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答疑系统的设计与开发文献综述学生姓名： 学号： 计算机科学与技术学院 专业指导教师：李欢 职称：讲师一、答疑系统的发展现状 面对学生与教师在空间上可能存在的距离，如何使学生方便的提出问题并获得满意的答案，是远程教育系统的一个重要功能。但是考察国内很多现有的用于高等教育、承成人教育、职业教育和中小，功能也不健全学教育的远程教育系统，调查会发现答疑功能在这些系统中并不完善在有些系统中甚至被忽视。2001年上半年，科技部进行了“十五”国家科技攻关计划“网络教育关键技术及示范工程”项日的招标，国内很多高校科研单位和公司应标，这些标书反映了国内业界对于现代远程教育亚待解决的问题的理解和认识，一定程度上也代表了近几年内国内现代远程教育技术的发展趋势和水平。此时，智能答疑系统被作为单独的子项目提了出来。目前，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，例如:用户个性化定制等。国内答疑系统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。与国内答疑系统不同的是，国外有许多专门的、出色的、智能化的答疑系统。这些系统，如Ask jeevesTM公司Ask jeeves for Kids网上答疑系统、Zhiping Zheng博士组织开发的Answer Bus答疑系统、MIT(Massacnusetts Institute of Technology)人工智能实验室Boris Ka博士组织开发的START(SynTactic Analysis using Reversible Transformation)系统等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。这些答疑网站涉及的方面相当广泛，例如:K12 教育、大学教育和大众教育等领域。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部分，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，也可能仅仅是为了寻找作业或任务中需要的资源。从功能上来说，相比国内的答疑系统而言，国外的答疑系统功能比较简洁，所有的功能都是围绕答疑功能而设计，重点突出。国外系统的智能性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。这表现在自动答疑方面，有的系统(如Askjeeves fo Kids)的提问模块不但支持自然语言提问，还设计了问题的确认交互，通过这层交互，系统能够更精确地理解用户的问题，为问题的准确解答提高了保障。二、答疑系统存在的特点与问题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、没有专门的答疑模块。此类系统中教师与学生的信息交流方式仅局限于电子邮件点对点直接联系，或者利用系统留言版发布公告信息。2、具有初步的答疑模块。此类系统的特点是提供了WEB BBS 的讨论方式，也可以进行教师主持下的WEB实时聊天讨论。3、具备了自动答疑功能的答疑模块。4、具备了自动答疑模块并为数据库中的问题及答案记录建立了关建词索引以提高查询速度和精确度。然而，通过上面的分析，我们也可以发现上述的各种答疑系统还存在很多不足，包括:1、系统的智能化程度不高以 Answer web系统为例，用户提问时，只能采取纯文本关键词的逻辑组合形式，系统根据用户输入的关键词，利用结构化查询语言(SQL) 从数据库中进行选择查询，而结构化查询语言的搜索办法是对关键词的进行模糊匹配，不能提供多种行之有效的查询手段，可能会导致大量的冗余查询结果的产生，同时问题的漏检率有时也非常严重。这就要求用户具有一定的组织关键词的能力。这无疑给对计算机不很熟悉的用户造成困难。2、系统的运行负荷超载以上几种系统因其所采用计算机数据库技术的限制，决定了其查询必然要采用SQL语言。远程教育网站不仅仅是一门课程的教学，它可能要涵盖几百门课程的学习内容，每门课程又包含数以万计的答疑问题及问题的答案，此时数据库就会变的非常庞大。同时远程教育网站可能会有大量的同学同时登录并要求答疑，过度的并发操作去查询如此庞大的数据库，必然会导致服务器端的过量负荷，使查询速度大打折扣。特别是关键词匹配如果采用的的是全文匹配时，数据库会将查询关键词与数据库记录中所有的字段进行逐个匹配，此时的查询速度几乎就不能忍受。3、系统查全率不够高为了提高查询速度，有些答疑系统采用了为问题及问题答案创建关键词索引的办法。从问题和问题答案中筛选出最能代表该问题特征的一组关键词，并将关键词作为该答案记录的一个索引字段。当进行关键词的匹配搜索时只是将关键词与该记录的索引字段里所存储的内容进行匹配，将匹配成功的记录中真正的答案字段输出。此种方法无疑加快了数据查询的速度，但提取的问题及答案关键词并不能完全代表答案字段里的内容，可能会发生学生想要搜索的关键词并没有存储在答案记录中的关键词索引字段里，却存储在真正的答案字段里。这样有该问题的答案却没有被检索出来，导致检索的问题的查全率受到限制。同时答案关键词的提取及关键词索引字段的建立也会浪费大量的人力和时间，在系统构建的起始阶段需要耗费大量的工作量。4、系统跨平台性不够好当前的占很大比例的答疑系统多采用asp和后台数据库相结合创建答疑库，即使采用了全文索引的查询方式，也多采用vc或vb去实现索引的创建或关键词的分词。这对于windows操作系统是非常适用的，却不能应用于其它平台之下，这与远程答疑系统所要求的开放性不相符。三、答疑系统的设计策略独立运行的网上答疑系统和嵌入在教学平台上运行的答疑系统在用户、系统的功能、资源库结构和内容等方面都会不同。国内很多的答疑系统都属于后者。这类系统面对的用户群主要是参加教学或学习平台学习的学生和教师。在这类系统中，学生的问题围绕课程展开，因此，系统资源库的组织主要基于课程进行。然而以这种方式来组织知识和问题答案有一定的局限性，它割裂了各个课程知识之间的横向联系，不利于学生有效地进行基于知识的高层次的学习 !如探究式学习、研究性学习等。国外许多优秀网上答疑系统是独立运行，这使我们反思网上答疑系统的最大价值究竟是什么。不可否认，网上教学平台需要答疑系统的支持，那么什么样的系统既能够解答学生的课程问题，又能支持对学科的学习和理解呢？尤其是当前研究性学习在中小学校正广泛提倡和推广之时，我们更迫切需要一个拥有广博的、跨学科知识的网上答疑系统。因此局限在课堂相关问题解答的答疑系统是远远不够的，还需要很多基于学科或专业知识结构建立的网上答疑系统，这些系统可以基于多种专业知识资源构建，如学科知识结构、某类专业期刊、优秀教育网站。比起关注系统提供了哪些能够支持问题处理的功能，学生也许更关心系统能解答他们的哪些问题以及解答的质量。因此，答疑系统的功能设计并不追求功能的复杂和丰富，而应力求高质量的、最简单的满足用户的需求。通过分析可知，对于答疑系统的设计与实现主要包括以下方面：1、 系统的功能设计：用户登录、提问、人工答疑、自动答疑、问题反馈、系统管理等2、 系统的结构三层架构模式：（1）页面显示层用来显示系统的界面, 负责提供课程答疑系统的界面。学生、教师和管理员的操作均在此界面上进行, 并将操作请求信息传送给业务逻辑层, 最后将响应的结果通过页面层显示给用户。(2) 业务逻辑层。业务逻辑层又称为中间层, 它是整个分层模型的中介, 也是最重要的一层。它为页面显示层服务, 同时又与数据库直接关联, 通过ADO. NET( 如GridView) 技术实现对数据的操作。该层需要根据整个系统的功能设计, 构造出系统中各主要对象, 从而实现其大部分逻辑控制功能。很明显该层是ASP. NET 的程序开发中发挥空间最大的一层, 直接影响整个系统性能好坏。(3) 数据层。数据层是整个分层体系的最底层,它提供数据库操作接口和存储本系统的所有数据。主要用来实现与数据库的交互, 为业务逻辑层提供服务, 接受业务逻辑层对数据库操纵的请求, 实现对数据库查询、修改、更新和删除等功能, 并把运行结果提交给业务逻辑层应用服务器。3、数据库 数据库是整个系统的核心，怎样合理地进行信息建模和范式分解将直接影响整个数据库系统的运行效能。数据库系统的设计在完成所需功能的前提下，应力求逻辑关系简单，否则，数据库表之间的连接操作会大大降低系统的性能。四、总结答疑系统，较好的解决了网上教学中师生交流不充分的问题，使得师生通过网络交流与现实过程中在课堂交流一样，有一个面对面交流的机会。本系统采用 技术，所以具有较高的动态性、交互性和高效性；同时本系统的所有数据都是动态的，因此具有易扩展性。参考文献1潘大胜.基于ASP的程序设计动态教学网站的设计与实现J.赤峰学院学报.自然科学版,2009,(9):210-211.2赵建功,方一新.ASP.NET动态网站开发M.北京:中国计划出版社,2007:125-150. 3萨师煊,王珊.数据库系统概论（第四版）M.北京:高等教育出版社,2000:155-175.4邵鹏鸣.Visual C#程序设计基础教程M.北京:清华大学出版社,2005:76-97. 5吴培飞.