDF teknolojisi, yapısı anlatılmış, RDFçizgeleri örneklerle açıklanmıştır. Daha sonra OWL (Web Ontology Language)mimarisi anlatılmış. OWL mimarisine neden gereksinim duyulduğu örneklerleaçıklanmış, bazı OWL örnekleri ile teknolojinin detayları aktarılmaya çalışılmıştır.Bu bölümün son kısmında ise; yapılmış anlamsal web uygulamaları hakkındabilgiler verilmiştir. Verilen örnekler daha çok eğitsel alanla ilgili çalışmalardır. İlkönce ontoloji geliştirme çalışmaları incelenmiş, daha sonra ise geliştirilenontolojileri işleyerek anlamsal web'i eğitim alanında uygulamaya çalışan bir takımeğitsel uygulamalar incelenmiştir.Üçüncü bölümde, geliştirilen uygulama ile ilgili yöntem ve teknolojiler hakkındabilgiler verilmiştir. Ontolojinin oluşturulması, bunun için kullanılan araçlar vekullanım bilgileri aktarılmıştır. Bu aşamada, Protégé ontoloji geliştirme aracıtanıtılmış ve kullanımı, ekran görüntüleri ile desteklenerek açıklanmayaçalışılmıştır. Ayrıca, OWL sınıfları ve özelliklerinin oluşturulması işlemleri adımadım açıklanmıştır. Daha sonra, oluşturulan ontolojiyi işleyebilmek için gerekliaraçlar ve bu araçların nasıl kullanıldığı hakkında bilgiler verilmiştir. Bu araçlardanJena anlamsal web geliştirme aracı ve ontolojiden Java sınıfları üretmektekullanılan Jastor aracı kullanım bilgileri örneklenerek açıklanmıştır. Bu aşamada,anlamsal web uygulaması geliştirirken karşılaşılan beklenmedik durumlar vesorunlar, araçlar arasındaki uyumsuzluklar ve bulunan çözüm yolları daaktarılmıştır.Son bölümde ise, geliştirilen uygulamanın kullanım durumları, özellikleri ve ekrangörüntüleri verilmiştir.Anahtar Kelimeler: Anlamsal web, ontoloji, etkinlik ve öğrenme nesnesi paylaşımı

Abstract:
This study aims to develop a tool to share and reuse of learning objects createdduring activity development process. By sharing and reusing of learning objects,new learning objects' production time will decrease.The study uses ontologies and some other semantic web technologies to searchthe learning object pool for the most appropriate learning objects that instructorsrequired. Although the aim of the project is not new, reaching to the mostappropriate data for the needs is the most powerful part of the semantic webprojects. For instance, if we?d like to manage the same data by ordinary methods,result includes lots of data which are not related with the user?s real context.Usage of semantic web technologies aims to protect the user from trying with suchunrelated data. Reaching to the most convenient data is aimed by the usage ofontologies. For example; when the user queried ?tree?, results may include ?binarytree data structures? of computer science domain together with the ?tree? ofbiology domain. However, if the user needs results about biology domain, it shouldbe enough to make a query like ?tree, biology? to get them primarily. Although it isa simple data management application, benefiting from this power of semanticweb technologies is the preferred objective of this study.Some concepts explained because of the usage of new technologies. In thiscontext, semantic web concept is explained first. Investigated some topics likewhat the semantic web is, its differences from traditional web and requirement forthe semantic web. Later, ontology, different ontology definitions, differences ofontology and knowledge base and requirement for ontologies explained. At thefollowing section, given some information about the usages of ontologies ineducational field, advantages those can provide, and studies about managementand processing of ontologies. After providing knowledge about semantic web,learning object definitions and their usage at the semantic web architecture wereelaborated.IIISecond section examines some technologies about semantic web infrastructure.Firstly, the structure of RDF technology is introduced and given some RDF graphsamples. After that, OWL (Web Ontology Language) structure explained. Need forOWL architecture and the details of OWL technology are explained by someexamples. In the last part of this section, information about some semantic webstudies, especially in the educational field, were given. These studies includeontology development studies, ontology management studies which tries to applysemantic web technology into some educational cases, etc...In the third section, given information about the methods and technologies usedduring our application?s development process. Described the creation of ontologyand concepts about OWL. In this context, referred to Protégé ontologydevelopment tool and introduced its environment with the help of some samplescreenshots. Also, creating OWL classes and properties is explained step by step.Later, introduced some required tools and explained their usage to process thiscreated ontology. These tools include Jena semantic web framework, Jastor togenerate Java classes from ontolologies. While introducing some other alternativetools, quoted some problems along with disharmonies between semantic webdevelopment tools and unexpected issues faced while developing our semanticweb application. Solutions to overcome those issues also provided.In the last section, use cases, properties and some screen shots about developedapplication are provided.Keywords: Semantic web, ontology, sharing of activity and learning object