遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)中開放式綜合答疑系統(tǒng)研究

遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)中開放式綜合答疑系統(tǒng)研究

摘要：網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)答疑是遠(yuǎn)程教學(xué)過程中極其重要的一環(huán)，本文首先比較了目前遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)中流行的答疑手段，分析了各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，在此基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)結(jié)合多種答疑方式的開放式綜合答疑系統(tǒng)，并對(duì)其設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行了分析探討。關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教育，答疑系統(tǒng)，答疑方式，開放式答疑系統(tǒng)前言遠(yuǎn)程教育中師生時(shí)空分離這一本質(zhì)的特征給遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者帶來學(xué)習(xí)困難。對(duì)學(xué)習(xí)者提供及時(shí)準(zhǔn)確的答疑和幫助成了遠(yuǎn)程教學(xué)中不可或缺的內(nèi)容。因此，在遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)中，答疑系統(tǒng)成為網(wǎng)上教育的重要組成部分，在加強(qiáng)教師和學(xué)生的交流、幫助學(xué)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(dǎo)答疑有：BBS、E-mail、網(wǎng)上答疑室、視頻會(huì)議系統(tǒng)（包括語音值機(jī)答疑、視頻值機(jī)答疑）。BBS在遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)中是最常用的一種師生、生生交互方式。電子郵件服務(wù)為師生提供了一種直接、安全、私密的通訊方式，是對(duì)BBS的有益補(bǔ)充。基于文本的網(wǎng)上答疑室是聊天室在教學(xué)平臺(tái)中的實(shí)際應(yīng)用?；谝曨l會(huì)議系統(tǒng)的音頻、視頻技術(shù)已開始應(yīng)用到答疑輔導(dǎo)活動(dòng)中，出現(xiàn)了語音值機(jī)答疑和視頻值機(jī)答疑的答疑形式。從交互的角度看，遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)中的以上答疑方式可以分為實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)兩種。兩者之間的區(qū)別在于信息反饋時(shí)間的長短。相比實(shí)時(shí)交互，非實(shí)時(shí)交互給學(xué)習(xí)者提供了自由的學(xué)習(xí)時(shí)間和空間，體現(xiàn)了建構(gòu)主義思想，學(xué)習(xí)者在對(duì)接受的信息進(jìn)行整理加工后，借助非實(shí)時(shí)交互活動(dòng)與教師或其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行討論，最終完成對(duì)知識(shí)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(dòng)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(shí)現(xiàn)的。無論哪種答疑方式，如果提問學(xué)習(xí)者過多，教師將無法及時(shí)進(jìn)行解答，并給教師帶來相當(dāng)大的壓力。另外，根據(jù)學(xué)科的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，由于課程的內(nèi)容具有經(jīng)典和普遍意義，學(xué)習(xí)者對(duì)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(dòng)的答疑機(jī)制幫助教師來處理這些重復(fù)性的問題，則可減輕教師的負(fù)擔(dān)，縮短學(xué)習(xí)者獲得反饋的時(shí)間。自動(dòng)答疑系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅解決了上述問題，而且滿足了學(xué)習(xí)者7×24小時(shí)全天候動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的答疑需求，提高教學(xué)效率的同時(shí)降低了教學(xué)成本。1.自動(dòng)答疑系統(tǒng)的概念及其現(xiàn)實(shí)意義自動(dòng)答疑系統(tǒng)是一個(gè)具有知識(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、邏輯推理、知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)友好人機(jī)交互的智能系統(tǒng)，其本質(zhì)是一個(gè)具有智能性的知識(shí)系統(tǒng)。它能依照一定的匹配策略在知識(shí)庫中自動(dòng)檢索問題，呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者有效答案，有開放的接口，能自動(dòng)擴(kuò)展和更新知識(shí)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(dòng)答疑系統(tǒng)這一名稱。自動(dòng)答疑系統(tǒng)可對(duì)一些簡單的公共問題和概念提供詳細(xì)的解答和解釋，避免了老師花費(fèi)大量時(shí)間和精力在基本概念的解釋上，從而可以投入更多的時(shí)間和精力對(duì)疑難問題進(jìn)行深入的討論和交流。自動(dòng)答疑系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)功能可對(duì)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中所反映出的共同問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jìn)教學(xué)的內(nèi)容、進(jìn)度的調(diào)整以及教學(xué)的方式的改善，提高教學(xué)的效果。然而，自動(dòng)答疑系統(tǒng)的出現(xiàn)的意義遠(yuǎn)不止于此。澳大利亞南昆士蘭大學(xué)的JimTaylor教授從一個(gè)更為高度和廣闊的視角進(jìn)行了詮釋，他將“運(yùn)用自動(dòng)回復(fù)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)通信”作為第五代遠(yuǎn)程教育模式的標(biāo)志性技術(shù)。Taylor教授認(rèn)為，為了保證交互活動(dòng)的質(zhì)量和提供學(xué)習(xí)的支持，一個(gè)教師往往既要教學(xué)還要負(fù)責(zé)相應(yīng)數(shù)量的學(xué)生的學(xué)習(xí)支持和評(píng)價(jià)工作，究其本質(zhì)仍然是傳統(tǒng)校園教學(xué)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(xué)習(xí)模式通過自動(dòng)回復(fù)系統(tǒng)卻能夠在保證大規(guī)模效益的情況下進(jìn)行教學(xué)和提供學(xué)習(xí)支持。自動(dòng)回復(fù)系統(tǒng)的這個(gè)功能有著深遠(yuǎn)的意義，它能改變遠(yuǎn)程教育的成本效益，也有利于滿足終生學(xué)習(xí)社會(huì)日益增長的需求。2.自動(dòng)答疑系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀自動(dòng)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(dòng)答疑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)多是基于機(jī)械的關(guān)鍵詞匹配，即采用關(guān)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(guān)鍵詞，自己確定關(guān)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(shí)領(lǐng)域庫中進(jìn)行信息搜索，系統(tǒng)隨之將與問題相匹配或近似匹配的答案提出并返回給用戶。這種以關(guān)鍵詞為基礎(chǔ)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(guān)鍵詞抽取能力，當(dāng)進(jìn)行較為復(fù)雜的問題查詢的時(shí)候，還需要使用者掌握相關(guān)的關(guān)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(guān)鍵詞及組合邏輯無法準(zhǔn)確表達(dá)用戶的檢索意圖，用來搜索的關(guān)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(xué)習(xí)者真正想要的。因此，基于自然語言提問的自動(dòng)答疑系統(tǒng)逐漸成為答疑系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)和發(fā)展方向?；谧匀徽Z言的自動(dòng)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(xué)習(xí)者的使用習(xí)慣。學(xué)習(xí)者使用自然語言提交問題，由系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)疑問句子的關(guān)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(dòng)答疑系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有兩個(gè)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(guān)鍵詞索引等技術(shù)；一是知識(shí)領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的知識(shí)的質(zhì)量及領(lǐng)域知識(shí)的組織方式，在很大程度上決定了自動(dòng)答疑系統(tǒng)的有效性。為了構(gòu)建高智能性的自動(dòng)答疑系統(tǒng)，語義網(wǎng)絡(luò)、XML語言等新技術(shù)相繼引入，旨在提高答疑系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和全面性。3.自動(dòng)答疑系統(tǒng)的不足目前各大高校的網(wǎng)絡(luò)學(xué)院依靠自己的技術(shù)實(shí)力，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了各自的自動(dòng)答疑系統(tǒng)，例如，上海交通大學(xué)的AnswerWeb、江蘇理工大學(xué)的遠(yuǎn)程輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)、清華大學(xué)教育軟件研究中心開發(fā)的基于WEB的遠(yuǎn)程答疑系統(tǒng)、西安交通大學(xué)的NL-WAS（基于自然語言的網(wǎng)絡(luò)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(dòng)答疑系統(tǒng)的首要制約因素。“組合歧義，新詞，和未登錄詞等問題，仍嚴(yán)重影響著分詞的精度”，并且缺少相應(yīng)的語料庫使得自然語言處理技術(shù)的進(jìn)步缺少了相應(yīng)的發(fā)展基礎(chǔ)。另外，作為自動(dòng)答疑系統(tǒng)基礎(chǔ)的知識(shí)領(lǐng)域庫，是所有教學(xué)資源的集合。但構(gòu)建一個(gè)擁有豐富課程資源的高質(zhì)量知識(shí)領(lǐng)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(shè)計(jì)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(diǎn)和不足。如何將這些各具利弊的答疑方式有機(jī)地組織起來，達(dá)到最優(yōu)化的利用，成為一個(gè)值得探討的課題。本文提出以下開放式綜合答疑系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如圖1所示。整個(gè)答疑系統(tǒng)包括4個(gè)邏輯模塊：自動(dòng)答疑模塊、同步交互模塊、異步交互模塊、擴(kuò)展搜索模塊。

1.自動(dòng)答疑模塊當(dāng)學(xué)生遇到疑難問題時(shí)，首先進(jìn)入自動(dòng)答疑模塊，用自然語言填寫問題表單，系統(tǒng)將根據(jù)學(xué)生提交的問題描述，首先在FQA列表中進(jìn)行搜索，如果有匹配的答案，即返回提交給用戶，同時(shí)將該問題的權(quán)值加一；如果沒有，則進(jìn)入領(lǐng)域知識(shí)庫進(jìn)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(luò)匹配、關(guān)鍵詞索引等），按照檢索內(nèi)容相關(guān)程度的高低，將該問題的解答呈現(xiàn)給用戶。FQA（frequentquestionanswer）即常問問題列表，由有經(jīng)驗(yàn)的任課教師組織。授課教師根據(jù)以往的授課經(jīng)驗(yàn)，收集整理出有助于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生依據(jù)這些問題進(jìn)行課前預(yù)習(xí)或查缺補(bǔ)漏，同時(shí)還能起到知識(shí)領(lǐng)域庫的cache作用，在查詢答案的時(shí)候提高了答案返回速度，又不需要復(fù)雜處理，就能檢索到與問題高度相關(guān)的解答，提高了問答系統(tǒng)的效率和精度。領(lǐng)域知識(shí)庫里存儲(chǔ)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(jìn)行加權(quán)，提問率最高的問題將被排在最前面。領(lǐng)域知識(shí)庫的存在避免了教師的重復(fù)勞動(dòng)，可以減輕教師在教學(xué)過程中答疑的工作量，同時(shí)也縮短學(xué)生獲得解答的時(shí)間，及時(shí)消解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的許多障礙。2.異步交互模塊當(dāng)在知識(shí)庫中沒有匹配的答案的時(shí)候，用戶可進(jìn)入異步交互模塊，尋求教師和其他學(xué)習(xí)者的幫助。此時(shí)，可有兩個(gè)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(duì)學(xué)生提交的疑難問題，授課教師（或?qū)＜遥?huì)定期進(jìn)行答復(fù)講解，并根據(jù)問題出現(xiàn)的共性選擇是否將其收錄入領(lǐng)域知識(shí)庫存檔。二是可將該疑難問題進(jìn)行懸賞，邀請(qǐng)其他學(xué)生用戶對(duì)該問題進(jìn)行解答。這種形式可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，回答問題者在解答別人問題過程中，也將獲得對(duì)問題更深層次的理解，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化。對(duì)懸賞得到的答案，授課教師也可對(duì)其進(jìn)行評(píng)估和打分，并根據(jù)問題和答案的價(jià)值選擇是否將其收錄入領(lǐng)域知識(shí)庫存檔。3.同步交互模塊有相應(yīng)硬件條件、熟悉音頻和視頻設(shè)備使用的學(xué)習(xí)者也可選擇進(jìn)入同步交互模塊，參加定期舉行的語音值機(jī)答疑和視頻值機(jī)答疑，與教師實(shí)時(shí)交流。4.擴(kuò)展搜索模塊對(duì)于系統(tǒng)最終呈現(xiàn)的解答，學(xué)生用戶如果認(rèn)為不滿意，或者想對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入廣泛的了解，可選擇進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行擴(kuò)展學(xué)習(xí)。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(shí)際的問題解答或?qū)I(yè)領(lǐng)域信息，這些都是可以用來擴(kuò)展遠(yuǎn)程學(xué)生的視野，提高實(shí)用技能的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。授課教師可預(yù)先遴選出該專業(yè)范圍內(nèi)優(yōu)秀的網(wǎng)站和論壇，擴(kuò)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(jìn)行站內(nèi)資源搜索或互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)擴(kuò)展搜索，將搜索結(jié)果返回給學(xué)習(xí)者。這樣使得網(wǎng)絡(luò)教學(xué)材料不局限于特定教學(xué)平臺(tái)內(nèi)，充分利用了Internet上浩瀚的共享資源，使封閉的學(xué)習(xí)過程獲得最大程度的開放。四、結(jié)束語作為遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)重要組成部分的答疑系統(tǒng)日益受到教學(xué)工作者的重視，國內(nèi)外的學(xué)者對(duì)于答疑系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)進(jìn)行了許多有益的探討和研究