（教育技术学专业论文）网络课程答疑系统的设计与开发.pdf

摘要 答疑、解惑不仅是课堂教学中的一个必不可少的环节，同时也是网络教学中 的一个重要模块。在课堂教学中，答疑是以面对面的方式进行，答疑的效率高、 效果好，而在网络教学环境中，教师和学生处于时空分离的状态，并且学生人数 众多，这使得面对面的答疑方式已经不再适用，如何在网络教学中开展高效的答 疑活动已成为网络教学发展中的一个重要问题。本文研究的目的在于设计一个智 能、高效的网络答疑系统，借此提高教师的工作效率和学生的学习效率。 在此之前已经有相关的网络答疑系统存在，但这些答疑系统基本上是内建于 课程平台之中，不具备独立的体系结构，这种建构形式在很大程度上限制了答疑 系统的扩展和完善；信息搜索的实现都是基于关键字完全匹配，这种信息查找方 式使查全率非常低，使系统中已有的资源不能得到充分利用；以往的答疑系统缺 乏对答疑效率的重视，答疑效率高低直接影响着学习者的学习效率和学习积极 性。针对以往答疑系统中存在的种种不足之处，笔者深入研究了与答疑系统设计 相关的自主学习、协作学习等学习理论，认真钻研了全文检索、中文分词、邮件 自动发送、m s n 消息自动发送等信息技术。在此基础上，笔者设计了一种新的答 疑系统模型，阐述了系统的工作流程，描述了系统开发的架构设计以及系统功能 模块的划分。在本文的最后一部分，笔者详细介绍各功能模块的运行原理和实现 方法。 关键字：网络课程、答疑系统、自主学习、协作学习、搜索引擎 论文类型：软件开发 a b s t r a c t q u e s t i o na n da n s w e r i n gi sn o to n l yap r o c e s so fc l a s s r o o mt e a c h i n gb u ta l s oa n i m p o r t a n tm o d u l eo fw e b - b a s e dc o u r s e i nt h ec l a s s r o o me n v i r o n m e n t ，q u e s t i o na n d a n s w e r i n g i sd o n eb yf a c et of a c ew h i c hi sf e a t u r e db yh i g he f f i c i e n ta n d g o o de f f e c t o nt h ec o n t r a r y , i nt h ew e b - b a s e dc o u r s e ，t e a c h e r sa n ds t u d e n t sa r ei nt h es e p a r a t e d s t a t eo nt i m ea n ds p a c ea s p e c t ，f u r t h e r m o r e ，t h em o u n to fs t u d e n t sj o i n e di nt h ec o u r s e i sb i g g e rt h ec l a s s r o o mt e a c h i n g , t h e s ec o n s t r a i n sm a k eq u e s t i n ga n da n s w e r i n gb y f a c et of a c e u n f e a s i b l e ，h o wt oc a r r yo u tq u e s t i o na n da n s w e r i n ge f f i c i e n t l yi n w e b - b a s e dc o u r s eh a v eb e e na ni m p o r t a n ti s s u ef o rw e b - b a s e dc o u r s eb u i l d i n g t h e p u r p o s eo ft h ep a p e ri sd e v e l o p i n ga ni n t e l l i g e n ta n dh i g he f f i c i e n tw e b b a s e d q u e s t i o na n da n s w e r i n gs y s t e mt h r o u g hw h i c he n h a n c et h et e a c h e r s w o r ke f f i c i e n c y a n ds t u d e n t s l e a r n i n ge f f i c i e n c y o t h e rt y p eo fq u e s t i o na n da n s w e r i n gs y s t e mh a v ea l r e a d ye x i s t e db e f o r em y s t u d y , t h e r e r es o m eo b v i o u sw e a k n e s si nt h e s es y s t e m ，t h e ya r el i s t e da sf o l l o w ：o l d s y s t e m sa r em a i n l yb u i l tw i t h i naw e b b a s e dc o u r s ep l a t f o r m ，n o tb u i l tu n d e ra i n d e p e n d e n ts t r u c t u r e ，t h i sk i n do fs y s t e ms t r u c t u r el i m i t si t sf u n c t i o n a le x t e n s i o na n d p e r f e c t i o n ；t h ei n f o r m a t i o ns e a r c h i n gi si m p l e m e n t e db y t h ew a yo fw o r d sc o m p l e t e d m a p p i n gas e a r c h i n gt y p ew i t hl o w e rm a p p i n gr a t ew h i c hw a s t e sal o to fr e s o u r c e s c o l l e c t e db ys y s t e m ；t h eo l ds y s t e m sd o n tp a ya t t e n t i o nt ot h ee f f i c i e n c yo fq u e s t i o n a n da n s w e r i n gp r o c e s s ，w h i c hi m p a c tt h es t u d e n t s l e a r n i n ge f f i c i e n c ya n dl e a r n i n g e n t h u s i a s m t ot h e s es h o r t c o m i n g s ，a u t h o rs t u d i e st h es e l f - l e a r n i n ga n dc o o p e r a t e l e a r n i n gd e e p l yw h i c hr e l a t e dt oq u e s t i o na n da n s w e r i n gs y s t e mb u i l d i n g ，i n v e s t si n t h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yl i k ef u l l - t e x t ，c h i n e s ec h a r a c t e rc u t t i n g , e m a i la n dm s n m e s s a g es e n d i n ga u t o m a t i o n b a s eo na b o v ek n o w l e d g e ，a u t h o rd e s i g n san e wt y p eo f s y s t e mm o d u l e ，i l l u s t r a t e st h es y s t e mw o r kf l o w , d e s c r i b et h es t r u c t u r ed e s i g na n ds u b m o d u l e so fn e ws y s t e m a tt h ee n do ft h i sp a p e r , a u t h o re x p l a i n st h e w o r k i n g f u n d a m e n t a l sa n di m p l e m e n t so fn e w s y s t e mi nd e t a i l s k e yw o r d s ：w e b b a s e dc o u r s e ，q u e s t i o na n da n s w e r i n gs y s t e m ，s e l f - r e g u l a t e d l e a r n i n g ，c o l l a b o r a t i v el e a m i n g ，s e a r c he n g i n e 图表索引 图3 1 系统工作流程图1 8 图4 1 用户注册界面2 3 图4 2 系统登陆界面2 4 图4 3 用户管理界面2 4 图4 4 答疑系统首页2 7 图4 5 系统缓存工作原理2 9 图4 6 发表问题界面3 2 图4 7 发表回复界面3 3 图4 8 信息动态反馈工作流程3 4 图4 9 问题发送方式设置界面3 5 图4 1 0m s n 中的求助信息3 5 图4 1 1 邮件中的求助信息3 5 图4 1 2 索引设置界面4 2 图4 1 3 生成索引流程图4 3 图4 1 4 搜索索引文件流程图4 7 图4 1 5 基于中文分词技术的搜索结果5 0 图4 一1 6 插件的功能函数与系统服务接口的对照关系5 3 图4 1 7 “注释操作”窗格5 4 图4 1 8 “答疑板块 功能区5 4 图4 1 9 将注释中的内容添加到任务窗格中5 5 图4 2 0 发送问题窗口5 6 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除 了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或机构已经发表或撰写过的研究 成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明确的声明并表 示了谢意。 论文作者签名： b 1 雇刚 日期： 乒o o 多年j 月a 碉 ， 学位论文知识产权属声明 本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此 规定。 论文作者签名：c i 】启i 刁j 日期：, 2 0 p 歹年于月泪 导师签名童档砭 岔7j 7 。 日期：沙年妨绣自 上海师范大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 问题的提出 第一章绪论 1 1 1 网络课程的出现与发展 进入9 0 年代以来，计算机技术和网络技术的发展日新月异，计算机网络技 术被广泛的应用于生活的各个领域。在网络技术的支持下，人们可以突破时间、 空间的限制实现同步、异步的信息交互和资源共享，极大的促进了信息的传播和 文明的进步。中国人口众多，教育发展水平和教育资源分布很不均衡，广大西部 地区由于地理环境差，经济发展缓慢，教育发展水平也比较低，网络技术的发展 为这一难题的解决创造了很好的条件。1 1 】通过计算机网络学生都能随时随地的进 行学习，能够实现教育资源的无边界共享和教育规模的不断增长，现代远程教育 步入了一个崭新的发展阶段网络教育。 我国正式开展网络教育的标致是1 9 9 4 年底开始建设的“中国教育和科研计 算机网( c e 附岖t ) ”，此后我国政府对发展教育信息化和教育手段现代化高度重 视，1 9 9 7 年以来，教育部先后把清华大学、北京邮电大学、浙江大学、湖南大 学、中央广播电视大学、中国人民大学、北京大学等高等院校作为网络教育试点 学校。教育部在2 0 0 2 年7 月8 日发表了题为教育部关于加强高校网络教育学 院管理提高教学质量的若干意见的文件1 2 1 ，从该文件里可看出国家对网络教育 是极其重视的。到目前为止，全国一共有6 8 所试点高校在开设了网络教育学院， 网络教育作为一种新兴的教育形式己在全国蓬勃发展起来。 伴随着网络教育学院的开设，各个高校、有关远程教育单位和公司相继开发 了大量运用于网络教育的网络课程。早在2 0 0 0 年5 月，为了贯彻第三次全国教 育工作会议精神，落实2 1 世纪教育振兴行动计划，加快现代远程教育工程资 源建设步伐，教育部启动了“新世纪网络课程建设工程 口】。此工程共立项3 2 0 ： 个，经过几年的研制开发大部分已经完成。这批项目的研发集中了国内高校的优 1 1 】贺新宇民族地区基础教育均衡发展的问题与对策思考 j 西南民族大学学报。2 0 0 7 ( 0 8 ) ：2 2 6 - 2 2 9 闭林君芬，余胜泉关于我国网络课程现状与问题的思考( 一) e b o l h t t p ：m 啊1 o p e n e d u c o r nc n s u x i n 2 r e a d p h p ? i d = 6 1 8 【3 】徐璋，陈庚，袁希岚网络课程开发现状和发展趋势 e b o l h t t p ：2 1 8 1 9 2 1 7 5 1 8 0 g a o j i a o e x c h a n g e e x c h a n g e 0 3 h t m l 第一章绪论上海师范人学硕士学位论文 秀教育资源，体现了“名师、名校、名课程”的建设原则，代表了我国网络课程 的最高水平。 1 1 2 网络课程与答疑系统的关系 目前，国家已经投入大量的人力、物力、财力在网络课程的建设上，但网络 教育所取得的教学效果并不理想，高辍学率是网络教育中的一个突出问题，在坚 持下来的学习者中还有一部分最终没有通过网络课程的测评。1 1 】由此可见，网络 学院开设的网络课程的质量亟待提高。通过对一些网络学院和和比较有名的中小 学网校的网络课程进行网上调研，发现影响网络课程质量的因素有以下几种【2 j ： 开设课程体系大而全，缺少规划、过于急功近利：重教学内容呈现，轻学习环境 设计；教学内容的表现形式单一；自主学习资源不足；缺少评价与反馈，除此之 外，另一个重要的因素就是网络课程答疑体系不健全。答疑，一直以来都是教学 活动的一个重要环节，在课堂教学中，学生可以和教师面对面的答疑，教师可以 通过肢体语言、板书、多媒体设备为学生讲解问题，在这种情况下，学生的疑问 很容易得到解决；但在网络环境下，学生和教师是异地分离的、学习时间上也是 不同步的，而且教师教授的学生人数众多，再加上软硬件环境、网络环境不同等 因素，使得教师与学生之间的交流互动受到很大限制，教师无法及时、准确的解 答每个学生的疑问，学生的疑问得不到解答导致学习进程难以继续，如果过多的 疑问得不到解答，学生的学习进程就会中断，有可能导致学生辍学。这种由于网 络环境不佳、远程交互不及时导致学习者学习兴趣下降，中途放弃者颇多。对部 分成人教育学院抽样调查结果表明1 3 1 ，有4 5 6 的学生认为“交互是否准确及时 是影响学习效果的最重要因素，“遇到问题无法解决”以及“学生提问与教师回 答问题之间的时间间隔”直接影响到远程学习者的学习质量以及辍学率，间隔时 间越长，辍学率就越高。因此，建立一套完善的、高效的、科学的智能答疑系统 作为网上教学平台的有益补充，一方面可以减轻教师的工作压力，使教师将更多 的精力投入到教学工作的其他环节中去；另一方面可以使学习者的提问得到快速 解答产从而提高学习者的学习效率、增强学习兴趣。将智能答疑系统作为远程教 育系统中教师和学生交互的主要途径，无疑促进了远程教育的发展，对于保障网 1 1 】袁琼电子商务模式下网络教育的发展探析 e b o l h t t p ：i 唧1 v t x 5 2 8 c o m n e w s h t = l ? 9 3 1 h t m l 田林君芬。余胜泉关于我国网络课程现状与问题的思考( 二) e b o l h t t p ：, n 啊1 o p e n e d u c o b i c n s u x i n 2 r e a d p h p ? i d = 6 1 9 1 3 】李彦敏，移动答疑系统设计研究 j 。菏泽学院学报，2 0 0 8 ( 9 ) ：4 2 4 5 2 上海师范大学硕士学位论文 第一章绪论 络教学质量起到重要作用。 1 2 研究概况 1 2 1 国外研究现状 s t a r t 1 】( s y n t a c t i ca n a l y s i su s i n gr e v e r s i b l e t r a n s f o r m a t i o n ) 是世界上最早 出现的答疑系统，1 9 9 3 年问世，它是由美国麻省理工学院人工智能实验室的b o r i s k a t z 及其同事合作开发的一个基于互联网的答疑系统。s t a r t 是一个以知识库 为基础的问答式搜索引擎，它由一个搜索引擎及s t a r tk b 和h i t e m e tp u b h c l i b r a r y 两个知识库组成。用户在使用答疑系统时，先在系统中输入自己的问题， 如果在这两数据库中能找到问题的答案i 系统立即把答案返回用户；如果找不到 答案，系统先分析用户的输入，获取问题中的关键词，然后再利用这些关键词通 过系统搜索引擎对外部信息进行检索，最后将搜索到的结果以链接的形式呈现给 用户，用户点击链接并在相关网页中寻找答案。 a n s w e r b u s 2 1 是另一个比较成熟、完善的答疑系统，它也是一个基于搜索引 擎的答疑系统，但它与s t a r t 不同的是，它内部没有自己的搜索引擎，它是集 成了一些已有的搜索引擎，如：g o o g l e 、a l t av i s t a 、y a h o o 、y a h o o n e w s ，这个 系统最强大之处在于它能支持用多种语言进行查询。当用户在系统中输入问题 后，系统会根据问题选择一个或多个适合的搜索引擎对互联网上的信息进行搜 索，并把相关的搜索结果返回给用户。 通过对国外答疑系统的分析、试用笔者了解到，国外的很多答疑系统体系结 构独立、能够独立运行，而不是内置于其他的课程平台之中。这类系统在问题处 理部分都增加了自然语言处理机制，能够识别问题的类型、问题的中的关键词， 同时也增加了答案处理、解析模块，通过这两种方式使答疑系统更加准确的理解 用户的问题，使搜索出来的信息更加准确、有针对性。与国内的答疑系统相比， 国外的答疑系统在自然语言处理方面已经取得了很大的发展，使搜索结果具有一 定的准确性和人性化。 1 1d e b o r a h l ，m e g u i n n e s s q u e s t i o na n s w e r i n go nt h es e c a n t i cw e b i n t e l l i g e n t s y s t e m s j i e e e ，j a n f e b 2 0 0 4 ，v o l u m e ：1 9 。p a g e s ：8 2 8 5 口】z h i p i n gz h e n g a n s w e r b u sq u e s t i o na n s w e r i n gs y s t e m j 1 4 u m a nl a n g u a g et e e h n o l o g yc o n f e r e n c e m a r e h2 0 0 2 ，p a g e s ：2 4 2 7 第一章绪论上海师范大学硕士学位论文 1 2 2 国内研究情况 国内的网络答疑主要通过两种方式来实现：一种是借助于已有的、没有自动 答疑功能的网络工具，如：b b s 、聊天室和电子邮件等，另外一种是专门开发基 于数据库的自动答疑系统。目前，国内专门的答疑系统还比较少，基本上都是在 课程平台内集成一个类似于讨论组和聊天室的答疑模块，如：佛氏i c l a s st u t o r 数超异步教学辅导系统、新叶网络教学平台和校际通网络教学平台等。【1 1 在基于数据库的自动答疑系统中，国内比较有代表性的有：上海交通大学远 程教育中心的a n s w e rw e b 自动答疑系统【2 1 、暨南大学信息科学技术学院网络课 程答疑系统、北京大学网上答疑系统。这些系统在运行模式是基本相同的，系统 中的信息以章节的形式存储，用户点击某一章节，就可以看到相应章节里的所有 问题和答案。用户在使用系统时，先在查询框中输入问题信息，系统会在数据库 中进行查找，如果找到答案就将答案呈现给用户；如果找不到，就将问题保存在 问题库里，等待专家解答。用户下次进入系统后，可以通过“查看答案”板块查 看自己的问题是否得到了回复。 国内的网络答疑系统研究相对来说起步较晚，缺乏对以自然语言进行提问的 支持，答案检索的准确性、人性化还远远不能满足用户的需求；信息的呈现形式 也过于单一，大多以文字为主；信息资源的存储也缺乏规范化，不便于信息的查 询和再次利用。总的来说，现有的远程教育平台中智能答疑系统的不足表现在以 下几个方面： ( 1 ) 问题、答案的表现方式不够丰富。现有的智能答疑系统主要还是以文 本呈现为主，缺乏对多媒体表现形式的支持，对一些难以理解的问题，只有文字 描述是不够的，加入音频、视频等多媒体表现形式会更有利于学生对问题的理解。 ( 2 ) 查询功能不完善。在有数据库支持的答疑系统中都会有查询模块，供 学习者自主查找相关答案，但这种查询都是基于字符匹配的，完全是把学习者输 入的字符串与数据库的数据进行匹配，只有在完全匹配的情况下相关答案才能检 索出来，这种查询过度依赖于学习者输入的关键字，造成数据库中很多有用的信 息不能被检索出来。 ( 3 ) 缺少对答疑质量的评价。在大多数的答疑系统中，答疑信息都是按照 1 1 】柳泉波。黄荣怀，何克抗智能答疑系统的设计与实现 j 中国远程教育，2 0 0 0 ( 8 ) 4 3 4 6 脚李爽。陈丽等国内外网上智能答疑系统的比较研究 j 中国电化教，2 0 0 3 ( 1 ) ：8 0 - 8 3 4 上海师范大学硕士学位论文第一章绪论 时间的先后顺序呈现的，而不是按照信息的相关性、有用性呈现的，在答疑信息 比较多的情况下，这种信息呈现方式很不利于对有用信息的查找，需要设计一定 的评价机制，让广大学习者和教师能对系统中的问题和答案进行评定，根据每条 信息收到的评价，把那些评价比较高、大家认为比较有价值的信息先呈现出来， 提高信息搜索的效率。 ( 4 ) 信息反馈不及时。目前，所有的答案系统都没有关注答疑反馈的实时 性，学习者在系统中提出问题后，问题不能被实时的送达到被求助者那里，而当 被求助者对问题做出回复后，系统也不能及时的通知提问者，这一方面导致被求 助者不能及时的知道存在的问题，别一方面导致提问者不知道问题是否已经得到 解决而焦急的等待，由此在很大程度上浪费了学习者的时间，也影响到了学习者 的学习积极性和学习效率。 ( 5 ) 资源描述缺乏标准化。以往的答疑系统在设计时都没有考虑到资源描 述准化问题，问题和回复信息都凌乱的存储在数据库中，导致学习资源无法在不 同的答疑系统中共享。构建答疑系统的目的不仅是建立起教师与学习者沟通的桥 梁，更重要的是通过对问题与回复的累积形成为某一学科服务的学习资源库，网 络学习在是一种基于资源的学习，资源库的建设是网络课程建设的基础。 由于存在以上的不足，现有答疑系统不利于网络课程的实施和网络教学质量 的提高。建构一个智能、高效的答疑系统是当前网络教育发展中的一个迫切需求， 也是网络教育可持续发展的必要条件。基于这一现状，作者提出了一种基于中文 分词技术、信息动态反馈机制和协作学习模式的智能网络答疑系统，从而很好地 解决了网络答疑的实时性、快捷性和人性化问题。 1 3 研究意义 智能、高效的网络答疑系统相对于传统的师生面对面答疑有很大的优势，主 要体现在： ( 1 ) 有利于提高教学质量。学生可以突破时间和空间的限制，通过网络答 疑系统快速的获取与问题有关的信息资源，从而加深对相关知识的理解和把握， 提高学习效率；教师通过获取在学生中普遍存在的问题并及时调整教学策略，帮 助大部分学生理解并掌握相关的重点和难点，提高教学质量。 第一章绪论上海师范大学硕士学位论文 ( 2 ) 有利于帮助学生快速准确地找到需要的答案，减轻的教师工作量。很 多有代表性的问题，涉及课程的重点和难点，往往会不止一个学生提出来，教师 只需要详尽地回答一次并加入到答疑库中，即可同时解决很多学生的疑惑。 ( 3 ) 有利于提高学生学习的积极性和学习效率。学生在学习过程中遇到疑 惑时，可以快速地进行答案搜索，如果搜索不到自己所要的答案，可以选择求助 对象将问题实时的发送出去，并及时的得到答疑系统的回复通知，这样不会使学 习者产生网络学习的孤独感，提高了学生学习的积极性。 ( 4 ) 有利于培养学生的信息素养，提高学生的自学能力。学生在使用答疑 系统的过程中，逐渐提高查找信息、分析信息、运用信息的能力，掌握了大量的 信息技术，从而提高自身的信息素养，为其有效学习以及后续终身教育打下坚实 的基础。 1 4 本文主要研究内容 本课题主要研究了与构建答疑系统相关的教学理论基础以及答疑系统的设 计与实现。主要研究工作如下： ( 1 ) 论述了答疑系统在网络教育中的重要作用，对比了国内外比较有代表 性的答疑系统，并对现存答疑系统的研究现状及存在的问题进行分析。 ( 2 ) 分析答疑系统设计所依据的理论基础以及相关理论在网络教学环境下 呈现的新特点，为答疑系统的设计奠定坚实的理论基础。 ( 3 ) 尝试在答疑系统中引入中文分词、全文检索等信息技术，实现智能、 高效的中文检索，提高信息资源的利用率和信息检索效率。 ( 4 ) 探索答疑系统中的信息动态反馈机制的实现，缩短提问与回复的周期， 使所有答疑资源能够得到充分利用，从而提高答疑效率。 ( 5 ) 开发一种连接网络课程与答疑系统的o f f i c e 插件，以此来丰富教师 与学生的互动方式，方便o f f i c e 与答疑系统的互操作。 1 5 本文研究的创新点和难点 1 5 1 本文研究的创新点 ( 1 ) 开放式系统结构与协作学习模式的运用。采用开放式系统结构可以使 6 上海师范大学硕士学位论文第一章绪论 答疑系统不依赖于其它学习平台而存在，有利于答疑系统的再开发、再利用，使 答疑系统向着专业化的方向发展；采用协作学习模式可以最大限度的调度人力资 源，使得答疑系统的维系不仅仅依赖于教师个人的力量，而充分吸收每个参与者 的力量，从而实现答疑系统的可持续发展。 ( 2 ) 智能搜索引擎的运用。随着答疑系统的使用，数据库中存储的答疑信 息会越来越多，以往普通的以字符串完全匹配的查询方式已经不能适应大量数据 的检索和学习个性化的查询需求，基于全文检索和中文分词技术的智能搜索引擎 的引入，及其与资源评价机制结合实现的资源相关度排序，会极大的改变信息查 询的准确率和效率，使答疑系统中的信息资源得到充分利用。 ( 3 ) 信息动态反馈机制的运用。目前，影响答疑效率最重要的一个因素就 是信息反馈的速度，信息从提问者到答疑者、从答疑者到提问者之间的流动周期 过长，本文尝试将e m a i l 、m s n 两种通讯方式运用到信息反馈过程中去，尽可能 的提高答疑的效率和学习者的学习积极性。 1 5 2 本文研究的难点 ( 1 ) 如何引导、激励学习者在答疑系统中开展协作学习。参与网络课程的 广大学习者的力量是无限的，在现代信息技术和互联网庞大信息资源的支持下， 学习者有能力通过协作学习、研究性学习解决部分彼此的疑问，但如何引导、激 励学习者在答疑系统中贡献自己的力量、分享自己的知识，并使学习者在答疑系 统中的表现与其在网络课程的学习成绩相关联，是一个值得深思的问题。 ( 2 ) 如何构建个性化、智能化的答疑系统搜索引擎。现有的一些全文检索 组件和中文分词组件大多是为一些商业领域开发，还没有为答疑系统专门设计的 搜索引擎，如何将这些搜索引擎组件应用于答疑系统，并在此基础上添加一些只 针对于答疑系统的功能特性，使信息检索更智能、更人性，是一个非常值得研究 的问题。 ( 3 ) 如何提高答疑系统中信息反馈的效率。在本文中笔者将e m a i l 、m s n 两种通讯方式运用到信息动态反馈的过程中，希望以此来缩短信息传递的时间， 但这种结合方式还达不到我们所期望的实时效果。是否还有更先进的通讯技术或 教学机制可以利用，是一个值得一直研究下去的问题。 7 第二章系统建立的理论依据及研究方法上海师范大学硕士学位论文 第二章系统建立的理论依据及研究方法 网络答疑系统服务的对象是网络教学，因此，答疑系统的设计应该以教学理 论和学习理论为基础，网络教学过程中涉及到的最主要的教学理论是自主学习和 协作学习。在本章中，笔者是将对这两种教学理论的内涵、特征展开全面的论述， 为答疑系统的设计、开发提供理论支持。 2 1 自主学习理论概述 2 1 1 自主学习的内涵 自主学习在国外已经出现了近一个世纪的时间，但由于每个研究者出于不 同的立场和视角，对自主学习的含义至今还没有形成一个统一的看法。 国外关于自主学习比较有影响的定义，是由美国自主学习研究的著名教授 齐莫曼( z i m m e r m a n ) 教授提出的。他在对自主学习的有关定义作了系统的总结 后提出，“对学生的自主学习进行界定涉及到三个特征：他们所运用的自主学习 的策略，他们对学习效果的自我定向反馈所拥有的热诚，以及他们相互依赖的动 机过程。”【1 】在此基础上，齐莫曼提出“自主学习是指自主的学生以对学 - - j 效率 和学习技巧的反馈为基础，选择和运用自主学习策略，以获得渴望的学习结果。 【1 】对于如何判断一个人的学习是不是他所说的自主学习，他提出了一个六维的自 主学习研究框架，这六维分别是：“为什么学、如何学、何时学、学什么、中哪 里学、与谁在一起学 。【1 】 在我国，人们一般将学习类型分为两种：自主学习和他主学习，自主学习 是一种与他主学习相对立的、学生自己管理自己学习行为的学习方式。它主要包 括三方面的内容：自己对学习活动的安排和计划、对学习活动的监察、评价和反 馈以及对学习活动的调节、修正和控制。最近，我国学者庞维提出从横向和纵向 两种角度对自主学习进行界定：“从横向角度是指从学习的各个方面或维度来综 ： 合界定自主学习。 1 2 】他认为如果学生有内在的学习动机，学习方法是自主选择、 有计划的，学习时间自己安排的，同时，能够主动的选择适合自己的学习环境， 遇到问题的时候能够主动的寻找解决问题的办法，那么这个学生的学习就是自主 【1 】张美云，王新燕自主学习 m 福建：福建教育出版社2 0 0 5 ：1 脚庞维国自主学习：学与教的原理和策略 m 第p q 版，上海：华东师范大学出版社，2 0 0 3 ，3 8 上海师范大学硕士学位论文 第二章系统建立的理论依据及研究方法 的。“从纵向角度界定自主学习是指从学习的整个过程来阐释自主学习的实质。 1 1 】他认为：如果一个学生能够在学 - - j 活动开展之前明确自己学习目标、定制学习 计划，在学习过程中对自己的学习效果、学习方法进行自我监控、调节，在学习 活动之后能够对学习结果进行总结和评价，那么这个学生的学习就是自主的。 2 1 2 自主学习的特征 结合上文国内外学者对自主学习含义的界定，可以把自主学习的特征概括如 下【2 】 - ( 1 ) 自主性。自主性是指学习者能够自己管理自己的学习行为，而不是像 他主学习那样，学习行为的发生是基于对他人的依赖。自主学习的学生能够主动 的制定自己的学习目标、学习计划，思考自己应该采用何种学习方法，并积极的 对学习过程进行总结和评价。 ( 2 ) 有效性。自主学习的目的就是要使学习行为更加富有成效、提高学习 效率。自主学习强调学习自主控制、调节学习过程中的各个要素，综合采取各种 方法、策略，以期获取最好的学习效果。 ( 3 ) 相对性。在日常学习中我们很难说哪个学生的学习行为是自主学习， 哪个学习学生的学习是他主学习，几乎每个学生的学习都有一定的自主性，不同 的是自主性的程度不同、方面不同。对学生学习方式的划分要从学生的实际出发， 仔细分析其在哪些方面是自主的，哪些方面不是自主的。 2 1 3 网络环境下的自主学习 网络技术和多媒体技术的发展不仅为人们的工作带来了方便，也为自主学习 创造了更好的条件。网络可以为我们营造一个平等、民主、和谐教学氛围，网络 为我们提供了海量的学习资源，网络改变了我们在教学扮演的角色，网络给我们 提供了更多的学习方式。网络环境下的自主学习具有以下新特点：1 3 】 ( 1 ) 学习兴趣更强。在网络环境下，借助信息技术可以为学生构建一种生 动、活泼、平等、自由、民主的教学氛围。在这样的环境中，学生不在被动地接 受教师灌输的知识，而是自由地通过网络与其他学生或教师进行沟通、交流，积 极的参与教学问题的讨论，学生的主动性、积极性得到了充分发挥，自主学习的 1 1 l 庞维国自主学习：学与教的原理和策略 m 第四版，上海：华东师范大学出版社，2 0 0 3 ，3 1 2 1 颜红基于自主学习和协作学习的网络教学系统设计与开发 d 陕西：陕西师范大学，2 0 0 7 嘲赵英芳网络环境下的自主学习探究 j 3 中小学电教。2 0 0 8 ( 3 ) ：1 7 1 9 9 第二章系统建立的理论依据及研究方法上海师范大学硕士学位论文 兴趣得到了增加。 ( 2 ) 学习资源更丰富。网络是一个信息的海洋，其中存储着各门类、各学 科的大量知识，并且这些知识正在以前所未有的速度增长，任何人在任何时间、 任何地点都可以自由的获取这些信息。学生可以就某一个问题在网上搜索相关的 答案，或者自主学习自己感兴趣的知识，随着各类主题学习网站、学习资源库的 建设，将有更多的学习资源可以被学生使用，学生的疑问将更加容易解决，满足 学生的各种学习需求。 ( 3 ) 学习途径更多。在网络环境下，学生不仅可以在网络技术的支持下进 行远程实时学习，如：网络学院的课程教学、培训机构的学员培训、微软免费提 供的w e b c a s t 课程都采用的这种同步学习的方式。另一方面学生还可以开展异步 学习，学生可以借助一些网络课程平台、论坛、学习社区甚至电子邮件开展非实 时的自主学习，学生可以在学习平台上获取有组织、有安排的学习内容，也可以 在学习平台上与其他学习者进行沟通交流，提出自己的疑问和看法。 2 2 协作学习理论概述 2 2 1 协作学习的内涵 协作学习方式最早产生于2 0 世纪7 0 年代的美国，当时的教育工作者就已经 认识到协作学习方式是一种非常有效的学习方式，开始在学校教学中推行协作学 习模式。【1 】现在，各个科学的教学中都运用到了协作学习模式，但不同学科的研 究者对协作学习概念的理解却存在很大不同： 美国著名教育专家j o h n s o n 等人( 1 9 9 1 ) 认为：“协作学习不是简单地将学生 安排在小组中，而通过巧妙地构建学生个体之间的合作关系来实现。 【2 l 这种观 点很好地提示了“协作与“合作 的关系，即“协作 是通过学生个体之间的 “合作 来实现的。 协作学习的重要代表人物美国斯来文( s l a v i n ，r e ) 教授认为：“协作学习是 指学生在小组中进行一系列学习活动，并依据他们整个小组的成绩获取奖励或认 可的课堂教学技术。一1 3 】 i i 】曾海军网络协作学习系统的应用研究 j 北京师范大学学报。2 0 0 6 ( 0 3 ) ：2 3 - 2 6 脚赵建华计算机支持的协作学习 m 上海：上海教育出版社，2 0 0 6 ：2 7 锄史开泉，汤琳琼论英语教学中的合作学习模式探索 e b o l h t t p ：哪1 u n w e n t i a n x i a c o = p r o d u c t f r e e 1 0 0 0 2 7 0 8 1 1 0 上海师范大学硕士学位论文第二章系统建立的理论依据及研究方法 在国内许多学者对协作学习的界定也各不相同： 山东教育科学研究所的王坦认为，“协作学习以协作学习小组为基本形式， 系统利用教学中动态因素之间的互动，促进学生学习，以团体成绩为评价标准， 共同达到教学目标的教学活动。”【l l 北京师范大学何克抗教授认为，“协作学习是一种为了促进学习、由学生协 作完成某个给定学习目标的教学方法。 【2 】 北京师范大学信息技术学院黄荣怀教授认为，“协作学习是学生以小组形式 参与、实现共同的学习目标、在一定的激励机制下最大化个人和他人习得成果， 而合作互助的一切相关行为。 【3 】 2 2 2 协作学习的特征 综合以上对协作学习的认识，我们不难看出协作学习具有以下特征：【4 】 ( 1 ) 协作学习是一个交往的过程。协作学习与其他学习方式最大的区别就 是，学习目标的完成要靠几个参考者相互配合共享完成，因此，人际交往是协作 学习模式中非常重要的一个要素，通过交往学习者彼此沟通思想、情感，分享知 识与智慧。 ( 2 ) 协作学习能够丰富教学内容，扩大认知空间。协作学习就不局限于课 堂之内、书本之上，完全可以利用课外时间开展基于大型项目协作学习活动，在 基于新颖、大型项目的学习过程中，学习者可以在自己的实践中接触到许多课堂 内接触不到的知识和事物，从而极大的丰富了教学内容，扩大了认识空间。 ( 3 ) 协作学习中师生是平等的合作者。在协作学习中，教师不再是课堂的 主宰者，而是一个活动的组织者、协调者或合作者，学生和教师是处于平等的地 位，这样可以消除教师与学生之间的隔阂，使学生能够以非常轻松的心态参与学 习，这样更加有利于学生对知识的掌握、能力的提高、师生关系的和谐发展。 ( 4 ) 协作学习强调集体协同效应。协作学习中对学习成果的评价是以每个 学习小组的总体成绩为评价对象，因此，学习小组要取得好成绩，小组中的成员 不仅要对自己的学习负责，还要积极的帮助、配合其他成员完成学习任务，从而 培养学生的集体感和协作精神。 【 1 王坦合作学习 m 北京：教育科学出版社，1 9 9 4 4 7 扭】高蓉蓉基于网络协作学习方式的探讨 e b o l h t t p ：2 1 8 2 2 0 2 7 1 w k c l w 0 5 7 h t m l 1 3 】黄怀荣协作学习的系统观 j 现代教育技术，2 0 0 0 ( 1 ) ：3 1 m 卢峰基于b l a c k b o a r d 网络教学平台的协作学习研究 j 江苏广播电视大学学报。2 0 0 5 ( 6 ) ：3 8 4 0 第二章系统建立的理论依据及研究方法上海师范大学硕士学位论文 2 2 - 3 网络环境下的协作学习 基于网络的协作学习是指“利用计算机网络技术和超媒体、超链接等多媒体 技术，基于相同的研究内容，进行彼此探讨、交流，彼此启发、影响，从而达到 深刻掌握与理解的过程。一1 1 】网络技术打破了时空的限制，为学习者提供了信息 获取与传输的通道，通过网络支持的协作学习，身处不同地域的学习者可通过计 算机进行交流和沟通，并通过计算机组成学习小组，在共同协商和互助的气氛中 完成共同的学习目标。 在网络环境下，协作学习分为同步和异步两种方式。基于网络的同步式协作 学习是指，不在同地区的学习者在同一时间通过计算机网络进行沟通与协商共同 完成同一任务的学习方式。这种学习方式是充分利用先进的网络技术与信息技 术，为开展异地的协作学习提供方便条件，通过实时沟通满足异地学习者内心的 归属感、认同感。异步式协作学习是指，处于时间与空间相分离的学习者通过使 用网络工具共同某一任务的学习方式。异步协作学习可以利用的网络工具有： b b s 、电子邮件、w i k i 、博客等。这种学习方式虽然给学习者带来了很多不便， 但它也给学习者带来了时间和空间上的自由，使多的学习者可以参与到学习活动 中来。 2 3 本文采用的研究方法 在本文的绪论部分，主要采用了调查法，即通过对已有的网络答疑系统的了 解、试用与网络课程专家的沟通交流，总结目前网上答疑系统的研究现状和已有 答疑系统中存在的不足。本文的理论依据部分主要采用文献法，笔者查阅大量与 网络教学有关文献资源，梳理了与答疑系统设计有关的教学理论，为系统的设计 开发提供理论指导。在论述本系统的设计和实现部分主要采用了实践法。将一些 先进的信息技术和创新的设计理念应用于系统设计和开发中，尽量满足当前网络 教学在师生答疑方面的各种要求。 【1 】高蓉蓉基于网络协作学习方式的探讨 e b 0 l h t t p ：2 1 8 2 2 0 2 7 1 ，k c l w 0 5 7 h t m l 1 2 上海师范大学硕士学位论文 第四章系统主要模块的设计与实现 第三章