（教育技术学专业论文）基于网络的远程教学答疑系统的开发与应用研究.pdf

基于网络的远程教学答疑系统的开发与应用研究 教育技术学专业 研究生田凌指导教师张松 网络教育，作为传统教学方式的有益补充，已经成为全球教育界的一个重 要研究领域。但是，网络教学中，由于教师不能时常在线，使得学生在学习过 程中的问题得不到及时解决，最终影响网络教育质量。因而，如何使传统的答 疑活动在远程教育系统中得以实现成为网络教育迫切需要解决的问题。 本文探究了网络教学答疑活动的教学模式，并在对现代远程教学中相关教 育思想和理论进行研究的基础上，从自主学习的角度分析了网络答疑中学习者 的需求，指出在现代远程学习中，答疑系统是远程教育系统重要的组成部分。 对网络中常见的答疑形式及问题资源库的建设进行了研究，从学习者的需 要出发，围绕如何实现有效答疑和培养学习者协作学习的能力两个方面，设计 并丌发了基于网络的远程教学答疑系统。系统从在现代教育技术课程学习 过程中遇到的常见问题入于，提供了多种答疑方式，能够使学生可以从先前的 问题及解答中获得宝贵的经验并能及时地从教师那里得到帮助，在今后的学习 中少走弯路；教师也可以通过回答学生的疑问来了解学习上的难点，调整和改 进教学内容和方式，提高教学质量。 最后，作者将此系统应用于现代教育技术学科的实际教学中，从理论与实 践两方面对网络环境下的答疑活动做了有益探索。 关键词：现代远程教育答疑系统问题资源库应用研究 d e v e l o p a n dp r a c t i c eo fw e b b a s e d q u e s t i o n a n s w e rs y s t e m m a j o r ；e d u c a t i o nt e c h n o l o g y g r a d u a t es t u d e n t ：t i a nl i n g s u p e r v i s o r ：z h a n gs o n g n e t w o r ke d u c a t i o n ，a sau s e f u ls u p p l e m e n tt ot r a d i t i o n a lt e a c h i n gm e t h o d s ，h a s b e c o m ea r ti m p o r t a n tr e s e a r c hf i e l do fg l o b a le d u c a t i o n h o w e v e r , i nt h en e t w o r k t e a c h i n ge n v i r o n m e n tt e a c h e r sa r en o ta l w a y so n l i n e ，w h i c hm a k e st h ep r o b l e m s e n c o u n t e r e di nt h el e a r n i n gp r o c e s so fs t u d e n t sc a n tb es o l v e dt i m e l y ，a n du l t i m a t e l y a f f e c t st h eq u a l i t yo fn e t w o r ke d u c a t i o n t h e r e f o r e ，h o wt o c a r r yo u tt r a d i t i o n a l a n s w e r i n ga c t i v i t i e si nt h ed i s t a n c ee d u c a t i o ns y s t e mh a sb e c o m ea nu r g e n tp r o b l e m n e e d st ob es o l v e d t h ea u t h o rh a sr e s e a r c h e dt h et e a c h i n gm o d ei nt h ee n v i r o n m e n to fn e t w o r k a n s w e rs y s t e m ，a n da n a l y z e dt h en e e d so fl e a r n e r si ne l e a r n i n ga n s w e ra c t i v i t i e s b a s e do nt h ee x p l o r i n go ft h er e l a t e de d u c a t i o nt h e o r y t h e nt h ea u t h o rp o i n t so u t t h a ta n s w e r i n gs y s t e mi sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n to f t h ed i s t a n c ee d u c a t i o ns y s t e m t h ea u t h o rh a sr e s e a r c h e dt h eu s u a la n s w e r i n gf o r m sa n dt h eq u e s t i o nr e s o u r c e s l i b r a r y a n dd e v e l o p e daw e b b a s e dq u e s t i o na n s w e r i n gs y s t e m t h es y s t e mh a s p r o v i d e dt h ea n s w e r st oc o m m o np r o b l e m se n c o u n t e r e di nt h ep r o c e s so fl e a r n i n go f t h ec o u r s ei nt h e ”m o d e me d u c a t i o n ”，a n daw i d ev a r i e t yo fa n s w e r i n gm e t h o d s ， w h i c he n a b l es t u d e n t st og e tt h ev a l u a b l ee x p e r i e n c ef r o mt h ep r e v i o u sq u e s t i o n sa n d a n s w e r sa n da r ea b l et or e c e i v eh e l pf r o mt e a c h e r sp r o m p t l y m e a n w h i l e ，t e a c h e r s c a na l s ok n o wt h ek e yp o i n t sa n dd i f f i c u l t i e so ft e a c h i n ga n da 由u s tt h et e a c h i n g c o n t e n ta n dt a k es u i t a b l et e a c h i n gm e t h o d st oi m p r o v et h eq u a l i t yo f t e a c h i n g f i n a l l y ，t h ea u t h o ra p p l i e st h ew e b b a s e da n s w e rs y s t e mt ot h ep r a c t i c a lt e a c h i n g p r o c e s so ft h ec o u r s eo fm o d e me d u c a t i o nt e c h n o l o g yi ns i c h u a nn o r m a lu n i v e r s i t y t h e r e f o r e ，f r o mt h ea s p e c t so fb o t ht h e o r ya n dp r a c t i c e ，t h ep a p e rm a k e sav a l u a b l e p r o b ei n t ow e b b a s e da n s w e r i n ga c t i v i t i e s k e yw o r d s ：m o d e md i s t a n c ee d u c a t i o n ，q u e s t i o na n s w e rs y s t e m ，q u e s t i o n r e s o u r c el i b r a r y , p r a c t i c er e s e a r c h 四川师范大学学位论文独创性及 使用授权声明 本人声明：所呈交学位论文，是本人在导师鲎拴副教攫指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人承诺：已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容致。如因不符而 引起的学术声誉上的损失由本人自负。 本人同意所撰写学位论文的使用授权遵照学校的管理规定： 学校作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在大学拥 有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生必须按学校规定提交印刷 版和电子版学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索：2 ) 为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文 作为资料在图书馆、资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 弓枷 论文作者签名：、夕治二 一 渺7 年罗月，d 日 第1 章绪论 近年来，网络教育在我国正在以空前的速度发展着。网络教育突破了时间、 空间的限制，给学习者提供丰富的网络教学资源及各种形式的教学活动，为人 类的终身化教育的实现提供了可能。 但是，在网络教育中，师生处于时空分离的状态，而教师又不能时常在线， 因而造成学生在学习过程中遇到的问题时得不到及时有效的解决，最终影响到 网络教育的质量。因而“答疑”，不仅是传统教学活动中的一个重要环节，也 是网络教育系统重要的组成部分。 基于网络的答疑与传统方式的答疑相比具有不同的特点。在传统教学中， 要么是学生经过一定的学习和思考后提出疑闯，教师以回答问题的方式进行讲 解：要么是教师依据教学的重、难点提出问题，引发学生在思考的基础上各抒 己见，使教学相长，师f 匕共同完成教学任务。不管哪种形式，师生可以直接交 流。在这种传统的教学模式下，教师是问题解答的主体或主导。而网络答疑是 以网络为教学媒介的一种答疑方式，学生自己成了学习的主体，更多的时候是 通过他们自己来“解惑”。与传统教育相比，网络教育的规模又空前膨胀。这 就对网络答疑系统提出了较高的要求。如何从学习者的学习需求出发，设计并 开发有效的网络答疑系统，开始受到越来越多的研究者的关注。 本文从网络环境下答疑系统与具体学科课程相结合的角度出发，在大量阅 读国内外文献和充分调研的基础上，对现代远程教学答疑系统的相关理论进行 研究，提出基于网络的远程教学答疑系统设计方案，并且实现了该系统。最后 在四川师范大学计算机学院教育技术学专业学生中进行应用，从理论与实践两 个方面对远程教育答疑系统做了有益探索。 1 1 选题的背景 i i 1 现代远程教育一远程教育发展的新阶段 信息技术尤其是网络和通信技术的迅速发展，计算机应用的进一步普及和 深入，必将给2 l 世纪的教育带来一些根本性的变化。为了满足全民教育和终 身教育的需求，同时追求教育投资的最优化，世界范围的教育者提出必须大力 发展其它多种教育模式，作为课堂教育的有效补充，弥补课堂教育的不足。而 现代远程教育是利用网络技术、多媒体技术等现代信息技术手段开展的新型教 育形态，是建立在现代电子信息通信技术基础上的网络教育，它以面授教学、 函授教学和广播电视( 视听) 教学为辅助，以学习者为主体，学生和教师、学 生和教育机构之间主要运用多种媒体和多种交互手段进行系统教学和通信联 系。现代远程教育突破了时间、空间的限制，可以利用网络的丰富教学资源， 提供各种形式的教学活动。现代远程教育是相对于函授教育、广播电视教育等 传统远程教育形态而言。它是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育 形式，是构筑知识经济时代人们终身学习体系的主要手段。我们国家已经把发 展现代远程教育作为实现科教兴国的战略举措，并明确提出：以信息化带动教 育现代化，把发展远程教育作为实现高等教育大众化的捷径，依靠现代教育网 络为终身教育服务【l l 【列 1 1 2 答疑一保证网络教育质量的重要棚i “解惑”是教育活动中一个必不可少的环节，理所当然也成为现代网络教 学系统中的一项重要功能，且这项功能的强弱对网络教学效果有着直接的影 响。在基于w e b 的自主学习式网络教学环境中，分布在相同或不同地方的 学生、教师不再需要面对面地进行教学活动。没有了教师面对面的解释和演绎， 学生必须进行自主学习这就要求学生从听众变成索求者，对知识进行独立思 考，因而在这个过程中不可避免地要碰到各种疑难问题。由于学生数量众多， 老师的时间和精力有限，根本无法及时地回答学生提出的所有问题，由此将会 造成学生知识掌握上的缺陷和漏洞，从而影响学习者的学习积极性和主动性。 并且对同一门课程，学生提出的问题大多是相同或类似的。教师不断地重复回 答也就是重复劳动，其效率是极低的。 从认知主义学习理论来说，学习被看成是入的思维活动并具有信息加工技 能的一系列的过程。认知主义学习理论强调知识的获得不是对外界信息的刺激 一反应一强化，而是对信息的主动选择和理解，并在人类自己原有认识结构的 控制和影响下，有选择地只对某些信息给予注意，接收和加工。学生在主动、 选择学习的过程中不可避免的遇到疑惑，需要调用已有的知识进行分析、处理， 2 需要教师的辅导，但是在远程教育环境下，学生与教师在空间上是隔离的，教 师不可能永远在线给予学生进行“传道、授业、解惑”。如果是这样，这将在 学生学习、认知的过程中留下一个断点，学习的效果大打折扣，同时也影响了 学生主动学习的热情。 由此可见，只有解决了答疑问题，彳+ 能有效地发挥远程教育的优势，因而 建立一套高效的、科学的、智能化的答疑系统来支持大规模网络学习的研究是 有实际意义的。 1 2 答疑系统现状分析 1 2 1 国内研究现状 通过调研国内的多家网上教学平台或教育网站，我们发现国内的网上答疑 系统多是嵌套在教育网站中，作为一个子系统而存在，而具有答疑功能的独立 的平台或系统非常少。从功能上来说，国内的网上答疑系统的功能较为丰富和 全面，主要包括答疑、问题查询、浏览、用户信息和知识管理、问题统计等， 除此之外，还有一些答疑系统提供了一些附加功能，以增强其系统的特色，例 如：用户个性化定制等。其功能的实现主要是通过人工答疑和基于数据库的自 动答疑两种方式。大多数有答疑系统的教育类网站采用了电子邮件、留言板、 b b s 、聊天室等基于网络的人际交互方式实现答疑。从系统的智能化方面来看， 国内的大部分网上答疑系统在提问关键词的匹配上，经常答非所问；阀题和答 案的智能管理不是很完簿：智能分析、统计功能薄弱，不能根据所提问题给老 师提出教学建议1 3 i 。可见，国内大部分教育人员对网上答疑的认识还局限在传 统教学中的人机交互的模式中，而忽视了或者说回避了网络技术一人工智能等 先进技术给答疑提供的强大支持。 根据目前国内具有代表性的远程教育系统中有关答疑部分的特点，可以分 为以下几类： 1 没有专门答疑部件的答疑系统 在此类系统中，答疑主要是基于e - m a i l 的形式。师生之间的信息交流仅局 限于通过电子邮件直接联系，或者利用系统留言板发布公告信息。如华南理工 大学网络教育学院阁，浙江大学继续教育学院【6 j 等研制的系统和大部分面向中小 学的远程教育系统等均属于这一类。 2 初步具有专门答疑部件的答疑系统 此类系统提供了基于w e b 的b b s 形式的讨论或是在老师的主持下以聊天的 方式进行的模拟课堂，供师生进行实时或非实时答疑讨论。属于这类系统的如 北京大学网络教育学院 7 1 、北京理工大学现代远程教育学院【8 】的远程教育系统和 四川广播电视大学 9 1 的远程教育系统等。如图1 1 所示。 图1 1 四川广播电视大学网络答疑界面 以四川广播电视大学的“网上答疑”为例( 图1 1 ) ，该答疑系统是典型的以 b b s 的形式提供网上讨论和答疑的系统，整个答疑过程包括四个环节：用户登 陆一选择课程一提问讨论一获得解答。当用户在进入相应讨论区后，即可参与 讨论，提出问题寻求解答，浏览其他问题及其解答等。 3 初步具备智能化自动答疑功能的答疑部件的答疑系统 此类系统己经初步具备智能答疑功能，它一般具有一个存储问题及答案的 数据库。用户可以输入关键词在已有的数据库中寻找相关的资料，如果有新的 问题，可以增加到数据库中，由专家做出解答。 典型代表是上海交通大学远程教育中心设计开发的a t l s w c rw e b 自动答疑 4 系统。a n s w e rw e b 自动答疑系统是一个动态的问题及答案的数据库，包括问题 查询、用户提问、问题和解答管理、数据统计分析四个模块。a n s w e r w e b 自动 答疑系统提供了三种问题查询方式，即对常见的问题和解答进行查询、按照章 节和知识点分类查询以及根据关键词进行查询。系统学生端主要采用了以下流 程：系统在接收到学生提交的问题时，首先通过关键词拆分、匹配，在系统问 题库中查找出相关问题集，同时根据关键词，系统自动为该问题划分章节，关 联知识点。 如果学生在此问题集中找到某个问题及其解答回答了他的疑问，系统则被 认为完成了自动答疑的过程；如果学生并没有找到他所满意的答案，系统则将 问题提交问题库并同时自动将问题以e - m a i l 形式转发给教师i l 。新的问题和解 答将被增加到系统库中，随着数据库中用户的询问和系统的解答越来越多，系 统中的有用资源也就越来越多。 1 2 2 国外研究现状 通过调研了解国外的一些网上教学平台和几家有名的提供c 1 e a r n i n g 解决 方案的公司的网络学习平台，我们发现，国外有许多专门的智能化答疑系统， 其内容涉及k 1 2 教育、大学教育与大众教育等不同的领域。这些系统，如a s k j e e v e s t ，公司a s kj e e v 龉f o rk i d s 网上答疑系统j 、m i t ( m a s s a c h u s e t t si n s t i t u t e o f t e c l l n o l o g y ) 人工智能实验室1 1 2 b o r i sk a t z 博士组织开发的s t a r t ( s y n t a c t i c a n a l y s i su s i n gr e v e r s i b l et r a n s f o m a t i o n ) 系统【”肄几乎都是独立运行的系统，它 们不属于任何教学或学习平台。这类系统所扮演的角色更像是一个专业领域资 源的提供者，提问者借助系统解答的问题不一定是某个完整的教学过程中的一 都分，他们通过寻求答案可能是为了解决他们在相应学科的问题，也可能仅仅 是为了满足好奇心，或者是为了寻找作业或任务中需要的资源。国外教育网站 中答疑的实现主要通过各种网络人际交互的手段和技术来实现。这些系统有以 下一些特点：【1 4 l 1 系统的独立性。国外出色的智能答疑系统全部都是独立运行的系统，他 们不属于任何教学或学习平台。这类系统所扮演的角色更像是一个专业领域资 源的提供者。 2 系统的功能。国外答疑系统的功能一般比较简洁。他们的功能都是围绕 答疑系统的功能而设计，功能设计重点突出、设计精良答疑功能的实现也是 通过人工答疑和自动答疑共同实现。 3 系统的智能性国外系统的智能型主要体现在人机理解的自然语言接口 和相应的问题查询和反馈上，但是国外系统在基于自然语言的提问方面做的比 国内更加准确和人性化。 4 系统的相关资源库。国外答疑系统的资源库的突出特点是拥有丰富、高 质量的内容，比如a s kj e e v e sf o r 鼬d s 系统的所有答案是来自数万计通过查询 和研究确定的和问题有关的其他网站链接( 主要的来源是y a h o o l i g a n s 、 e d a c a t i o i l w 硎d 和f c d e r a l e d u c a t i o nr e s o u r c e s 三个网站) 。 5 相关技术。国外智能答疑系统主要采用英语语系，目前基于英语的自然 语言处理技术、文本检索和数据挖掘技术都已经得到了长期的发展，并取得了 优秀的成果。 从上面的分析可以看出，尽管很多现有的国内远程教育系统已经提供了基 本的答疑功能，但就系统功能和答疑效果而言，与国外相比，还存在不小的差 距f ”1 6 1 。比如，系统智能性不够，答疑手段单一、答案结构不良，呈现方式不 够丰富【1 7 1 等问题。所以，我们有必要借鉴国外的先进技术和经验，从高效利用 网络资源、提高问题解答质量、整合已成熟的高新技术三个角度来着手研究， 从完善系统的功能设计入手，力图通过设计来弥补技术的限制。 1 3 研究意义 基于网络的远程教学答疑系统是现代远程教育系统的重要组成部分之一， 其系统功能完备与否、答疑准确与否等性能参数都直接影响远程教育的质量和 效果。因而构建一个高效的、专门为教学、学习服务的答疑和交流的平台，有 着极大的现实意义。【1 8 】 1 促进学习者的学习 远程教学答疑系统解决了学习者学习过程中所遇到的疑难问题，扫清了他 们学习道路上的障碍，有助于学习者对知识的理解、技能的掌握及能力的培养， 有利于激发和保持学习者的兴趣，促进他们的学习。 2 改善教学效果，提高教学效率 6 通过学生在答疑过程中所反映和提出的共同问题，教师以及课件编制者等 远程教育过程中涉及的各管理和参与者，能够藉此反馈直接调整教学的内容、 进度，修正现有教学系统及教学策略的不足，改善教学方式等，从而改善教学 效果。通过在答疑系统中列入普遍性的问题和概念教学重点和难点，并提供详 细的解答，以此使得学习者在学习的过程中无须将大量时间花费在对基本概念 的理解和辨析上，而能将更多的精力投入到更深层次内容的学习和能力的提高 上，从而大大提高远程教育的教学效率。 3 改善学习心理。 在学校课堂教学中，有些学生一般不爱当众提问，原因有多方面，如课堂 时间短，不允许教师与每位学生都实现交流：学生害怕在同学面前提出别人己 知或不感兴趣的问题。这样久而久之，很容易造成学生不爱提问、不爱思考的 习惯。如果让学生使用自动答疑系统，问题就可能改观。自动答疑系统可以实 时回答学生提出米的各类j u j 题，不会延迟，不厌其烦，而且也不挑剔问题的内 容，这样就易于打消学生时提问的恐惧，使他们随时想问，随时提问。 4 丰富教学资源 答疑系统中的答疑不仅是一个学习的过程也是一个资源积累的过程，学习 者在学习过程中产生的问题以及教师的解答使得问题资源库不断扩充，经过一 定时间的积累，成为可以重复利用的宝贵资源。其它学习者可以从以往学习者 的问题及其解答信息中获得有益的帮助，教师也能够利用这些资源有针对性的 对教学内容和策略进行调整，提高自己的教学。 5 优化教育教学环境 远程教学答疑系统具有对学生参与答疑活动和教师辅导行为进行记录的功 能，可以获得学习者的有关数据，为评价学习者和教师提供依据。同时，作为 远程教育的一个重要辅助系统，可以根据这些反馈，调整整个远程教育系统的 设计，改善现有系统的不足。 1 4 论文的工作 本文所做的工作如下： 1 研究了网络教学答疑活动的学习模式及答疑主要形式，发现网络答疑系 7 统在网络教育中扮演着重要的角色：某个专业领域的资源提供者，互动教学情 境的建构者。学习的引导者 2 对比了国内外主要的答疑系统，主要从其功能、智能性、相关资源库建 设等方面进行研究，并指出了国内答疑系统存在的不足。 3 根据远程教育课程教学的特点，本文设计并实现了基于网络的远程教学 答疑系统本系统在完成用户关键字匹配及基于问题模板的自然语言理解的基 础上，通过常见问题库的问句匹配模块完成解答任务，并采取同步和异步答疑、 人工和自动答疑相结合的方式，具有一定的智能性。 4 收集了大量有关现代教育技术课程的常见问题，组成了常见问题资 源库。 5 最后还将此系统应用于现代教育技术课程学习中，评价本系统的优 劣及其对课程学习的支持效果。指出系统要完善的地方，并将其作为远程教学 答疑系统的一个实际应用案例。 1 5 论文的组织 本文内容组织如下： 第一章介绍了选题背景，国内外研究现状，论述了答疑系统研究意义及所 完成的工作等基本情况。 第二章研究了远程教育系统和答疑系统的理论基础，指出了远程教学答疑 系统的优势及网络答疑活动中的学习模式。 第三章提出了本答疑系统的总体框架，并根据总体框架进行了系统的功能 模块设计及相关数据库的详细设计。 第四章阐述了系统的技术实现。研究了w e b 应用程序开发语言及数据库的 选择，建立了系统开发的环境。根据系统的设计完成智能答疑系统的各个功能 模块，并详细介绍了问题资源库的建设过程。 第五章提出具体的在教育技术专业学生的现代教育技术课程教学中的 系统应用方案，并对实践的结果进行反思。 第六章对本文所做的工作进行全面总结。并对下一步需要开展的相关研究 作了展望。 8 第2 章现代远程教育及答疑系统 2 1 现代远程教育概述 2 1 1 现代远程教育的出现及发展 任何一种教育形式的出现，都是适应社会发展对教育的要求而产生的。1 9 世纪中叶，远程教育首先是在英国以函授教育的形式出现，1 8 4 0 年，伊萨克特 曼把速记教程通过邮政，寄给学生，他被认为是函授教育的始祖。进入2 0 世纪后， 随着电子信息技术的发展，使传播媒体发，七了较大的变化，幻灯、录音、电话、 电影逐步介入了教学领域，出现了广播电视教育形式。而后，在2 0 世纪后半叶， 计算机、多媒体和网络、通信技术的发展，为现代远程教育带来了跨越式的发 展。2 0 世纪7 0 年代英国丌放大学的创建被公认为现代远程教育史上的里程碑。 联合国教科文组织总干韦阿马杜马赫塔尔姆博说：开放大学的成功已经使世界 上许多国家颦信，建立在应用新技术基础上的远程教育系统，在终身教育的广 大领域中能够对高等教育数量的增加和质量的提高做出有效的贡献。 1 9 1 美国是实行网络教育较早的国家，1 9 9 8 年9 月美国斯坦福大学正式在互联 网上开办工程硕士班，直接在网上授课的有3 0 门课程。美国远程教育委员会 ( u s d l a ) 一直致力于美国的远程教育的发展。美国政府为了推行网络教育制定 了著名的i n t e m e t 2 计划，该计划称，要把教育广泛建构在i n t e m e t 上。无论是政 府教育部门，还是研究机构及各级学校，都通过一张完全独立于现存i n t e r n e t 的另一个巨大网络连接起来。使全体美国国民在未来都能享受到i n t e r n e t 带来的 全新的学习环境。在网络教育方面，澳大利亚居世界领先地位。他们建立了终 身学习网，来实现各种嘲j ：教育的新理念、新技术、新方式和新教案，为数字 化时代做准备。 在英国，政府对在线教育的投资力度非常大，在全国各级学校几乎都建起 了自己的网上学校。网络学校遍布从小学到大学的各级学校中。在瑞典，为实 施教育信息化，让学生在基础教育阶段掌握现代通信技术的技能，其国会通过 了政府提交的学习的工具全国中小学实施信息通信技术计划这项计划 的重要任务是：提高中小学教师使用信息通信技术的技能：加速全国校园网建 9 设，倡导建立欧洲中小学校园网；为每个学校建立自己的电子信箱：利用信息 通讯技术，改善残障学生的学习条件；成立全国中小学信息通讯技术指导委员 会，负责各校教育信息化项目的审核、评估；政府在今后三年内为该计划拨款 1 5 亿瑞典克朗( 约折合1 5 亿美元) ，同时带动地方政府为此项目进行投资和管 理。 在国内，远程教育经历函授教育和广播电视教育发展阶段，在2 0 世纪9 0 年代，随着信息和网络技术的发展，产生了以现代信息技术( 计算机技术、网络 技术和通信技术) 为基础的第三代远程教育，卸现代远程教育。 1 9 9 4 年底，在当时国家教委的主持下，中国教育和科研计算机网( c e 砒忸t ) 示范工程，由清华大学等1 0 所高校等共同承建。这是我国第一个采用t c p i p 协 议的公共计算机网。 1 9 9 6 年清华大学率先发展现代远程教育；1 9 9 7 年，湖南大学首先与湖南电 信合作，建成网上大学；清华大学则在1 9 9 8 年推出了网上研究生进修课程。 1 9 9 8 年9 月，教育部正式批准清华大学、北京邮电大学、浙江大学、和湖 南大学为国家现代远程教育第一批试点院校 1 9 9 9 年教育部制定了关于支持若干所高等学校建设网络教育学院开展现 代远程教育试点工作的几点意见，根据这个文件，3 l 所试点院校具有很大的自 主权：如可以制定招生标准并决定招收多少学生，可以开设专业目录之外的专 业，有权发放国家承认的学历文凭等。 2 0 0 0 年7 月3 1 日，3 1 所试点高校在北京成立了，高等学校现代远程教育 协作组，以加强试点高校问的交流与合作，促进教育资源的建设与共享f 2 0 l 。 随着国内i n t e r n e t 的迅速普及，学习者可以利用网络教育随时随地进行课 程的学习；与教师和其他学员可进行在线或离线的交流；完成作业并提交批改， 并对所学知识进行相关的查询和检索等。以计算机网络技术为代表的远程教育 系统，正在导致远程教育形式的深刻变革，利用i n t e m e f j i n t r a n e t 建立一个远程 教学系统已经成为可能。1 2 l 】 2 1 2 现代远程教育优势 基于网络的远程教育是一种全新的教学理念。与传统的教育形态相比，网 络化教育具有以下五个优势【2 2 】： 1 0 1 网络应用于远程教育，其显著特征是：任何人、在任何时间、任何地点、 从任何章节开始、学习任何课程。网络教育便捷、灵活的“五个任何”在学习 模式上最直接体现了学习和主动学习的特点，充分体现了发展中的现代教育和 终身教育的基本要求。在教学主体上，实现了以教师为中心向以学生为中心的 转变。 2 使实现个性化教学成为可能。网络教育中，运用计算机网络所特有的信 息数据库管理技术和双阳交互功能，为个性化教学提供了现实有效的实现途径 和条件。一方面，系统对傅个网络学员的个性资料、学习过程和阶段情况等可 以实现完整的系统跟踪池录、贮存；另一方面，教学和学习服务系统即可基于 系统记录的个人资料，进行针对不同学员的个性化学习建议、指导教学和应试 辅导等。 3 双向互动、实时全交互，实现了教学形式从单一型向多样型的转变。因 特网中信息( 内容) 源与用户，用户与用户之间可以进行全方位的、能动式的实时 互动，即主动、可控型交流。网络的这一重要特性，使网络教育成为惟一的、 真正的在教师与学生、学生与学生之间，实现双向互动、实时全交互的远程教 育方式。 4 在教学手段上，实现了由单一媒体向多种媒体的转变。计算机网络具有 强大的采用文字、声音、图表、视频、动画等多媒体形式表现的信息处理功能， 包括制作、存储、自动管理和远程传输。将多媒体信息表现和处理技术运用于 网络课程讲解和知识学习各个环节，使网络教学具有信息容量大、资料更新快 和多向演示，模拟生动的显著特征，这一点是有限空间、有限时间的其它传统 教学方式所无法比拟的。 5 自动化远程管理。计算机网络的数据库信息自动管理和远程互动处理功 能，被同样应用于网络教育的教学管理中。远程学生( 用户) 的咨询、报名、 交费，选课、查询、学籍( 历) 管理、作业与考试管理等都可以通过网络远程 交互通讯的方式完成，因此，网络教育是最为完整、高效的现代远程教育方式。 2 1 3 现代远程教育系统组成 基于w e b 的远程教育系统通常由多个不同功能的模块或子系统构成，将实 时的交互远程教学系统和非实时的多媒体教学系统结合使用。这些模块或子系 统在远程教育活动中起着不同的作用，通过它们之间的相互配合，相互补充以 实现远程教育的目的。通过对现有远程教育系统的分析。并结合我国的远程教 育技术规范，可以将基于w 曲的远程教育系统按功能分为以下几个部分 2 3 1 ： 图2 1 基于w e b 的远程教育系统体系结构 1 授课系统 多媒体技术的发展使远程教育的授课方式发生了深刻的变化，从原先单一 的教师单向授课方式逐步转变为交互式的双向互动方式，学习内容更加灵活生 动。授课平台通常应具备三种授课方式洲； ( 1 ) 教学直播这种方式控制权掌握在教师一方，即教师直接讲授教学内容， 不与学生进行交流，从而使教师对整个讲课过程( 如教学时间、教学进度等) 能准 确把握。 ( 2 ) 交互式在线授课。这种授课方式允许学生提问，学生和教师之间可以进 行双向交流。这种方式适用于答疑或讨论。 ( 3 ) 个性化自主学习学生可以自主选择教学素材( 如教学课件、课程录像等) 学习或复习，这种方式适用于学生自学。 1 2 2 学习系统 学习系统是学生利用远程教育系统中的教育资源进行自主学习的一种方 式，也是远程教育系统区别于普通学校教育的一个重要方面。虽然教师授课系 统的教学临场感强，学习效果较好，但上课的时间和方式都不太灵活，那么为 学生提供自主学习的方式就显得非常重要。现在已经开通的远程教育系统几乎 都包含了学生自主学习系统，学生随时随地可以通过网络访问教学资源库，实 现自主学习的目的。 3 教学资源库系统1 2 5 l 教学资源库用于存储媒体素材、试题、课件、案例、文档等教学资源，其 主要功能是对各种教学资源进行采集、存储、检索、利用和管理。它包括媒体 素材库、题库、案例库、课件库和网络课程。媒体素材库在整个资源库中是最 基础的，课件库中的课件、案例库中的案例、网络课程，甚至题库都可能要使 用媒体素材库中的媒体数据。 4 答疑系统 答疑也是构成远程教育的一个重要部分。它的主要功能是对学生在学习过 程中遇到的问题进行解答。答疑是一个钾能适应性的知识库系统，它分自动答 疑与人工答疑、实时答疑与非实时答疑两大部份在教学设计阶段，教师将本 学科最常见的疑难问题按一定的组织方式，存放到知识和信息库中，当学生在 遇到疑难问题时，通过网络远程提交问题的描述，系统将根据学生提交的问题 描述，对知识和信息库进行自动搜索，按照检索内容相关程度，将对该问题或 相关问题的解答呈现给学生当在知识库中没有检索到对该问题或其相关问题 的解答时，系统将通知学生，并采取三种方法进行后续处理：自动将问题保 存到数据库中，等待主持这门课程的学科教师或系统的专家用户回答，当教师 或专家用户对该问题进行回答后，系统自动将解答发送到学生的电子信箱； 用户直接通过电子邮件向主持这门课程的学科教师或系统的专家用户提问，教 师或专家直接将解答发送到学生的电子信箱；将问题公布在公告牌、留言板 上，征求解答，有人对其解答后，系统通过电子邮件通知该学生。之后，系统 将对该问题的解答归纳到知识和信息库中，以便其他学生遇到类似问题时，能 给予自动应答。系统的完备性与智能性将随着知识库的不断扩充，而不断得以 提高。答疑系统还提供在线实时答疑功能，学生登录到答疑系统的留言板或聊 天室，便可以与主持教师或其他同学一起对某一问题展开讨论。 5 管理系统 管理系统包括系统管理和资源管理两部分。系统管理主要表现为对注册、 缴费、课程设置、考试、成绩等进行综合管理。在现有的远程教育系统中，很 多系统都不是完全开放的，只有注册的学生才能自由使用其中的教育资源，为 此系统必须要有相应的功能模块来对学生的身份进行认证，并对其学习活动过 程进行跟踪、记录和分析。比如对学生在什么时间学习过什么内容，测试的成 绩如何等信息进行统计，以便了解学生的学习情况，引导学生更好地学习。系 统管理还包括对教学档案、教师考核及评价等的管理。除此之外，管理系统还 要对教育教学资源进行管理，包括信息的录入、资源库的维护、资源使用管理( 如 浏览、下载) 、资源收集整理、资源日志管理、资源共享管理等f 2 6 】。 6 作业管理系统 学习过程中，作业的布置，提交与批改是非常重要的一环基于w e b 的作 业管理系统作为远程教育系统的重要组成部分，不仅具有传统的作业发布与提 交等功能，而且还能充分发挥i n t c r n c t 的优势，使作业库的更新与维护更加方便。 2 2 远程教学中的答疑形式 网上答疑实质上是一种网络交流，因此有必要结合目前网络交流的主流技 术和网上答疑系统的运行现状，加以比较分析，为本文将要提出的网上答疑系 统设计必要的功能、选择合理的技术 2 7 1 现在网络上主要采取以下的答疑交流 技术：【2 8 l 1 b b s b b s ( b u l l c t i nb o a r ds y s t e m ) - - 电子布告栏系统是i n t e m e t 用户广泛使用的一 种讨论方式。现有的b b s 在形式上已经比较完备，通过发新贴、跟贴、发送 私人消息等功能提供一系列网上交互。b b s 在互连网上的应用非常广泛，几乎 所有稍具规模的网站都提供自己的网上论坛目前的大多数b b s 由c g i 程序、 j a v a 程序或a s p 程序编写的，以主页的形式提供，有的b b s 还加入了多媒体元 素，综合运用图形、动画等多种形式，进一步丰富了讨论的表达形式，基本上 1 4 试点高校所开设的b b s 鄢是基fw w w 群面的，以w e b 浏览器为主要工具的 一种通信和交流办式。对j ：学生巾酱遍存在的问题的解答，b b s 能在一定程度 上发挥答疑解惑的功能，但是b b s 答疑系统也存在着不足：首先它是异步形 式的，学生不能够得到及时的反馈；其次它的回帖不能限制回答人，使得问题 的回答正确率得不到保障，无用信息过多。 2 e m a i l 在答疑系统中，这是一种异步答疑方式。电子邮件服务为学生提供了一种 直接、安全、私密的通讯方式与教师交流，是对b b s 的有益补充。一般而言， 在教师给予学生积极反馈的情况下，可以获得良好的答疑效果，极大促进学生 网上求助的积极性。但是，它缺乏资源共享的功能，造成资源的浪费，出现教 师重复回答不同学生同一问题的现象，致使劳动重复问题严重。 3 在线答疑 在线答疑的一个最大优点是交互的即时性，这给网络教学中学生或教师反 馈的及时性提供了保障。这与聊天室，以及一些聊天工具( 如：腾讯的q q ， m i c r o s o f t 的m s n 等等) 类似。这种聊天或答疑需要参与的双方周时在线，在 网络教育中，老师可以定期上线，对学生进行指导和解惑。但是，这种模式也 决定了交流双方的思考时u j 短，只能发表比较简短的话语，限制了答疑的深度 和全面性，使答疑的质量和效果无法与其它模式相比。 4 自动答疑 这种方式也是比较适用的一种答疑方式，可以事先收集整理一些常用问题 组建问题库，这一点类似于常见的帮助菜单，以一种f a q 的方式自动回答学 生的提问。也可以运用相关的技术，建立资源库，通过信息检索技术或语义匹 配技术对学生的提问自动进行解答。自动答疑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问和精力对疑难问题进行深入的讨论和交流。 2 9 1 5 其它网络交流技术 除了以上几种形式外，还有一些其它模式的答疑系统。有的采用n e tm e e t i n g 等技术来实现电子白板功能，有的通过视频软件进行实时视频答疑，有的还通 过可视电话等高科技产品来进行实时答疑。但是，这些系统中有的采用c s 结 构，需要在客户端安装固定的软件方可使用；有的需要硬件设备和投入经费上 的支持。由于学生经济条件和上网地点的局限( 学生上网地点繁杂，有的网吧 或学校的网络机房管理没有给客户端软件安装的权限) ，使答疑系统的通用性和 灵活性受到了限制，因此普及推广较为困难 从以上分析可以看出，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。因而本文综合上述多种流行的网络交互手段，取其所 长，补其所短，搭建一个师生交流的平台一即基于网络的远程教学答疑系统， 将极大地拓展所有参与者的交互范围，使得答疑交互更加方便快捷，同时也便 于学习者及时解惑，促进学习者学习。 2 3 答疑系统理论基础 任何教育软件的设计与开发，都离不开教育理论指导，因此，基于网络的 远程教学答疑系统的建设应该结合网络教学的特点，采取一套适用的方法和理 论。 2 3 1 建构主义学习理论 2 0 世纪9 0 年代以来，网络教育的兴起，导致人们重新发现了建构主义学习 理论在教学中的应用价值。国内外教育工作者以建构主义为指导开展了大量的 教与学的研究，人们逐渐开始在教学软件的研制开发中应用建构主义理论作指 导。建构主义以学习者为中心的思想和学习环境的四要素论为当前的教学软件 的开发提供了新的理论依据。p 0 】 建构主义强调以学习者为中心，学生是认知的主体，是知识意义的主动建 构者；而教师只是学生意义建构的促进者建构主义学习理论认为学习是在一 定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实 现的意义建构过程。这样我们就可以把学生、教师、教学信息、学习环境作为 远程网络教学的教学模式的四个要素，这四个因素相互作用、相互联系成为稳 定的远程网络教学的教学模式结构。它可描述为：以学生为中心，学习者在教 师创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性和积极性，对 当前所学的知识进行巩固并用其所学解决实际问题。在这种模式中，学生是知 1 6 识的主动建构者和运用者；教师是教学过程的指导者与组织者，意义建构的促 进者和帮助者；信息所携带的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构 意义的对象( 客体) ；学习环境包括，情境、协作、会话、意义建构等要素。情境 必须有利于学生对所学内容的意义建构；协作发生在学习过程的始终；学习小 组的成员之间必须通过会话协商共同完成学习任务。 本答疑系统力图根掘该理论的指导，创建一个有利与学生问题解