本站原创摘 要：为了使用互联网技术更好地促进创新教育,为培养学生创新能力提供有利的环境,设计了一个基于社会网络技术的教育协作支持系统,提出了基于社会网络拓扑结构的相似度概念并以此为基础设计了协作推荐算法.协作推荐算法可以根据学生的兴趣推荐合适的合作伙伴、指导老师、专家、项目或者文档资料.该系统帮助学生更好地应用所学知识解决学习项目,达到创新教育的目的.
关 键 词：社会网络；支持系统；推荐算法；相似度
中图分类号：TN96434文献标识码：A文章编号：1004373X（2013）24002903
Designofacollaborativeeducationsupportsystembasedonsocialworktechnology
LIZhifang1,CHENTingting2,YELiying3
（1.ShenzhenSeniorHighSchool,Shenzhen518040,China；2.ShenzhenResearchInstituteofCityUniversityofHongKong,Shenzhen518057,China；
3.DepartmentofInformationSystem,CityUniversityofHongKong,Hongkong,China）
Abstract：Inordertocreateafriendlyenvironmenttocultivatetheinnovationabilityofstudents,acollaborativeeducationsupportsystembasedonsocialworktechnologywasdesigned.Asimilarityconceptbasedonthesocialworktopologywasproposedandthecollaborativeremendationalgorithmwasdesignedonthebasisoftheconcept.Thealgorithmcanhelpstudentstofindpartnerswhosharesimilarstudyinterests,facilitatemunicationamongstudents,andenableteacherstoprovidepromptguidanceforstudents.Theproposedapproachisofagreathelptostudentorutilizingtheirknowledgetodealwiththelearningprojectsandenhancingtheirabilityofinnovation.
Keywords：socialwork；supportsystem；remendationalgorithm；similarity
法国著名文化教育学家斯普朗格说过：“教育的最终目的不是传授已有的东西,而是要把人的创造力量诱导出来”.创新教育是着重培养学生的创新意识与创新能力的教育.为了实现创新教育,应该为培养学生的创造力提供条件.教师不能只教授课程内容,而是要引导学生创造性地运用知识和能力,自主地发现问题、研究问题和解决问题,在研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维的新型教学模式[1].创新教育已经成为我国教育的一个重要目标.然而,创新教育目前在我国的现状仍然难以让人满意.著名的钱学森之问指出：“现在中国没有完全发展起来,一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学,没有自己独特的创新的东西,老是‘冒’不出杰出人才”.因此,提高创新教育质量是我国需要解决的一个重要问题.近年来,互联网技术取得了飞速的发展,已经进入了Web2.0的时代[2].其中,具有代表性的互联网应用包括博客/微博（Weblog/Microblog）、社会网络（SocialNetwork）、百科全书（Wiki）等[3].相比传统互联网应用,Web2.0强调互联网只是一个信息的公共载体/平台,每一位网络用户既是信息内容的消费者,也是网络的创造者[4].以社会网络为基础的远程合作交流已经成为一种重要的协作手段.它是构架未来集团型和交叉型的科研中心的重要组织形式,也是今后互相协作在网络时代的一种主要运行模式.在欧美发达国家,社会网络己成为大学和科研机构进行教学、科研合作的一个重要学术和文化领地.在我国,目前的教学系统还多数依赖于传统的信息系统[5].目前大多数学校科研教育缺乏系统的管理,很大程度上是松散的进行,通过Excel,Word等办公软件来处理大量的数据[6].
基于创新教育的模式及需求的探讨,本文提出一种基于社会网络技术的教育协作支持系统设计.教育协作支持系统是实现创新教育的网络化管理平台,形成一个及时更新的教育管理沟通平台,全面、实时、准确地提供学校的有关科教信息,为学校教师开展科研活动提供方便快捷的怎么写作,为学生开展项目,学习创新提供极大的便利.所以教育协作支持系统平台的构建和应用是非常有必要的,该系统平台怎么写作于学校学生的科研学习,为辅导老师进行指导决策提供有利的信息支持,有助于学校培养创新拔尖人才水平的提高.本文的主要贡献在于分析创新教育的需求,总结出创新教育概念模型,以此设计了基于社会网络的教育协作支持系统,并重点研究了基于社会网络的协作推荐算法.1创新教育概念模型
相比于传统教育,创新教育最大的特点是其不仅仅教育学生基本的书本知识,还需要通过让学生利用所学的基础知识解决实际项目,在项目执行的过程中培养学生的创新能力.创新教育一个重要的评价指标就是学生是否能够独立或者在老师的指导下完成高质量的有创新成果的项目.因此,以项目研究为主线,以研究法、讨论法、案例分析法等为主要教学方法,以互联网等现代教育技术为支撑开展教学,是创新教育的主要特点.有学者将研讨式教学的步骤概括为5步,称为研讨式5步教学法[7].这5步分别为：选题、搜集资料、小组研讨、全班交流、总结提高.如图1所示,通过对创新教育的特点分析,总结出了一个创新教育概念模型.该模型把创新教育所需要进行的教学活动总结为3个主要参与主体以及这些主体之间的协作.主要涉及3个主体：学生,指导老师和外部专家.学生需要和同学,老师以及外部专家交流互动,在系统的创新教育方法的指导下学习开展科研任务；指导老师也需要和同事,学生,以及外部专家沟通交流,以达到有效指导学生的目的.创新教育的一个重要目标就是帮助学生完成具有实际价值的科研项目.因此,在项目执行过程中需要紧密联系实际需求.实际需求往往需要得到工业界或者学术界的认可,因此外部专家也是创新教育不可缺少的主体.他们还可以及时地给学生和老师提供有效的资源帮助,反馈意见等,能够对项目质量和创新性提供保障.
在互联网技术发达的环境下,一个有效的教育协作支持系统将能够促进各个交流沟通环节.例如,学术可以随时通过系统联系相关外部专家,得到及时的反馈意见.老师可以通过系统查看学生的进度,及时帮助学生解决可能的问题.这个概念模型中的协作关系可以用社会网络很好的表示[8].
2协作教育支持系统框架
根据创新教育概念模型,在此提出一个教育协作系统框架.该系统架构如图2所示.为了支持创新教育,基于社会网络技术,该系统提供了以创新项目为载体的协作平台.学生、老师和专家可以通过这个平台管理教学进度、互相交流并相互促进.本文所提出的教育协作支持系统采用的是B/S结构即浏览器和怎么写作器结构.它是随着Inter技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构[9].在这种结构下,用户工作界面是通过浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现,但是主要事务逻辑在怎么写作器端（Server）实现,形成所谓三层3tier结构.
图1教育协作概念模型
图2教育协作支持系统框架
基于网页浏览器的界面：用户通过用户名和登陆网页,并通过网页进行查看与操作.B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件.只要有一台能上网的电脑就能使用.系统的扩展性非常容易,只要能上网,再由系统管理员分配一个用户名和就可以使用了.
（1）社会网络管理.每个用户根据自身不同的角色有自己的空间.自己的空间里面显示了自己的关系网络,其中包括与项目的关系,与文档的关系,与人的关系.这些关系是系统用户在参加创新教育过程中各种活动的记录.同时,系统还可以根据用户目前的状态,推荐用户合适的项目,小组合作伙伴、导师、外部专家以及相关支持文档.
（2）项目管理.主要是以项目的开始,执行,检查、改进、提交的生命周期为各个参与主体提供项目管理的各项功能,如任务划分,日程安排,进度监控等.
（3）知识管理.主要帮助用户管理个人的知识库,系统所有记录的项目相关文档都被存入知识库,知识库可以根据个人的兴趣和当前项目,
（4）协作管理.教育过程中参与主体需要互相交流,如通过微博、电子邮件、视频等方式.协作管理通过用户的,提供远程的协作支持.
3基于社会网络的推荐算法
在协作教育支持系统中,由于系统涉及到教育的各个层次,需要管理的内容较多.因此需要一个有效的机制推荐相关的项目,合作小组伙伴、导师、专家与文档.否则,用户将会有太多的无用信息,降低学习工作的效率.本系统的推荐机制是基于社会网络的相似度算法.
该推荐算法的目标是为根据用户当前的社会网络状态为用户推荐其所需要的最相近的合作伙伴、指导老师、文档资料、项目和专家等.本算法区别于传统的推荐算法,主要在于其考虑了社会网络的拓扑结构[1011].
教育协作社会网络可以定义为一个图G（Ns,Nt,Np,Nd,Ne,E）,其中Ns为学生节点集合；每个节点代表一个学生；Nt是导师节点集合；Np是项目节点集合；Nd是文档资料节点集合；Ne是专家节点集合；E是关系集合,表示了所有创新教育社会网络中节点的相互关系.
检索算法采用基于复杂网络的的相似度计算算法[12].通过引入网络各种节点的相互关系,能够更加准确的表示学生,老师,专家,项目,文档资料以及他们之间的相关性.根据复杂网络节点相似性理论,可以基于复杂网络拓扑结构定义节点相似度,例如学生a和学生b的相似度可以由式（1）计算：
[Sima,b等于ωsSsa,b+ωtSta,b+ωpSpa,b+ωdSda,b+ωeSea,bωs+ωt+ωp+ωd+ωe]（1）
式中[ωs,ωt,ωp,ωd,ωe]是学生关系,教师关系,项目关系,文档资料关系和专家关系在学生相似度计算中的权重系数,且[ωs+ωt+ωp+ωd+ωe等于1.]
[Ssa,b等于BaBbBaBb]（2）
式中：B（a）和B（b）分别是和学生a与学生b有合作关系的学生集合.
同理类似,可以计算St,Sp,Sd,Se.根据上述相似度计算公式,协作合作伙伴推荐算法如下所示：输入：现有教育协作社会网络的节点与边的集合,需要推荐合作伙伴的学生a
输出：为学生a的推荐的k个合作伙伴列表
RemendedList等于[]
学生a现有的合作伙伴列表为B等于{b1,b2,等bn}
MinimumSimilarity等于0；
fori等于1ton
Foreachx[∈]Ns
Similarity等于Sim（bi,x）
IfRemendedList.size（） 添加x到RemendedList ElseifSimilarity>MinimumSimilarity 添加x到RemendedList 移除RemendedList中相似度最小的节点 MinimumSimilarity等于Similarity ReturnRemendedList 该算法根据已有合作伙伴为学生推荐相似的合作伙伴,非常准确的利益社会网络的特性,寻找有共同兴趣与能力的学生,帮助他们组建团队,完成项目.但是,如果一个学生没有任何社会关系,系统则无法推荐.因此,该系统需要给予新用户一段时间建立基础的关系.类似算法可为用户推荐所需的文档资料,项目,导师与专家.该算法计算公式中的权重调节可调整推荐的侧重点,如果研究方向比较重要,则文档与项目的权重较高.如果导师指导比较重要,则导师的权重较高. 4结语 创新教育是我国教育发展重要目标.近年来,以社会网络技术为代表的互联网技术已取得广泛应用.但是现有教育系统的设计与开发还没有使用社会网络技术.本文基于现有的创新教育方法,总结出了以协作为中心的创新教育概念模型,并设计了基于社会网络技术的教育协作支持系统.其中,基于社会网络的推荐算法是该教育协作支持系统支持创新教育的一个重要保障.