基于移动学习的智能答疑系统

基于移动学习的智能答疑系统
2011-01-24 14:56:06| 分类：教育行业 | 标签： |字号大中小订阅
移动教育作为一个将现代移动通讯和教育相结合而产生的学习新方式，将传统教育带入了一个新的阶段。

作为对实现移动学习的方式手段的一个探索，本文构建了一个基于手机的智能答疑系统，论述了对智能答疑系统的总体设想和系统功能设计，探讨了关于问题分析处理、答案搜索、数据分析管理等几个功能部件和相应个性信息数据库和知识数据库的建立等方面的问题。

［关键词］移动学习；智能答疑；手机；JAVA语言
一、移动学习的概念
移动学习即M-learning，是由E-learning延续发展而来，借助于网络和现代先进的通讯设备，使学习不再受时间、地域或者教师的限制，这是移动学习最大的优点。

但作为一种全新的学习方式，对于移动学习的概念界定，目前仍没有一个统一的认识。

一般认为Alexzander Dye等人对M-learning的定义较为具体：移动学习是一种在移动计算设备帮助下的能够在任何时间任何地点发生的学习，移动学习所使用的移动计算设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流。

根据移动学习的特点，我们可以从以下几个方面来把握移动学习的内涵：首先，移动学习是在数字化学习的基础上发展起来的，是数字化学习的扩展。

其次，移动学习除具备了数字化学习的所有特征之外，还有它独一无二的特性，即学习者不再被限制在电脑桌前，可以自由自在、随时随地进行不同目的、不同方式的学习。

学习环境是移动的，教师、研究人员、技术人员和学生等都是移动的。

最后，从它的实现方式来看，移动学习实现的技术基础是移动计算技术和互联网技术，即移动互连技术；实现的工具是小型化的移动计算设备也即IA 设备。

移动教育的蓬勃发展促使实现移动学习的手段也成为研究的一个重点，智能答疑系统就是一个具体的实现途径。

借助丰富的网络资源和在E-learning的推动下，国内外涌现出了很多的智能答疑系统，有嵌套在网络教学平台或
系统中的答疑系统，也有独立的平台或系统。

几乎所有的系统都是基于网络，在网上实现答疑。

二、智能答疑系统的平台
1．硬件平台
随着技术的发展，手机的功能也会越来越先进和完善，从可开发性和可拓展性出发，我们考虑采用一款JAVA手机作为智能答疑系统的硬件平台。

Java手机是在指支持Java 最小定义功能集合（Profile）的手机。

通常这个最小功能集合是MIDP。

手机的开放性得益于无线Java。

有了Java支持，手机从本质上就会发生极大的变化。

手机用户可以选择他们需要的应用，将其下载到自己的电话上。

手机的应用范围通过软件而得到扩充，从而为以后拓展扩充整个答疑系统功能创造条件。

2．软件平台
在实现系统模块的问题上，我们采用JAVA语言。

首先，JAVA是分布式的、面向对象的、不依赖于机器的结构，而且具有可移植性、安全性，并且提供了多线程并发的机制，以及代
码检验机制以保证安全性。

其次，它最大限度利用了网络，JAVA的Applet可在网络上传输而不受CPU和环境的限制。

另外，JAVA代码清晰合理、简明流畅，还提供了丰富的类库，使程序设计可以很方便地建立自己的系统。

配合手机硬件平台，我们采用Java 2微型版（Java 2 Micro Edition，J2ME），它适用于诸如移动电话等小型设备。

由无线消息传递支持的 J2ME 应用程序能独立于平台来访问无线通信资源，如全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication，GSM）网络的短信服务（SMS）和小区广播服务（CBS）。

三、智能答疑系统的模块设计与实现
移动教育最重要的特征就是要实现适时学习，当学生处在一定的时间、一定的地点、有学习的需要时，移动教育所要实现的就是提供学习条件，满足这样的学习需求。

正是基于上述对移动教育多方面的思考，我们设计了基于手机短信息功能的提问答疑方式。

用户通过手机，将问题以短信息形式发送到答疑系统服务器（位于互联网）；答疑系统服务器分析用户的短信息后转化成数据请求，并进行数据分析、处理，再将做出的回答发送给用户手机，完成答疑过程，我们设计了下图所示的基于手机的智能答疑系统。

从上面的流程图中我们可以了解答疑系统的几个重要模块和数据库，现分别介绍如下：
1．问题接收、发送模块
学习者的问题通过手机发送的短信息传送给答疑系统，系统接受短信息然后将答案回传给学习者，事实上这两个模块的功能实现的就是一个SMS(短消息业务)。

在提问方面，学习者用手机编辑问题发送给系统，系统接受到问题进入的通知，然后对问题进行检索，相关应用程序就可以对问题进行后续的处理。

系统处理检索好问题答案后又通过SMS的回传机制，将答案发送回学习者手机。

应用SMS答疑也可以实现当学习者不在服务区内，答案的短消息
就被存储在系统短消息中心，等用户出现之后再转发给他。

在电路交换数据环境中，连接是端到端的，所以学习者能够知道连接是否完成，以及数据传递的情况。

整个流程可以用下图表示：
2．学习者个性模型获取模块
学习者在第一次登陆系统的时候会在系统提示下进行一个个性调查的登记，被登记的资料将会在学习者模型获取模块中比对样本学习者个性进行个性归并，依照关联规则分析，进行个性获取，最终得到学习者个性模型。

这个模块的主要目的是想通过这样的个性获取，在回答学习者问题时，能够在一定程度上做到“个性的回答”，即每个学习者都有各自的学习特点和学习程度，依照他们的个性模型选择适合的答复，对学习者的个性学习比较有利。

3．问题搜索模块
由于答疑系统是针对某一特定知识块即课程内容的，即使学习者提出的问题是多种多样的，对于某一门具体的课程，不会频繁地变更，不同的用户对课程的理解一般又都有相似之处。

因此，大量的学生所提出的问题可以进行大致的功能性分类。

根据这一实际的特点，我们可以通过对问题进行类型分类，然后实现系统查找。

具体的思路就是，首先建立对应的知识点数据库，建立的方式采取一对一的形式，即一个知识点对应一个解释。

一个知识块对应一个表，并取相应的表名。

然后就要求提问的方式与数据库内知识表相对应，具体对应关系如图3：
在数据库里完成对问题答案的查询，我们可以根据查询的需要编写相应的SQL语句，完成在数据库内对问题答案的搜索。

其问题与语句对应关系可以如下图4表示：
4．数据库管理模块
数据库管理模块主要是对系统内的数据库进行相关的管理功能。

首先是将每次学习者提的问题存入个人信息数据库,并在一定的时间段，数据管理模块将对学习者所提问题涉及的知识章节进行统计，如果在某一特定章节的问题特别多，则证明学习者此章节内容掌握不好，就可及时给学习者提出学习建议。

同时，系统管理者根据一定时间段数据管理模块对整个知识体系内各章节学习者提问次数的统计，可以了解哪个章节内容还欠缺或者知识点表述不够充分，便于管理者及时充实知识数据库内容，完善系统。

具体过程可以用下图表示：
知识数据库的管理重在根据各种反馈情况，来进行数据库内部内容和结构的调整，包括系统自动存储专家答疑传回的知识点和管理者或专家人工调整增删数据库内容。

对于某个具体问题，专家可以决定与之相关联的关键字、知识点、章节点以及具体问题。

而对于一些没有意义或重复的问题，管理者也可以将其删除。

值得注意的是答案材料的增、删、改都必须考虑到整个系统结构的完整性。

四、结束语
智能答疑系统应用于移动教育，主要是面向学习者，提供一种实时的问题解答，满足学习者需求，提高学习者的学习效率。

本文设计的智能答疑系统主要是想借助手机的移动便捷性和从学习者的角度思考设计各功能模块，运用手机的SMS功能，使学习者方便地向系统传输问题，经系统对问题处理搜索后回答学习者，通过这样一个系统比较方便地实现一定的移动学习。

智能答疑系统应用于移动学习，是对实现移动教育的一个探索，它体现了移动教育移动性、即时性、随机性的特点，使学习的方式、场所、途径等得以扩展，有效地支持学习者全方位多层次学习的需要。

随着各项技术的发展，智能答疑系统的功能将更加完善和完备，所支持的移动学习层面也将不断发展。

[参考文献]
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［2］Graeme Daniel & Kevin Cox. Wireless Learning/ Mobile Learning/ M-Learning.
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[作者简介]
廖守琴，西北师范大学教育技术与传播学院。