基于CBR的学生心理辅导系统研究

金晶

【摘 要】学生辅导工作希望将濒临偏差行为的学生引导回正常人格发展的道路上，在辅导期间我们难以吸取前人的知识经验作为自我的决策参考，并浪费了大量宝贵时间在重复信息的收集工作上，使得辅导工作事倍功半。利用现有信息科技优势，结合基于案例推理（Case-Based Reasoning）的优点，构建了学生辅导系统的总体框架结构，从而实现辅导知识共享、支持辅导决策制定与资源整合的目的。

【关键词】学生辅导；基于案例推理；知识共享

0 引言

学生辅导工作希望将濒临偏差行为的学生重新引导回正常人格发展的道路上。在传统的学生辅导过程中：（1）辅导个案的资料通常以书面的文件形式加以保存，日复一日，日积月累，庞大的资料量使文件的保存、管理和存取费时耗力；（2）辅导人员难以通过集思广益或吸取前人的知识经验来作为自我的决策参考，而致使辅导工作事倍功半；（3）辅导工作往往在升学后必须重新开始，新任辅导人员对于辅导个案的历史记录很难有完整的了解，使得辅导工作难以发挥持续性的作用，浪费了大量的辅导资源；（4）辅导过程中浪费了大量宝贵时间在重复的信息收集工作上；（5）辅导知识无法通过一个有效机制将其分享给其它辅导人员，而使得辅导工作常落入单打独斗的情景。因此，如何利用现有信息技术优势来解决以上问题，从而提升辅导工作的效率与成功，是当前需要亟待解决的问题。

研究表明学生的偏差行为大部份具有相似性，也就是在环境、家庭及个体本身相似的条件下，往往会导致相同的偏差行为的产生[1]。基于案例的推理已被许多学者证实能有效地提供过去案例的经验作为管理者制定决策的参考依据。因此，利用现有信息科技优势，选择基于案例的推理来构建学生辅导系统具有重要的意义。

本研究将尝试结合DBMS、CBR来构建一跨平台的、基于B/S模式的、易于管理、查询、检索和分析的学生辅导雏形

系统，以达到以下目标：

（1）文件数字化管理

辅导个案的家庭生活背景、父母亲资料及历来各项辅导记录，都将用DBMS进行管理。通过网络，个案的辅导工作将可持续进行，达到持续追踪的目的。

（2）案例库的建立、检索与分析

将辅导个案和老师的辅导互动过程及处理方案的记录视为案例（CASE），利用基于案例推理的方法来详细记录个案的辅导过程和辅导效果。通过系统平台有效且具弹性的搜索与辅导个案相关的案例集，作为辅导时的决策参考。

（3）建立知识共享平台

建立虚拟社区来有效地传播、分享知识。通过辅导文献的搜集和虚拟社区的交互来构建专家查询数据库，让辅导人员之间可以通过辅导资源渠道，彼此交流经验。

1 基于案例的推理

基于案例的推理（Case-Based Reasoning，简称CBR）是一种重用历史问题的解决方案以得到新问题解决方案的人工智能技术，起源于美国耶鲁大学Roge Schank教授在其1982年的著作《Dynamic Memory》中所做的描述。Aamodt和Plaza在1994年提出了CBR的推理流程[2]，如图1所示。

（1）检索（Retrieve）：按照某种检索匹配策略从案例库中找到一个与当前问题最相似的案例或案例集；

（2）重用（Reuse）：把相似案例或案例集中的解决方案作用于新问题从而得到新问题的解决方案；

（3）修正（Revise）：当重用的旧案例的解决方案不完全适合新问题时，需要将其修正为恰当的解答；

（4）保留（Retain）：把修正后的解决方案保存到案例库中，以备将来重用。

案例间相似度的计算是CBR推理系统中最关键的部分，其中Holt提出的比重和法是一种简单有效且较为常用的方法[3]，取二个案例ci和cj，每个案例各有n个属性a1，a1，…an，计算公式为：

其中dk为属性间的相似度，d为两属性的相差值（即相减的绝对值），wk为属性权重值，即属性在案例比对中占的重要程度，sim为两案例计算后的相似度。

2 系统设计

本系统利用DBMS对辅导个案进行管理，并通过网络，使得个案的辅导工作可以打破时间与空间的限制，持续不断的进行。利用基于案例推理的优点，辅导人员可以通过对案例数据库的查询，检索出与辅导个案相似的案例集以支持辅导人员的决策，从而提升辅导人员的辅导知识。辅导社区的建立与管理有利于知识的分享与传递，辅导人员可以从社区中获得更广阔的知识，用以提升个人的辅导能力，从而取得更有效的辅导策略。其系统框架如图2所示，系统由辅导制度机制、案例推理机制和知识共享机制组成。下面分别介绍这几个机制：

2.1 辅导制度机制

为列入辅导个案的学生建立数字化资料（其中包含学生基本资料、家庭结构、偏差行为、身心特质、历年其他辅导员的辅导策略、辅导建议及辅导结果），并确定辅导个案偏差行为的权重值，使之成为一个新的辅导个案存储于学生数据库中。系统通过学生数据库将个案的所有资料提供给辅导人员，供辅导人员能及时了解个案详细情况，以便日后辅导策略的制定。

2.2 案例推理机制

利用基于案例推理的方法来设定偏差行为的权重值，进行辅导个案的相似度比对，帮助辅导人员从案例数据库中检索出相似的案例集。此方法一方面可以增强辅导人员的辅导知识，另一方面则有利于辅导人员制定有效的辅导策略。

2.3 知识共享机制

知识共享机制可以帮助所有辅导人员通过查阅辅导文献提升本身的辅导知识。案例推理、虚拟社区及专家联络等渠道则可以帮助辅导人员彼此交换经验与知识，进而提升自我的辅导能力，以便后续遭遇决策时能采用更有效的辅导方法。辅导人员实际应用策略后，将成果与建议记录下来，修正辅导个案的特征值，回存至案例数据库，使之成为另一个新案例，供日后其他辅导人员参考。

3 系统应用

学生辅导系统本质上属于一种决策支持系统，借助CBR的归纳推理能力，可以进行辅导策略的分析与制定。系统采用Microsoft SQL Server 2008作为数据库服务器，与数据库的链接使用ODBC（ Open Database Connection），图形图像处理采用Adobe Photoshop 10..0，使用HTML+CSS+ASP+Java Script进行系统的开发，主要开发与测试平台为Microsoft Windows 2008 Server+Internet Information Server（IIS）8.0+Microsoft FrontPage 2007。这些产品都是源自微软公司，彼此间已经过性能优化，能够无缝结合，有利于提高系统的稳定性和可靠性。针对不同层次、具有不同权限的用户，利用用户登录来区分用户可访问的数据范围和可以使用的系统功能层次。系统实现的主要功能如下：

3.1 案例管理功能

在Microsoft SQL Server 2008的支持下，案例管理十分方便。管理员通过Internet建立需辅导个案的基本信息，辅导人员也可以通过网络方便快捷地获取辅导个案的数据信息，其中包括辅导个案家庭背景、重大事件、偏差行为、身心特质等。

3.2 案例检索功能

辅导人员登录系统后，系统会自动找出并显示所分配的辅导个案，通过案例检索功能，系统会依据辅导人员对偏差行为权重的设置，从案例数据库中检索出适合该个案的最佳案例集供辅导人员参考。

3.3 辅导知识共享功能

辅导人员通过建立在网络上的辅导社区进行互相研讨和沟通。辅导人员不仅能通过查看相关辅导文献，提升自身辅导知识，还能通过辅导社区分享彼此的经验和知识，从而达到知识共享的目的。

4 结束语

利用基于案例推理开发的学生辅导系统，由于采用了基于CBR的框架架构，使辅导人员在信息科技的协助下，能更快速有效地协助存在偏差行为的学生，让他们可以回到正常人格的道路上发展。同时，通过利用系统的知识共享机制，不仅让辅导人员提升了自我的辅导知能，还将辅导人员的自我经验分享出来，达到了知识共享的目的。可以持续扩充案例数据库，使案例检索效果更佳，此外，还可加入学籍管理系统，扩充其功能，让系统功能更加完善。

【参考文献】

[1]LEE K. Development of lying to conceal a transgression： Childrens control of expressive behaviour during verbal deception[J].International Journal of Behavioral Development，2003，26（5）：436.

[2]AAMODT A，PLAZA E. Case-Based Reasoning： Foundational Issues， Methodological Variations， and System Approaches[J].AI Communications， 1994， 7（1）：39-59.

[3]HOLT A.Understanding environmental and geographical complexities through similarity[J].Complexity International， 2000，7：1-16.

[责任编辑：刘展]