探析網(wǎng)絡(luò)輔助答疑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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姜良華1由 分享
論文關(guān)鍵詞：輔助答疑 關(guān)鍵字提取 關(guān)鍵字匹配
論文摘要：師生通過E-mail或QQ可以進(jìn)行答疑，但通過這些方式，教師不可能及時(shí)回答眾多學(xué)生的問題，并且不斷地回答重復(fù)或相似的問題也是低效。該文討論了具體課程網(wǎng)絡(luò)輔助答疑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。教師利用該系統(tǒng)能夠極大地提高網(wǎng)絡(luò)答疑效率。
答疑、解惑是教學(xué)活動(dòng)中的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。隨著學(xué)生規(guī)模的快速增長(zhǎng)及多校區(qū)辦學(xué)，高校教師不可能及時(shí)回答如此眾多學(xué)生的問題。通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行答疑可克服傳統(tǒng)教學(xué)答疑模式受限于時(shí)間與空間。師生通過E-mail或QQ可以進(jìn)行答疑，但通過這些方式，教師不可能及時(shí)回答眾多學(xué)生的問題，并且不斷地回答重復(fù)或相似的問題也是低效。利用信息技術(shù)針對(duì)特定課程建立網(wǎng)上輔助答疑系統(tǒng)能夠較好地解決教學(xué)環(huán)境中的答疑問題。
1 設(shè)計(jì)思路
計(jì)算機(jī)輔助地回答人所提出的問題，就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)，是屬于自然語(yǔ)言理解的范疇。而自然語(yǔ)言理解作為人工智能學(xué)科的一個(gè)分支，距離在實(shí)際工程中的應(yīng)用尚有一定的距離。但是具體到教學(xué)環(huán)境中，因?yàn)閷W(xué)生提出的問題一般情況下都是針對(duì)某一門具體的課程的，大量的學(xué)生所提出的問題中有相當(dāng)一部分是非常類似的，實(shí)質(zhì)性內(nèi)容是相同的，不過表達(dá)方式上可能有所偏差。筆者針對(duì)具體的課程，建立一個(gè)輔助答疑系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行分析和匹配，輔助尋找問題的答案是可以實(shí)現(xiàn)的。在系統(tǒng)的問題資源庫(kù)中，存儲(chǔ)了一定數(shù)量的問題和解答。當(dāng)學(xué)生提出了一個(gè)問題后，系統(tǒng)將對(duì)問題自動(dòng)進(jìn)行關(guān)鍵字拆分。然后系統(tǒng)再根據(jù)拆分后的關(guān)鍵字組在問題資源庫(kù)查找與之相關(guān)聯(lián)問題。這些問題/答案對(duì)按照匹配的程度進(jìn)行排列以及篩選后返回給提問的用戶，由用戶決定是否回答了他所提出的問題。如果不能，則可以把問題提交給系統(tǒng)，讓系統(tǒng)將它存入數(shù)據(jù)庫(kù)，等待教師提供解答，并將教師的解答存入問題資源庫(kù)中。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)主要功能模塊
系統(tǒng)由教師模塊和學(xué)生模塊組成。教師模塊為教師使用而設(shè)計(jì)，教師登錄系統(tǒng)以后，可進(jìn)行修改登錄密碼、回答問題、對(duì)問題答案表進(jìn)行編輯、對(duì)關(guān)鍵字表進(jìn)行編輯、對(duì)語(yǔ)義詞表進(jìn)行編輯、確認(rèn)由學(xué)生回答問題的答案的正確性、流覽學(xué)生的積分等操作。學(xué)生用戶登錄進(jìn)入學(xué)生系統(tǒng)后，可進(jìn)行提問、回答還沒有回答的問題、瀏覽全部問題、查看本人積分等操作。
2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
問題和答案等信息設(shè)計(jì)存放在一個(gè)名為dayi.mdb的Access數(shù)據(jù)庫(kù)中，該庫(kù)主要的表有：?jiǎn)栴}答案表、關(guān)鍵詞表、語(yǔ)義詞表、學(xué)生信息表、教師信息表、提問日志表、疑難問題表和未確認(rèn)答案表。
3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)
學(xué)生登錄系統(tǒng)后提出問題，系統(tǒng)如何從問題答案表中查詢出相似的問題/答案對(duì)且以最佳的順序呈現(xiàn)給學(xué)生，是本系統(tǒng)需要解決的主要問題和技術(shù)關(guān)鍵。
3.1 問題匹配處理過程
由于本輔助答疑系統(tǒng)是針對(duì)特定一門課程的，涉及一門課程的問題中出現(xiàn)關(guān)鍵詞數(shù)量不會(huì)非常大，所以通過將與該課程相關(guān)的關(guān)鍵詞預(yù)先存放在關(guān)鍵詞表中,將語(yǔ)義詞存放在語(yǔ)義詞表中。通過先查詢關(guān)鍵詞表和語(yǔ)義詞表, 確定問題的若干關(guān)鍵詞和語(yǔ)義詞，然后通過關(guān)鍵詞和語(yǔ)義詞查詢問題答案表，確定問題答案表表中的記錄與本問題的關(guān)聯(lián)程度,依據(jù)關(guān)聯(lián)程序高低順序?qū)⑾嚓P(guān)記錄呈現(xiàn)給用戶，由用戶自行判斷最佳答案，如沒有答案，用戶可以選擇將該問題轉(zhuǎn)至疑難問題表，等待教師和其它用戶回答。
3.2 問題關(guān)鍵字和語(yǔ)義詞提取
筆者將涉及某門課程的關(guān)鍵字先存放在關(guān)鍵字表和語(yǔ)義詞表內(nèi)，當(dāng)用戶提交用自然語(yǔ)言編寫的問題后，使用InStr函數(shù)對(duì)關(guān)鍵字表的每一個(gè)關(guān)鍵字和和語(yǔ)義詞進(jìn)行測(cè)試，判斷該關(guān)鍵和和語(yǔ)義詞是否是學(xué)生輸入問題的子串，以確定學(xué)生輸入問題所包含的關(guān)鍵字和語(yǔ)義詞，并將問題所包含的關(guān)鍵字和語(yǔ)義詞存入數(shù)組中。
3.3 問題相似程度分析
從學(xué)生所提的問題中提了關(guān)鍵字和語(yǔ)義詞后，筆者就可以計(jì)算出問題答案對(duì)表的每條記錄與本問題的相似程度。筆者認(rèn)為關(guān)鍵詞對(duì)相似程度起的作用較語(yǔ)義詞大，所以筆者問題答案表的每條記錄的相似程度系數(shù)R定義為：
R=包含問題關(guān)鍵詞數(shù)目×0.8+包含問題語(yǔ)義詞數(shù)目×0.2
將包含所提問題一個(gè)或以上關(guān)鍵詞的記錄的記錄號(hào)和相似程度系數(shù)R存入一個(gè)二維數(shù)組，第一列存放記錄號(hào)、第二列存放相似程度系數(shù)R，設(shè)定相似記錄最多記錄50條。
3.4 相似問題最佳呈現(xiàn)
通過上面的相似程度分析，筆者已經(jīng)計(jì)算出了帶答案問題庫(kù)表與學(xué)生所提問題相似的記錄，并算出了相似程度系數(shù)R。顯然，相似問題最佳的呈現(xiàn)方式是：相似程度系數(shù)R高的記錄應(yīng)在前面顯示，相似程度系數(shù)R低的記錄應(yīng)在后面顯示。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行答疑可克服傳統(tǒng)教學(xué)答疑模式受限于時(shí)間與空間。教師如果通過E-mail或QQ進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)答疑，每次都要輸入許多內(nèi)容，效率不高。本文介紹的方法是把本課程的常見的問題及相應(yīng)的答案存放一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，學(xué)生有問題時(shí)先查詢?cè)摂?shù)據(jù)庫(kù)，教師答疑時(shí)可方便引用該數(shù)據(jù)庫(kù)，而且隨著系統(tǒng)的不斷使用，該課程的問題答案庫(kù)會(huì)越來(lái)越完善。實(shí)際試表時(shí)本文介紹的課程網(wǎng)絡(luò)輔助答疑系統(tǒng)可極大地提高教師網(wǎng)絡(luò)答疑的效率。
參考文獻(xiàn)：
[1] 鄒建峰,李律松,李曉栓.ASP.NET開發(fā)技術(shù)詳解[M].北京：人民郵電出版社,2005.
[2] 張同珍,申瑞民.基于Web的自動(dòng)答疑系統(tǒng)問題匹配算法研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2003(29).
論文摘要：師生通過E-mail或QQ可以進(jìn)行答疑，但通過這些方式，教師不可能及時(shí)回答眾多學(xué)生的問題，并且不斷地回答重復(fù)或相似的問題也是低效。該文討論了具體課程網(wǎng)絡(luò)輔助答疑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。教師利用該系統(tǒng)能夠極大地提高網(wǎng)絡(luò)答疑效率。
答疑、解惑是教學(xué)活動(dòng)中的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。隨著學(xué)生規(guī)模的快速增長(zhǎng)及多校區(qū)辦學(xué)，高校教師不可能及時(shí)回答如此眾多學(xué)生的問題。通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行答疑可克服傳統(tǒng)教學(xué)答疑模式受限于時(shí)間與空間。師生通過E-mail或QQ可以進(jìn)行答疑，但通過這些方式，教師不可能及時(shí)回答眾多學(xué)生的問題，并且不斷地回答重復(fù)或相似的問題也是低效。利用信息技術(shù)針對(duì)特定課程建立網(wǎng)上輔助答疑系統(tǒng)能夠較好地解決教學(xué)環(huán)境中的答疑問題。
1 設(shè)計(jì)思路
計(jì)算機(jī)輔助地回答人所提出的問題，就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)，是屬于自然語(yǔ)言理解的范疇。而自然語(yǔ)言理解作為人工智能學(xué)科的一個(gè)分支，距離在實(shí)際工程中的應(yīng)用尚有一定的距離。但是具體到教學(xué)環(huán)境中，因?yàn)閷W(xué)生提出的問題一般情況下都是針對(duì)某一門具體的課程的，大量的學(xué)生所提出的問題中有相當(dāng)一部分是非常類似的，實(shí)質(zhì)性內(nèi)容是相同的，不過表達(dá)方式上可能有所偏差。筆者針對(duì)具體的課程，建立一個(gè)輔助答疑系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行分析和匹配，輔助尋找問題的答案是可以實(shí)現(xiàn)的。在系統(tǒng)的問題資源庫(kù)中，存儲(chǔ)了一定數(shù)量的問題和解答。當(dāng)學(xué)生提出了一個(gè)問題后，系統(tǒng)將對(duì)問題自動(dòng)進(jìn)行關(guān)鍵字拆分。然后系統(tǒng)再根據(jù)拆分后的關(guān)鍵字組在問題資源庫(kù)查找與之相關(guān)聯(lián)問題。這些問題/答案對(duì)按照匹配的程度進(jìn)行排列以及篩選后返回給提問的用戶，由用戶決定是否回答了他所提出的問題。如果不能，則可以把問題提交給系統(tǒng)，讓系統(tǒng)將它存入數(shù)據(jù)庫(kù)，等待教師提供解答，并將教師的解答存入問題資源庫(kù)中。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)主要功能模塊
系統(tǒng)由教師模塊和學(xué)生模塊組成。教師模塊為教師使用而設(shè)計(jì)，教師登錄系統(tǒng)以后，可進(jìn)行修改登錄密碼、回答問題、對(duì)問題答案表進(jìn)行編輯、對(duì)關(guān)鍵字表進(jìn)行編輯、對(duì)語(yǔ)義詞表進(jìn)行編輯、確認(rèn)由學(xué)生回答問題的答案的正確性、流覽學(xué)生的積分等操作。學(xué)生用戶登錄進(jìn)入學(xué)生系統(tǒng)后，可進(jìn)行提問、回答還沒有回答的問題、瀏覽全部問題、查看本人積分等操作。
2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
問題和答案等信息設(shè)計(jì)存放在一個(gè)名為dayi.mdb的Access數(shù)據(jù)庫(kù)中，該庫(kù)主要的表有：?jiǎn)栴}答案表、關(guān)鍵詞表、語(yǔ)義詞表、學(xué)生信息表、教師信息表、提問日志表、疑難問題表和未確認(rèn)答案表。
3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)
學(xué)生登錄系統(tǒng)后提出問題，系統(tǒng)如何從問題答案表中查詢出相似的問題/答案對(duì)且以最佳的順序呈現(xiàn)給學(xué)生，是本系統(tǒng)需要解決的主要問題和技術(shù)關(guān)鍵。
3.1 問題匹配處理過程
由于本輔助答疑系統(tǒng)是針對(duì)特定一門課程的，涉及一門課程的問題中出現(xiàn)關(guān)鍵詞數(shù)量不會(huì)非常大，所以通過將與該課程相關(guān)的關(guān)鍵詞預(yù)先存放在關(guān)鍵詞表中,將語(yǔ)義詞存放在語(yǔ)義詞表中。通過先查詢關(guān)鍵詞表和語(yǔ)義詞表, 確定問題的若干關(guān)鍵詞和語(yǔ)義詞，然后通過關(guān)鍵詞和語(yǔ)義詞查詢問題答案表，確定問題答案表表中的記錄與本問題的關(guān)聯(lián)程度,依據(jù)關(guān)聯(lián)程序高低順序?qū)⑾嚓P(guān)記錄呈現(xiàn)給用戶，由用戶自行判斷最佳答案，如沒有答案，用戶可以選擇將該問題轉(zhuǎn)至疑難問題表，等待教師和其它用戶回答。
3.2 問題關(guān)鍵字和語(yǔ)義詞提取
筆者將涉及某門課程的關(guān)鍵字先存放在關(guān)鍵字表和語(yǔ)義詞表內(nèi)，當(dāng)用戶提交用自然語(yǔ)言編寫的問題后，使用InStr函數(shù)對(duì)關(guān)鍵字表的每一個(gè)關(guān)鍵字和和語(yǔ)義詞進(jìn)行測(cè)試，判斷該關(guān)鍵和和語(yǔ)義詞是否是學(xué)生輸入問題的子串，以確定學(xué)生輸入問題所包含的關(guān)鍵字和語(yǔ)義詞，并將問題所包含的關(guān)鍵字和語(yǔ)義詞存入數(shù)組中。
3.3 問題相似程度分析
從學(xué)生所提的問題中提了關(guān)鍵字和語(yǔ)義詞后，筆者就可以計(jì)算出問題答案對(duì)表的每條記錄與本問題的相似程度。筆者認(rèn)為關(guān)鍵詞對(duì)相似程度起的作用較語(yǔ)義詞大，所以筆者問題答案表的每條記錄的相似程度系數(shù)R定義為：
R=包含問題關(guān)鍵詞數(shù)目×0.8+包含問題語(yǔ)義詞數(shù)目×0.2
將包含所提問題一個(gè)或以上關(guān)鍵詞的記錄的記錄號(hào)和相似程度系數(shù)R存入一個(gè)二維數(shù)組，第一列存放記錄號(hào)、第二列存放相似程度系數(shù)R，設(shè)定相似記錄最多記錄50條。
3.4 相似問題最佳呈現(xiàn)
通過上面的相似程度分析，筆者已經(jīng)計(jì)算出了帶答案問題庫(kù)表與學(xué)生所提問題相似的記錄，并算出了相似程度系數(shù)R。顯然，相似問題最佳的呈現(xiàn)方式是：相似程度系數(shù)R高的記錄應(yīng)在前面顯示，相似程度系數(shù)R低的記錄應(yīng)在后面顯示。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行答疑可克服傳統(tǒng)教學(xué)答疑模式受限于時(shí)間與空間。教師如果通過E-mail或QQ進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)答疑，每次都要輸入許多內(nèi)容，效率不高。本文介紹的方法是把本課程的常見的問題及相應(yīng)的答案存放一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，學(xué)生有問題時(shí)先查詢?cè)摂?shù)據(jù)庫(kù)，教師答疑時(shí)可方便引用該數(shù)據(jù)庫(kù)，而且隨著系統(tǒng)的不斷使用，該課程的問題答案庫(kù)會(huì)越來(lái)越完善。實(shí)際試表時(shí)本文介紹的課程網(wǎng)絡(luò)輔助答疑系統(tǒng)可極大地提高教師網(wǎng)絡(luò)答疑的效率。
參考文獻(xiàn)：
[1] 鄒建峰,李律松,李曉栓.ASP.NET開發(fā)技術(shù)詳解[M].北京：人民郵電出版社,2005.
[2] 張同珍,申瑞民.基于Web的自動(dòng)答疑系統(tǒng)問題匹配算法研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2003(29).