[摘要]對信息化教學(xué)設(shè)計來說，就是要在教學(xué)設(shè)計中，充分利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)。Agent是一種新興技術(shù)，將探究性學(xué)習(xí)的理論與Agent技術(shù)有效地結(jié)合，可以更好地模擬實驗情境，創(chuàng)設(shè)協(xié)作情境等進行參與式、體驗式學(xué)習(xí)，從而提高網(wǎng)上教育的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

[關(guān)鍵詞]探究性學(xué)習(xí) Agent 教學(xué)模式 Netlogo

20世紀80年代以來，以探究性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，重視基礎(chǔ)教育課程已逐步成為世界各國課程改革的突出重點。通過教學(xué)目標，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的調(diào)整，轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)行為，改變單純接受的教學(xué)方式，提倡自主、探究與合作的學(xué)習(xí)。

一、“探究性學(xué)習(xí)”理論的概念與價值取向

所謂“探究性學(xué)習(xí)”，是指從科學(xué)領(lǐng)域或現(xiàn)實社會中選擇和確定主題，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)一種類似于學(xué)術(shù)或科學(xué)研究的情境，學(xué)生通過自主獨立地發(fā)現(xiàn)問題、實驗、操作、調(diào)查、信息搜集與處理，表達與交流等搜索活動，獲得知識技能，發(fā)展感情與態(tài)度，培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新能力的學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)過程。因此，我們所倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)不僅僅是轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，更重要的是通過轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式來促進每個學(xué)生的全面發(fā)展。對學(xué)生而言，我們應(yīng)從以下幾個方面努力。

1.培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。就“探究性學(xué)習(xí)”的過程而言，需要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力、提出解決問題的設(shè)想的能力、收集資料的能力、分析資料和得出結(jié)論的能力，即表述思想和交流成果的能力?？傊?，“探究性學(xué)習(xí)”是對知識的批判性考察，是在問題解決的過程中獲得對知識的理解與應(yīng)用，因?qū)W生主體地位的確立而增強了學(xué)生的獨立思考與判斷能力。

2.學(xué)會分享與合作。合作的意識和能力，是現(xiàn)代人所應(yīng)具備的基本素質(zhì)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是人們合作探究的結(jié)果，社會人文精神的弘揚也是以樂于合作和善于合作為基石的。但在以往的課堂教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生合作精神的機會并不多，而“探究性學(xué)習(xí)”則提供了有利于人際溝通與合作的良好空間。

二、Agent的特征及應(yīng)用于探究式教學(xué)模式的優(yōu)勢

Agent（智能代理）是一個具有自適應(yīng)性和智能性的軟件實體，能代表用戶或其它程序，以主動服務(wù)的方式完成一項工作。也就是說，Agent是一個封裝的有獨立功能的模塊，它包括自己的數(shù)據(jù)和對這些數(shù)據(jù)進行操作的算法，它能夠接受和處理其他 Agent發(fā)送來的消息，也能向其他 Agent發(fā)送消息，是一個有獨立解決問題能力、并隨環(huán)境變化而變化的實體。

Agent具有自主性、交互性、反應(yīng)性、主動性和推理規(guī)劃能力。針對以上 Agent的特點，將 Agent技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)模式的研究，能有效克服現(xiàn)階段教育系統(tǒng)停留在單一的課件授課和機械學(xué)習(xí)等局限和不足。

1.使用 Agent技術(shù)可以增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性和人性化色彩，改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，建構(gòu)自主的學(xué)習(xí)環(huán)境。有助于學(xué)生的自我管理，防止學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)認知倦乏與動機消退現(xiàn)象

2.利用 Agen管理學(xué)習(xí)者信息，能動態(tài)的跟蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，為建立學(xué)生模型提供更加可靠的依據(jù)。正確判斷學(xué)生知識狀態(tài)，對認知水平不同的學(xué)生和不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)策略，并做出正確的教學(xué)評價

3.Agent的社會性能夠滿足建構(gòu)主義協(xié)同學(xué)習(xí)的需要，可以把每個學(xué)習(xí)者看成一個 Agent，學(xué)習(xí)者之間通過 Agent的協(xié)同機制完成協(xié)同學(xué)習(xí)。教師也可以理解成一個Agent，同樣可以和學(xué)生交流信息，隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進行有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

三、基于Agent的探究式教學(xué)模式

Agent這種教學(xué)技術(shù)能夠?qū)W習(xí)著提供圖文并茂、豐富多才的交互式人機截面，提供大規(guī)模的知識庫和信息庫，從而激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，達到讓學(xué)習(xí)著主動構(gòu)件知識的目的，實現(xiàn)自主獲取知識、自我更新甚至創(chuàng)新知識的理想目標。結(jié)合Agent的技術(shù)，我們可以提出一種以探究性學(xué)習(xí)為理念的教學(xué)模式：

1.教學(xué)服務(wù)模塊

情景創(chuàng)建。通過和學(xué)習(xí)者的興趣、目標想聯(lián)系，通過生動形象的描述一個引人矚目的問題，從而使學(xué)習(xí)者吸引到課程學(xué)習(xí)中來。知識積累：情景創(chuàng)建在學(xué)習(xí)者已有的知識的基礎(chǔ)上，并預(yù)先展示了將展開的課程學(xué)習(xí)范圍，通過預(yù)示課程有效的幫助學(xué)習(xí)知識的積累。

2.學(xué)生模塊

學(xué)生Agent：主要負責(zé)學(xué)生與系統(tǒng)的交互，根據(jù)實際的授課情況，引導(dǎo)學(xué)生展開探究性思維進行自主學(xué)習(xí)。個性分析Agent：可以在查看學(xué)生基本信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合以往的學(xué)習(xí)記錄，為本次學(xué)習(xí)提供原始的學(xué)習(xí)資料。由于每個學(xué)生的最初基礎(chǔ)不同，再根據(jù)本次學(xué)習(xí)情況，可以達到對不同的學(xué)生進行更準確的教學(xué)過程評價。協(xié)同Agent：可以分別與學(xué)生Agent和個性分析Agent進行信息交換，使協(xié)同Agent能根據(jù)實際情況，更好的選擇交互對象。

3.教師模塊

學(xué)習(xí)任務(wù)制定Agent：學(xué)習(xí)任務(wù)的提出參考了課程標準的同時，清晰的分析與結(jié)合學(xué)生實際能達到的情況來制定。過程評價Agent：在此模塊中，不僅對學(xué)習(xí)者任務(wù)完成的情況進行評價，同時還應(yīng)對學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的所采取的學(xué)習(xí)策略，學(xué)習(xí)態(tài)度進行正確的評價，及時對教學(xué)服務(wù)模塊和教師模塊進行反饋，以達到理想的教學(xué)效果。

四、Netlogo學(xué)習(xí)平臺中模型的設(shè)計

對信息化教學(xué)設(shè)計來說，就是要在教學(xué)設(shè)計中充分利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)模擬實驗情境，創(chuàng)設(shè)協(xié)作情境等進行參與式、體驗式學(xué)習(xí)，這種共同體建立就需要模型信息集成。在這方面，Netlogo學(xué)習(xí)平臺這一建構(gòu)工具包是一個很值得學(xué)習(xí)的范例。

1.Netlogo學(xué)習(xí)平臺

NetLogo是一個為模仿自然和社會現(xiàn)象的一個可編程序環(huán)境。1999年它由Uri Wilensky創(chuàng)作，是特別適合于塑造復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)。Modelers能給指示上百或數(shù)以萬計獨立“agents”一致地所有操作，這使許多個體互作用涌現(xiàn)的個體微級行為和宏指令級樣式之間的連接成為可能。NetLogo讓學(xué)生開放模仿和“參與”他們，探索他們的行為在各種各樣的情況下。這是使學(xué)生、老師和課程開發(fā)商創(chuàng)造他們自己的模型的一個創(chuàng)作的環(huán)境。NetLogo足夠簡單，學(xué)生和老師能容易地模仿甚至修造他們自己。并且是推動研究許多領(lǐng)域的強有力的工具。

使用Netlogo這樣的學(xué)習(xí)平臺，可以讓學(xué)生將復(fù)雜的現(xiàn)實世界進行模式話。學(xué)習(xí)者可以通過客觀的數(shù)據(jù)，對實際問題進行擴展分析。

2.實例——狼羊捕食

在Netlogo的模型庫中存有很多如生態(tài)學(xué)，計算機科學(xué)和社會科學(xué)等實例。我們就以其中的狼羊捕食為例。

學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需要可以對Grass settings，Sheep settings和Wolf settings變量進行相應(yīng)的值設(shè)置。經(jīng)過一段時間的運行，可以根據(jù)曲線圖和3D瀏覽界面清楚的看出變化，進而更加直觀的認識理解狼羊捕食關(guān)系所帶來的現(xiàn)象變化。同時，針對一些有基礎(chǔ)和興趣的美工愛好者來說，這種情景設(shè)計平臺，可以更好地為其提供探究性體驗學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中，提高自己的動手和創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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（作者單位：遼寧渤海大學(xué)；北京建筑學(xué)院）