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摘要:针对跨校区教学过程中课后面对面辅导答疑时间少的问题,首先分析当前网上答疑系统的现状,指出其无法满足理工科课程答疑要求的不足并给出改进措施,然后设计理工科专业课程群答疑平台的构建方案,最后提出课程群的知识关联和数学公式的输入显示等网上答疑系统关键技术的实现方法,为多校区办学课程答疑方式的改革提供具有现实意义的参考。
关键词:跨校区;课程群;答疑系统;知识关联
作者简介:黄亚飞(1975-),男,湖南郴州人,长沙理工大学电气与信息工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:计算机信息处理;樊绍胜(1966-),男,湖南湘乡人,长沙理工大学电气与信息工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:智能控制。(湖南 长沙 410114)
基金项目:本文系湖南省电子信息工程特色专业建设项目(项目编号:07A002)的研究成果。
课程答疑是教学过程中保障教学效果必不可少的重要环节,但是传统的答疑方式受时间、地点的制约比较严重,特别是在多校区办学的高校,师生碰面机会小、面对面答疑交流时间少已成为教学过程中的突出问题。本文在对跨校区教学中理工科课程答疑现状分析的基础上,总结当前网上在线答疑系统的不足并给出了改进措施,最后对课程群答疑交流平台的构建以及实现系统功能的关键技术进行了研究。
一、跨校区教学课程答疑的现状
国内部分高校为适应办学需要建设新的校区,或因高校合并组建新的大学后多个校区并存,这种一校多区的办学模式开拓了新的教育发展空间,弥补了教育资源的不足,增加了高校的竞争优势,解决了一些矛盾,但是也带来了新的问题,其中就包括课程辅导答疑的问题。
跨校区教学过程中,因为师生不同校区异地而居,学生除了上课时间几乎见不到任课教师,学生在学习中遇到的问题只能在课间休息时问教师,但因时间关系常常导致疑问不能一一解答。有些学生干脆在其他时间通过电话或邮件方式问问题,可由于教师不能面对面应用肢体语言、板书推演等手段,很多时候在解答完后学生对问题还是一知半解。虽然很多课程在教学阶段安排了固定答疑时间,但是一方面学生在答疑时间之外如果有问题仍不能及时得到解决,而且错过了一次答疑时间就只能等到下次答疑,这必然导致问题的积累,容易产生恶性循环;另一方面,若学生对本阶段知识掌握比较好,在答疑时间可能就不会有很多问题,而教师必须在该段时间内一直在答疑地点等候,这样势必无意义地浪费教师的时间。另外,由于招生规模不断扩大,每个教师的工作量也相应地增大,各个教学环节所花费的时间也较以往大幅增加,因而,很难找到整块的时间为学生答疑。总之,跨校区教学给师生课后辅导、答疑交流带来诸多不便。
二、网上答疑系统的不足及改进措施
网络信息技术的发展和普及为构建在线答疑系统提供了便利,这种系统的优势在于能充分利用网络资源,活跃师生交流互动,确保答疑过程不受时间、空间限制,提高了教学效率,具有高度灵活性和针对性。合理利用网上答疑系统能有效解决跨校区教学中面对面答疑的时空限制。然而,目前大多数的系统还不能满足理工科专业课程答疑的要求,其不足之处和改进措施如下:
1.答疑课程对象单一
课程答疑系统常见于高校各级(国家级、省级和校级)精品课程的网站中,然而系统只针对单门课程答疑,其他大多数非精品课程却没有这种“待遇”,致使学生的受益面太窄。即使对于拥有答疑系统的同一院校多门课程,目前也是相互独立没有统一的入口,学生上网提问时对不同课程需要进入不同网站,这无疑造成学生操作上的麻烦,降低了学生参与提问的积极性。其实同专业不同课程间知识联系紧密,专业学习中遇到的各种问题往往涉及多门专业课,因此,需要搭建课程群答疑交流平台,把专业相关的所有课程答疑整合到一起,利用中文分词技术自动建立不同课程不同问题间的知识关联并呈现给提问者。相比单一课程答疑,课程群答疑平台能使学生感知专业学习中的连贯性和依存性,使学生在答疑解惑的同时达到触类旁通的学习效果。
2.提问解答的呈现形式单调
现有的网上答疑系统大都是在留言板或聊天室的基础上构建,不论是学生提问还是教师解答基本是纯文本的呈现形式,缺乏对多媒体的支持,这种简单的纯文本表现形式的答疑系统难以满足专业答疑的要求。而在理工科课程答疑的过程中,师生们为了准确清晰、生动形象地表述问题和答案,不可避免地要用到各种公式、符号、图形和图表,有时还要借助声音、动画以及视频等,其内在要求是:它们都能在网页直接显示或播放,而不是下载后才能查看的附件形式。这需要在答疑系统中无缝嵌入公式编辑、多媒体播放等软件,以便实现上述答疑信息的直接呈现。
3.答疑交流手段简单
答疑系统或者使用讨论或者使用搜索匹配的方式来解答课程疑问,而没有将二者很好地结合起来。实际上,这两种方式对于疑问的快速解答都具有不可或缺的作用。另外,系统一般采用学生提问、教师解答的答疑模式,而没有鼓励学生参与答疑解惑的相应措施,忽略了同学间互助学习、探讨交流的意愿。不可否认,任何一个答疑系统的领域知识再全面,也不可能覆盖该领域的所有方面,更不可能包含用户潜在的所有问题的答案,所以答疑系统必须是开放性的,师生间和同学间的讨论交流都不能忽视,个性化与柔性化教育在答疑过程中应该得到延续。
4.缺少对答疑的反馈评价
无论是哪种教学模式,评价都是一个非常重要的环节,答疑系统中提问者应该对教师或其他同学的回复进行优劣程度的评定,教师也应对学生所提问题的质量进行等级的评定,最后将这些数据综合起来作为评价的标准。而在多数答疑系统或答疑板块中却没有这些反馈评价,教师的解答是否清晰易懂、学生的提问是否启发思维等都得不到反映。
5.师生交互的同步性较差
系统只有留言功能,没有其他同步提醒方式,提问和回答信息只能在进入系统后才能获得。因此,可能出现在教师不知情的情况下学生提问长时间无人解答,严重影响师生网上交互的效果,并造成学生专业学习中问题的积累。因此,需要系统具备邮件通知和同步交流功能。若双方同时在线可利用实时同步交流的方式解答疑问,这样效率更高,效果更好。但教师不是时时在线,师生大部分时间是异步答疑,提问和回复邮件通知方式为教师答疑节省了时间,照顾了提问者希望尽快回复的急切心情。
三、专业课程群答疑平台的构建及实现
1.答疑平台的构建方案
为弥补当前网上答疑系统的不足,首先需要选择一种适合构建课程群答疑交流平台的形式,使其易于扩展关键字搜索、附件添加、邮件通知、知识关联、复杂公式输入显示等功能。答疑系统主要有以下三种形式:留言板或聊天室、自助查询以及BBS论坛,其中BBS论坛形式有诸多优势,如交互性强,群体讨论方便,可按课程分成多个板块,可内嵌内容搜索、邮件系统、即时通讯等丰富功能,并能扩展添加其他实用工具,因此本文答疑平台的构建采用BBS论坛形式。
根据以上给出的改进措施,我们设计了理工科专业课程群答疑交流平台的操作流程,如图1所示。在该方案中,学生在学习某门课程产生疑问后,首先在平台的课程答疑子板块提交问题,在中文分词技术的支持下,系统会将问题拆分成一个个关键字,然后自动检索课程群答疑资源库并呈现相关联的所有答疑信息,包括其他课程的问题及答复信息。如果提问者在这些信息中找到了问题答案,则可以对答案进行评价打分,系统会将此反馈信息存入资源库;如果未找到满意的答案,则系统将判断任课教师是否在线:若在线,师生直接进行同步答疑交流,若不在线,系统将以邮件方式告知任课教师有新问题需要答复,即进入异步答疑阶段。对于未在第一时间解答的疑问,其他学生也可以作答。异步答疑可能要持续多轮,直到提问者获得满意答案并给出反馈评价。当然,为反映学生提问的质量,作答教师或学生应对提问进行评价打分,所有问题、答案以及评价信息都将存入资源库。从图1可以看出,资源库是整个答疑平台的核心,随着系统的运行使用,资源库将不断丰富,有了完善的资源库,师生间跨校区专业课程群的答疑交流将更加轻松和高效。
2.功能实现的关键技术
(1)答疑平台开发工具的选择。开发Web应用程序的主流技术有ASP.net(动态服务器网页)、PHP(超级文本预处理语言)、JSP(Java服务器端语言),另外还需要相关的配套开发工具,如数据库管理语言、Web应用服务器等。本文采用当今最流行的Web编程组合PHP+MySQL实现答疑系统,该编程组合性能优异、功能全面、安全稳定,是一个适用于各种服务器环境的高效论坛系统解决方案。
(2)课程群相互之间知识的自动关联。学习中的疑问往往涉及多门专业课,课程群答疑的最大优势在于能够从联系紧密的不同课程的角度进行解答,于是对知识的自动关联提出了必然要求,借助问题关键字的高效检索技术可以实现这一要求。目前有多种专业的开源搜索技术,如中国科学院研发的一套专门的中文分词工具开源包,对开源包稍加修改就能直接嵌入答疑系统。当问题被提交后立即在后台进行关键字检索,搜索得到的关联答疑信息在前台呈现给提问者,该方式有助于全面、彻底地解决学生疑惑。
(3)复杂数学公式的直接输入显示问题。理工科专业课程答疑无法避免地需要用到公式,但网页不支持数学公式直接输入。一种解决方法是将MathType编辑得到的公式转成图片再插入,该方法工作量大;另一种方法直接将包含公式的Word、PowerPoint文件以附件上传,显然这不便于浏览阅读;还有的是在系统嵌入MathPlayer软件,通过代码实现公式直接输入显示的功能,该方法要求熟悉LaTeX语法,专业性太强。本文课程群答疑平台的数学公式的输入利用网上在线公式编辑器实现,这是一种所见即所得方式,编辑输入方便、显示效果佳。
(4)提问及答复的实时通知。为提高问题解决的效率和提问者的学习积极性,要求教师能在第一时间答复所有提问,邮件实时通知使得这一要求成为可能。QQ和MSN等实时通讯软件不仅可以传递多媒体信息,同时也都有新邮件实时提示功能,或者使用Foxmail等邮箱或其他软件也能实现邮件实时提示。在手机普及的今天,更高效的方式是提问者直接或利用飞信软件发送短消息提醒答疑教师及时答复。
四、结语
针对跨校区教学过程中课后辅导答疑出现的新问题,在分析目前网上答疑系统不足的基础上构建了理工科课程群答疑平台,提出了课程群的知识关联和公式的直接输入显示等理工科课程网上答疑关键技术的实现方法,希望这些设想和尝试能对关注网络答疑系统建设的人们提供一点启发和帮助。多校区办学是当前大多数高校的办学模式,教学是立校之本,辅导答疑是教学的重要组成部分,其好坏直接影响到教学效率和效果,因此,跨校区课程群答疑系统平台的构建有着很重要的现实意义。
参考文献:
[1]李潮锐.跨校区物理实验教学平台的构建[J].实验室研究与探索,2007,26(4):98-100.
[2]王宪杰,侯仁民,赵旭强.集体答疑制度的实施方案与效果分析[J].中国大学教学,2007,(4):18-20.
[3]余文利.基于领域知网的中文自动答疑系统的设计[J].计算机系统应用,2009,(3):1-5.
[4]高建,房晓东.现代远程教育中智能答疑系统的现状及其分析[J].广东广播电视大学学报,2009,18(41):109-112.
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:跨校区;课程群;答疑系统;知识关联
作者简介:黄亚飞(1975-),男,湖南郴州人,长沙理工大学电气与信息工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:计算机信息处理;樊绍胜(1966-),男,湖南湘乡人,长沙理工大学电气与信息工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:智能控制。(湖南 长沙 410114)
基金项目:本文系湖南省电子信息工程特色专业建设项目(项目编号:07A002)的研究成果。
课程答疑是教学过程中保障教学效果必不可少的重要环节,但是传统的答疑方式受时间、地点的制约比较严重,特别是在多校区办学的高校,师生碰面机会小、面对面答疑交流时间少已成为教学过程中的突出问题。本文在对跨校区教学中理工科课程答疑现状分析的基础上,总结当前网上在线答疑系统的不足并给出了改进措施,最后对课程群答疑交流平台的构建以及实现系统功能的关键技术进行了研究。
一、跨校区教学课程答疑的现状
国内部分高校为适应办学需要建设新的校区,或因高校合并组建新的大学后多个校区并存,这种一校多区的办学模式开拓了新的教育发展空间,弥补了教育资源的不足,增加了高校的竞争优势,解决了一些矛盾,但是也带来了新的问题,其中就包括课程辅导答疑的问题。
跨校区教学过程中,因为师生不同校区异地而居,学生除了上课时间几乎见不到任课教师,学生在学习中遇到的问题只能在课间休息时问教师,但因时间关系常常导致疑问不能一一解答。有些学生干脆在其他时间通过电话或邮件方式问问题,可由于教师不能面对面应用肢体语言、板书推演等手段,很多时候在解答完后学生对问题还是一知半解。虽然很多课程在教学阶段安排了固定答疑时间,但是一方面学生在答疑时间之外如果有问题仍不能及时得到解决,而且错过了一次答疑时间就只能等到下次答疑,这必然导致问题的积累,容易产生恶性循环;另一方面,若学生对本阶段知识掌握比较好,在答疑时间可能就不会有很多问题,而教师必须在该段时间内一直在答疑地点等候,这样势必无意义地浪费教师的时间。另外,由于招生规模不断扩大,每个教师的工作量也相应地增大,各个教学环节所花费的时间也较以往大幅增加,因而,很难找到整块的时间为学生答疑。总之,跨校区教学给师生课后辅导、答疑交流带来诸多不便。
二、网上答疑系统的不足及改进措施
网络信息技术的发展和普及为构建在线答疑系统提供了便利,这种系统的优势在于能充分利用网络资源,活跃师生交流互动,确保答疑过程不受时间、空间限制,提高了教学效率,具有高度灵活性和针对性。合理利用网上答疑系统能有效解决跨校区教学中面对面答疑的时空限制。然而,目前大多数的系统还不能满足理工科专业课程答疑的要求,其不足之处和改进措施如下:
1.答疑课程对象单一
课程答疑系统常见于高校各级(国家级、省级和校级)精品课程的网站中,然而系统只针对单门课程答疑,其他大多数非精品课程却没有这种“待遇”,致使学生的受益面太窄。即使对于拥有答疑系统的同一院校多门课程,目前也是相互独立没有统一的入口,学生上网提问时对不同课程需要进入不同网站,这无疑造成学生操作上的麻烦,降低了学生参与提问的积极性。其实同专业不同课程间知识联系紧密,专业学习中遇到的各种问题往往涉及多门专业课,因此,需要搭建课程群答疑交流平台,把专业相关的所有课程答疑整合到一起,利用中文分词技术自动建立不同课程不同问题间的知识关联并呈现给提问者。相比单一课程答疑,课程群答疑平台能使学生感知专业学习中的连贯性和依存性,使学生在答疑解惑的同时达到触类旁通的学习效果。
2.提问解答的呈现形式单调
现有的网上答疑系统大都是在留言板或聊天室的基础上构建,不论是学生提问还是教师解答基本是纯文本的呈现形式,缺乏对多媒体的支持,这种简单的纯文本表现形式的答疑系统难以满足专业答疑的要求。而在理工科课程答疑的过程中,师生们为了准确清晰、生动形象地表述问题和答案,不可避免地要用到各种公式、符号、图形和图表,有时还要借助声音、动画以及视频等,其内在要求是:它们都能在网页直接显示或播放,而不是下载后才能查看的附件形式。这需要在答疑系统中无缝嵌入公式编辑、多媒体播放等软件,以便实现上述答疑信息的直接呈现。
3.答疑交流手段简单
答疑系统或者使用讨论或者使用搜索匹配的方式来解答课程疑问,而没有将二者很好地结合起来。实际上,这两种方式对于疑问的快速解答都具有不可或缺的作用。另外,系统一般采用学生提问、教师解答的答疑模式,而没有鼓励学生参与答疑解惑的相应措施,忽略了同学间互助学习、探讨交流的意愿。不可否认,任何一个答疑系统的领域知识再全面,也不可能覆盖该领域的所有方面,更不可能包含用户潜在的所有问题的答案,所以答疑系统必须是开放性的,师生间和同学间的讨论交流都不能忽视,个性化与柔性化教育在答疑过程中应该得到延续。
4.缺少对答疑的反馈评价
无论是哪种教学模式,评价都是一个非常重要的环节,答疑系统中提问者应该对教师或其他同学的回复进行优劣程度的评定,教师也应对学生所提问题的质量进行等级的评定,最后将这些数据综合起来作为评价的标准。而在多数答疑系统或答疑板块中却没有这些反馈评价,教师的解答是否清晰易懂、学生的提问是否启发思维等都得不到反映。
5.师生交互的同步性较差
系统只有留言功能,没有其他同步提醒方式,提问和回答信息只能在进入系统后才能获得。因此,可能出现在教师不知情的情况下学生提问长时间无人解答,严重影响师生网上交互的效果,并造成学生专业学习中问题的积累。因此,需要系统具备邮件通知和同步交流功能。若双方同时在线可利用实时同步交流的方式解答疑问,这样效率更高,效果更好。但教师不是时时在线,师生大部分时间是异步答疑,提问和回复邮件通知方式为教师答疑节省了时间,照顾了提问者希望尽快回复的急切心情。
三、专业课程群答疑平台的构建及实现
1.答疑平台的构建方案
为弥补当前网上答疑系统的不足,首先需要选择一种适合构建课程群答疑交流平台的形式,使其易于扩展关键字搜索、附件添加、邮件通知、知识关联、复杂公式输入显示等功能。答疑系统主要有以下三种形式:留言板或聊天室、自助查询以及BBS论坛,其中BBS论坛形式有诸多优势,如交互性强,群体讨论方便,可按课程分成多个板块,可内嵌内容搜索、邮件系统、即时通讯等丰富功能,并能扩展添加其他实用工具,因此本文答疑平台的构建采用BBS论坛形式。
根据以上给出的改进措施,我们设计了理工科专业课程群答疑交流平台的操作流程,如图1所示。在该方案中,学生在学习某门课程产生疑问后,首先在平台的课程答疑子板块提交问题,在中文分词技术的支持下,系统会将问题拆分成一个个关键字,然后自动检索课程群答疑资源库并呈现相关联的所有答疑信息,包括其他课程的问题及答复信息。如果提问者在这些信息中找到了问题答案,则可以对答案进行评价打分,系统会将此反馈信息存入资源库;如果未找到满意的答案,则系统将判断任课教师是否在线:若在线,师生直接进行同步答疑交流,若不在线,系统将以邮件方式告知任课教师有新问题需要答复,即进入异步答疑阶段。对于未在第一时间解答的疑问,其他学生也可以作答。异步答疑可能要持续多轮,直到提问者获得满意答案并给出反馈评价。当然,为反映学生提问的质量,作答教师或学生应对提问进行评价打分,所有问题、答案以及评价信息都将存入资源库。从图1可以看出,资源库是整个答疑平台的核心,随着系统的运行使用,资源库将不断丰富,有了完善的资源库,师生间跨校区专业课程群的答疑交流将更加轻松和高效。
2.功能实现的关键技术
(1)答疑平台开发工具的选择。开发Web应用程序的主流技术有ASP.net(动态服务器网页)、PHP(超级文本预处理语言)、JSP(Java服务器端语言),另外还需要相关的配套开发工具,如数据库管理语言、Web应用服务器等。本文采用当今最流行的Web编程组合PHP+MySQL实现答疑系统,该编程组合性能优异、功能全面、安全稳定,是一个适用于各种服务器环境的高效论坛系统解决方案。
(2)课程群相互之间知识的自动关联。学习中的疑问往往涉及多门专业课,课程群答疑的最大优势在于能够从联系紧密的不同课程的角度进行解答,于是对知识的自动关联提出了必然要求,借助问题关键字的高效检索技术可以实现这一要求。目前有多种专业的开源搜索技术,如中国科学院研发的一套专门的中文分词工具开源包,对开源包稍加修改就能直接嵌入答疑系统。当问题被提交后立即在后台进行关键字检索,搜索得到的关联答疑信息在前台呈现给提问者,该方式有助于全面、彻底地解决学生疑惑。
(3)复杂数学公式的直接输入显示问题。理工科专业课程答疑无法避免地需要用到公式,但网页不支持数学公式直接输入。一种解决方法是将MathType编辑得到的公式转成图片再插入,该方法工作量大;另一种方法直接将包含公式的Word、PowerPoint文件以附件上传,显然这不便于浏览阅读;还有的是在系统嵌入MathPlayer软件,通过代码实现公式直接输入显示的功能,该方法要求熟悉LaTeX语法,专业性太强。本文课程群答疑平台的数学公式的输入利用网上在线公式编辑器实现,这是一种所见即所得方式,编辑输入方便、显示效果佳。
(4)提问及答复的实时通知。为提高问题解决的效率和提问者的学习积极性,要求教师能在第一时间答复所有提问,邮件实时通知使得这一要求成为可能。QQ和MSN等实时通讯软件不仅可以传递多媒体信息,同时也都有新邮件实时提示功能,或者使用Foxmail等邮箱或其他软件也能实现邮件实时提示。在手机普及的今天,更高效的方式是提问者直接或利用飞信软件发送短消息提醒答疑教师及时答复。
四、结语
针对跨校区教学过程中课后辅导答疑出现的新问题,在分析目前网上答疑系统不足的基础上构建了理工科课程群答疑平台,提出了课程群的知识关联和公式的直接输入显示等理工科课程网上答疑关键技术的实现方法,希望这些设想和尝试能对关注网络答疑系统建设的人们提供一点启发和帮助。多校区办学是当前大多数高校的办学模式,教学是立校之本,辅导答疑是教学的重要组成部分,其好坏直接影响到教学效率和效果,因此,跨校区课程群答疑系统平台的构建有着很重要的现实意义。
参考文献:
[1]李潮锐.跨校区物理实验教学平台的构建[J].实验室研究与探索,2007,26(4):98-100.
[2]王宪杰,侯仁民,赵旭强.集体答疑制度的实施方案与效果分析[J].中国大学教学,2007,(4):18-20.
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[4]高建,房晓东.现代远程教育中智能答疑系统的现状及其分析[J].广东广播电视大学学报,2009,18(41):109-112.
(责任编辑:麻剑飞)