[发明专利]一种基于神经网络的导学问答系统及方法

说明书

本发明设计了一种基于神经网络的导学问答系统，包括前端和后端，前端包括注册模块、登录模块、提问模块、回答模块、评价模块和认知评价树模块；所述后端包括三个子系统，分别为认知评价子系统、答案重用子系统和答案生成子系统；本发明通过对问句的信息提取，检索社区中已存在的问题的答案；如果不存在相似的问题，则使用训练好的模型在离线文档中生成回答，并在返回的答案中引导学习者扩展阅读。

技术领域

本发明涉及一种基于神经网络的导学问答系统及方法，属于神经网络和自动问答领 域。

背景技术

学习科学和计算机辅助学习领域的研究提供了证据表明，学习者的对话是其建构知 识网络的重要影响因素。在线下教学中，课堂问答是传统线下教学模式中非常重要的组成部分，因此在线学习社区的在线问答技术还原了线下教学的场景，为学习者和老师提 供了一个与学习伙伴互动的在线环境，促进了社区中老师与学习者及学习者与学习者之 间的知识流动和经验共享。然而，在线问答缺乏实时性，例如由斯坦福大学创办的MOOC 平台“Coursera”的问答平台中，学习者提出的问题得到回答的中值时间达22分钟。这 使得学习者不能及时解决疑惑，使得教师不能及时了解学习者对知识点的掌握情况，无 法达到线下教学“面对面”及时答疑的模式。

针对在线问答实时性的弊端，自动问答技术的引入允许学习者通过自然语言进行叙 述，系统结合自然语言处理技术“理解”学习者的问题，并检索得到相应的答案实时返回给学习者。但是由于在线学习社区学习者的不断增加，学习者在社区中提出的问题不 能及时、准确的得到其他用户的回答。同时，由于不同学习者对于问题的描述不尽相同， 使得相同的并且已经存在答案的问题不能及时反馈给学习者。然而，仅仅将问题的答案 反馈给学习者只能使其被动的接受答案，而不能使其主动地扩展阅读，也不能反映学习 者参与问题讨论的认知变化。因此，需要一种能够既能及时准确解决学习者的疑惑、也 能引导学习者扩展阅读，最后将学习者认知的变化及时反映的问答系统，即导学问答系 统，来解决上述问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服了在线问答实时性和准确性的弊端，提供一种基于 神经网络的导学问答系统及方法，具有能够既能及时准确解决学习者的疑惑、也能引导学习者扩展阅读，最后将学习者认知的变化及时反映的优点。

本发明技术解决方案：

一种基于神经网络的导学问答系统，包括前端和后端，前端包括注册模块、登录模块、提问模块、回答模块、评价模块和认知评价树模块；所述后端包括三个子系统，分 别为认知评价子系统、答案重用子系统和答案生成子系统；

注册模块，提供学习者注册的功能，学习者必须注册成功后才能登录；

登陆模块，提供学习者登录的功能，学习者必须登录成功后才能使用提问模块、回答模块和评价模块的功能；

提问模块，提供学习者提问的功能，学习者在提问界面撰写问题标题、问题描述和问题分类；

回答模块，提供学习者回答其他学习者的问题的功能，学习者在回答界面撰写回答 内容；

评价模块，提供学习者评价其他学习者的回答功能，学习者点赞、反对标记为标准答案或者在评价界面撰写评价内容中；

评价树模块，提供教师浏览课程中发帖认知程度的功能；

认知评价子系统，用于对学习者发帖的认知行为进行评价，最后为每个概念和知识 点展示一棵认知评价树，为教师干预在线学习社区中学习者的对话提供依据；认知评价子系统包括认知特征选择模块和认知评价模块；认知特征选择模块根据学生的发帖内容，得到学生认知状态的特征向量；认知评价模块根据学生认知状态，得到认知评价树；