網絡答疑是多媒體網絡教學系統(tǒng)不可缺少的功能之一。近年來，人們陸續(xù)研制和開發(fā)了一系列網絡答疑系統(tǒng)，這些網絡答疑系統(tǒng)已在教學過程中發(fā)揮較大作用，但其均不同程度地存在一些問題。(1)系統(tǒng)的自適應性能較差。如進行問題關鍵詞匹配時，經常答非所問。(2)問題及答案的表現形式不夠豐富，主要以文本為主，缺乏必要的圖像、聲音等多媒體支持能力。(3)數據管理功能薄弱，多采用e-mail、留言板或BBS等方式進行問題解答，難以充分利用高效的數據庫管理技術，不便于數據的重復利用。(4)標準化程度不高，在設計時并未考慮標準化問題，導致重要資源無法共享等。
　　本文以先進的智能代理（Agent）理論與技術為基礎，提出一種新的智能網絡答疑系統(tǒng)模型，討論該答疑系統(tǒng)中問題庫的自動形成機制，并介紹智能網絡答疑系統(tǒng)所涉及的關鍵技術。
　　
　　多Agent技術簡介
　　
　　基于多Agent技術的系統(tǒng)是指多個Agent相互通訊、彼此協(xié)調，共同完成作業(yè)任務的系統(tǒng)，它不僅具備一般分布式系統(tǒng)所具有的資源共享、易于擴張、可靠性強、靈活性強、實時性好的特點，而且各Agent能夠通過相互協(xié)調解決大規(guī)模的復雜問題，使系統(tǒng)具有很強的魯棒性、可靠性和自組織能力。在多Agent系統(tǒng)中，單個Agent是一個物理的或抽象的實體，能作用于自身和環(huán)境，操縱環(huán)境的部分表示，并與其他Agent通訊，具有感知、通訊、行動及控制和推理能力等基本功能。多Agent技術的這些特點，使得其在處理基于互聯網的知識問題方面，具有廣闊的應用前景。
　　
　　智能網絡答疑系統(tǒng)的功能
　　
　　總體說來，智能網絡答疑系統(tǒng)應具備四項功能。(1)學員用戶能在學習過程中隨時中止課件演示進程，運用自然語言進行提問，并可對提問方式進行選擇（同步提問、異步提問等），也可選擇系統(tǒng)自動回答的相關參數（如答案材料大小等）。(2)系統(tǒng)既能通過在常見問題庫、知識點庫及課件素材庫中搜索答案并自動回答用戶所提問題，又能通過e-mail、BBS或留言板等方式使學員用戶的問題得以解答。(3)系統(tǒng)呈現在用戶瀏覽器上的答案應包括兩方面內容：一是多媒體形式（圖文并茂）的問題解答；二是學員用戶應鞏固復習的知識點建議、少量練習題等。(4)系統(tǒng)能夠自動生成和維護常見問題庫（FAQ庫），并保持其結構良好性，同時還應該支持專任教師用戶的人工維護（增加、刪除和修改等）。
　　
　　智能網絡答疑系統(tǒng)的總體結構
　　
　　智能網絡答疑系統(tǒng)的用戶分三類。(1)請求解答疑問的學員用戶，他們是系統(tǒng)的服務對象。(2)某課程的專任教師，他們負責構建課件庫、知識點庫，并提供對課件庫、知識點庫、FAQ庫的不定期維護，同時負責回答系統(tǒng)無法自動回答的問題。(3)系統(tǒng)管理員，其負責整個答疑系統(tǒng)的安裝、軟硬件維護等，以維持整個網絡答疑系統(tǒng)的良性運行。
　　根據設計目標及用戶分析，同時結合Agent技術，我們可以將智能網絡答疑系統(tǒng)組織成如下圖所示的總體結構。
　　
　　
　　1.問題代理
　　問題代理是整個網絡答疑系統(tǒng)的核心部件，絕大多數問題都由它來回答，并由它自動生成FAQ庫。其基本工作過程為：當學員用戶點擊“提問”按鈕并選擇“計算機自動答疑”選項后，系統(tǒng)將直接啟動“問題代理”模塊。該模塊首先將用戶輸入的自然語言問題文本切分成“關鍵詞”的邏輯組合，然后結合用戶對答疑限制條件的選擇結果形成復合的全文搜索條件，對FAQ庫進行搜索。如果能發(fā)現大于規(guī)定閾值的答案材料，就按權值大小返回給用戶，并對知識點庫也進行全文搜索，將與問題文本關鍵詞相匹配的知識點找出，給出用戶應鞏固復習的知識點建議。如果在FAQ庫中沒有找到合適的答案材料，則先對知識點庫進行全文搜索，再根據知識點庫中的線索和問題文本關鍵詞的邏輯組合對課件庫進行全文搜索。如果發(fā)現權值大于規(guī)定閾值的句子序列（兩個句號之間的字串為一個句子），就按權值由大到小的次序返回給用戶，并把它作為參考答案。同時發(fā)出用戶對該回答滿意程度的選擇，若用戶給出“比較滿意”以上的選擇，問題代理則將該問題題目及答案記入FAQ庫（可供其他用戶使用），并給用戶指出應復習的知識點建議；否則，就將該問題發(fā)給專任教師。專任教師解答以后，以郵件形式發(fā)給提問用戶，同時將該問題及其解答加入FAQ庫。
　　
　　2.郵件（e-mail）代理
　　郵件代理是一個具有相對獨立結構和功能的部件。當學員用戶選擇了郵件答疑方式以后，系統(tǒng)將直接啟用郵件代理。該代理同樣首先讓用戶對答案材料的限制條件作選擇，然后讓用戶填寫所提問題；接下來，郵件代理先將用戶所交的提問郵件進行處理，從中提取出問題文本后，交給問題代理進行處理，問題代理即按上述方法尋找答案或加入到FAQ庫或轉到專任教師郵箱（由教師答疑）。這里要求郵件代理與Web自動答疑無隙整合。而郵件代理的另一任務是將網絡答疑系統(tǒng)無法回答的問題轉發(fā)給專任教師，并把專任教師的回答返回給學員用戶。
　　
　　3.討論代理
　　如果學員用戶選擇了討論答疑，則系統(tǒng)立即啟用討論代理模塊。該模塊又劃分為兩個子模塊：實時討論代理和BBS討論代理。(1)實時討論代理。該代理實質上是一個有專門任務的聊天室，方便討論和交流。如果學員用戶對某個同學的回答比較滿意，就點“問題已解決”按鈕。這時，系統(tǒng)就要求將學員滿意的答案用鼠標左鍵拖黑并復制后粘貼到另一個指定小窗口中。這樣，既能讓學員用戶加深印象，又便于系統(tǒng)將該問題及答案加入FAQ庫（如發(fā)現庫已有相同或權值大于規(guī)定閾值的答案，就放棄加入）。(2)BBS討論代理。該代理展示給用戶的是一個留言板，當用戶輸入完問題文本并點擊“確定”按鈕后，學員用戶的問題就貼在留言板上。瀏覽留言后，如對某個回答比較滿意，就將該回答內容復制粘貼到另一指定小窗口中，系統(tǒng)會自動將該內容加入到FAQ庫中。
　　
　　系統(tǒng)實施的關鍵技術
　　
　　1.Web瀏覽服務與e-mail服務的統(tǒng)一化
　　要實現Web瀏覽，只需將智能網絡答疑系統(tǒng)建立在Web服務器上，并將相關文件材料組織成HTML或XML（適用于IE 5.0以上瀏覽器）形式，同時利用FrontPage的自動轉換技術將FAQ庫中的答案材料轉換成HTML形式。對于e-mail服務的支持，則需要在Web服務器端增加電子郵件處理代理，且郵件處理代理至少應具備三種基本功能。(1)可以接收遠程郵件服務器上某個郵件賬戶的郵件。它包括兩個方面：一是在服務器端定時執(zhí)行，接收學員用戶給系統(tǒng)專用郵件賬戶發(fā)送的提問郵件；二是用戶可使用瀏覽器通過郵件代理來接收自己的郵件。(2)可以分析并提取郵件的組成部分，如收件人地址、發(fā)件人地址、主題、郵件正文和附件等。(3)可以發(fā)送電子郵件，可以指定收件人的郵件地址、抄送地址、主題、郵件正文、附件等。一般說來，上述功能可利用服務器擴充API（Internet Information Server的ISAPI、Netscape公司的Web服務器NSAPI等）及服務器端腳本語言（如ASP、JSP、VB Script、JavaScript和PHP3等）來實現。
　　
　　2.FAQ庫、知識點庫和課件庫的自動分詞
　　考慮到FAQ庫與知識點庫是文本內容，而課件庫多是HTML文檔，故分詞前往往需要先對課件庫進行預處理，其基本過程為：將HTML文檔中“BODY”的文本、“TITLE”的“標題文本”、“META”的“keywords”屬性值中的“關鍵詞”全部提取出來，并對“TITLE”和“keywords”中的文本作上特殊標記。根據網絡教學系統(tǒng)的領域知識專業(yè)性較強的特點，本文采納字符串匹配與頻率統(tǒng)計相結合的方法來實現自動分詞?？傮w說來，對FAQ庫、知識點庫和課件庫的自動分詞包括分詞和加權兩個基本步驟。
　　
　　◆ 分詞。為了識別一些本專業(yè)特有的新詞，并將新詞組成新詞詞庫，進行分詞操作之前，通常需要先根據標點符號、數字、英文字母等非漢語符號把全文切分成短串序列，然后再對全文字符短串各字串的出現頻率進行統(tǒng)計。其統(tǒng)計思路為：(1)計算所有漢字短串的字串。(2)利用經驗函數B=F×L計算出每個串的權值。其中，F為字串在全文中出現的次數，L為該字串所包含的漢字個數，B為該字串的權值。(3)把權值超過規(guī)定閾值的字串作為新詞放入到新詞詞庫中。
　　對FAQ庫、知識點庫和課件庫的分詞過程可描述為：首先把知識點庫中已指明的關鍵詞和課件庫抽取文本中的keywords屬性值中的詞語序列組建成關鍵詞庫，然后把全文基于關鍵詞庫、新詞詞庫、常用詞詞典（優(yōu)先級依次減?。┻M行正向最大匹配和逆向最小匹配分詞，最后選擇切分段數少的方案作為分詞結果。如果切分段數相同，以最小逆向匹配分詞方案作為分詞結果。
　　◆ 加權。對于知識點庫和課件庫中的分詞結果，關鍵詞的作用是不相同的。這里用關鍵詞相對于全文的滲透度來標示，并采用統(tǒng)計的方法計算某關鍵詞相對于全文的滲透度。由Hash表得出每個詞的同現頻率（設為Fi)，將知識點庫中的知識點關鍵詞的同現頻率額外加上一個整數K1，將課件庫的keywords屬性值中出現詞的同現頻率額外加上一個整數K2，將課件庫的TITLE標記中出現詞的同現頻率額外加上一個整數T；接下來將每個詞的修正同現頻率全部計算出來（設為Fi′)，并將所有修正同現頻率相加得到總和S，則關鍵詞的滲透度Ri=Fi′/S；最后，把滲透度大于某個規(guī)定值的關鍵詞存入到加權關鍵詞庫，這對問題文本的分詞和問題答案的形成非常重要。
　　
　　
　　3.全文搜索技術
　　全文搜索是智能網絡答疑系統(tǒng)的關鍵技術之一。要順利實現全文搜索之目標，必須將原始文檔所有基本元素的位置信息記錄在索引庫中。索引庫一般有基于字表和基于詞表兩種形式。由于答疑內容基本上是針對某學科（或某專有領域），因此本文采取詞表法來組織全文索引。全文索引庫的主要部分是每個關鍵詞的詞表，索引庫中的詞表結構如下。
　　
　　其中，詞語i就是被索引的、能夠代表目標文檔j的文本特征關鍵詞。由于文本特征關鍵詞可能不只在某一個文檔中是關鍵詞，故后面的文檔選項則記錄了對應目標的文檔j的ID號。通過ID號，可以在相應文檔庫中查找文檔j的屬性信息。權值則是詞語i在文檔j中的權值（其計算方法在前面已敘述），位置序列則是詞語i在文檔j中出現的位置的數組（串號，字號）。
　　利用詞表法組織全文索引，檢索策略十分簡單。對輸入的問題文本，以索引庫中的詞條集合作為首選詞典，并配合新詞詞庫、常用詞詞典使用正向最大匹配和逆向最小匹配算法來進行分詞，保留分段數小的方案或保留逆向最小匹配分詞方案（當分段數相同時），同時對每個目標文檔進行關鍵詞權值和計算。權值和超過系統(tǒng)指定閾值的文檔（FAQ庫的答案材料、知識點庫中的知識點名稱等）將被返回。文檔返回的順序按照權值和的大小降序排列。
　　
　　結束語
　　
　　本文給出了一個自適應性、實時性較強、表現形式豐富、操作簡單的智能網絡答疑系統(tǒng)設計方案，隨著人工智能技術（尤其是自然語言理解技術）和遠程教育技術的迅猛發(fā)展，這種智能網絡答疑系統(tǒng)將會逐漸走向成熟和完善，并必將成為未來各種網絡教學平臺不可缺少的、具有相對獨立性的組件。