遠程教學平臺中開放式綜合答疑系統(tǒng)研究

1、    遠程教學平臺中開放式綜合答疑系統(tǒng)研究        摘要：網(wǎng)絡輔導答疑是遠程教學過程中極其重要的一環(huán)，本文首先比較了目前遠程教學平臺中流行的答疑手段，分析了各自的優(yōu)點和不足，在此基礎上，提出了一個結(jié)合多種答疑方式的開放式綜合答疑系統(tǒng)，并對其設計思想和實現(xiàn)功能進行了分析探討。 關鍵詞：遠程教育，答疑系統(tǒng)，答疑方式，開放式答疑系統(tǒng)前言遠程教育中師生時空分離這一本質(zhì)的特征給遠程學習者帶來學習困難。對學習者提供及時準確的答疑和幫助成了遠程教學中不可或缺的內(nèi)容。因此，在遠程教學平臺中，答疑系統(tǒng)成為網(wǎng)上教育的重要組成部分，在加強

2、教師和學生的交流、幫助學生明確問題的所在和獲得自己真正需要的答案信息方面具有不可或缺的作用。一、傳統(tǒng)的網(wǎng)上答疑形式目前，常見的網(wǎng)上輔導答疑有：bbs、e-mail、網(wǎng)上答疑室、視頻會議系統(tǒng)（包括語音值機答疑、視頻值機答疑）。bbs在遠程教學平臺中是最常用的一種師生、生生交互方式。電子郵件服務為師生提供了一種直接、安全、私密的通訊方式，是對bbs的有益補充。基于文本的網(wǎng)上答疑室是聊天室在教學平臺中的實際應用?；谝曨l會議系統(tǒng)的音頻、視頻技術(shù)已開始應用到答疑輔導活動中，出現(xiàn)了語音值機答疑和視頻值機答疑的答疑形式。從交互的角度看，遠程教學平臺中的以上答疑方式可以分為實時和非實時兩種。兩者之間的區(qū)別在

3、于信息反饋時間的長短。相比實時交互，非實時交互給學習者提供了自由的學習時間和空間，體現(xiàn)了建構(gòu)主義思想，學習者在對接受的信息進行整理加工后，借助非實時交互活動與教師或其他學習者進行討論，最終完成對知識的意義建構(gòu)。傳統(tǒng)答疑方式的交互性比較如表1所示。 二、自動答疑系統(tǒng)表1中所列出的5種傳統(tǒng)的答疑方式都是以教師為主體來實現(xiàn)的。無論哪種答疑方式，如果提問學習者過多，教師將無法及時進行解答，并給教師帶來相當大的壓力。另外，根據(jù)學科的教學經(jīng)驗，由于課程的內(nèi)容具有經(jīng)典和普遍意義，學習者對課程的理解一般都有相似之處，提出的問題有60%70%是相同的。如果能有一種自動的答疑機制幫助教師來處理這些重復性

4、的問題，則可減輕教師的負擔，縮短學習者獲得反饋的時間。自動答疑系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅解決了上述問題，而且滿足了學習者7×24小時全天候動態(tài)、實時的答疑需求，提高教學效率的同時降低了教學成本。1.自動答疑系統(tǒng)的概念及其現(xiàn)實意義自動答疑系統(tǒng)是一個具有知識存儲、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、邏輯推理、知識學習和實現(xiàn)友好人機交互的智能系統(tǒng)，其本質(zhì)是一個具有智能性的知識系統(tǒng)。它能依照一定的匹配策略在知識庫中自動檢索問題，呈現(xiàn)給學習者有效答案，有開放的接口，能自動擴展和更新知識內(nèi)容。因其智能性的特征，也被稱為智能答疑系統(tǒng)。在本文中，統(tǒng)一采用自動答疑系統(tǒng)這一名稱。自動答疑系統(tǒng)可對一些簡單的公共問題和概念提供詳細的解答和解釋，

5、避免了老師花費大量時間和精力在基本概念的解釋上，從而可以投入更多的時間和精力對疑難問題進行深入的討論和交流。自動答疑系統(tǒng)的統(tǒng)計功能可對學生在課程學習中所反映出的共同問題進行統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，提供給授課教師、課件開發(fā)人員反饋信息，促進教學的內(nèi)容、進度的調(diào)整以及教學的方式的改善，提高教學的效果。然而，自動答疑系統(tǒng)的出現(xiàn)的意義遠不止于此。澳大利亞南昆士蘭大學的jim taylor教授從一個更為高度和廣闊的視角進行了詮釋，他將“運用自動回復系統(tǒng)的計算機協(xié)調(diào)通信”作為第五代遠程教育模式的標志性技術(shù)。taylor教授認為，為了保證交互活動的質(zhì)量和提供學習的支持，一個教師往往既要教學還要負責相應數(shù)量的學生的學習

6、支持和評價工作，究其本質(zhì)仍然是傳統(tǒng)校園教學的基本資源分配模式，屬于“家庭小工業(yè)”模式。而第五代智能靈活學習模式通過自動回復系統(tǒng)卻能夠在保證大規(guī)模效益的情況下進行教學和提供學習支持。自動回復系統(tǒng)的這個功能有著深遠的意義，它能改變遠程教育的成本效益，也有利于滿足終生學習社會日益增長的需求。2.自動答疑系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀自動答疑系統(tǒng)本質(zhì)上來說是一種信息檢索技術(shù)。目前自動答疑系統(tǒng)的設計多是基于機械的關鍵詞匹配，即采用關鍵詞或其邏輯組合作為提問方式。這種方式主要依靠用戶自己根據(jù)問題抽取查詢所需的關鍵詞，自己確定關鍵詞的組合邏輯，然后提交系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，在已構(gòu)建好的知識領域庫中進行信息搜索，系統(tǒng)隨之將與問題相匹配

7、或近似匹配的答案提出并返回給用戶。這種以關鍵詞為基礎的索引、匹配算法雖然簡單易行，但卻存在兩方面問題：一是該方法要求用戶要有一定的關鍵詞抽取能力，當進行較為復雜的問題查詢的時候，還需要使用者掌握相關的關鍵詞邏輯組合方法，這無疑提高了用戶的使用門檻；其次，僅用有限的關鍵詞及組合邏輯無法準確表達用戶的檢索意圖，用來搜索的關鍵詞畢竟只是停留于語言的表層，而沒有觸及語義，檢索出來的結(jié)果往往不完全是學習者真正想要的。因此，基于自然語言提問的自動答疑系統(tǒng)逐漸成為答疑系統(tǒng)設計的熱點和發(fā)展方向?；谧匀徽Z言的自動答疑系統(tǒng)支持自然語言的提問，減低了答疑系統(tǒng)的使用難度，更符合學習者的使用習慣。學習者使用自然語言提

8、交問題，由系統(tǒng)自動完成對疑問句子的關鍵詞提取、語義理解、數(shù)據(jù)庫檢索、最佳答案抽取，最終返回理想的問題解答。自動答疑系統(tǒng)的實現(xiàn)有兩個基本的要素：一是信息檢索技術(shù)，涉及中文分詞、全文檢索、語義匹配、關鍵詞索引等技術(shù)；一是知識領域數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，在數(shù)據(jù)庫中存儲的知識的質(zhì)量及領域知識的組織方式，在很大程度上決定了自動答疑系統(tǒng)的有效性。為了構(gòu)建高智能性的自動答疑系統(tǒng)，語義網(wǎng)絡、xml語言等新技術(shù)相繼引入，旨在提高答疑系統(tǒng)的準確性和全面性。3.自動答疑系統(tǒng)的不足目前各大高校的網(wǎng)絡學院依靠自己的技術(shù)實力，設計實現(xiàn)了各自的自動答疑系統(tǒng)，例如，上海交通大學的answer web、江蘇理工大學的遠程輔導答疑系統(tǒng)、清

9、華大學教育軟件研究中心開發(fā)的基于web的遠程答疑系統(tǒng)、西安交通大學的nl-was（基于自然語言的網(wǎng)絡答疑系統(tǒng)）。但中文分詞技術(shù)的發(fā)展水平成為開發(fā)高精度自動答疑系統(tǒng)的首要制約因素?！敖M合歧義，新詞，和未登錄詞等問題，仍嚴重影響著分詞的精度”，并且缺少相應的語料庫使得自然語言處理技術(shù)的進步缺少了相應的發(fā)展基礎。另外，作為自動答疑系統(tǒng)基礎的知識領域庫，是所有教學資源的集合。但構(gòu)建一個擁有豐富課程資源的高質(zhì)量知識領域庫將是一件浩大而繁雜的工程，不是朝夕就可完成的，它需要長期的積累和投入。三、開放式綜合答疑系統(tǒng)設計綜合以上分析可以看出，現(xiàn)有的答疑方式趨向于多樣性、易用性，各種答疑手段都有其優(yōu)點和不足。如

10、何將這些各具利弊的答疑方式有機地組織起來，達到最優(yōu)化的利用，成為一個值得探討的課題。本文提出以下開放式綜合答疑系統(tǒng)設計，如圖1所示。整個答疑系統(tǒng)包括4個邏輯模塊：自動答疑模塊、同步交互模塊、異步交互模塊、擴展搜索模塊。 1.自動答疑模塊當學生遇到疑難問題時，首先進入自動答疑模塊，用自然語言填寫問題表單，系統(tǒng)將根據(jù)學生提交的問題描述，首先在fqa列表中進行搜索，如果有匹配的答案，即返回提交給用戶，同時將該問題的權(quán)值加一；如果沒有，則進入領域知識庫進行智能搜索（主要采用的技術(shù)有中文詞語的切分、全文檢索、語義網(wǎng)絡匹配、關鍵詞索引等），按照檢索內(nèi)容相關程度的高低，將該問題的解答呈現(xiàn)給用戶。f

11、qa（frequent question answer）即常問問題列表，由有經(jīng)驗的任課教師組織。授課教師根據(jù)以往的授課經(jīng)驗，收集整理出有助于引導學生學習各章節(jié)內(nèi)容的問題及其正確答案，形成常問問題列表fqa。組織良好的fqa不僅可以讓學生依據(jù)這些問題進行課前預習或查缺補漏，同時還能起到知識領域庫的cache作用，在查詢答案的時候提高了答案返回速度，又不需要復雜處理，就能檢索到與問題高度相關的解答，提高了問答系統(tǒng)的效率和精度。領域知識庫里存儲了經(jīng)過授課教師（或?qū)＜遥┲苯踊卮鸹驅(qū)彶檫^的正式解答，并根據(jù)被訪問的次數(shù)進行加權(quán)，提問率最高的問題將被排在最前面。領域知識庫的存在避免了教師的重復勞動，可以減輕

12、教師在教學過程中答疑的工作量，同時也縮短學生獲得解答的時間，及時消解學生學習過程中的許多障礙。2.異步交互模塊當在知識庫中沒有匹配的答案的時候，用戶可進入異步交互模塊，尋求教師和其他學習者的幫助。此時，可有兩個選擇。一是可選擇將該問題提交至授課教師（或?qū)＜遥?，等待專業(yè)解答。針對學生提交的疑難問題，授課教師（或?qū)＜遥ㄆ谶M行答復講解，并根據(jù)問題出現(xiàn)的共性選擇是否將其收錄入領域知識庫存檔。二是可將該疑難問題進行懸賞，邀請其他學生用戶對該問題進行解答。這種形式可充分調(diào)動學生的學習積極性，鼓勵學生進行協(xié)作學習，回答問題者在解答別人問題過程中，也將獲得對問題更深層次的理解，促進知識的內(nèi)化。對懸賞得到的

13、答案，授課教師也可對其進行評估和打分，并根據(jù)問題和答案的價值選擇是否將其收錄入領域知識庫存檔。3.同步交互模塊有相應硬件條件、熟悉音頻和視頻設備使用的學習者也可選擇進入同步交互模塊，參加定期舉行的語音值機答疑和視頻值機答疑，與教師實時交流。4.擴展搜索模塊對于系統(tǒng)最終呈現(xiàn)的解答，學生用戶如果認為不滿意，或者想對該知識點進行深入廣泛的了解，可選擇進入互聯(lián)網(wǎng)搜索相關知識，進行擴展學習。在資源豐富的互聯(lián)網(wǎng)上，活躍著各種優(yōu)秀的專業(yè)網(wǎng)站、專業(yè)論壇討論區(qū)，提供了貼近實際的問題解答或?qū)I(yè)領域信息，這些都是可以用來擴展遠程學生的視野，提高實用技能的優(yōu)質(zhì)教學資源。授課教師可預先遴選出該專業(yè)范圍內(nèi)優(yōu)秀的網(wǎng)站和論壇，擴展搜索模塊調(diào)用網(wǎng)站內(nèi)或通用的搜索引擎，利用之前的分詞的結(jié)果進行站內(nèi)資源搜索或互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)擴展搜索，將搜索結(jié)果返回給學習者。這樣使得網(wǎng)絡教學材料不局限于特定教學平臺內(nèi)，充分利用了internet上浩瀚的共享資源，使封閉的學習過程獲得最大程度的開放。四、結(jié)束語作為遠程教學平臺重要組成部分的答疑系統(tǒng)日益受到教學工作者的重視，國內(nèi)外的學者對于答疑系統(tǒng)的開發(fā)和設計進行了許多有益的探討和研究，特別是融合