馬世霞，于 琨，劉 丹

(河南機電高等?？茖W校計算機科學系，河南新鄉(xiāng)453002)

遠程教學是傳統(tǒng)課堂教學在網絡上的實現，它以大量的數字化教學資源為支撐，突破了傳統(tǒng)教學的時空限制［1］，讓人們體驗到自由獲取知識的樂趣。然而，目前的遠程教學系統(tǒng)大多將教學資源放在專用服務器上，靜態(tài)地等待學習者瀏覽和下載，對學習者的學習行為習慣、學習需求等缺乏分析和指導，是非實時(非交互)的遠程教學。這種以系統(tǒng)為中心的教學模式要求人適應系統(tǒng)而非系統(tǒng)主動為學習服務，沒有充分體現出教師在組織課程上的主導地位，在指導學習者調整策略時更是缺乏智能［2］。教學智能化一直是教學界和教學技術領域的理想目標。Agent技術的出現，為實現這一目標提供了良好的契機。本文采用多Agent技術［3］，設計并實現了一個基于多 Agent的遠程教學系統(tǒng)，該系統(tǒng)彌補了上述缺陷，使遠程學習變被動為主動，讓遠程學習者體驗到自由獲取知識的樂趣。

1 Agent的特征及其應用于智能教學系統(tǒng)的優(yōu)勢

Agent［4］是一個基于軟件(在更多情況下)或硬件的計算機系統(tǒng)，是一個智能主體，能夠感知外部環(huán)境、獨立決策，并能作用于外部環(huán)境以及與其他Agent相互協作共同實現目標。多Agent系統(tǒng)(MAS)，它通過多個Agent之間進行協調或協作，從而解決復雜問題。MAS的協作求解問題的能力超過單Agent，將MAS技術應用于教學系統(tǒng)，可以將被動式教學轉為主動式教學，在教學策略和教學過程中更加關注學生的個性特征和協作學習需求。通過利用Agent的自治性，反應性、社會性和能動性來管理學生的學習信息，即時記錄學生的學習活動，分析學生的認知水平，滿足學生的協同學習要求。

2 基于MAS的個性化智能教學系統(tǒng)的設計

2.1 智能教學系統(tǒng)的總體設計

采用多Agent技術建立智能化的學習系統(tǒng)。通過該學習系統(tǒng)，學生可以在系統(tǒng)的建議下自主選擇學習內容，通過能力測試判斷自己的學習效果及應用知識的能力。系統(tǒng)將根據學生的學習過程記錄分析其認知水平，提供更有效的學習參考。系統(tǒng)的整體模型如圖1。

用戶通過瀏覽器訪問教學系統(tǒng)，系統(tǒng)會在瀏覽器端建立一個界面Agent，負責學生信息的采集和教學過程的實施，同時為教師的訪問和教學系統(tǒng)的維護提供接口，接受界面Agent傳遞過來的用戶信息，并由協調A-gent對用戶需求進行任務分解，協同其余各Agent共同完成任務策略的制定。

圖1 遠程教學系統(tǒng)模型

1)學生Agent:學生Agent通過和協調Agent進行交互，從信息系統(tǒng)Agent中采集關于學生用戶的信息，然后進行分析整理，記錄學生的學習進度，分析學生的認知水平，為以后的教學實施等提供支持。學生A-gent主要實現如下功能:①完成學生的注冊信息采集并將其傳遞到服務器端，由學生Agent通過對資源庫的訪問進行身份的確認，從而將學生的學習記錄提取以便使教學Agent確定教學策略。②跟蹤學生的學習過程，記錄本次學習進度，測試報告，將其傳遞到學生Agent中，以分析學生的認知水平。

2)管理Agent:包括一系列的管理，如課程管理、成績管理，負責整個系統(tǒng)的智能協調，它通過實例派生的方法生成教師Agent，強化教師Agent在教學控制上的主導地位。

3)教師Agent:教師Agent從學生個性庫中采集學生的學習進度，測試成績經過分析向學生提供相應的教學資源。Wi:表示學生的學習難度系數;Ch:是章節(jié)號，即表示學生的學習進度;Ci:瀏覽次數，即表示章節(jié)的用權值，取值范圍為1，2，3。設定產生式規(guī)則如下:

if Ch=2

if Ci＜=3 then Wi

else if(Ch=2)and(Ci＞3)then Wi－1

else Ch+1

教師可以根據學生測試的結果，調整學習進度，讓學生有成就感，提高學生興趣。

設權值Qi為每道測試題目的測試成績記錄，測試題目的難度用權值Ni表示，每個學生瀏覽相關知識點的學習資源次數用權值Ci表示。教學Agent記錄相關信息的值，分析每個學生的認知水平，認知水平用權值Ri表示，Ni*(Qi－Ci/3)，規(guī)則如下:

if(Ni*(Qi－Ci/3))＜ =2

then Ri=1

else if((Ni*(Qi－Ci/3))＞ =2)and((Ni*(Qi－Ci/3))＜=5)

then Ri=2

else if((Ni*(Qi－Ci/3))＞ =5)and((Ni*(Qi－Ci/3))＜=8)

then Ri=3

教師Agent根據權值Ri來判斷學生對測試題目相關的知識點的認知能力，并且通過對所有學生對測試題目的認知水平的統(tǒng)計來增添教學資源，確定教學內容，教學策略的調整。

3 系統(tǒng)實現

3.1 用戶助手Agent

在遠程教學系統(tǒng)中，需要建立一個智能化的人機接口，這個接口就是用戶助手Agent。用戶助手Agent的功能是跟蹤每個用戶的訪問過程，用戶助手Agent是用Microsoft Agent開發(fā)實現的。用戶助手Agent在不同的子模塊中有不同的功能，如在登錄模塊中，用戶助手Agent可以根據登錄用戶的不同類別和名稱，進行相應處理。

3.2 學生Agent與教師Agent的交互

在實際的教學過程中，學生Agent和教師Agent都是在JADE中啟動并進行交互的。學生Agent通過協調Agent和教師Agent進行交互，發(fā)現學生的個性化學習要求，記錄學生的學習進度，根據測試報告分析學生的認知水平，然后根據這些再由教師Agent開展實際的教學。學生Agent與教師Agent在JADE中的交互狀態(tài)如圖2所示。

圖2 學生Agent與教師Agent交互圖

4 結語

本文通過分析傳統(tǒng)的基于Internet遠程教學系統(tǒng)存在的問題，提出了基于多Agent技術的遠程教學系統(tǒng)模型，并用JADE平臺實現多Agent智能遠程教學系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現了學生的按需學習和教師的因人施教，提高了遠程教學的效果。

［1］Michael N Hubns.Agents as Web services.IEEE Internet Computing［J］.2002，6(4):93 －95.

［2］楊肖鴛.基于Agent技術的敏捷虛擬企業(yè)信息系統(tǒng)的結構及其原型系統(tǒng)研究［J］.計算機應用研究，2004，(14):14 －20.

［3］沈垚，趙林度.Web Services在中小型企業(yè)電子商務上的應用［J］.微計算機信息，2006，22(2 －3):140－142.

［4］董紅斌，石純一.一個多Agent系統(tǒng)模型［J］.小型微型計算機系統(tǒng).2000，21(7):740 －743.