基于moodle平臺答疑系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

（江門市新會區(qū)衛(wèi)生成人中等專業(yè)學(xué)校，廣東江門 529100）

摘 要：本文基于Moodle（Modular Object-Oriented DynaMic Learning EnvironMent，模塊化面向?qū)ο蟮膭討B(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境）平臺，進行二次開發(fā)，設(shè)計并實現(xiàn)了一個答疑系統(tǒng)。該系統(tǒng)的核心采用本地搜索、全網(wǎng)搜索、向教師求助的三級搜索策略；該系統(tǒng)可以高效準確的定位問題的答案，使學(xué)生的疑問得到及時有效的解決。另外為了動態(tài)擴充本地數(shù)據(jù)庫的信息和資源，以適應(yīng)知識動態(tài)增長，不斷更新的特性，還集成了提出問題、回答問題、編輯問題的功能。

關(guān)鍵詞：答疑系統(tǒng)；搜索；Moodle；二次開發(fā)

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 09-0000-03

1 引言

網(wǎng)絡(luò)教育主要是針對某個特定領(lǐng)域內(nèi)的知識進行學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)具有一定的智能性，能夠解答學(xué)生的疑問，幫助學(xué)生快速、準確地找到他們真正需要的網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境[3]。

2 答疑系統(tǒng)現(xiàn)狀

國內(nèi)在解答學(xué)生疑問，進行師生信息交流方面，可劃分為下面三種類型[1]：第一類，沒有專門的答疑部分，師生的信息交流僅僅限于電子郵件、留言板或聊天室等簡單的方式。這一類遠程教育系統(tǒng)可以看成是電視大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)版，沒有發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢。第二類，具有初步的答疑系統(tǒng)，提供了類似于BBS形式的討論和在老師主持下的以聊天方式進行的模擬課堂。第三類，具備了一定能力的答疑系統(tǒng)，這些系統(tǒng)提供了一個數(shù)據(jù)庫，用戶可以通過關(guān)鍵詞檢索的形式來查詢信息。系統(tǒng)檢索到信息以后就將答案返回給用戶，否則將問題存儲在數(shù)據(jù)庫中留給專家解答。用戶以后則可以進入系統(tǒng)后利用查看答案的選項來查看答案。雖然第三類已可以滿足一定的網(wǎng)絡(luò)教育答疑的要求，但是仍然存在幾點不足：系統(tǒng)的知識的管理能力不足，不能有效管理信息；沒有有效利用外部資源；沒有實時信息傳送等。

與國內(nèi)的答疑系統(tǒng)不同的是，國外有許多專門的、出色的、智能化的答疑系統(tǒng)。這些系統(tǒng)，如Ask Jeeves公司Ask Jeeves for Kids網(wǎng)上答疑系統(tǒng)、Zhiping Zheng博士組織開發(fā)的AnswerBus答疑系統(tǒng)、MIT（Massachusettsh stitute of Technofogy）人工智能實驗室的Boris Katz博士組織并開發(fā)的START（SynTactic Analysis using Reversible TransforMation）系統(tǒng)等幾乎都是獨立運行的系統(tǒng)，它們不屬于任何教學(xué)或?qū)W習(xí)平臺[2]。這類系統(tǒng)所扮演的角色更像是一個專業(yè)領(lǐng)域資源的提供者，提問者借助系統(tǒng)解答的問題不一定是某個完整的教學(xué)過程中的一部分，他們通過尋求答案可能是為了解決他們在相應(yīng)學(xué)科的問題，也可能僅僅是為了滿足好奇心，或者是為了尋找作業(yè)或任務(wù)中需要的資源。

從功能上來說，相比國內(nèi)的系統(tǒng)而言，國外的答疑系統(tǒng)功能比較簡潔，所有的功能都是圍繞答疑功能而設(shè)計，重點突出。由于國外的答疑系統(tǒng)主要采用英語語系，而目前基于英語語系的自然語言處理技術(shù)、文本檢索和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)都已經(jīng)得到了長期的發(fā)展，并取得了優(yōu)秀的成果，正是這些技術(shù)的發(fā)展為答疑系統(tǒng)的智能性、高準確率提供了保證。國外系統(tǒng)的智能性主要體現(xiàn)在人機理解的自然語言接口和相應(yīng)的問題查詢和反饋上，這表現(xiàn)在自動答疑方面。有的系統(tǒng)（如Ask Jeeves for Kids）在提問模塊不但支持自然語言提問，還設(shè)計了問題的確認交互，通過這層交互，系統(tǒng)能夠更精確地理解用戶的問題，為問題的準確解答提高了保障；在問題呈現(xiàn)方面，系統(tǒng)會基于問題的類型提供給用戶較為簡潔的答案，一般有關(guān)時間、人物、地點、概念等類型的問題，其答案的簡潔性和正確性較高。國外答疑系統(tǒng)的資源庫的突出特點是其擁有非常豐富且高質(zhì)量的內(nèi)容，比如Ask Jeeves for Kids系統(tǒng)的所有答案均是來自數(shù)以萬計通過查詢和確定的其他網(wǎng)站的鏈接。這些網(wǎng)站資源是人為建設(shè)的，并不是軟件搜索得到的，因此，每一個答案鏈接都與問題有關(guān)。國外答疑系統(tǒng)的資源庫的另一個特色在于其不只包括知識庫還包括信息庫。這樣，答案中呈現(xiàn)的信息既包括對問題的解答，也包括能夠解答相關(guān)問題的網(wǎng)上資源的信息。與系統(tǒng)的獨立性相關(guān)的是，和國內(nèi)針對學(xué)科和課本的內(nèi)容體系相比，由于國外系統(tǒng)多是獨立平臺，因此，答案資源庫的內(nèi)容采用了內(nèi)容更加豐富和廣泛的主題式或?qū)I(yè)領(lǐng)域式內(nèi)容組織體系。

3 moodle平臺的答疑功能分析

Moodle是由澳大利亞的Martin Dougiamas博士主持開發(fā)的開源學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，它的重要特色是以社會建構(gòu)教學(xué)法為設(shè)計基礎(chǔ)，教育者（老師）和學(xué)習(xí)者（學(xué)生）都是平等的主體[3]。Moodle的教學(xué)設(shè)計思想之一，就是強調(diào)學(xué)習(xí)的社會性，認為學(xué)習(xí)是一個社會活動，他所關(guān)注的是怎樣在為他人創(chuàng)造學(xué)習(xí)資源的過程中產(chǎn)生學(xué)習(xí)效果。學(xué)生和教師都是主體，享有平等的地位。在教學(xué)活動中，他們相互合作，根據(jù)自己以往的經(jīng)驗共同構(gòu)建知識。Moodle的教學(xué)設(shè)計思想之二，就是強調(diào)學(xué)習(xí)的自我構(gòu)建功能，同時它體現(xiàn)了兩個顯著特點：一是以模塊化的形式面向?qū)W生，提供動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境；二是學(xué)生想起什么就可以做什么，自由的發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。

答疑系統(tǒng)的設(shè)計思想也應(yīng)該具有社會性和自我構(gòu)建能力。在設(shè)計答疑系統(tǒng)時，要充分考慮到群體的力量，為了解答學(xué)生的疑難問題，可以把回答問題的權(quán)限擴大，集思廣益，才能把問題圓滿解決。另外，把答疑的過程看成是知識建構(gòu)的一部分，充分挖掘?qū)W生的潛力和創(chuàng)造力，使答疑系統(tǒng)的功效達到最高。

通過對基于網(wǎng)絡(luò)的答疑系統(tǒng)進行分析，一個好的答疑系統(tǒng)應(yīng)該具備以下特性：

（1）正確性：提供的答案要正確無誤才能使學(xué)生的問題得到解決。

（2）及時性：答疑系統(tǒng)必須在最短的時間內(nèi)解除學(xué)生的困惑。

（3）多樣性：由于問題的千變?nèi)f化導(dǎo)致了問題答案的呈現(xiàn)方式也多種多樣，所以要根據(jù)答案的特點采取多種不同的表現(xiàn)形式來呈現(xiàn)給學(xué)生。

Moodle平臺提供了各種各樣的課程活動模塊，教師可以根據(jù)教學(xué)需要選擇合適的模塊，為教學(xué)活動創(chuàng)建互動式環(huán)境。以下是Moodle提供為答疑系統(tǒng)提供的標準課程活動。包括：討論區(qū)（Forum）模塊、資源（Resource）模塊、聊天室（Chat）模塊、wiki模塊、詞匯表模塊。以上模塊都很好的支持了學(xué)習(xí)活動的實施，而且功能相對完善。但是如何把這些模塊有效的組織在一起為學(xué)生的學(xué)習(xí)進行正確、及時、多樣的答疑是最重要的。

分析了Moodle關(guān)于答疑的功能并結(jié)合答疑系統(tǒng)的特性，Moodle存在以下問題：

（1）Moodle提供的答疑功能雖然很豐富，但各個模塊相對獨立，不能形成一個有機的整體。

（2）Moodle對中文的支持不健全。字符集編碼的問題表現(xiàn)在使用Moodle在線編寫教學(xué)內(nèi)容的時候，由于不同國家使用的默認字符集不同，混合編排的教學(xué)內(nèi)容常出現(xiàn)亂碼。由于Moodle開發(fā)者的母語是英語，Moodle對中文搜索的支持就遠遠達不到要求，它是基于字符串匹配的搜索算法，只有完全匹配才可以返回結(jié)果，而且Moodle提供的“全局搜索”功能也不健全。對于答疑系統(tǒng)，搜索是最重要的功能之一，所以，必須開發(fā)新模塊，以滿足“中文”答疑系統(tǒng)的需求。

4 答疑系統(tǒng)的設(shè)計

針對答疑系統(tǒng)的特性，結(jié)合Moodle關(guān)于答疑模塊的功能，提出了一個基于Moodle平臺的答疑系統(tǒng)，該系統(tǒng)針對某個特定領(lǐng)域內(nèi)的知識的同時，具有一定的智能性，能夠解答學(xué)生的疑問，幫助學(xué)生快速、準確地找到他們真正需要的答案。該系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其中：

（1）查詢模塊是系統(tǒng)的核心，是問題和答案展現(xiàn)的智能通道，學(xué)生也是從這里找到所需要的答案的。

（2）提問與解答模塊是為了彌補前一個功能的不足，當(dāng)學(xué)生沒有搜索到所希望的答案時，可以通過提問讓其他學(xué)生或是教師來回答，當(dāng)有答案給出時，系統(tǒng)會發(fā)送一份EMAIL給提問者，通知他查看答案。

（3）問題擴展查詢模塊是三級搜索中的第二級，它的基本原理是調(diào)用現(xiàn)今流行的Internet資源庫來解答學(xué)生的疑問，這樣做的好處是即解答了學(xué)生的疑問又使自己的知識庫得以豐富，利用了現(xiàn)成的資源，節(jié)省成本。

（4）問題統(tǒng)計模塊是為了計算問題被問到的頻率和點擊率，以了解大多數(shù)學(xué)生的疑問是什么，對教師的教學(xué)重難點有一個很好的提示作用。

（5）人工答疑模塊主要是教師通過聊天室、E-mail和留言板與學(xué)生進行交流。

本答疑系統(tǒng)設(shè)計了三級搜索策略，第1級：本地搜索；第2級：全網(wǎng)搜索；第3級：人工答疑。該三級搜索策略有知識面覆蓋全面、具備一定的智能性、用戶的疑問可以最終得到解決的優(yōu)點。

用戶使用答疑系統(tǒng)的步驟如下。

第1步：用戶輸入關(guān)鍵字或者文本；

第2步：系統(tǒng)智能分詞；

第3步：在本地搜索答案；

此過程分兩種情況：

（1）如果找到匹配答案則呈現(xiàn)給用戶。

（2）如果找不到匹配答案，則進入二級搜索，進入第4步。也可以直接提問，系統(tǒng)自動寫入數(shù)據(jù)庫，等待其他學(xué)生或者教師來解答。

第4步：利用互聯(lián)網(wǎng)上的主流搜索引擎（百度，愛問，雅虎知識堂等搜索答案，再呈現(xiàn)給用戶。

第5步：如果以上幾步還是無法滿足用戶需要，進入人工答疑。

5 答疑系統(tǒng)的實現(xiàn)

在Moodle的Mod文件夾下新建模塊，名稱為answer，該新建模塊是按照三級搜索技術(shù)來實現(xiàn)的，可以完成系統(tǒng)框架圖中的基于文本的關(guān)鍵字查詢、提問、解答、借用流行搜索引擎、問題統(tǒng)計的功能。本系統(tǒng)需要在Moodle數(shù)據(jù)庫中添加2個數(shù)據(jù)表，即：用于存儲模塊注冊信息的表Mdl_answer（表1）用于存儲問題信息的表Mdl_answer_ question（表2）。

表1 Mdl_answer數(shù)據(jù)表

Field Type 備注

Id bigint（10） 編號

Course bigint（10） 所屬課程

Name Varchar（255） 名稱

summary Text 概要

eMail Varchar（100） 教師EMAIL

Click bigint（10） 點擊率

createtiMe bigint（10） 創(chuàng)建時間

表2 Mdl_answer_question數(shù)據(jù)表

Field Type 備注

Id bigint（10） 編號

Course bigint（10） 所屬課程

question varchar（255） 問題

answer varchar（255） 答案

eMail varchar（100） 提問者EMAIL

Click bigint（10） 點擊率

createtiMe bigint（10） 創(chuàng)建時間

Isok smallint（1） 審核

答疑系統(tǒng)的部分關(guān)鍵代碼如下：

（1）提取關(guān)鍵字程序

$str=base64_encode（trim（$_POST['Mydata']））；

$str=base64_decode（$str）；

//計算字符串中的空格數(shù)

for（$i=0；$i

{ if（$str[$i]==" "）

$num=$num+1； }

（2）查詢語句，查詢符合條件的結(jié)果

$query="select * from（"；

for（$i=0；$i

{ if（$i==0） {$exploded_string[0]=trim（$exploded_string[0]）；

$query.="select * from mdl_answer_question where question like '%$exploded_string[0]%'"； }

Else {

$exploded_string[$i]=trim（$exploded_string[$i]）；

$query.="UNION select * from mdl_answer_question where question like '%$exploded_string[$i]%'"； } }

$query.=" and isok=1） T ORDER BY id desc"；

$result=Mysql_query（$query）；

$num_records=Mysql_num_rows（$result）；

（3）在Moodle中添加谷歌和百度搜索框

<！-- Search Google -->