關(guān)鍵詞：AI技術(shù)；黨史學(xué)習(xí)；問答系統(tǒng)；微信小程序；Flask框架

0 引言

在“人工智能+”的今天，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方法推進(jìn)黨史學(xué)習(xí)教育，更好地服務(wù)黨員和群眾，是我們黨與時(shí)俱進(jìn)、開拓進(jìn)取的體現(xiàn)[1]。同時(shí)，伴隨著自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)的快速發(fā)展，智能問答系統(tǒng)已經(jīng)廣泛用于電子商務(wù)、醫(yī)療服務(wù)、休閑娛樂等領(lǐng)域。譬如Shan-Ting Hsieh等利用Messenger平臺(tái)的API服務(wù)，創(chuàng)建Java咨詢智能問答系統(tǒng)，學(xué)習(xí)者通過該系統(tǒng)可以詢問Java編程問題，系統(tǒng)不僅提供準(zhǔn)確答案，還提供學(xué)習(xí)鏈接，并且隨著問題增多，該問答系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫會(huì)持續(xù)更新，以此來滿足學(xué)習(xí)者的問答需求[2]。目前，國外更有許多諸如Open?AI的ChatGPT、Google的Now及Apple的Siri等知名產(chǎn)品。近年，隨著中文自然語言處理技術(shù)和對(duì)話技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)也出現(xiàn)了一些智能問答系統(tǒng)，譬如百度公司的度秘、阿里的云小蜜、京東的JIMI以及清華大學(xué)圖書館的小圖。但是，有關(guān)學(xué)習(xí)教育領(lǐng)域的智能問答系統(tǒng)研究還處于起步階段，而且在黨史學(xué)習(xí)、咨詢、問答方面暫無專門的智能系統(tǒng)。故本文旨在基于AI技術(shù)來構(gòu)建并實(shí)現(xiàn)一套智能黨史問答系統(tǒng)，其意義如下：

1） 充分利用智能黨史問答系統(tǒng)的富媒體屬性，以文本、圖像、動(dòng)畫、視頻等多種方式呈現(xiàn)黨史知識(shí)，能有效吸引學(xué)習(xí)者注意（尤其是青少年），同時(shí)幫助學(xué)習(xí)者思考并促進(jìn)黨史知識(shí)內(nèi)化。

2） 智能黨史問答系統(tǒng)在一定程度上能代替人工，為黨務(wù)工作者解決較高難度的任務(wù)問題，并緩解辦事人員較多辦公人員較少、問題多回復(fù)慢的現(xiàn)狀。

3） 目前智慧黨建尚處在發(fā)展的起步階段，存在智能化程度較低的問題，通過引入智能黨史問答系統(tǒng)等途徑給智慧黨建工作賦能，推進(jìn)黨建工作智慧化建設(shè)。

4） 將主流的知識(shí)圖譜、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等恰當(dāng)集成到智能黨史問答系統(tǒng)中，有助于推動(dòng)AI技術(shù)在黨史領(lǐng)域的交叉應(yīng)用，推進(jìn)黨史學(xué)習(xí)教育智能化。

5） 有利于豐富自然語言處理相關(guān)理論知識(shí)及其實(shí)際應(yīng)用，推動(dòng)其他相關(guān)任務(wù)的發(fā)展，并促進(jìn)AI技術(shù)在黨史領(lǐng)域的應(yīng)用研究。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 自然語言處理

自然語言處理是計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能的一個(gè)分支，主要研究計(jì)算機(jī)與人類語言之間的相互作用。它是對(duì)語言各個(gè)方面的數(shù)學(xué)和計(jì)算建模研究，并開發(fā)各種系統(tǒng)（如ChatGPT等），包括將語音和自然語言結(jié)合在一起的口語系統(tǒng)。自然語言處理在計(jì)算機(jī)科學(xué)中發(fā)揮著重要作用，因?yàn)樵擃I(lǐng)域的許多方面都涉及計(jì)算的語言特征。它是一個(gè)研究和應(yīng)用領(lǐng)域，探索如何使用計(jì)算機(jī)來理解和操縱自然語言文本或語音來完成有用的任務(wù)，其應(yīng)用主要包括機(jī)器翻譯、自然語言文本處理和摘要、用戶界面、多語言和跨語言信息檢索、語音識(shí)別、人工智能和專家系統(tǒng)等研究領(lǐng)域[3]。

1.2 知識(shí)圖譜

知識(shí)圖譜是人工智能研究的重要組成部分，它建立了一個(gè)具有語義處理能力和開放互聯(lián)能力的知識(shí)庫，以提供搜索、問答、個(gè)性化推薦等智能信息服務(wù)。近年來，隨著知識(shí)圖譜落地和商業(yè)能力增強(qiáng)，其研究應(yīng)用變得越來越突出。Google是最早提出將語義元數(shù)據(jù)組織模型描述為“知識(shí)圖譜”的組織之一，此后許多其他組織也在發(fā)表的知識(shí)管理和圖譜數(shù)據(jù)庫研究中使用了這個(gè)術(shù)語。知識(shí)圖是語義Web中越來越重要的組成部分，可以作為一般用途和特定領(lǐng)域應(yīng)用程序的信息中心。大多數(shù)知識(shí)圖都試圖聚合來自第三方來源的知識(shí)，無論是來自外部數(shù)據(jù)庫、通過在Web 上爬取聚合的數(shù)據(jù)，還是通過實(shí)體和關(guān)系提取方法的應(yīng)用[4]。

1.3 機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是一種數(shù)據(jù)分析方法，可以自動(dòng)構(gòu)建分析模型。利用從數(shù)據(jù)中迭代學(xué)習(xí)的算法，機(jī)器學(xué)習(xí)允許計(jì)算機(jī)在沒有明確編程的情況下發(fā)現(xiàn)潛在的信息。機(jī)器學(xué)習(xí)誕生于模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)無須編程即可執(zhí)行特定任務(wù)的理論，對(duì)人工智能感興趣的研究人員想知道計(jì)算機(jī)是否能從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)的迭代方面很重要，因?yàn)楫?dāng)模型暴露于新數(shù)據(jù)時(shí)，它們能夠獨(dú)立適應(yīng)[5]。機(jī)器學(xué)習(xí)從以前的計(jì)算中學(xué)習(xí)，以產(chǎn)生可靠的、可重復(fù)的決策和結(jié)果，主流的深度學(xué)習(xí)模型有卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)、殘差網(wǎng)絡(luò)等[6]。它通過學(xué)習(xí)模式和算法改進(jìn)，使得計(jì)算機(jī)可以自主地理解和處理圖像、語音、視頻和自然語言等信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化。

1.4 生物特征識(shí)別

生物特征識(shí)別是指基于源自個(gè)體生理和/或行為特征的特征向量對(duì)個(gè)體進(jìn)行的自動(dòng)識(shí)別，識(shí)別過程涉及計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理、模式識(shí)別、語音識(shí)別等技術(shù)。生物識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)提供可靠的個(gè)人識(shí)別方案，以確認(rèn)或確定個(gè)人的身份。人類的身體特征，如指紋、面部、手部幾何、聲音和虹膜被稱為生物識(shí)別特征，這些特性用于為基于計(jì)算機(jī)的安全系統(tǒng)提供身份驗(yàn)證。生物特征識(shí)別在計(jì)算機(jī)安全領(lǐng)域變得越來越重要，目前在銀行、護(hù)照、信用卡、智能卡、密碼、門禁和網(wǎng)絡(luò)安全等場所使用的計(jì)算機(jī)保安系統(tǒng)，都是使用用戶名和密碼來識(shí)別個(gè)人身份。用戶名和密碼可以通過使用任何一種生物特征來替換和/或提供雙重認(rèn)證[7]。

2 系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

智能黨史問答系統(tǒng)架構(gòu)采用前后端分離模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，將其劃分為顯示層、處理層和數(shù)據(jù)層。其中，顯示層位于三層構(gòu)架的最上層，與用戶直接接觸，是智能黨史問答系統(tǒng)的用戶交互界面。顯示層的主要功能是實(shí)現(xiàn)智能黨史問答系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳入與輸出，在此過程中不需要借助邏輯判斷操作就可以將數(shù)據(jù)傳送到處理層進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后會(huì)將處理結(jié)果反饋到顯示層展現(xiàn)給用戶。智能黨史問答系統(tǒng)顯示層通過微信小程序來布局和實(shí)現(xiàn)，為用戶提供了流暢的交互體驗(yàn)。

處理層的功能是對(duì)具體問題進(jìn)行邏輯判斷與執(zhí)行操作，接收到顯示層的用戶指令后，會(huì)訪問數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)處理。該層在三層構(gòu)架中位于顯示層與數(shù)據(jù)層之間，它是顯示層與數(shù)據(jù)層的橋梁，負(fù)責(zé)三層間的指令傳送和業(yè)務(wù)處理，完成對(duì)接收數(shù)據(jù)的邏輯處理，以及對(duì)數(shù)據(jù)的查詢、刪除、修改等操作，并將處理結(jié)果反饋到顯示層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)具體功能。智能黨史問答系統(tǒng)處理層通過Python、Flask以及卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種智能模型來實(shí)現(xiàn)，為用戶提供黨史問答方面的智能化服務(wù)功能。

數(shù)據(jù)層位于三層構(gòu)架的最底層，該層不包含任何代碼，只有關(guān)系數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)集等數(shù)據(jù)信息，為處理層提供數(shù)據(jù)支持服務(wù)。智能黨史問答系統(tǒng)數(shù)據(jù)層通過MySQL、Excel來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，提供更快的數(shù)據(jù)訪問。通過圖1的分層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能黨史問答系統(tǒng)“高內(nèi)聚，低耦合”的設(shè)計(jì)目標(biāo)，使其開發(fā)人員分工明確，并將精力專注于智能問答系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)的分析、設(shè)計(jì)和開發(fā)，進(jìn)而加快系統(tǒng)的進(jìn)度，提高開發(fā)效率，并有利于系統(tǒng)后期的更新和維護(hù)。

2.2 功能設(shè)計(jì)

在當(dāng)前數(shù)智化時(shí)代，AI技術(shù)發(fā)展迅速，故本文恰當(dāng)結(jié)合先進(jìn)的AI技術(shù)，如自然語言處理、知識(shí)圖譜、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)及語音識(shí)別等，并根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，通過需求分析設(shè)計(jì)出智能黨史問答系統(tǒng)前端和后臺(tái)功能。

前端功能為用戶提供黨史問答相關(guān)服務(wù)，主要包括黨史文本方式問答、語音方式問答、視頻方式問答，黨史人物關(guān)系圖譜，黨史人物簡介，黨史發(fā)展歷程，黨史知識(shí)在線測評(píng)，黨史智能搜索，黨史智能推薦以及用戶個(gè)人中心等。其中黨史文本問答、黨史語音問答和黨史視頻問答是前端服務(wù)的核心功能，為用戶提供便捷的智能化問答服務(wù)[8]。

后臺(tái)完成對(duì)前端信息的管理以及智能算法實(shí)現(xiàn)，包括文本、音頻和視頻黨史問答信息管理，黨史人物信息管理，黨史發(fā)展歷程管理，黨史知識(shí)在線測評(píng)管理，用戶管理以及其他管理。其中包括前端功能模塊訪問情況管理，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便管理員快速了解和完善前端各功能，進(jìn)而提高智能黨史問答系統(tǒng)的訪問量。本系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)如圖2和圖3所示。

2.3 性能要求

為了讓智能黨史問答系統(tǒng)滿足當(dāng)代用戶的需求，其基本性能要求如下：

1） 安全性方面：系統(tǒng)的安全性是每個(gè)系統(tǒng)所必須保證的，智能黨史問答系統(tǒng)也不例外。本系統(tǒng)首先建立嚴(yán)格的訪問控制機(jī)制，確保只有經(jīng)過認(rèn)證的用戶方可訪問。其次，對(duì)用戶密碼進(jìn)行MD5加密，并且請(qǐng)求使用POST方式，為數(shù)據(jù)安全性提供保障。

2） 響應(yīng)速度：系統(tǒng)響應(yīng)速度對(duì)用戶體驗(yàn)非常重要。在網(wǎng)絡(luò)正常情況下，點(diǎn)擊智能黨史問答系統(tǒng)前端小程序的每一個(gè)頁面，小程序應(yīng)在少于一秒時(shí)間內(nèi)返回?cái)?shù)據(jù)并加以顯示；在網(wǎng)絡(luò)不好的情況下，則需提供相應(yīng)的彈出提示信息，及時(shí)為用戶提供反饋。

3） 穩(wěn)定性：系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行尤為重要。如果是一個(gè)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，用戶體驗(yàn)不好，就會(huì)減少對(duì)該系統(tǒng)的使用。智能黨史問答系統(tǒng)使用微信開發(fā)者工具作為前端開發(fā)兼容庫，該平臺(tái)相對(duì)穩(wěn)定可靠，并且已經(jīng)迭代運(yùn)行多次，未出現(xiàn)異常。

4） 擴(kuò)展性：一個(gè)系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性，其應(yīng)用價(jià)值會(huì)更加廣泛。智能黨史問答系統(tǒng)通過使用三層架構(gòu)設(shè)計(jì)來開發(fā)，系統(tǒng)內(nèi)層次清晰明了，各層之間通過接口相互訪問，后期各層擴(kuò)展非常方便、快捷。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 前端實(shí)現(xiàn)

智能黨史問答系統(tǒng)前端使用微信小程序來開發(fā)，通過使用相應(yīng)的WXML、WXSS和JavaScript等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，所實(shí)現(xiàn)的代表效果如圖4、圖5、圖6所示。該智能黨史問答系統(tǒng)小程序具有如下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

一是用戶體驗(yàn)良好。本系統(tǒng)前端為用戶提供了多種智能服務(wù)，如黨史語音問答、黨史視頻問答、黨史人物圖譜、黨史語音檢索、黨史圖像檢索及智能推薦等功能，有效提升了用戶智能體驗(yàn)。

二是節(jié)約手機(jī)空間。本系統(tǒng)前端無須下載和安裝，因此不會(huì)占用用戶的手機(jī)空間，有助于節(jié)省流量，并且可以快速保存至手機(jī)桌面，方便用戶再次使用。

三是成本低、操作簡單。相比于傳統(tǒng)的App應(yīng)用程序，該系統(tǒng)前端的開發(fā)成本相對(duì)較低，入門門檻不高，應(yīng)用流程簡便，操作易于上手。

四是支持跨平臺(tái)。該系統(tǒng)前端能夠在不同的操作系統(tǒng)下（如iOS和Android） 運(yùn)行，且能夠無障礙地在微信中分享和轉(zhuǎn)發(fā)，增強(qiáng)了其可訪問性和實(shí)用性。

五是能實(shí)時(shí)更新和維護(hù)。該系統(tǒng)前端允許實(shí)時(shí)更新，開發(fā)者可以根據(jù)需求隨時(shí)更新代碼，確保用戶能夠及時(shí)獲取最新的功能和優(yōu)化。

3.2 后臺(tái)實(shí)現(xiàn)

智能黨史問答系統(tǒng)后臺(tái)主要使用Flask框架來搭建，選擇Flask框架的主要原因有5點(diǎn)：

一是Flask 是一款基于Python 的輕量級(jí)Web 框架，較Django 等其他同類型框架更加輕便、靈活且安全。

二是Flask為微框架，“微”是指Flask旨在保持代碼簡潔且易于擴(kuò)展，其核心構(gòu)成比較簡單，但具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性和兼容性。

三是Flask框架能恰當(dāng)結(jié)合MVC設(shè)計(jì)模式來開發(fā)Web應(yīng)用程序，使開發(fā)人員分工明確，能在較短時(shí)間內(nèi)合作開發(fā)出功能完整的中小型Web應(yīng)用程序。

四是Flask框架具有高度定制性，允許開發(fā)人員根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行大量的定制，所提供的插件庫能讓開發(fā)者完成個(gè)性化的定制，進(jìn)而開發(fā)出用戶滿意的Web應(yīng)用程序。

五是Flask采用Python語言來實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，智能黨史問答系統(tǒng)相關(guān)算法也是基于Python語言實(shí)現(xiàn)，這樣整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一了開發(fā)語言，便于開發(fā)和后期維護(hù)。

此外，智能黨史問答系統(tǒng)使用Neo4j圖形數(shù)據(jù)庫、MySQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫等來存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，并使用CNN 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、Whisper語音識(shí)別模型、CV2圖像識(shí)別模型等來實(shí)現(xiàn)智能服務(wù)[9]。同時(shí)，使用Echarts技術(shù)來可視化展示重要數(shù)據(jù)，方便管理員查看和管理數(shù)據(jù)。所實(shí)現(xiàn)的后臺(tái)效果如圖7所示。

4 結(jié)束語

黨史是中國共產(chǎn)黨的寶貴精神財(cái)富，是中華民族光輝燦爛歷史文化的重要組成部分。因此，深入推進(jìn)黨史學(xué)習(xí)教育和宣傳是必要的，這有利于更好地把握和運(yùn)用黨的百年奮斗歷史經(jīng)驗(yàn)，弘揚(yáng)偉大建黨精神[10]。

本文恰當(dāng)結(jié)合自然語言處理、知識(shí)圖譜、機(jī)器學(xué)習(xí)和生物特征識(shí)別等AI技術(shù)，并使用Python、Flask、Whisper、Neo4j、WXML、WXSS 和Echarts 等技術(shù)構(gòu)建并實(shí)現(xiàn)了一套智能黨史問答系統(tǒng)。該系統(tǒng)為用戶提供多種黨史問答方式服務(wù)，方便用戶及時(shí)獲得黨史方面的問題答案，提高黨史問答效率[11]。此外，系統(tǒng)還提供黨史人物、黨史新聞、黨史發(fā)展歷程、黨史智能檢索、黨史智能推送等在線服務(wù)，有效傳播了黨史文化[12]。

總之，本文通過運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化手段和新媒體平臺(tái)，共享了黨史教育資源，創(chuàng)新了黨史問答及傳播形式，增強(qiáng)了黨史學(xué)習(xí)教育的吸引力，并推動(dòng)了黨史學(xué)習(xí)教育常態(tài)化、長效化。