摘要： 答疑是教學(xué)中不可或缺的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)面對(duì)面的答疑浪費(fèi)時(shí)間和精力，因而開(kāi)發(fā)高效、準(zhǔn)確、智能化的自動(dòng)答疑系統(tǒng)是必要的。系統(tǒng)返回答案的準(zhǔn)確性在一定程度取決于問(wèn)題匹配的相似度。該文介紹了智能答疑系統(tǒng)中傳統(tǒng)的相似度計(jì)算，然后在傳統(tǒng)的相似度計(jì)算的基礎(chǔ)上提出了一種新的相似度計(jì)算方法——基于問(wèn)題關(guān)鍵詞匹配度的相似度計(jì)算，同時(shí)給出了該思想在系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)算法。

關(guān)鍵詞：智能答疑系統(tǒng)；相似度；匹配度

中圖分類(lèi)號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044（2012）30-7323-03

我們知道，有效的學(xué)習(xí)知識(shí)必須有學(xué)生和教師之間的交流，答疑是教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，師生之間通過(guò)面對(duì)面的交流，可以及時(shí)解決教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題。如果教師與學(xué)生之間面對(duì)面的答疑，教師可能對(duì)同一個(gè)問(wèn)題對(duì)不同的學(xué)生要分別答疑。這將浪費(fèi)寶貴的答疑時(shí)間，因?yàn)榇鹨蓵r(shí)間總是有限的，教師也沒(méi)有那么多的精力逐個(gè)回答學(xué)生提出的問(wèn)題。這種人工答疑方式將會(huì)使教師不堪重負(fù)。因此，如果能讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)解答學(xué)生的疑問(wèn)將會(huì)大大減輕教師負(fù)擔(dān)，同時(shí)及時(shí)排解學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難題，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。但是，目前開(kāi)發(fā)高效、準(zhǔn)確、智能化的自動(dòng)答疑系統(tǒng)仍然是一個(gè)難題。本課題就是適應(yīng)這一要求而提出的，目的是利用現(xiàn)有的自然語(yǔ)言理解技術(shù)改革現(xiàn)有的智能答疑系統(tǒng)模式，充分利用遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)資源，通過(guò)機(jī)器處理自動(dòng)理解用戶提出的自然語(yǔ)言描述的問(wèn)題，并自動(dòng)返回答案，達(dá)到減輕教師的負(fù)擔(dān)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，提高遠(yuǎn)程教學(xué)質(zhì)量和效率的目的。在目前的遠(yuǎn)程教學(xué)模式中，研制開(kāi)發(fā)一個(gè)智能答疑系統(tǒng)的意義尤為重大，這是因?yàn)椋?/p>

1）答疑是學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)的有益補(bǔ)充，同時(shí)也是學(xué)生鞏固知識(shí)的重要途徑，無(wú)論學(xué)習(xí)的形式如何變化，答疑對(duì)于學(xué)習(xí)活動(dòng)來(lái)說(shuō)是必要且不可或缺的，在網(wǎng)絡(luò)壞境下，及時(shí)、有效地獲得解答是學(xué)生遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的基本需求。

2）通過(guò)對(duì)學(xué)生所提問(wèn)題的記錄分析，可以統(tǒng)計(jì)出學(xué)生普遍存在的知識(shí)薄弱環(huán)節(jié)，為教師進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法提供參考，成為輔助教學(xué)的有效工具。

3）在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的智能答疑系統(tǒng)采用了友好自然的自然語(yǔ)言接口，學(xué)生可以輕松自如地提問(wèn)，及時(shí)解決學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難題，使遠(yuǎn)程教學(xué)真正起到用戶良師的作用，對(duì)于遠(yuǎn)程教學(xué)方式在我國(guó)的進(jìn)一步普及，具有不可估量的重大意義。

4）將功能良好的智能答疑系統(tǒng)應(yīng)用于國(guó)家大力發(fā)展的遠(yuǎn)程教學(xué)支撐平臺(tái)中，具有很大的社會(huì)價(jià)值。

5）為自然語(yǔ)言理解以及信息檢索技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展提供了一個(gè)方向，可以推動(dòng)該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。

如何讓計(jì)算機(jī)理解用戶提出的自然語(yǔ)言描述的問(wèn)題，檢索到目標(biāo)問(wèn)題，并自動(dòng)的返回答案，這是智能答疑系統(tǒng)的關(guān)鍵。本文討論怎樣根據(jù)用戶問(wèn)題去匹配目標(biāo)問(wèn)題的思想及其算法，這也是智能答疑系統(tǒng)的最終目的。

1 問(wèn)題關(guān)鍵詞匹配度計(jì)算

一個(gè)問(wèn)題中含有一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵詞，但是每個(gè)關(guān)鍵詞在句子中的地位是不一樣的，有的起決定性的作用。該類(lèi)關(guān)鍵詞就是要重點(diǎn)考慮的關(guān)鍵詞，它與問(wèn)題的匹配度為1。如：“編譯原理是什么？”，含有關(guān)鍵詞“編譯原理”、“編譯”，在這個(gè)問(wèn)題中學(xué)生要問(wèn)的是“編譯原理是什么”，因而“編譯原理”是要重點(diǎn)考慮的關(guān)鍵詞。但是“編譯”也屬于《編譯原理》這門(mén)課程的專(zhuān)業(yè)詞，匹配時(shí)也可以考慮，因?yàn)檫@將有利于問(wèn)題答案的檢索。如果學(xué)生問(wèn)的“編譯是什么？”，若FAQ中沒(méi)有該匹配對(duì)，不能檢索到相同的問(wèn)題則檢索近似的問(wèn)題。

起決定性作用的關(guān)鍵詞，它與該問(wèn)題的匹配度為1，不起決定性的關(guān)鍵詞與問(wèn)題的匹配度為0.5。

采用這種策略，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的語(yǔ)義分析。

例如：“編譯原理是什么？”與“什么是編譯原理？” 是同一個(gè)問(wèn)題。如果用戶輸入的是這兩個(gè)問(wèn)題，則檢索到的都是同一個(gè)問(wèn)題。

如果問(wèn)的是“編譯是什么？”（假設(shè)FAQ中沒(méi)有該問(wèn)題與“編譯”的匹配度為1的匹配對(duì)），則檢索到近似的“編譯原理是什么？”，然后返回其答案。這樣系統(tǒng)用一個(gè)近似的問(wèn)題及其答案來(lái)回答學(xué)生所問(wèn)問(wèn)題，從所返回的答案中學(xué)生能有所啟發(fā)。

2 基于問(wèn)題關(guān)鍵詞匹配度的相似度計(jì)算

系統(tǒng)根據(jù)用戶所問(wèn)問(wèn)題去檢索相應(yīng)的問(wèn)題及其答案，即根據(jù)用戶問(wèn)題去匹配目標(biāo)問(wèn)題。匹配到的目標(biāo)問(wèn)題是否與用戶問(wèn)題對(duì)應(yīng)，相似程度有多大？這將涉及到相似度問(wèn)題。

句子相似度計(jì)算在自然語(yǔ)言處理中有著廣泛的應(yīng)用，例如，在基于實(shí)例的機(jī)器翻譯中的源語(yǔ)言檢索，面向常問(wèn)問(wèn)題集的自動(dòng)問(wèn)答系統(tǒng)中的問(wèn)句檢索等領(lǐng)域。在不同的具體應(yīng)用中，相似度的含義也有所不同。例如，在基于實(shí)例的機(jī)器翻譯中，相似度主要用于衡量文本中詞語(yǔ)的可以相互替換使用而不改變文本的句法語(yǔ)義結(jié)構(gòu)的程度；在信息檢索中，相似度更多的是反映文本與用戶查詢?cè)谝饬x上的符合程度。

目前常見(jiàn)的兩種句子相似度的計(jì)算方法：（1）基于詞向量空間模型的TF-IDF相似度計(jì)算方法；（2）基于語(yǔ)義詞典的相似度計(jì)算方法。

本文在這兩種相似度計(jì)算方法的基礎(chǔ)上提出了一種新的相似度計(jì)算——基于問(wèn)題關(guān)鍵詞匹配度的相似度計(jì)算：

當(dāng)用戶問(wèn)題中的關(guān)鍵詞與目標(biāo)問(wèn)題的匹配度為1且句子類(lèi)別一致時(shí)，則認(rèn)為目標(biāo)問(wèn)題與用戶問(wèn)題完全相似，相似度為1。

當(dāng)用戶問(wèn)題中的關(guān)鍵詞與目標(biāo)問(wèn)題的匹配度為0.5且句子類(lèi)別一致時(shí)，則認(rèn)為目標(biāo)問(wèn)題與用戶問(wèn)題近似相似，相似度為0.5。

當(dāng)用戶問(wèn)題中的關(guān)鍵詞與目標(biāo)問(wèn)題的匹配度為1或0.5但句子類(lèi)別不一致時(shí)，則認(rèn)為目標(biāo)問(wèn)題與用戶問(wèn)題低相似，相似度為0.25。

利用這種相似度計(jì)算方法，相似度在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中不用單獨(dú)計(jì)算，它的計(jì)算隱含在問(wèn)題匹配中。

在實(shí)際的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，一般只要考慮前兩種。這種方法是一種非常有效的相似度計(jì)算方法，在實(shí)際的系統(tǒng)中能大大提高系統(tǒng)的效率，減少了傳統(tǒng)的相似度計(jì)算的復(fù)雜統(tǒng)計(jì)及計(jì)算。

3 問(wèn)題匹配算法

利用本文中提出的相似度計(jì)算來(lái)完成問(wèn)題的匹配——用戶問(wèn)題與目標(biāo)問(wèn)題的匹配。

利用FAQ庫(kù)進(jìn)行用戶問(wèn)題解答的基本計(jì)算流程如下圖所示：

3.1 算法程序代碼

4 結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了智能答疑系統(tǒng)的作用，介紹了一種基于問(wèn)題關(guān)鍵詞匹配度的相似度計(jì)算，然后利用該思想來(lái)完成問(wèn)題匹配，并給出了問(wèn)題匹配算法的流程圖以及程序代碼。

參考文獻(xiàn)：

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