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基于Web的远程教育实时答疑系统关键技术研究
作者简介作者简介:佟绍禹(1976-),男,硕士,石家庄机械化步兵学院作战训练实验中心讲师,研究方向为软件工程;陈喜春(1971-),男,硕士,石家庄机械化步兵学院作战训练实验中心讲师,研究方向为虚拟仿真、人工智能。0引言
  随着当今计算机网络技术和多媒体技术的发展,远程教育[1]也进入了一个崭新的发展阶段。基于网络的远程教育具有数字化、多媒体和交互式等显著的技术和教学特征,它是www技术、计算机网络和多媒体相结合的教育技术。该技术使得优秀的教学资源不受时空的限制,任何人、在任何时候和任何地方都能获得所需的学习内容,真正实现了教育的大众化、终身化[2]。但是,在远程教学中,学员和教员是时空相对分离的,缺乏面对面的师生互动和实时交流,以文本为载体的实时答疑系统[3]既可在一定程度上解决师生互动的问题,又使教员同一时刻一对多辅导成为可能。基于web的b/s结构[4]的优点是客户端免维护,不需安装额外的软件,计算机上有浏览器即可正常使用[5]。学员只要登录远程教育网站,就可使用实时答疑功能,极大地方便了学员。
  1文本通信研究
  目前基于web的网页即时通信[6]有两类实现方式。
  第一类是基于无插件的浏览器本身功能实现。其实现方式又分为两种:一种是基于iframe嵌入式框架[7]的长连接,另一种是基于ajax(即“asynchronous javascript and xml”,异步javascript和xmi)[8]的长轮询;第二类是flash中的xmlsocket技术实现。wWW.11665.COm
  1.1iframe方式
  该方式的优点是实现简单,编程工作量小,将会话记录显示区做成一个嵌套在实时答疑窗口的iframe中,该iframe与服务器建立连接后,服务器端将收到的教员消息及学员消息不断返回给此iframe,但并不关闭此连接,这样就可实时显示答疑交流的内容。此种方式最大的缺点4结语
  本文就流动形变监测系统数据查询子模块的系统设计、流程实现等开发过程进行了描述,旨在为读者提供地震数据查询的简单实例。相信这一工作对于今后各类监测数据的有效共享,以及在地震行业数据共享网站应用先进的web框架技术有着一定的现实意义。
  参考文献参考文献:
  \[1\]周辉,任海军.mvc设计模式及其在信息系统开发中的应用[j].软件导刊,2012 (10):120122.
  [2]陈亚辉,缪勇.struts+spring+hibernate框架技术与项目实战[m].北京:清华大学出版社,2012.
  [3]薛峰,梁 峰,徐书勋,等.基于spring mvc框架的web研究与应用[j].合肥工业大学学报:自然科学版,2012,35(3):337340.
  [4]计三有,赵艳芳,仇艳丽,等.基于spring mvc框架的web研究与应用[j].物流工程与管理,2012,34(2):337340.
  [5]王丹宁.地震科学数据共享网站开发技术研究[j].电脑编程技巧与维护,2009,6(2):6466.
  [6]周辉,马亮,王文青,等.基于.net的流动gps观测辅助系统设计与实现[j].电子设计工程,2011 (22):810.
  责任编辑(责任编辑:杜能钢)有3个:①返回消息的格式及内容只能由服务器端来指定,这样既增加了服务器端的开发难度和工作量,又增加了服务器的压力;②当同时在线的学员数量较多时,各网页端与服务器建立并保持的长连接数量会很多,这将严重影响服务器的性能;③现在多数的安全软件不允许此种长接连的存在,会进行拦截,这样就影响了系统的正常使用。
  1.2基于ajax的长轮询方式
  该方式依托主流浏览器所支持的异步加载技术,每隔一定时间间隔,向服务器发起获取新消息的请求,服务器接到请求后马上返回响应信息并关闭连接,再由请求响应事件所激发的回调函数来处理消息的格式化及显示工作。该方式的优点:①消息处理逻辑是在网页端由javascript完成的,可以减轻服务器的压力,提升性能;②方便代码维护,在需要修改时,不需要重启服务器,只要修改相应的javascript即可立即生效;③ajax技术的特点是异步请求,在网页端不会有页面刷新,用户甚至感觉不到整个通信过程的存在,用户体验好。本系统采用长轮询的方式实现通信功能,其消息处理流程如图1所示。
  1.3flash中的xmlsocket技术
  flash中的xmlsocket类实现了客户端套接字,这样能运行flash player的计算机可以与通信服务器进行通信。它不需要传统的基于http方案那样频繁轮询服务器,而是保持与服务器

开放连接,这一连接允许服务器即时发送传入的消息,而无需客户发出请求。但该技术最大的缺点就是:一旦用户计算机不支持falsh player运行,则无法正常使用。另外,由于xmlsocket.connect()方法只能连接到端口号大于等于1024的tcp端口,而处于防火墙内的用户,通常不放行这些端口,因此也阻碍了此技术的应用,所以,最折中的方案是采用ajax长轮询方式。
  图1消息处理流程
  2消息预知研究
  消息预知[9]是指远程学员在即时通信工具输入区输入要提问的问题时,教员可提前看到学员问题的一种技术。通过消息预知功能,教员可以提前了解学员的想法和问题,便于提前做好准备,以提高远程在线答疑的效率和效果。
  消息预知也主要通过ajax技术实现,具体实现思路有两种,分述如下:
  (1)基于定时器检测。即设置一个检测定时器,每隔一个时间段便去自动检测输入区中的文字是否有变化,当有变化时,则将当前输入区的所有内容做为参数发送给教员端。教员端根据消息类型来确定是否是预知消息并作相应的显示处理。其关键代码如下:
  var oldinputstr;
  var newinputstr = $(“inputarea”).value;
  function checkpremsg()
  {
   if(newinputstr!= oldinputstr)
   { sendpremsg(newinputstr);
   oldinputstr = newinputstr;
  }}
  settimeout(checkpremsg,2000);
  (2)基于键盘响应检测。实现过程是:当学员在实时答疑窗口输入区中有键盘操作时,检测输入区的内容变化,当有内容发生变化时,则通过计算变化前的输入区内容、变化后的输入区内容、光标位置,计算出变化了的内容及其位置,而后将这两个参数以ajax 异步请求的方式,通过服务器发送至教员端。
  以上两种实现方式各有优缺点:第一种方式的优点是通信次数少,只有定时器启发后,才能判断是否有内容变化,当定时器的时间间隔调整适当时,即可较好地实现预知功能,减少通信请求次数。学员输入较慢时,一个轮询内输入区内容无变化,则不会产生通信,学员输入较快时,即时输入区内容变化较多,也不会产生多次请求;第二种方式的优点是单次通信量小,每次发送的消息只是基于上次通信后变化了的内容。但缺点是通信次数多,比如学员发送一段很长的文字时,每增加或减少一个字,就会产生一次通信。与单次通信量相比,增加了服务器的压力。同时,每次还需要通过复杂的计算才能确定变化的内容及位置。
  综合上面的分析,实际采用的是第一种方式。
  3智能答疑研究
  智能答疑是一种辅助的在线答疑方式,是在教员已维护好的知识库基础上,对学员所提问题进行自动匹配答案的高效率答疑方式[10]。采用该技术,可以大大提高教员的在线答疑效率,减少重复答疑常见问题而造成的人力浪费[11]。
  智能答疑的关键是采用中文分词技术及全文索引技术。
  3.1中文分词技术
  中文分词(chinese word segmentation)是指将一个汉字序列切分成一个个单独的词。中文分词是文本挖掘的基础,对于输入的一段中文,成功地进行中文分词,可以达到电脑自动识别语句含义的效果[12] 。中文分词技术属于自然语言处理技术范畴[13],对于一句话,人可以通过自己的知识来明白哪些是词、哪些不是词,但如何让计算机也能理解?其处理过程就是分词算法。主要有基于字符串匹配的分词方法、基于理解的分词方法和基于统计的分词方法[14]。
  3.2全文检索技术
  全文检索(full-text retrieval)是指以全文本信息为主要检索对象,允许用户以自然语言,根据资料内容而不是外在特征来实现检索的先进查询手段[15]。全文检索的实现需要计算机索引程序通过扫描知识库中的每一个词,并对每一个词建立一个索引,指明该词在知识库中出现的次数和位置。当用户查询时,检索程序就根据事先建立的索引进行查找,并将查找的结果反馈给用户。整个过程类似于通过字典中的检索字表查字。
  智能答疑功能通过对学员所提问题进行分析,而后在数据库中通过关键词匹配查询相关问题,由学员选择最接近的一个问题后,服务器端自动返回该问题答案。当所列问题与提问差别较大或答案不能满足学员要求时,学员可继续发起人工提问。
  4实验结果
  根据上文所研究的技术方案

,服务器端采用javaee(java企业级版本)[16]技术,web端采用javascript脚本语言,初步实现文本通信、消息预知及智能答疑这3个主要功能,实验结果如图2所示。
  当学员输入要提的问题时,一方面,消息预知功能会让教员看到学员要问的问题,另一方面,服务器端会根据问题中的关键词自动匹配出最相似的问题,供学员选择,当学员选定某个问题后,便会自动返回该问题的解答。此系统运用到远程教育中,可以有效提高师生互动效率和答疑准确度。
  图2实验效果
  参考文献参考文献:
  \[1\]刘晓刚.基于web3.0的远程教育系统研究[j].软件导刊,2013(10).
  [2]彭敏.基于多agent协同远程教育平台研究[d].武汉:湖北工业大学,2007.
  [3]马生梅.基于web服务的在线答疑系统设计[j].中国冶金教育,2012(1).
  [4]王忠政.基于b/s架构的网上考试系统的设计与实现[j].软件导刊:教育技术,2013(2).
  [5][eb/ol].http://zhidao.baidu.com/question/98457223.html.
  [6]余勇.基于asp.net及comet技术的web即时通信系统的设计与实现[j].电脑与电信,2010(9).
  [7]石静.使用iframe实现网页之间数据的“隐形"传送[j].软件导刊,2011(11).
  [8]于斌.基于web和ajax技术的图书管理系统设计与实现[j].软件导刊,2013(9).
  [9]王立东.webim在高校门户网站的应用前景研究[j].农业图书情报学刊,2012(7):117.
  [10]柳泉波.智能答疑系统的设计与实现[j].中国远程教育,2005,163(8).
  [11]赵成龙.基于web的智能答疑系统的设计与实现[j].安阳师范学院学报,2004(4).
  [12]余战秋.中文分词技术及其应用初探[j]].电脑知识与技术,2004(11).
  [13]熊回香.自然语言处理技术在中文全文检索中的应用[j].情报理论与实践,2008(5).
  [14]甘秋云.中文分词算法概述[j].唐山师范学院学报,2013(9).
  [15]李巍巍.全文检索引擎工具包lucene的结构与索引原理的研究[j].才智,2008(5).
  [16]王圆.高职院校基于项目驱动的“javaee框架”课程教学研究[j].
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  •  作者:佚名 [标签: 远程教育 实时 系统 技术 ]
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