授课、答疑、考试、管理这四个环节在传统教育和远程教育中不可少，传统教育中，一般的问题在授课中可以解决，答疑往往处于一个次要的地位，但是远程教育不同于传统教育，学生学习过程中很多问题不能在授课中解决，答疑环节在远程教育中非常重要。本文将从两个方面介绍远程教育中的答疑系统，一个是实时交互答疑系统，一个是网上智能答疑系统，这两个系统各有千秋，前者使得学生能与教师进行音视频的交流，解决教师育学生之间的时空间隔，后者自然语言技术，能够自动搜索问题的答案，进行问题的解答。两者结合起来，相得益彰。

关键词：远程教育  实时交互  智能答疑  自然语言处理

1  引言

整个的教学过程，可分为授课、答疑、考试、管理，这几个环节必不可少。作为一种新的教育模式，远程教育也必须具备传统教育的一些基本特性。在处理答疑环节上，我们大多采用这样的一个方式：当学生在学习过程中遇到疑难问题时，便以电子邮件的方式询问教师，教师再通过电子邮件对学生的疑难问题给予解答；也可以通过BBS或电子邮件与其他学习者讨论交流。面对学生与教师在时间和空间上可能存在的距离，如何使远程教育系统方便学生提出问题和获得满意的答案，应该是远程教育系统的一个重要功能。但是目前国内很多已经存在的用于高等教育和中小学教育的远程教育系统中，大家都在全力解决上课问题，而系统的答疑功能在这些系统中或者被忽视或者被置于一个很次要的地位。

2  现代远程教育答疑系统结构

远程教育答疑系统有两种模式。一种是集中答疑；另一种是个体答疑。两种模式最重要的差异在于前者是建立在同步通信基础上的，教师和学生必须进行实时交流；后者是建立在非同步通信基础上，学生可以在适合的时间向教师通过E-mail 发送问题等待教师的回答。在集中答疑的场合是教师通过和一个个教室联网与学生实时通信交流——实时交互答疑系统；而在个体答疑的场合，只能是学生为中心的方式，即必须为学生确定那些构成有效的答疑环境的要素——网上智能答疑系统。

2.1实时交互答疑系统

在远程教育系统中，交互是它最突出的表现。学生通过回答教师的问题或者向老师提出问题，得到肯定或否定来巩固和调整自己的知识结构；教师一方面通过交互方式来调动学生的主动性、创造性的发挥，另一方面通过交互作用来获得反馈信息，以便于教学内容、策略的重新组织，优化教学过程。将分散的答疑学生，根据地域的特点，集中起来，形成一个个独立的教学点，让一位教师对多个远程教学点教室进行答疑，而且要让每个学生都有均等的机会与老师进行交互，这是我们设计系统时要考虑的问题。但在设计交互答疑系统时，我们往往集中去解决答疑中心和远程教室的通讯方式问题，而忽略通讯连接好以后，如何对学生发言的控制。当学生人数多起来以后，这个问题就尤为突出，人数多，数据量大，对通讯系统和设备的要求更高。

在本实时交互答疑系统中，我们基于集散控制理论设计来进行设计，将各个教学点作为一个独立的控制子系统，分散控制，它对于本系统内的学生终端进行控制，然后将处理结果反馈给总校的答疑中心，总校答疑中心对这些提交上来的数据进行集中控制，结构如图1。

图1   实时交互答疑系统结构图

 

整个的实时交互答疑系统主要分为五大部分：答疑中心系统、通讯系统、教学点控制中心系统、总线设备、学生终端。由于是本地连接，学生终端可以通过总线设备，连接到教学点控制中心，教学点与答疑中心通过通讯设备连接起来，通讯系统主要是基于IP多播技术，可以是ISDN、DDN、卫星等方式，也可以是这几种方式的混合，通过这些总线设备和通讯系统，我们就虚拟了一个大的教室，将分散在各地的学生集中起来答疑。

在答疑过程中，对于学生发言采用令牌机制，学生发言需要申请令牌，得到这个令牌的学生才能够与答疑中心的老师进行交互，解决学生和老师进行一对一交互的问题，同时其余的学生不能发言，但是他们可以共享该学生与老师的交互情形。图2就是令牌的传输情况：

 

学生终端3

学生终端4

学生终端1

学生终端2

学生终端N

令牌

图2  学生发言令牌

 

结合图1和图2，学生发言过程可以叙述如下：

（1）某个学生终端得到发言的令牌，它将这个得到令牌的信息发送给教学点控制中心；

（2）该中心就对中心内其余的学生终端的请求令牌表示拒绝，同时向答疑中心发送令牌已经得到的确认信息；

（3）答疑中心收到该确认信息以后，就向别的教学点控制中心发送拒绝令牌申请命令，由各个教学点控制中心控制本教学点的学生终端申请；

（4）学生发言结束以后，教学点控制中心收回令牌，同时将令牌传给答疑中心。

在学生发言的过程中，当某教学点学生发言时，该控制中心就对中心内的其余学生终端的申请进行屏蔽，其余控制中心也对本中心内的学生终端的申请屏蔽，答疑中心仅仅处理教学点控制中心提交上来的学生发言的处理信息。这种答疑系统采用逐层控制（学生终端-教学点控制中心-答疑中心），分级管理的集散控制原理，具有实时性、可靠性，而且占用的系统资源可以大大减少。

从实时性来看，在学生发言过程中，学生终端的只向本地的控制中心申请令牌，得到令牌，学生马上就可以发言，而如果学生向答疑中心申请令牌，这在实时性上就跟不上向本地教学点控制中心的申请。

从可靠性来看，由于采用令牌机制，很好的解决学生与老师的一对一交互的问题，避免在答疑过程中由于众多学生发言请求的竞争而导致的冲突问题，从而大大提高系统的可靠性。

从资源的利用来看，答疑中心的将部分控制任务转移给教学点控制中心，教学点控制中心分担了一部分答疑中心的决策任务，从而减轻了答疑中心负担，这样就可以减少答疑中心系统资源的耗费，答疑中心决策时无论从速度还是从可靠性上讲，都提升了一个更高的水平。

同济大学网络学院的实时交互答疑系统中，采用上述结构，在每个教学点，采用自行研制远程教育终端，该终端设备提供发言、提问、接收试卷练习等功能，在答疑的结束时，教师还可以针对性给学生一些练习，将练习发送给教学点控制中心系统上，然后由教学点控制中心系统发送给各个学生用的远程教育终端；学生做完练习后，可以将结果返回给教学点控制中心系统，然后由该系统发送给答疑中心系统，入库管理，这样将整个的课堂学习通过网络完整的展现出来。

2.2网上智能答疑系统

发展建立在异步通信基础上的以学生为中心的个体化远程学习和开放灵活的协作学习具有巨大的潜力和广阔的背景。在以学生为中心的个体化智能答疑系统中，学生通过Internet进入因特网，访问答疑系统的Web服务器；教师根据系统管理员的提示，或者是根据学生直接发送的信息，回答学生的疑问；三是系统工程师或者系统管理员，一方面维护系统的正常运转，另一方面与答疑教师一起，维护答疑库，保证系统具有一定的智能化。自动答疑库的建立也是十分有必要的。学生提出的问题千变万化，将这些问题与答疑库中现有问题匹配，若匹配成功自动将答案反馈给学生，从而减轻教师的劳动量；若匹配不成功，则表明是新问题，经老师回答后又自动添加到答疑库中。这是充分体现智能化教学系统的一个重要标志。整个系统处理的思想如下：

（1）学生向系统提出问题，系统对于问题文档进行处理，主要是对问题进行自然语言的处理，从而获取最优的索引记录。在学生提交问题时，一方面可以根据登录学生的基本信息，找出学生问题的专业领域；接着，对学生问题进行分词处理；然后参考系统的领域关键词词库来对分词的结果进行处理，从中提取学生问题文档中的关键词。

我们的领域关键词结构如下：

表1 

专业	知识单元	知识点	关键词	适用对象
Field_id	Course_cell	Course_point	Key_ID	User_id

                              

我们的还可以对其进行细分，把知识点继续分下去，以便我们在搜索时候的搜索条件更多。

（2）对问题进行自然语言处理以后，生成的搜索条件，搜索自动答疑库，并按照相关程度返回结果，发送给学生。自动答疑库中问题结构如下：

表3

问题编号	问题分类	问题	知识单元	关键词	答案
Question_Id	Question_class	Question	Course_cell	Key_ID	Answer

 

如果在答疑过程中，没有找到问题结果，系统自动搜索网络课件库，同时将搜索的课件名称提供给答疑学生，供学生学习。

表3

课件编号	专业	知识单元	适用对象	内容简介	关键词
Course_id	Field_id	Course_cell	User_id	Course_doc	Course_key

 

（3）当学生接收到系统提供的解答以后，学生的提问没有得到满意的解答，除了被系统自动转发给BBS，进行讨论以外，系统管理员，或者是系统工程师还会将问题转发给答疑教师来请求解答。 在答疑教师解答好问题以后，系统将会对教师的答案也进行处理，这种处理的方法与对学生问题的处理办法一样，对教师答案的处理，不仅可以增加领域知识库，另一方面，通过知识的相似性，对原来的陈旧的知识进行删除。使得领域知识库不断处于一个更新的状态中，而且还可以增加领域知识库的索引，这也就为以后对学生答案的自动搜索减少复杂度。

3  结论

从上面的分析可以看出，以教师为中心教师，通过一个教室联网与学生实时通信交流，这种方式解决了学生与教师之间时空的间隔，学生可以与教师进行面对面交流，采取逐层控制，分级管理模式，使得系统能够稳定有效的进行。而要开发的Internet网络自动答疑系统，应该说具有一定智能性、开放性、主动性和使用友好方便的特点，以较少的人力物力，不受时空的局限，具有较高的实用价值，结合适当适时的实时交互答疑，效果将会更好。

参考文献

[1]       Song Jin, Zhao and Dong-yan. Study of Automatic Abstracting Based on Corpus and Hierachical Dictionary. 软件学报. 11（3）：308-314, 2000.

[2]       丁兴富. 教学设计理论和远程教学系统开发. 中国电化教育. 2001.（3）.

[3]       金燕，李建华，杨宇航. WWW上的全文信息检索技术. 计算机应用研究. 1999（1）：40-43.

[4]       http://etc.elec.bnu.edu.cn 北京师范大学现代教育技术研究所.

[5]       http://wjzlxx.3322.net 信息技术教学网.

Teaching , Q&A(Question & Answer) , Testing ,Managing are the necessary four steps in the traditional and distance Learning .Because Answering is the subordination in the traditional education , Q&A is also the subordination in the distance Learning .This is a mistaken opinion . The text will show you two Q&A system . one is the real-time Q&A system ,and the other is the Automatical Q&A system . The first makes the students discuss the question with teacher . And the second makes the students get the answer from system automatically.

Key words: Distance Learning  Real time  Q&A   Linguistic Analysis