（教育技术学专业论文）基于网络的自动答疑系统的研究与开发.pdf

声明 本人郑重声明： 1 、坚持以“求实、剑叛”的科学糖棒从事研究工作。 2 、本论文悬我个人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果。 3 、本论文中除孳| 文外，所有实验、数据耧有关材料均 是真实的。 4 、本论文咚除雩 文纛致谢的肉容努，不毽含其德人薮 其它机构已经发表或撰碍过的研究成果。 5 、其他同悫对本研究所徽的贡献均已 笙论文中佟了声 明并表示了谢意。 作者签稻： 基期： 耩于m 络的自动答疑系统的研究与开发 摘要 f 网络技术在教育领域的普及和延伸不仅带来了教育的技术革新，也带来教育 形式的转变。网络教育作为信息技术与教育融合的新的教育形式，以其有别于传 统教育的新理念，以其蕴涵众多“革命性”因素的新特点，为教育注入了新的活 力。但作为拥有较短发展历程的新事物，网络教育也面临着诸多问题。答疑是学 习活动中必不可少的关键环节，但网络的介入却给这种双向的交流带来了阻碍， 如何疏通解惑途径，给学生以满意的答复就成为网络教育中需要关注的个重要 环节。“解铃还需系铃人”，鳃决网络所带来的问题，还需要从网络中寻找答案。 因此，结合网络优势，研究和开发富有特色的网络答疑系统就成为了解决问题的 n 有效途径。y 本文共分三个部分，第一部分交代了系统开发的背景材料，通过对网络教育、 网络课程以及网络教学支撑环境等概念的说明，阐述了网络答疑系统所处的地位 以及现实意义；第二部分是答疑系统的设计与构想，通过对已有系统的调研，并 结合从软件行业的相关系统中得到的启示，确立了答疑系统的设计思路；第三部 分是答疑系统的开发与实现，其中包括对于系统原理、功能的说明，对于设计、 丌发过程的介绍，以及对于关键技术的分析，并在最后，提出对于系统发展趋势 的预测。 关键词： 网络教育、网络课程、网络教络自动答疑系统 董主堕塑竺旦垫篓壁墨竺墼婴壅皇墅垄 a b s t r a c t t h e p o p u l a r i z a t i o na n de x t e n s i o no f n e t w o r kt e c h n o l o g yi ne d u c a t i o n a lf i e l dn o t o n l yb r i n gt e c h n o l o g i c a li n n o v a t i o n ，b u ta l s ob r i n gt h et r a n s i t i o no ft h ee d u c a t i o n a l m o d e a san e we d u c a t i o n a lm o d ew h i c hb r i n g si n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y a n d e d u c a t i o nt o g e t h e r ，w i t hn e w t h e o r yw h i c hi sd i f f e r e n tf r o mt h et r a d i t i o n a le d u c a t i o n a n dn e wc h a r a c t e rw h i c hc o n t m n s n u m e r o u s ”r e v o l u t i o n a r yf a c t o r s ”，n e t w o r k e d u c a t i o ni n j e c t sn e wv i g o ri n t oe d u c a t i o n a san e wt h i n gw h i c hh a s n td e v e l o p e d f u l l y ，n e t w o r ke d u c a t i o nf a c e sag r e a td e a lo fp r o b l e m st o o q u e s t i o n a n s w e ri st h e k e y t ot h el e a r n i n ga c t i v i t y ，b u tt h en e t w o r k sg e t t i n gi n v o l v e dh i n d e r st h i st w o - w a y e x c h a n g e t h u s ，h o wt ou n b l o c k t h i st w o w a ye x c h a n g ea n dg i v i n gs t u d e n t ss a t i s f i e d r e p l yb e c o m e t h ei m p o r t a n tm i s s i o no fn e t w o r ke d u c a t i o na n dd e s e r v ep a y i n gc l o s e a t t e n t i o nt o w h o e v e rs t a r t e dt h et r o u b l es h o u l de n di t ”，i ti su pt ot h en e t w o r kt o s o l v et h ep r o b l e mt h a ti t s e l f b r i n g s t h u s , t a k i n gt h ea d v a n t a g eo f n e t w o r k ，d e s i g n i n g a n dd e v e l o p i n gc h a r a c t e r i s t i cn e t w o r k b a s e da n s w e r i n gs y s t e mb e c o m et h ee f f e c t i v e w a y o fs o l v et h ep r o b l e m t h i st h e s i sh a st h r e ec h a p t e r s ，t h ef i r s tp a r ti n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n do ft h e r e s e a r c h ，i ta l s oi l l u s t r a t e st h es t a t u sa n dr e a l i s t i cm e a n i n go f t h en e t w o r k - b a s e d a n s w e r i n gs y s t e mb ye x p l a i n i n gc o n c e p t so f n e t w o r ke d u c a t i o n ，n e t w o r kc o u r s e sa n d n e t w o r k b a s e dl e a r n i n gs u p p o r t e de n v i r o n m e n t t h es e c o n dp a r ti sa b o u t t h ed e s i g no f t h es y s t e m a f t e rt h ei n v e s t i g a t i o no ns y s t e m st h a ta l r e a d ye x i s ta n d t h ee n l i g h t e n m e n t t h a t g o tf r o mt h er e l e v a n ts y s t e m so ft h e s o f t w a r et r a d e ，i td e t e r m i n e sd e s i g n i n g t h o u g h t so f t h es y s t e m t h et h i r dp a r ti st h er e a l i z a t i o no f t h es y s t e m i ti n c l u d e st h e e x p l a n a t i o n o f t h ep r i n c i p l e ，f u n c t i o n sa n dt h ep r o c e s s e so f t h es y s t e m ，i ta l s oi n c l u d e s t h ea n a l y s i so nt h ep i v o t a lt e c h n i q u e f i n a l l y ，i tp r o p o s e st h ep r e d i c t i o n o ft h e d e v e l o p m e n t o f t h e s y s t e m k e y w o r d s ： n e 旧o r k e d u c a t i o n，n e t w o r k c o u r s e s ，n e t w o r k b a s e d l e a r n i n gs u p p o r t e d e n v i r o n m e n t ，n e t w o r k - b a s e d a u t o m a t i ca n s w e r i n gs y s t e m 2 前言 从人类教育发展的长河来看。科学技术的每一次变革都会引发教育领域的革命性变化： 文字的出现导致了形式化的教育组织学校的问世；印刷术的发明使得分班教学和函授教 育成为现实；电的发现实现了更加灵活的远距离教育广播电视教育。今天，网络技术的 出现带来教育的又一次革命，它引起了教育的技术革新也推动了教育形式的转变。网络教 育作为信息技术与教育融合的新的教育形式为教育注入了新的活力：便捷的学习机会、多样 的学习环境以及丰富的学习资源。使学习活动更加自主化、个性化，使教育的适应性得到大 大加强。这也是网络教育近年来倍受关注的原因。 网络教育让人们体验到新的教育方式：学习不再受制于时间和空间而发生，学习活动以 学习者为中心展开但较短的发展历程也使得这一新的教育形式存在一些不足，其中重要的 一点体现在师生间的交流受到弱化。“师者。传道、授业、解惑也”，在传统教育中，解惑大 多建立在面对面交流的基础之上，而网络的介入使得交流变得不再形象、直接，解璐的途径 受到了阻隔。这样，匾对网络学习中学生的答疑需求如何疏通解惑途径，给学生以满意的 符复就成为网络教育中需要关注的一个重要环节。 答疑是学生进行系统学习的有益补充，同时也是学生巩同知识的重要途径。因此，无 论学习的形式如何变化答疑对于学习活动来说始终是必要的不可或缺的。及时、有效地 获得解答是学生对于答疑环节的基本需求，在传统的学校教育中，面对面的交流保证了答疑 的及时性，相对固定的班级教学保证了教学的针对性，从而也保证了答疑的有效性。而在网 络教育中，网络的阻隔和参与网络学习人数的增多使得网络教育无法用传统的方式实施答 疑。这是否意味着网络教育将无法实现答疑环节? 当我们将目光投向网络时，我们发现，作 为网络教育中的重要技术手段网络以其特有的优势为我们提供了解决难题的答案。智能 型的网络学习环境能够根据学生的提问自动反馈具有针对性的解答，迅捷的网络传输速度能 够将反馈在第一时间送达到学生那里，从而使得及时性和有效性得到了保证，同时，网络的 超时空性、开放性也为答疑带来了更多的特色。网络答疑将答疑的场所从固定的教室转移到 无所不在的网络将答疑的时间从有限的固定时段变换成自由随意的时刻，网络答疑使更多 的学生参与到问题的解答中来，同伴之间的相互答疑在实现学习互长的同时也节省了教师在 答疑上所花费的精力和时间。可见，网络为答疑带来了新的内涵，研究和开发基于网络的答 疑系统也就具有了较高的教育意义和实践价值。 国内外已有不少对于网络答疑的研究，开发出的答疑系统也不在少数，但经过调研我 们了解到，有些系统并不是为教育“量身定做”的，而仅仅是对其他既有系统的“改装”； 有些在答疑手段、方式等方面缺乏全面的考虑；有些在问题呈现以及解答方式上缺乏多样化 的设计导致这些问题的原因很多，但其中有两点最为关键： 1 、网络的优势没有得到充分发挥。很多系统仍是依照传统的答疑模式为蓝本来进行设 3 基于网络的自动答疑系统的研究与开发 计，强调以教师答疑为主，而忽视了网络所带来的资源优势。网络将分布在各地的资源互联 起来，当学生有疑问时，不仅可以向老师请教，也可以向网络中的专家请教还可以向网络 中的同伴请教，可以说，在网络的分布式环境中教师不再是学生学习的唯一资源，也将不 会成为学生解惑的唯一途径。 2 、过多地考虑技术因素。而忽略了非技术的因素。技术的支持是实现网络答疑的基础， 却不是网络答疑的根本内容。答疑的根本在于帮助学生及时、有效地获得解决问题的答案， 以强化学生对于知识的理解，促进更好地学习。因此，学生的需要应是系统设计中所要重点 考虑的。而目前有些系统却因为对非技术因素考虑过少而最终失去了服务的对象学生。 鉴于以往系统建设的经验和不足，我们为即将开发的网络答疑系统定位在：更多地从人 的角度而非技术的角度出发，结合网络的优势，进行系统的设计和开发。为此，系统在功能 实现上体现了两个中心；以学生为中心。确保系统的实用性和易用性：以用户为中心，确保 系统的必要性和不可替代性。 系统共分两个模块；学生和教师模块。学生方的功能有：分类查看问题、综合条件搜索、 提出问题、查看个人问题和参与讨论。教师方具有了更高的权限，因此除了具有学生方的功 能外，还可以实现对于整个系统的设置以及对于问题的管理。 在系统设计、开发过程中由于受到微软联机帮助系统、积件以及紫藤b b s 的启示， 答疑系统在实现基本答疑功能的同时也突山了自身的特色，这主要包括：实现w e b 形式的 安装，数据库资源被自动创建 引入问题的分类机制。保证了问题的质最；多媒体丰市了问 题的表现形式，使问题的呈现方式趋于多样化；引导性的答疑过程促进学生对问题解决方法 的习得；实现同步、异步交互功能，提供了多样的交流手段。这些特色功能的实现使答疑系 统更具实用性。 目前，系统的很多功能已经实现，特别是关键技术疑难问题答疑部分的前台和后台 程序已经完成，实现了基于网络的疑难问题答疑。疑难问题答疑部分是系统的特色，也是系 统开发的难点。为了有利于学生的学习我们提供了引导性答疑策略，但这在一定程度上可 能会增加教师的工作量。为了解决这一问题我们采取了两种解决方法：在添加疑难问题环 节引入父级概念，在修改疑难问题环节采用目录式管理。两种方法的运用，使得交互界面更 加简洁，操作步骤更加简单，不仅教师方的问题得到了解决，也为系统的后续维护和拓展提 供了便利。 网络答疑系统作为网络教育中的一部分，它的发展也体现着网络教育的发展轨迹：从幼 稚到成熟、从不完善到逐渐完善。我们目前所做的，是基于对当前网络教育及其相关概念的 理解而进行的一些研究和思考，更确切地说是对网络教育的一种实践性探索。人们对于网 络教育的研究以及实践仍在不断地进行着，相信，随着新技术的不断更新，新策略的不断采 用，网络教育及其各环节都将得到更好的发展。 4 基于网络的自动答疑系统的研究与开发 第一章网络教育 第一节网络教育的产生及发展 伴随着计算机技术和网络技术的蓬勃发展，“网络”正在迅速地发展成为当代人们基本 的生活环境，并以惊人的速度改变着人们的思维方式、工作方式和交往方式。如今， e c o m m e r c e ( 电子商务) 、e - l i b r a r y ( 电子图书馆) 、e - m a n a g e m e n t ( 电子管理) 、e g o v e r n m e n t ( 电 子化政府) 等网络技术都已经深入社会生活当中，同样，教育这个渗透人类生活各个层次的 活动也在多方面接受了网络的洗礼。借助于网络超时空、高效率、互动强等众多优势，教育 换之以全新的形态，并开始为形形色色的网上求学者提供服务。 产生于2 0 世纪6 0 年代的网络教育，尽管其发展只有短短l 十年的时间，但因为结合了 多媒体技术、数据库技术、网络技术等现代信息技术，使其在教育手段、形式、方法上都有 着不同于传统教育的特色： 一、网络教育的特色 l 、教育信息数字化促进信息传输一体化 在信息处理和传输领域，二进制数字信号是现实世界中最容易被表达、物理状态最稳定 的信号。如果信息以二进制的方式呈现，我们就说该信息被数字化了。网络所形成的世界就 是一个数字化的世界，其中几乎所有的信息都被数字化了，当文字、符号、i 笙| 形、声音、影 象等都被数字化后。信息的处理较之传统的方式就发生了质的变化，信息的统一组织、存储 和传输成为了可能，信息得以非线性的方式呈现，多媒体得以迅速地被传输也正是基于数字 化这一特点而实现的。 2 、教育形式多样化推动教育对象大众化 “网络教育”，从构词法来看，是给教育加了一个修饰词网络，因此我们可以这样 理解网络教育：以网络为工具、手段。一切有利于传播知识的教育活动都可以纳入到网络教 育中来。这样网络教育的内涵就得到了拓展。“网络教育能够打破单向传递和双向交流 的界限，打破面对面教学和非面对面教学的界限，打破实时教育和非实时教育的界限，打破 学校教育和学校教育之外的教育的界限，打破普通教育和职业技术教育的界限，打破学前教 育、初等教育、中等教育和高等教育的界限，打破正规教育和非正规教育的界限，打破成人 教育和非成人教育的界限”，使所有未能进入正规教育的人都有可能获得教育机会，从而使 教育从学校走向社会成为可能。 3 、教育资源海量化导致资源的去中心化 马治国，r 网络教育一辩，教育科学2 0 0 2 年第1 9 镒第3 期，1 9 页 基于网络的自动答疑系统的研究与开发 在传统的学校教育中，教师被视为真理的代亩人来向学生传授具有权威性的知识因此 传统教育中多是以教师为中心来开展教学以教师传授的知识为中心来组织教育资源。信息 时代的到来，使得信息以指数化的速度增长面对浩如烟海的信息。教师的中心地位、知识 的权威性受到了削弱。网络促使教师走下神圣的讲坛，由知识的垄断者、学习活动的支配者 转变为学生学习活动的准备、设计、参与的支持者、指导者，教师对于学生，更多的是作为 一种资源而存在，同样，学生对于教师也被视作一种资源，在平等的对话、交流中，实现教、 学的互长。 4 、教育信息传输网络化 当网络技术技术作为一种新的媒体、工具用于教育领域时，人们发现，它不仅便捷了信 息的传输，更促使人与人间“距离感”的弱化、消失。互连起来的局域网、国家网、国际网 等多层次网络，可实现虚拟教学、在线学习与信息共享，使教学场所突破了时空限制，不同 地点的师生通过网络“连接”在一起，通过网络可直接进行相互讨论和学习。无论师生相距 多远快速的传输速度、友好的交互界面使学生感到教师就在他们的身边。 5 、教育过程智能化 从历史的发展来看，每一种工具的发明都是为了帮助人从事更多、更复杂的劳动，圜此， j i ：贝常被看作是人体的延伸。信息社会以前，j ：具所实现的是对肢体的延伸，如手工：i ：具、 机械工具可以被看作是对人的手和脚的延伸，而信息技术实现的则是对人的感觉器官和语言 器官，雨到人的神经系统和思维器官的功能延伸如l u 脑就可以看作是人脑的延伸。因此可 以说，时代本身对技术有了更多智能方面的需求。网络教育的产生使得大众化教育成为可能， 但如何才能保证教育质量呢? 仅仅依靠有限的师资是不行的，我们需要依靠技术来寻求办 法。计算机通过采用大量的人：i ：智能技术，使处在教育过程中的系统能够自动诊断学生的水 平白动选择教学内容，自动选择教学策略与方法，自动调整教学进度教育过程的智能化 在完成了原先要依靠教师来完成的部分工作的同时，也满足了学生学习中的个性化需求。 网络教育由于具有与传统教育相比较而言的诸多优势，使其在产生就受到人们的广泛 关注。人们往往根据自己的感受来理解这一概念，感受不同，理解也就存在着较大差异。新 事物的产生常常伴随着一定的形态，但这种新的形态未必具有与过去同类事物相同或相似的 特征，如果强迫“对号入座”的话，将不利于对新事物的理解。因此，在笔者看来理解一 个新兴事物，就需要选用新的视角。通过不同的视角，我们发现，网络教育具有的丰富内涵： 1 、网络教育是借助网络而进行的教育过程。教育理论认为，教育是培养人的社会活动， 而活动要在过程中展开，因此，教育目的的实现、课程的实施、人的发展都在教育过程中进 行。作为教育范畴中的一个重要组成部分，网络教育也必然具有了过程的含义。而在这过 程中，网络作为知识和信息的载体而存在。较高的存储容量以及良好的集成性，使网络作为 载体的功能与效率要远远高于传统的书籍和视听媒体 2 、网络教育也是一种依靠网络而架构起来的教育环境。任何事物的产生与发展无不与 6 基于哪络的自动答疑系统的研究与开发 所处的环境息息相关。网络教育同样如此。在网络所构建起来的虚拟空间中，教育活动的诸 要素：学生、教师、资源以不同于传统的方式组织在一起，这种新的组织方式引导、规范着 活动参与者的言行，与此同时，参与者也在不断地对这种新方式产生着影响，在相互的作用 下，逐步形成了富有网络特色的新型教育环境。 3 、网络教育还是一种基于网络的新型教育模式。网络教育通过对学生、教师、资源等 因素的影响，进而产生对于课程体系以及教学设计的影响，从而逐步形成特有的相对固定了 的教育模式。 二、国外网络教育的发展状况 1 9 9 8 年7 月联合国教科文组织的一项调查表明，世界各国都不同程度地存在教育滞后 于现实需要的问题，而结合了信息技术的网络教育的出现不仅为教育的发展开辟了新的空 问，也为世界各国发展教育提供了好的契机。 从世界范围来看，许多国家都对网络教育给予了高度重视，努力扶持和发展这种全新的 教育。据联合国教科文组织统计，1 9 9 8 年全世界已经建立网站的大学就超过4 5 0 0 所，预计 到2 0 0 0 年全世界8 5 的大学将在网上开辟自己的网站其中的四分之一左右会在网上开殴 网络教育课程。也有资料表明荚国已有4 2 0 多所大学建立了网上虚拟学校。开设了2 0 0 多个专业，通过网络进行学习的人数正以每年3 0 0 以上的速度增加。在德国，按计划到2 0 0 0 年全国将有一万所学校上网其中的四分之一学校将推出网络教育。英国政府在1 9 9 8 年制 定了全国网络教育五年计划。提出，在2 0 0 3 年以前将国内3 2 0 0 0 所中小学全部联网，并 决定在2 0 0 1 年以前把全国的图书馆、科技情报机构、博物馆和各种文化设施全部联网。 三、我国网络教育的发展阶段分析 我国的网络教育始于1 9 9 4 年实施的“中国教育科研网示范工程”，虽然只有几年的时间， 但开展网络教育的大学已由最初的4 所发展到几十所接受网络教育的学生也由最初的一百 多人发展壮大到几十万人。发展正呈几何级数攀升。 1 9 9 8 年教育部发布的面向2 l 世纪教育振兴行动计划是跨世纪教育改革和发展的施 工蓝图，其中提出了实施“现代远程教育工程”的重要举措，同年，教育部批准了消华大学 等6 所高等院校开展网络大学试点工作，之后，3 0 多所已设立研究生院的高等院校在2 0 0 0 年又被获准开展网上远程教育，进行专科和本科学位学历教育和开设研究生课程。与此同时， 教育部也加大了对于网络教育的资金投入，拟投资4 0 0 0 万元支持高校网络教材和网络教育 师资队伍建设，用两年的时间建设2 0 0 门左右网络课程。 在高等教育领域大力开展网络教育的同时，网络教育在基础教育领域同样得到很多关 注。在2 0 0 0 年1 1 月，教育部筹措实施t t 校校通，工程，其目标是：用5 - l o 年时间，使全国 9 0 左右的独立建制的中小学校能够上网，使中小学师生都能共享网上教育资源，提高所有 中小学的教育教学质量，使全体教师能普遍接受旨在提高实旖素质教育水平和能力的继续教 育。目前，全国已有近3 0 0 0 所中小学组建了校园网，上万所学校组建了网络化电子教室 基于嘲络的自动答疑系统的研究与开发 通过对网络教育的发展以及人们对其关注的角度和程度的考察，我们了解到，目前我 国的网络教育经过了初期的发展，已由“大胆假设”阶段步入了“小心求证”阶段。如何发 挥网络教育最大价值? 如何更好地发展网络教育? 等成为人们关注的问题。2 “三点一线” 的网络教育发展构架在这一时期被提出，它反映出，人们开始以更冷静、理性的态度来探讨 和思考网络教育问题。所谓“三点一线”，就是以满足需要为动力，以强化特色为关键，以 提升服务水平为方向，三点互动，而质量如同一根红线贯穿其间。“三点一线”是网络教育 进一步发展的坐标，它也为网络教育相关活动的开展提供了思路和方向，笔者在开展本课题 研究时从中获益，故在此有必要将这其做一介绍： 需求是网络教育发展的动力。网络教育之所以能够获得快的发展，网络的应用是必不可 少的条件，但更为根本的是社会对教育需求增长的现实存在。信息社会里，信息在以指数化 速度增长的同时更新的频率也日益加快，一次学习可以支撑若干年的现蒙一去不复返。代之 而米的是知识结构的多次更新、职业技能和知识系统的不断刷新，终身教育的观念成为人们 实实在在的生活主旋律。这就从根本上要求增加教育资源、扩大教育范围禾层次、延艮教育 时间最终实现全民大学教育。然而由于受到传统的教育方式以及现实的经济条件的限制， 国家能够提供的高等教育还不能完全满足这种需求，而网络技术的兴起和广泛的应用给供需 矛盾的解决带来了契机。有需求就有发展，而发展也会反过来促进需求向良性发展。 特色是网络教育腾飞的关键。网络教育作为一种新型的教育必然有其独特的地方- 这 些独特的地方就是特色。上文曾就网络教育的各种特色作过详细的说明在此不赘述。作为 一种由信息技术带动而产生的教育形式，网络教育的众多特色从根本上均可以归结到硒个层 次上：技术层和非技术层。由技术带来的是物理空间、时间以及教育方式的诸多变化，而非 技术则指的是由时代的发展、人的教育需求所带来的教育理念上的变化。网络教育如何强化 这些特色，形成自己的优势，就成为了这一阶段发展的重要目标。 服务是网络教育发展的方向。“网络教育是一种服务”，这是网络教育所蕴涵的一个重要 思想。当教育被看作是一种“服务”时，学生就成为了教育的最主要“服务对象”。传统的 班级授课形式，适合教师进行高效率的知识传授，却在很大程度上泯没了学生的个性，妨碍 了学生创造力的发挥。网络教育的理论基础是现代认知学习理论，它把学生作为认知发展的 主体，提倡让学生借助网络开展带研究性质的学习，发挥学生的主动性与创造性，从而进行 高效率的自主学习与创造。帮助学生顺利地开展网络学习，提供的个性化学习服务就成为了 前提平关键，周到体贴的个性化学习服务能够促进学生知识、能力的迅速增长与个性的健康 发展。由t t 以教师为中心”转变为“以学生为中心”，网络教育己经将服务提升到教育发展 方向的高度。 质量是网络教育生存的根本。网络教育开展以来，最受人们质疑的就是教育质量问题。 网络教育质量标准如何确定? 网络教育质量如何监控? 如果这些问题得不到解决，9 日络教育 2 谢丹娜，三点一线，网络教育迈向新阶段，湖北教育，2 0 0 2 年0 6 期，4 页 8 基十删络的自动答疑系统的研究与开发 一1 。_ 。- 。_ _ _ - 。_ _ _ 。- 。_ _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ _ _ - _ _ _ 一 的质量将难以得到保证。在如何看待网络教育的质量问题上，不少人往往混淆了传统教育与 网络教育的评估标准。由于大家已经习惯于传统的评价标准。因此，在如何看待和评价网络 教育上就自然而然地将旧有的标准拿过来使用，但实际上，网络教育在运作的形式、途径、 手段等方面，与传统教育有蓍较大的差异。如果用评价传统的标准来衡量网络教育，一方面 很难做到准确的评价，另一方面由此得到的评价结果由于不能正确衡量网络教育，往往使得 人们对于网络教育失去信心。因此，确立质量评价体系，确保质量也就成为网络教育的生 存根本和发展目标。 第二节网络教学支撑环境的构建 一、网络课程的定义及组成部分 网络教育的发展需要三大支柱：硬件、软件和网络教育资源。随着i n t e m e t 技术及其向 宽带、高速、多媒体化方向的快速发展，硬件、软件方面的优势逐渐弱化教育资源的优势 却得到了加强最终成为网络教育成败的关键所在，而网络课程则是教育资源中一个非常重 要的组成部分。 网络课程就是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和，它包括两 个组成部分：按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容神i 网络教学支撑环境。教育 部现代远程教育资源建设委员会在2 0 0 0 年提山的现代远稿! 教育资源建设技术规范( 试行 稿) 为网络课程的开发提供了方向，与此同时，基础教育平高等教育领域的网络课程建设 也红红火火地开展起来。 二、网络教学支撑环境的建设 网络使教与学产生了时空的分离，教师不再是直接的教育者，教育目标需要通过网络课 程来实现。教学活动也需要围绕着网络课程来展开因此，与传统课程相比，网络课程需要 承担更多的责任，它不仅要提供学习资源，还需要扮演教师的部分角色，引导学生顺利地开 展网络学习。要使得网络课程实现这些功能，其中一个重要部分教学支撑环境的构建就 显得尤为重要了。同时，建构主义学习理论也指出；很多知识的 - j 得是学习者在特定的情境 下借助他人( 包括教师和学习伙伴) 的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式 而完成的，这也表明了特定的情境对于学习的重要作用。根据现代远程教育资源建设技术 规范( 试行稿) ，网络教育中的教学支撑环境被界定为：支持网络教学的软件工具、教学资 源以及在网络教学平台上实施的教学活动。 三、网络教学支撑环境的重要组成网络答疑系统建设的现实意义 从根本上说，网络教育仍然是教育。因此它也将包括教育活动所拥有的一切基本环节。 “师者，传道、授业、解惑也”，答疑是教学中一个十分重要的环节，因此，必然也会成为 网络教育的重要环节，但在网络教育的发展初期，答疑并未受到足够的重视。最初的网络教 9 基于阔络的自动答疑系统的研究与开发 学是通过网页给学习者提供教学材料和有关资料，以及有关的教育网链接，尽管教学内容中 加入了大量生动活泼的多媒体材料，使学生能轻松地完成学习过程，但被动的浏览并不能称 为教学活动，学生在学习的过程中，会要求教师解答疑问，同时也需要通过回答问题来强化 学习效果。在对网络教学的效果调查中，6 4 9 的学生认为有问题不能及时向老师反馈是网 络教学中存在的最大问题，而有7 4 的学生在关于影响学习的最大障碍的调查中提出了同 样的问题。 如何建立适应网络教育的答疑系统也就成为了人们1 3 益关注的问题。在考虑建立网络答 疑系统之前，先让我们了解一下传统教育中的答疑部分：传统的课堂讲授是一对多，而答疑 则是教师和学生间一对一的交流通过答疑，学生可以弄清不少课堂上群体教学中未涉及的 细节并获得教师有针对性的指导教师也可以通过答疑了解学生对课程的掌握和适应情况， 并利用这些信息来修正课堂教学。与传统教育相比，由于网络教育自身的特色，使得它的答 疑会与传统的答疑产生较大的差异： 】、在传统教育中，答疑大多建立在面对面交流的基础之上，而网络的介入使得交流变 得不再形象、直接答疑的途径受到一定程度的阻隔。 2 、网络教学的优势在于，学生在任何时间任何地点都可以上网参加学习，而教师却不 可能将所有的猫力和时间都放在回答众多学生的提问上，并且不断地回答重复或相似的问题 也是低效的。 因此传统的答疑方式无法被辟j 米解决网络教育中的问题。“解铃还需系铃人”，看来 解决网络所带来的问题，还需要从网络中寻找答案。网络教育中的答疑系统将以何种方式呈 现，又将会如何运作呢? 网络的优势让我们看到了实现网络答疑的可能，也看到了它的特色 所在： 】、网络答疑将答疑的场所从固定的教室转移到无所不在的网络，将答疑的时间从有限 的同定时段变换成自由随意的时刻从而实现了更加方便、高效的答疑活动。 2 、从心理学的角度来看通过网络进行提f u l l 讨论，消除了面对面的拘束，使学生更 能解放思想轻松自如地进行提问和讨论。 3 、能充分利用学生的提问资源。通常，在一个领域的知识学习过程中，不同学生的问 题往往具有相似性，被称为高频问题，还有一些问题虽不是高频问题，却有其独到之处，若 击中实质，就是很有价值的问题。如果将这些问题及其回答保存起来，将是一种有用的资源， 可供学生进行查阅和浏览，而当同样的问题被再次提出时，也可经过查询，直接得到解答 不必再向教师提问了。这种问题及解答资源的再利用是传统答疑所无法达到的，它这不仅为 学生的学习提供了又一种新的资源，也减轻了教师的答疑任务。 4 、网络答疑能对学生的提问和讨论进行各种定量分析，从而准确了解学生学习中的重 点和难点，为教师的教学提供参考，成为辅助教学的有效工具。例如：对学生提出的问题进 行分析、统计，向教师报告问题集中在哪些方面，从而较快地在教学中进行调整，使教学中 o 基于网络的自动答疑系统的研究与开发 。 。一_ - _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ - _ _ - - _ _ _ - _ _ i - 一 的一些薄弱环节得以加强。 第二章基于网络的自动答疑系统的设计与构想 第一节基于教学、学习过程的答疑策略分析 人们常说“学贵有疑”，质疑和释疑是互动性的过程，无论在传统学习还是网络学习中 要想很好地释疑，了解质疑的原因和渠道都将是首先需要解决的环节。在教学、学习过程中， 有针对于抽象性概念所提出的疑问，有针对于理解上的歧义所萌生的疑问，也有针对于操作 上的失误所产生的疑问，这些疑问的产生源于很多因素，有的来自于教的过程，有的来自于 学的体验，也有来自于学生自身水平以及所处的地域环境，可以说，问题在表面上看来是多 样的，随机的，但当我们不断挖掘问题产生的根源时，我们发现，很多问题均可以归结到两 点上：学习内容中的重点和难点。涉及重点和难点的问题往往是真正阻碍学生继续学习的关 键，而解决这两点的方法也就成为了问题解决的重要策略。 重点，就一般理解而言是指学科知识系统各个有机部分的结台点，由于其所储存和携带 的信息具有多向导性的特点往往起着承上启下沟通左右的作用因此，就成为了学习内 容中的核心部分。巫点通常被分为三种：一是简单性重点，指的是概念、定理等。虽然此类 知识点的描述性语句不多，但所蕴涵的信息却是丰富的，可以说字字都是关键。这就决定了 这些重点内容具有了更多抽象性。为了便于学生更好地理解这些概念、定理，将其以更为生 动、形象的方式星现就成为了一种很有效的解决策略；二是复杂性重点，指的是包含多个概 念或多层关系的知识点。要理解该部分内容，就需要理消相关概念之间的关系脉络，因此， 相对应的解决策略就是选用“分解”法。我们知道，任何复杂问题都是由简单问题构成的， 一旦将其分解，问题也便迎刃而解了：三是桥梁性重点。我们有时会遇到这样的情况，当学 习新内容时，需要借助以往所学的知识，旧有的知识可能是处于上位的( 旧知识从含义上能 包容新知识) ，也可能是处于下位的( i f i s h 识是新知识的一个方面或一个分支) ，学生对于旧 有知识的理解程度越好，对于新知识的接受能力就越快，因此可以说，新知识的习得是依赖 于旧有知识的桥梁作用而完成的。故。相对应的解决策略就是“搭建桥梁”即帮助学生回 忆起与新知识相联系的旧知识。 难点，是指那些学生理解和掌握起来比较困难以及在思维活动过程中容易导致“卡壳”、 短路的知识点。很多难点处在网络状的知识扭结上，即难点与重点重叠，也有难点并不处于 结台点上。但由于它阻碍了学生理解和掌握重点的途径。也就同样具有了解决的必要。难点 一般被分为四种：一是语言析出障碍型难点。科学性是学习内容的首要属性，这就要求知识 在表述上要准确、严密两个看似相同的概念可能有着截然相反的含义，因此，对于那些缺 乏知识的深层理解或理解地不够透彻的学生来说，相似知识点的混淆以及理解上的歧异就会 兰型塑些皂垫堡壁墨竺塑堑壅兰堑垄 经常发生针对于此，进行相似知识点的辨析就成为了解决该难点的重要策略；二是冲突型 难点。当学生所学的知识与以往的认知发生“冲突”时，新知识难以被学生理解和接受，就 成为了学习中的难点。难道是真的发生冲突了吗? 其实不然，这主要是受到了思维定势的影 响。思维定势产生并始终存在于学生的学习过程中，随着知识的不断习得，思维定势不断得 到强化，应该说，积极的思维有助于促进学生学习的正迁移，使问题的解决更为规范、严谨， 但另一方面，思维定势又制约着思维的多向性发展，当新的知识所包含的思维方法与之相异 时，它便成为了影响知识习得的障碍。因此，帮助学生摆脱思维定势的束缚，变换不同角度， 转换新的思维方法去理解新知识就成为了解决该难点的对应策略；三是操作障碍型难点。就 知识点本身来说，学生并不存在理解上的问题。之所以成为难点，就在于，当将这些具有操 作性的知识运用于实际中时，学生常常面对一些产生结果数据偏差或错误结果的疑惑。这就 需要引入分步骤的引导策略通过不断的设问，引导学生避开歧路，最终获得理想的呈 i 果； 四是空挡型难点。当新的知识与学生的原有知识产生较大的“落差”即，学生很少有过与 新知识相关的体验时，新的知识就成为了学生的知识空挡。该情况的产生主要源于学生不同 的生活环境和生活经历。我们知道，感性知识是理性知识的基础，接受新事物是从感性到理 性的过程，一客观事物突然出现学生此前对此若无任何感性知识那么他从理性上认识这 一事物是十分困难的，因此，解决这一难题的关键在于提供给学生“先验性体验”，即在学 生接受新知识之前，提供给他们较多的与之相关的感性信息从而帮助他们做好接受新知识 的准备。 针对于重点、难点的解决方法为我们的答疑提供了借鉴，其中很多有效的策略也被应用 到了答疑系统的设计、开发中并被证明是行之有效的。 第二节答疑系统的现状分析 目前，国内外在网络答疑方面做了很多研究，已具备答疑功能的系统也不少，根据所实 现的功能及特点可将答疑系统分为以下几类： 1 、将网络中较成熟的信息交流系统直接用于网络教育中，常用的信息交流系统有留言 板、聊天室、b b s ( b u l l e t i nb o a r ds e r v i c e ，公告牌服务) 。北京邮电大学现代远程教育系统、 华南理工大学远程教育中心、浙江大学现代远程教育中心、清华大学远程教育系统、湖南大 学多媒体信息教育学院的远程教育系统中的答疑部件均是属于此类。这类系统的优势在于： 具备一定上网经验的学生对于留言板等部件的功能已不陌生，熟悉的界面和功能能缩短学生 对于答疑系统的熟悉时间，从而能较快寻找到所需要的问题答案。但此类系统的不足也是十 分明显的：尽管留言扳、聊天室、b b s 部分地实现了答疑的功能，但它们并不是为教育“量 身定做”的，与答疑系统的功能需求仍存在一定偏差，过多依赖这些系统将难以形成答疑系 统的独有特色，无法满足学习的特殊需求。 2 基于网络的自动答疑系统的研究与开发 2 、面向网络教育开发的满足一定自动答疑功能的答疑系统。上海交通大学远程教育 设计中心设计开发的a n s w e rw e b 自动答疑系统以及北京师范大学网络学院的答疑系统均属 于此类。在a n s w e r w e b 自动答疑系统中，用户可以通过输入关键词在系统已有的答案数据 库中查找相关的材料。如果没有找到答案，系统会自动将问题转发给教师请求帮助解答同 时，这新提问以及专家的反馈也将自动被添加到数据库中。北京师范大学网络学院答疑系 统在具备提出问题、查找问题、回答问题等功能的基础上，还增加了定制答疑访问页面的功 能，使得答疑系统满足个性化的需要。 经过一番调研，我们发现。尽管人们已经对答疑系统的设计、开发做出了很多有益的尝 试，但已有的这些系统仍存在一些不足，主要表现为： 1 、系统缺乏分类机制难以保证问题质量。大多数答疑系统的问题库只承担问题的存 储功能，而对于问题本身却没做进一步的加工。我们知道处于不同学习水平的学生会提出 不同的问题有些问题是对于大多数学生都有借鉴意义的，有些是仅对一定水平的学生有帮 助的，为了保证学生从库中获得对个体有价值的问题，系统需要建立问题分类机制来保障问 题的质量。 2 、苍疑手段单一。在答疑系统中，师生、生生间的交互是多方面的实时、非实时的 交流方式发挥着各自的作用，都是不可或缺的但在实际的答疑系统中，多数只提供一种交 流方式，而且对于一种交流方式的支持也存在片面性。以实现实时的交流为例。不少系统设 计者将这种方式多限定在课程教师与学生之间进行而忽略了学生之间的交流。网络学习中 的学生是学习者，也是学习源，每个学生对于其他学生米说也都作为一个资源而存在- 学生 之间的交流使得这种潜在的资源得到开发和利用，从而实现学习互长，然而，作为网络学习 的重要交互手段答疑系统却没有实现对于这种资源的有效利用。 3 、呈现方式不够丰富。多媒体能将抽象、静态的事物转变为以具体、生动的方式呈现， 能帮助学生更好地理解平认识问题因此，多媒体材料也应是答疑库的必要内容，但目前多 数系统中的问题和答案呈现多是基于文本，而缺乏对多媒体的支持。 4 、答疑系统缺乏对问题解决的过程分析和引导。学生通过答疑系统解决问题是一个过 程而不仅仅是一个结果获得答案，而且对于学生来说，获得解决问题的方法比知道结 果更为重要这样，她( 或他) 可以借助习得的方法去解决一系列相关问题。因此，在答疑 系统中，帮助学生进行问题的分析，引导他们找寻问题的症结就显得尤为重要，而在目前的 答疑系统中，这方面的功能还未有所体现。 5 、独立性、移植性不强。在我国，自1 9 9 4 年实施”中国教育科研网示范工程”以来，教 育部已先后批准了3 6 所高等院校开展网络教育，并规划在两年内建立2 0 0 门左右的网络课 程。网络课程的建设在我国已经成为一种趋势，在不长的时间内，会有更多的课程上网，百 门课程同时开发便会涉及资源的有效利用问题。网络课程含概了教学内容和教学支撑环境两 个方面。对于不同的网络课程