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远程教学平台中开放式综合答疑系统研究 摘要：网络辅导答疑是远程教学过程中极其重要的一环，本文首先比较了目前远程教学平台中流行的答疑手段，分析了各自的优点和不足，在此基础上，提出了一个结合多种答疑方式的开放式综合答疑系统，并对其设计思想和实现功能进行了分析探讨。 关键词：远程教育，答疑系统，答疑方式，开放式答疑系统前言远程教育中师生时空分离这一本质的特征给远程学习者带来学习困难。对学习者提供及时准确的答疑和帮助成了远程教学中不可或缺的内容。因此，在远程教学平台中，答疑系统成为网上教育的重要组成部分，在加强教师和学生的交流、帮助学生明确问题的所在和获得自己真正需要的答案信息方面具有不可或缺的作用。一、传统的网上答疑形式目前，常见的网上辅导答疑有：BBS、E-mail、网上答疑室、视频会议系统（包括语音值机答疑、视频值机答疑）。BBS在远程教学平台中是最常用的一种师生、生生交互方式。电子邮件服务为师生提供了一种直接、安全、私密的通讯方式，是对BBS的有益补充。基于文本的网上答疑室是聊天室在教学平台中的实际应用。基于视频会议系统的音频、视频技术已开始应用到答疑辅导活动中，出现了语音值机答疑和视频值机答疑的答疑形式。从交互的角度看，远程教学平台中的以上答疑方式可以分为实时和非实时两种。两者之间的区别在于信息反馈时间的长短。相比实时交互，非实时交互给学习者提供了自由的学习时间和空间，体现了建构主义思想，学习者在对接受的信息进行整理加工后，借助非实时交互活动与教师或其他学习者进行讨论，最终完成对知识的意义建构。传统答疑方式的交互性比较如表1所示。二、自动答疑系统表1中所列出的5种传统的答疑方式都是以教师为主体来实现的。无论哪种答疑方式，如果提问学习者过多，教师将无法及时进行解答，并给教师带来相当大的压力。另外，根据学科的教学经验，由于课程的内容具有经典和普遍意义，学习者对课程的理解一般都有相似之处，提出的问题有60%70%是相同的。如果能有一种自动的答疑机制帮助教师来处理这些重复性的问题，则可减轻教师的负担，缩短学习者获得反馈的时间。自动答疑系统的出现不仅解决了上述问题，而且满足了学习者724小时全天候动态、实时的答疑需求，提高教学效率的同时降低了教学成本。1.自动答疑系统的概念及其现实意义自动答疑系统是一个具有知识存储、数据统计、逻辑推理、知识学习和实现友好人机交互的智能系统，其本质是一个具有智能性的知识系统。它能依照一定的匹配策略在知识库中自动检索问题，呈现给学习者有效答案，有开放的接口，能自动扩展和更新知识内容。因其智能性的特征，也被称为智能答疑系统。在本文中，统一采用自动答疑系统这一名称。自动答疑系统可对一些简单的公共问题和概念提供详细的解答和解释，避免了老师花费大量时间和精力在基本概念的解释上，从而可以投入更多的时间和精力对疑难问题进行深入的讨论和交流。自动答疑系统的统计功能可对学生在课程学习中所反映出的共同问题进行统计数据分析，提供给授课教师、课件开发人员反馈信息，促进教学的内容、进度的调整以及教学的方式的改善，提高教学的效果。然而，自动答疑系统的出现的意义远不止于此。澳大利亚南昆士兰大学的Jim Taylor教授从一个更为高度和广阔的视角进行了诠释，他将“运用自动回复系统的计算机协调通信”作为第五代远程教育模式的标志性技术。Taylor教授认为，为了保证交互活动的质量和提供学习的支持，一个教师往往既要教学还要负责相应数量的学生的学习支持和评价工作，究其本质仍然是传统校园教学的基本资源分配模式，属于“家庭小工业”模式。而第五代智能灵活学习模式通过自动回复系统却能够在保证大规模效益的情况下进行教学和提供学习支持。自动回复系统的这个功能有着深远的意义，它能改变远程教育的成本效益，也有利于满足终生学习社会日益增长的需求。2.自动答疑系统的研究现状自动答疑系统本质上来说是一种信息检索技术。目前自动答疑系统的设计多是基于机械的关键词匹配，即采用关键词或其逻辑组合作为提问方式。这种方式主要依靠用户自己根据问题抽取查询所需的关键词，自己确定关键词的组合逻辑，然后提交系统数据库，在已构建好的知识领域库中进行信息搜索，系统随之将与问题相匹配或近似匹配的答案提出并返回给用户。这种以关键词为基础的索引、匹配算法虽然简单易行，但却存在两方面问题：一是该方法要求用户要有一定的关键词抽取能力，当进行较为复杂的问题查询的时候，还需要使用者掌握相关的关键词逻辑组合方法，这无疑提高了用户的使用门槛；其次，仅用有限的关键词及组合逻辑无法准确表达用户的检索意图，用来搜索的关键词毕竟只是停留于语言的表层，而没有触及语义，检索出来的结果往往不完全是学习者真正想要的。因此，基于自然语言提问的自动答疑系统逐渐成为答疑系统设计的热点和发展方向。基于自然语言的自动答疑系统支持自然语言的提问，减低了答疑系统的使用难度，更符合学习者的使用习惯。学习者使用自然语言提交问题，由系统自动完成对疑问句子的关键词提取、语义理解、数据库检索、最佳答案抽取，最终返回理想的问题解答。自动答疑系统的实现有两个基本的要素：一是信息检索技术，涉及中文分词、全文检索、语义匹配、关键词索引等技术；一是知识领域数据库的构建，在数据库中存储的知识的质量及领域知识的组织方式，在很大程度上决定了自动答疑系统的有效性。为了构建高智能性的自动答疑系统，语义网络、XML语言等新技术相继引入，旨在提高答疑系统的准确性和全面性。3.自动答疑系统的不足目前各大高校的网络学院依靠自己的技术实力，设计实现了各自的自动答疑系统，例如，上海交通大学的Answer Web、江苏理工大学的远程辅导答疑系统、清华大学教育软件研究中心开发的基于WEB的远程答疑系统、西安交通大学的NL-WAS（基于自然语言的网络答疑系统）。但中文分词技术的发展水平成为开发高精度自动答疑系统的首要制约因素。“组合歧义，新词，和未登录词等问题，仍严重影响着分词的精度”，并且缺少相应的语料库使得自然语言处理技术的进步缺少了相应的发展基础。另外，作为自动答疑系统基础的知识领域库，是所有教学资源的集合。但构建一个拥有丰富课程资源的高质量知识领域库将是一件浩大而繁杂的工程，不是朝夕就可完成的，它需要长期的积累和投入。三、开放式综合答疑系统设计综合以上分析可以看出，现有的答疑方式趋向于多样性、易用性，各种答疑手段都有其优点和不足。如何将这些各具利弊的答疑方式有机地组织起来，达到最优化的利用，成为一个值得探讨的课题。本文提出以下开放式综合答疑系统设计，如图1所示。整个答疑系统包括4个逻辑模块：自动答疑模块、同步交互模块、异步交互模块、扩展搜索模块。1.自动答疑模块当学生遇到疑难问题时，首先进入自动答疑模块，用自然语言填写问题表单，系统将根据学生提交的问题描述，首先在FQA列表中进行搜索，如果有匹配的答案，即返回提交给用户，同时将该问题的权值加一；如果没有，则进入领域知识库进行智能搜索（主要采用的技术有中文词语的切分、全文检索、语义网络匹配、关键词索引等），按照检索内容相关程度的高低，将该问题的解答呈现给用户。FQA（frequent question answer）即常问问题列表，由有经验的任课教师组织。授课教师根据以往的授课经验，收集整理出有助于引导学生学习各章节内容的问题及其正确答案，形成常问问题列表FQA。组织良好的FQA不仅可以让学生依据这些问题进行课前预习或查缺补漏，同时还能起到知识领域库的cache作用，在查询答案的时候提高了答案返回速度，又不需要复杂处理，就能检索到与问题高度相关的解答，提高了问答系统的效率和精度。领域知识库里存储了经过授课教师（或专家）直接回答或审查过的正式解答，并根据被访问的次数进行加权，提问率最高的问题将被排在最前面。领域知识库的存在避免了教师的重复劳动，可以减轻教师在教学过程中答疑的工作量，同时也缩短学生获得解答的时间，及时消解学生学习过程中的许多障碍。2.异步交互模块当在知识库中没有匹配的答案的时候，用户可进入异步交互模块，寻求教师和其他学习者的帮助。此时，可有两个选择。一是可选择将该问题提交至授课教师（或专家），等待专业解答。针对学生提交的疑难问题，授课教师（或专家）会定期进行答复讲解，并根据问题出现的共性选择是否将其收录入领域知识库存档。二是可将该疑难问题进行悬赏，邀请其他学生用户对该问题进行解答。这种形式可充分调动学生的学习积极性，鼓励学生进行协作学习，回答问题者在解答别人问题过程中，也将获得对问题更深层次的理解，促进知识的内化。对悬赏得到的答案，授课教师也可对其进行评估和打分，并根据问题和答案的价值选择是否将其收录入领域知识库存档。3.同步交互模块有相应硬件条件、熟悉音频和视频设备使用的学习者也可选择进入同步交互模块，参加定期举行的语音值机答疑和视频值机答疑，与教师实时交流。4.扩展搜索模块对于系统最终呈现的解答，学生用户如果认为不满意，或者想对该知识点进行深入广泛的了解，可选择进入互联网搜索相关知识，进行扩展学习。在资源丰富的互联网上，活跃着各种优秀的专业网站、专业论坛讨论区，提供了贴近实际的问题解答或专业领域信息，这些都是可以用来扩展远程学生的视野，提高实用技能的优质教学资源。授课教师可预先遴选出该专业范围内优秀的网站和论坛，扩展搜索模块调用网站内或通用的搜索引擎，利用之前的分词的结果进行站内资源搜索或互联网范围内扩展搜索，将搜索结果返回给学习者。这样使得网络教学材料不局限于特定教学平台内，充分利用了Internet上浩瀚的共享资源，使封闭的学习过程获得最大程度的开放。四、结束语作为远程教学平台重要组成部分的答疑系统日益受到教学工作者的重视，国内外的学者对于答疑系统的开发和设计进行了许多有益的探讨和研究，特别是融合了人工智能、数据挖掘等高新技术的自动答疑系统更是成为当前系统设计的热点和发展方向。但现有的研究过度追逐技术的先进，却较少去关注学习者的疑问心理，造成先进技术与现实使用的脱节，使答疑流于形式。因此笔者认为，对于现有的答疑系统来说，技术够用即可，开发者应更多关注远程学习者的认知过程，探究如何应用策略发挥答疑的最大功效，结合现有技术“精耕细作”，这样才能设计出符合远程学习者学习认知心理的、经济实用的答疑系统。 -全文完-