基于网络的双模式答疑系统研究

【摘要】1网上答疑系统现状 国外的网上答疑系统独立性、开放性强，智能化、自动化水平较高，比较有代表性的是Start系统和AskJeeves系统。Start系统是由麻省理工学院开发的并于1993年的，是...

摘要：随着远程教育的深入开展，现有的网上答疑系统已难以满足远程自主学习者的需求，亟需一个快速、高效、互动的答疑系统。基于此，研究并设计了基于网络的双模式答疑系统。概述了目前国内外答疑系统的现状，介绍了双模式答疑系统的内涵、主要功能模块、关键问题分析及设计该系统所应遵循的原则。

关键词：双模式答疑系统；自动答疑；人工答疑；相似度

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2013）001-0114-03

0引言

答疑解惑是教学和学习过程中备受重视的一个环节。在传统教学中，师生通过面对面的方式答疑解惑，实时性强。同样，答疑在网络教学中亦是不可或缺，答疑系统设计的好坏直接关系着远程教育效果的好坏。然而，目前的网络答疑系统答疑方式单一，缺乏实时性，不能及时解决学习者在自主学习过程中遇到的问题，且存在答疑问题重复现象，没有很好地实现答疑系统答疑解惑的功能。因此，设计一个基于自动答疑与人工答疑为一体的双模式答疑系统就显得尤为重要。

1网上答疑系统现状

国外的网上答疑系统独立性、开放性强，智能化、自动化水平较高，比较有代表性的是Start系统和AskJeeves系统。Start系统是由麻省理工学院开发的并于1993年的，是世界上第一个基于网络的自然语言问答系统。它所能够回答的用户提问范围是MIT信息实验室的地理学知识的相关问题，且答案支持多媒体的呈现方式，不仅仅局限于文本。AskJeeves系统是美国AskJeeves公司开发的，它允许用户以自然语言的方式进行提问，检索系统会自动对用户的提问进行分析，然后通过与用户的进一步交互来明确用户的真正意图，这样用户能够更加充分地描述自己的问题，缩小了搜索范围，得到的检索结果比单纯基于关键词搜索方式更符合用户的需求。

就国内来看，网上答疑目前普遍采取的方式主要是传统的BBS、Email以及网上交谈室。电话会议、视频会议或MUDs（MOOS）系统进行同步双向交流。首先，传统的BBS方式，学习者和教师可以就某一个问题展开讨论，可以各抒己见，对讨论过程中的所有问题可以一目了然的进行浏览。但是，这种交互方式实时性不强，且答疑呈现方式仅限于文本。其次，答疑采用传统的Email方式，学生就学习过程中所遇到的疑难问题，发送电子邮件给主讲教师，教师在收到邮件后，将问题解答整理，发送给学生。此种方法是传统函授方式的延伸，但存在的弊端是，缺乏实时性，无法及时答复。而网上交谈室、电话会议、视频会议或MUDs（MOOS）系统是进行同步双向交流的答疑方式，虽然能及时解决学习者遇到的问题，但是对教师和学习者双方的时间要求较高，灵活性较差。

2双模式答疑系统内涵

基于网络的双模式答疑系统是指将自动答疑和人工答疑两种方式结合起来的网络答疑系统，是人机交互和人际交互有效应用的答疑系统。它能满足网络自主学习者快速、高效获取答案及进行互动的需求。其中，自动答疑是指将系统中已有的常见问答库集及学习者新增的问答作为答案的来源，当学习者提交问题时，系统首先会根据学习者提问的自然语言问句或关键词在已有的问题答案集中搜索，若有类似问题答案，则按答案相似度由高到低呈现给学习者。若没有相关答案，则提交问题等待教师或学习同伴回答。即自动答疑是以人机交互为基础的功能。而人工答疑则是指教师回答学习者的提问，或者学习者之间相互解答疑难，是以人际交互为基础的。

3双模式答疑系统设计

3.1设计思路

随着远程教育规模的扩大，教师资源相对稀缺，因而用于教学领域的网上答疑系统成为了现代远程教育的研究热点。网上答疑系统主要是为远程自主学习者在学习过程中遇到问题而提供答疑服务的学习平台。针对目前的答疑系统答疑方式单一，缺乏实时性，答案呈现方式单一，多以文本为主，以及同样的问题被重复提问的现实问题，本文设计了基于双模式答疑系统的平台，旨在为学习者提供及时周到的答疑服务，培养勤学好问的好习惯，从而提高学习者自主学习的积极性和主动性，使每一位学习者都乐学好学。

同时，考虑到不同的学习者其感官学习方式会有所不同，比如有些是视觉学习爱好者，有些是听觉学习爱好者等，本系统亦提供了丰富的答疑呈现方式，如图片、动画、视音频等，而不仅限于传统的文本，满足了不同感官偏好者的需求，从而提高其答疑的积极性。

3.2功能模块

基于网络的双模式答疑系统的用户包括学习者、教师和系统管理员，因此，系统的主要功能就是围绕这三类用户对象的需求而设计的。本系统的主要功能模块如图1所示。

图1基于网络的双模式答疑系统的功能模块

基于网络的双模式答疑系统各功能模块主要内容如下：

注册与登录模块：由于身份不同权限就不同，所以不管是学习者还是教师及管理员都需要注册登录进行身份验证。比如游客只能查看答疑系统中问题而无提问的权限。提问问题模块：学习者或者教师可以用自然语言的方式进行提问，并且系统对用户的提问提示补充功能，使得用户将自己的问题描述清楚，从而缩小搜索的范围，提供快速、准确的答案。

回复问题模块：主要包括自动答疑和人工答疑。前者根据学习者或教师提问的问题由系统自动搜索问题答案库将答案及时反馈给学习者；后者主要是指学习者与教师之间及学习者之间的答疑。而且答疑方式不局限于文本，还可以是图片、动画、视音频等多媒体形式。

浏览问题模块：学习者或者教师可以浏览所有的问题答案，也可以通过关键词等搜索方式查看感兴趣的问题和答案。对于与问题无关的“噪音问题”，教师则有权将其删除。

在线交流模块：学习者与教师之间、学习者之间可以针对某一问题进行相互交流。

添加收藏模块：在浏览问题时，学习者将自己感兴趣或者比较重要的问题答案收藏起来，建立自己的收藏夹，方便以后浏览学习。

消息提醒模块：当学习者或者教师有待回复的问题时，有消息提醒其及时回复。

热点问题模块：教师可以将学习者的共性问题作为热点问题，组织大家一起讨论，最终使得问题得以解决。

评价问题或答案模块：此模块是对提问者及回答者的一种评价，旨在提高其答疑的积极性，同时也是对其积极参与答疑的一种肯定性激励措施。

用户信息管理模块：学习者或者教师可以对自己的个人信息进行修改，如修改密码等。

系统管理模块：管理员对学习者和教师用户的信息进行管理。

3.3关键问题分析

基于网络的双模式答疑系统的自动答疑功能主要涉及问题答案库的建立和更新以及问题答案相似度的计算问题。

建立问题答案库的目的是缩小查找范围，使后续的相似度计算等较复杂的处理过程都在问题答案库这个相对较小的范围内进行。由于本系统是一个独立的不依赖任何一门课程提醒的答疑系统，因此，系统既有的问题答案库是利用熊猫采集器从“百度知道”、“新浪爱问人”上把有代表性的问题答案抽取出来，添加到该知识库。问答库的更新是指将学习者及教师的新增问题答案自动保存到已有问答库。

为了给学习者提供与其提问问题相似度强的问题答案，就涉及到句子相似度计算问题。目前计算相似度的方法有很多，本文综合运用了基于向量空间模型的TFIDF方法和基于语义的句子相似度计算方法。基于向量空间模型的TFIDF方法综合地考虑了一个词的出现频率（TF值）和这个词对不同文档的分辨能力（IDF值）。该方法不需要任何对文本内容的深层理解，它能够在问题答案库中应用，一个很重要的原因是问题答案库是自然语言文本，且通常都很大。由于仅用基于向量空间模型的TFIDF方法无法达到预期的效果，因此本系统引用了基于语义的句子相似度计算方法，以董振东和董强先生创建的知网（HowNet）作为系统的语义知识资源，先计算两个句子中词的相似度，再计算两个句子的相似度获得较高的相似度，从而找到正确答案。

4双模式答疑系统设计原则

双模式答疑系统旨在为网络学习者提供一个进行自主学习和独立学习的答疑解惑的学习平台，系统设计并不追求功能的复杂和丰富，而是应力求高质量、最简单地满足学习者的需求。因此，本答疑系统设计应遵循如下的基本原则：首先是可行性，指答疑系统各功能模块均能够通过相关技术实现；其次是实用性，能够真正及时准确解决学习者所提出的问题；然后是交互性，即学习者与教师之间，学习者之间的交流和讨论；再次是规范性，指教师要对学习者提问及回复加以引导规范；最后是多媒化，指答案的呈现方式丰富，支持文本、图片、动画、视音频等多媒体形式。

5结语

本文提出的基于网络的双模式答疑系统是将自动答疑和人工答疑进行有效结合的答疑系统，重点是自动答疑功能模块的设计以及实现。本答疑系统能满足学习者快速、高效获取答案的需求。但是，在后续的人工答疑过程中，学习者之间提问及回复的内容可能会是噪音信息，所以为了保证问答尽可能科学准确，有待于教师把好“质量关”。然而，当学习者数量及问答数量过大时教师将无法胜任，因此应该借助基于中文分词的语义技术来辅助监督答疑质量，充分发挥技术服务教育的作用，使得答疑系统更完善、更智能。

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