Uzaktan eğitime yönelik anlamsal soru cevap sistemi

Yıl 2014, Cilt: 30 Sayı: 3, 193 - 197, 01.06.2014

Abdullah Talha Kabakuş Aydın Çetin

Öz

Uzaktan eğitim ve e - öğrenme sistemleri web teknolojilerinin gelişimi ve artan eğitim ihtiyacı nedeniyle günden güne daha popü ler hale gelmektedir. Yazılım çözümlerinin sahip olduğu kararlı yapısından ötürü insan kaynaklı çözümlerden daha kararlı olduğu kabul edilmektedir. Uzaktan eğitim sistemleri ve e - öğrenme portalları web tabanlı iletişimin avantajlarından faydalanarak bilgi edinmede zaman limitini ortadan kaldırmaktadır. E - öğrenme ve uzaktan eğitim sistemlerinin geleneksel eğitime göre en önemli avantajı sorulara cevap alma kolaylığıdır. Bu sistemler zamandan ve mekandan bağımsız olarak öğrenme olanağı sunmaktadır. Mümkün old uğunca çok sayıda soruyu cevaplayabilmek ve kısıtlı insangücü yerine yazılım sistemlerinden faydalanarak DBpedia ontolojisi üzerinden so ru cevaplayan bir sistem sunmaktayız. Önerilen yaklaşım esnek bir mimariye sahip olduğundan çeşitli alanlarla ilgili dah a özel (spesifik) cevaplar sunabilmek için alanlara özel bilgi bankalarıyla kolaylıkla entegre edilebilir. Geliştirilen sistemde semantik veri ambarları üzerinden sorgulama yapabilmek için doğal dil soruları uygun SPARQL (SPARQL Protocol And RDF Query Lang uage) sorgularına dönüştürülmektedir. Sorulan tüm sorular cevaplarıyla birlikte aynı soruların tekrar sorulması halinde sistemin performansını artırmak için veritabanında saklanmaktadır. Kullanıcı kayıt mekanizması ile öğrenciler sistem üzerindeki soru geç mişlerini sonuçlarıyla beraber görebilmektedir. Uzaktan eğitim ve e - öğrenme sistemleri tarafından kullanılan birçok soru cevap sistemi sadece öntanımlı soruları cevaplayabilmektedir. Geliştirilen ontoloji temelli yaklaşımda ise insangücüne gerek duyulmadan daha fazla sayıda soru cevaplanabilmektedir. Bu yaklaşımla aynı zamanda sistemin geliştirilmesi ve bakımı için gerekli olan insangücü minimize edilmektedir. Bir doğal dil sorusu cevapları aynı olmasına rağmen çok farklı biçimlerde sorulabilmektedir. Gelen eksel soru cevap sistemleri bu çeşitliliği ayırt edebilmek için soruların tüm formlarıyla beraber tanımlanmasına ihtiyaç duymaktadır. Fakat ge liştirilen sistem semantik ve dilbilimsel çözümlemeler kullandığından ötürü tüm bu çeşitlilikleri kendiliğinden al gılayabilmektedir. Sistemin görme engelli öğrenciler tarafından da kullanılabilmesi için sesli arama ve cevap seslendirme seçenekleri de sunulmaktadır. B unun yanında bu yaklaşım diğer kullanıcılar için soru cevap sürecini kolaylaştırmakta ve hızlandırmakt adır. Sonuçlar ve elde edindiğimiz tecrübeler, geliştirilen sistemin geleneksel soru cevap sistemlerine göre daha performanslı ve daha kolay sürdürülebilir bir sistem olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Soru cevap sistemleri, doğal dil işleme, uzaktan eğitim, cevap çıkartımı, e-öğrenme

Semantic question and answer system for distance eucation

Öz

E - learning and distance education are becoming more popular day by day with the development of web technologies and increase of education deman ds. Software solutions are accepted more stable than human - powered solutions because of their consistent nature. E - learning and distance education portals overcome time limit for information gaining through benefit of web based communicatio n. Key advantage of e - learning and distance education systems than traditional way is easiness of getting answers for questions. These systems offer learning wherever you are and whenever you want. In order to answer as many questions as possible and benefit from soft ware systems instead of limited manpower, we provide a question answering system through DBpedia ontology. Because of our approach has a flexible architecture, it can be easily ported to other knowledge bases in order to offer domain specific answers. We i nter pret natural language questions into appropriate SPARQL (SPARQL Protocol And RDF Query Language) queries to be able query over semantic data stores. These previously asked questions are stored in database with answers to be used when same questions are ask ed in order to improve system performance. With user registration mechanism, students are able to see their own question history and their results. Most of question answering systems used by distance education and e - learning portals are only able to answer questions which their answers are defined before by manually. With our ontology based approach, system is able to answer more questions than before without any human effort. This minimizes human efforts for both system development and maintenance. A natur al language question can be asked in different forms despite that they all have same answers. Traditional question answering systems need all of t hese questions to be defined separately in order to sense this variety. Because of benefiting from both semant ic and linguistic analysis, the provided system is able to realize these similarities/differences. Also we provide voice search and answer vocalization to ma ke this system can be used by visually - impaired students. Furthermore this approach also accelerate s and eases question answering process. Results and experiments show that proposed system offers better performance and maintenance support than traditional question answering systems

Anahtar Kelimeler

QA systems, natural language processing, distance education, answer extraction, elearning

Kaynakça

• Beldarrain, Y.: Distance Education Trends: Integrating new technologies to foster student interaction and collaboration. Distance Educ. 27, 139–153 (2006).
• Keegan, D.: Foundations of Distance Education. Routledge (1986).
• Moore, M.G.: Editorial: Three types of interaction. Am. J. Distance Educ. 3, 1–7 (1989).
• Gunawardena, C., McIsaac, M., Jonassen, D.: Distance education. British Journal of Educational Technology. pp. 403–437 (1996).
• Shadbolt, N., Hall, W., Berners-Lee, T.: The Semantic Web Revisited. IEEE Intell. Syst. 21, (2006).
• Thuraisingham, B., Khan, L., Paul, R., Harris, D.: Standards for secure data sharing across organizations. Comput. Stand. Interfaces. 29, 86–96 (2007).
• Chickering, A.W., Ehrmann, S.C.: Implementing the seven principles: Technology as lever. Technology. 49, 3–6 (1996).
• Han, P., Shen, R., Yang, F., Yang, Q.: The Application of Case Based Reasoning on Q & A System. AI ’02 Proceedings of the 15th Australian Joint Conference on Artificial Intelligence: Advances in Artificial Intelligence. pp. 704–713. , Sydney, Australia (2002).
• Liu, X.L.X., Aoki, Y., Xu, J.X.J.: Development and evaluation of the question and answer system for core courses. Information Technology Based Proceedings of the Fifth International Conference on Higher Education and Training (ITHET 2004) (2004).
• Sun, X., Zheng, Q.H.: Semantics-based answers selection in question answering system. Advances in Web-Based Learning - ICWL 2004. pp. 354–362 (2004).
• Ya-Jun, L., Yun, Z.: Question answering system in network education based on ontology and transfer network. J. Harbin Inst. Technol. 36, 1649–1651 (2004).
• Lehmann, J., Schüppel, J., Auer, S.: Discovering Unknown Connections – the DBpedia Relationship Finder. Proceedings of the 1st SABRE Conference on Social Semantic Web - CSSW ’07. pp. 99–110. , Leipzig (2007).
• Bizer, C., Lehmann, J., Kobilarov, G., Auer, S., Becker, C., Cyganiak, R., Hellmann, S.: DBpedia - A crystallization point for the Web of Data. Web Semant. Sci. Serv. Agents World Wide Web. 7, 154– 165 (2009).
• DBpedia Wiki, http://dbpedia.org/About.
• Leavitt, N.: Will NoSQL Databases Live Up to Their Promise? Computer (Long. Beach. Calif). 43, 12–14 (2010).
• Okman, L., Gal-Oz, N., Gonen, Y., Gudes, E., Abramov, J.: Security Issues in NoSQL Databases. 2011 IEEE 10th International Conference on Trust, Security Communications. pp. 541–547. , Changsha, China (2011). in Computing and