何玉新

(吉林農(nóng)業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 四平 136001)

基于Agent的遠程教學(xué)系統(tǒng)研究

何玉新

(吉林農(nóng)業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 四平 136001)

遠程教學(xué)系統(tǒng)成為現(xiàn)代教學(xué)中的一種新模式和發(fā)展方向，但是絕大多數(shù)的遠程教學(xué)缺乏智能化和個性化，通常不能同時滿足學(xué)生的要求。因此構(gòu)建智能化，個性化的遠程教學(xué)系統(tǒng)成為遠程教學(xué)系統(tǒng)中的熱點問題。本文在分析Agent技術(shù)的基礎(chǔ)上提出Agent的遠程教學(xué)系統(tǒng)的研究與設(shè)計，并且定義了系統(tǒng)中各模塊的用途和意義，從而使遠程教學(xué)系統(tǒng)更智能化和個性化。

Agent技術(shù);遠程教學(xué);個性化;智能化

0 引言

隨著現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，遠程教學(xué)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)中教學(xué)方面的重要模式。遠程教學(xué)是學(xué)生與教師、學(xué)生與教學(xué)組織之間主要采取多種媒體方式進行系統(tǒng)教學(xué)和通信聯(lián)系的教學(xué)形式，是將課程傳送給校園外的一處或多處學(xué)生的教學(xué)。遠程教學(xué)不受時間、空間和地點的限制，通過互聯(lián)網(wǎng)社會上的任何人都可以隨時隨地的通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程學(xué)習，選擇自己想要得到的教學(xué)?，F(xiàn)代遠程教學(xué)是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型教學(xué)方式。計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，特別是因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展，使遠程教學(xué)的手段有了質(zhì)的飛躍，成為高新技術(shù)條件下的遠程教學(xué)。這種遠程教學(xué)方式的代價成本較低，為人們節(jié)省了時間。但是遠程教學(xué)沒有達到完全的個性化和智能化，因為遠程教學(xué)常常無法同時滿足每個人的需求，很多教學(xué)系統(tǒng)都是強制學(xué)習者學(xué)習提供的教學(xué)內(nèi)容，很少給予相應(yīng)的建議和幫助，靈活性較差，這樣大大降低了遠程教學(xué)的效率。

1 Agent技術(shù)

1.1 Agent的主要特點

Agent廣義上包括人類、物理世界的機器人和信息世界的軟件機器人，狹義上指信息世界中的軟件機器人或稱軟件Agent。它代表用戶或其他程序，以主動服務(wù)的方式完成一組操作的機動計算實體。Agent的主要特點：

(1)自治性：Agent可以在沒有其他人的干預(yù)下獨立運作，對自己的行為和狀態(tài)有控制能力。

(2)反應(yīng)性：Agent能夠分析周圍的環(huán)境，并對環(huán)境的變化作出相應(yīng)的反應(yīng)

(3)能動性：Agent對環(huán)境的變化作出的反應(yīng)并不是簡單的反應(yīng)，是能夠接收到啟動信息，作出有一定目標的能動的行為。

(4)學(xué)習性：Agent作為獨立的計算實體能夠自學(xué)習，能將從學(xué)習者處得來的興趣，學(xué)習情況等信息轉(zhuǎn)化為內(nèi)部的資源存儲到知識庫里，建立起學(xué)生的個性化模式。

(5)社會性：Agent通過某種通訊語言和其他代理人進行交互活動。

(6)協(xié)作性：Agent能通過各種通訊協(xié)議和其他代理進行信息交流，并可以相互協(xié)作共同完成復(fù)雜的任務(wù)。

(7)移動性：Agent具有移動能力，即為完成自己的任務(wù)，可以從某地移動到其他地方。

1.2 Agent的體系結(jié)構(gòu)

Agent的體系結(jié)構(gòu)是指構(gòu)造Agent的特殊方法學(xué)，它描述了組成Agent的基本成分及其作用、各成分的聯(lián)系與交互機制、如何通過感知到的內(nèi)外部狀態(tài)確定Agent應(yīng)采取的不同行動的算法，以及Agent的行為對其內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境的影響等等。目前，人們已提出的Agent的體系結(jié)構(gòu)大致可分為以下三類。

(1)審慎式體系結(jié)構(gòu)(Deliberative Architecture)

該體系結(jié)構(gòu)的特點是Agent中包含了顯式表示的世界符號模型，Agent的決策是通過基于模板匹配和符號操作的邏輯(或準邏輯)推理作出的，如同人們通過“深思熟慮”后作出決定一樣，因此被稱為審慎式的體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)在(分布式)人工智能領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。我們可以認為構(gòu)造經(jīng)典的基于知識的系統(tǒng)，就是按照這種體系結(jié)構(gòu)構(gòu)造Agent的雛形的。因此，也可以說該體系結(jié)構(gòu)的存在與現(xiàn)代人工智能的歷史一樣長。

(2)反應(yīng)式體系結(jié)構(gòu)(Reactive Architecture)

該體系結(jié)構(gòu)的特點是Agent中包含了感知內(nèi)外部狀態(tài)變化的感知器、一組對相關(guān)事件作出反應(yīng)的過程，和一個依據(jù)感知器激活某過程執(zhí)行的控制系統(tǒng)，Agent的活動是由于受到內(nèi)外部某種"刺激"而發(fā)生的，因此被稱為反應(yīng)式的體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)在目前主流的分布式系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。因此，也可以說該體系結(jié)構(gòu)的存在與現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的歷史一樣長。

(3)混合式體系結(jié)構(gòu)(Hybrid Architecture)

該體系結(jié)構(gòu)的特點是Agent中包含了審慎式和反應(yīng)式兩個子系統(tǒng)，通常這兩個子系統(tǒng)是分層次的，前者建立在后者的基礎(chǔ)之上。這種體系結(jié)構(gòu)的研究與實驗?zāi)壳霸谌斯ぶ悄茴I(lǐng)域較為活躍，我們認為有關(guān)成果將對分布式系統(tǒng)中Agent應(yīng)用功能的增強產(chǎn)生直接影響。

2 Agent的遠程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

按照軟件工程的設(shè)計思想，結(jié)合遠程教學(xué)系統(tǒng)的特點，如圖1所示，將遠程教學(xué)系統(tǒng)分為三個模塊，分別為個性化選擇模塊，中間代理模塊，數(shù)據(jù)庫模塊。

2.1 個性化選擇模塊

個性化選擇模塊設(shè)計用戶的接口，包括學(xué)習者個性化界面，教師個性化界面和管理員個性化界面。包括用戶瀏覽器界面Agent，作業(yè)表現(xiàn)工具，答疑表現(xiàn)工具，交流表現(xiàn)你根據(jù)和管理表現(xiàn)工具。

2.2 中間代理模塊

當學(xué)習者登陸后，系統(tǒng)會自動生成學(xué)生代理Agent輔助學(xué)習者語系統(tǒng)交互，

圖1 Agent的遠程教學(xué)系統(tǒng)模塊

指導(dǎo)學(xué)習者進行學(xué)習，根據(jù)學(xué)習者的實際情況，尋找合適的策略給學(xué)習者，并且在學(xué)習結(jié)束后將學(xué)習者的學(xué)習記過反饋給數(shù)據(jù)庫。在學(xué)習者學(xué)習期間，學(xué)生Agent和個性分析Agent之間的交互很繁忙，學(xué)生Agent提供的學(xué)生學(xué)習狀況由個性分析Agent進行分析，并將分析結(jié)果傳遞給學(xué)生，為學(xué)生學(xué)習提供指導(dǎo)。

當教師登陸后，教師Agent根據(jù)學(xué)生的實際情況，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習愛好，選用適當?shù)慕虒W(xué)策略，制定個性化教學(xué)方案，選擇合適的知識傳授給學(xué)生，監(jiān)督和評價學(xué)生的行為，實時回答學(xué)生的提問。還可以通過組織網(wǎng)上作業(yè)，考試等安排來實現(xiàn)教授內(nèi)容的因人而異。

當管理者登陸后，管理者對教學(xué)的整個情況進行宏觀調(diào)控。管理者登陸時，一旦激活管理者Agent就一直處于活動狀態(tài)，隨時響應(yīng)用戶Agent的請求。管理Agent主要包括成員管理，信息管理和寫作過程管理等。

2.3 數(shù)據(jù)庫模塊

數(shù)據(jù)庫模塊主要包括系統(tǒng)所有的物理數(shù)據(jù)，包括課件庫、作業(yè)庫、考試庫，還有學(xué)生的個性化信息，教師的個性化信息。課件庫的主要作用是存儲各種教材的相應(yīng)課件，存放和管理相關(guān)領(lǐng)域的所有知識。作業(yè)庫包括教師給學(xué)生提供的課后作業(yè)，并有相應(yīng)的答案和解題指導(dǎo)?？荚噹熘械脑囶}都有知識點，難度，類型的屬性，試題不僅包括試題本身還包括具體的評分標準和答案。學(xué)生的個性化信息記錄學(xué)生的個人資料，包括學(xué)號、姓名、年齡，同時也記錄學(xué)習時間、次數(shù)。教師的個性化信息記錄教師的資料，負責的學(xué)生學(xué)號姓名，學(xué)生的作業(yè)、考試、掌握知識的情況。以數(shù)據(jù)庫中的學(xué)生個性化信息為例，適用XML實現(xiàn)學(xué)生的基本信息的代碼如下，該代碼只是簡單的的實例，真正實現(xiàn)的代碼需要很長。

3 結(jié)語

Agent技術(shù)應(yīng)用于遠程教學(xué)系統(tǒng)，可以較好的實現(xiàn)教學(xué)系統(tǒng)的智能化，個性化，實時化以及交互化。利用Agent技術(shù)，教師可以針對不同學(xué)生的學(xué)習水平進行因材施教，實現(xiàn)個性化教學(xué);學(xué)生與學(xué)生之間，學(xué)生與教師之間，教師與教師之間可以實現(xiàn)相互合作，使整個教學(xué)系統(tǒng)能夠最優(yōu)化，提高系統(tǒng)的效率。隨著人工智能和信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化，智能化的遠程教學(xué)系統(tǒng)將成為將來教學(xué)的主要方式，尤其利用Agent技術(shù)，在教學(xué)的效果與教學(xué)模式上都遠好于傳統(tǒng)的教學(xué)系統(tǒng)。

［1］ 何炎祥，陳荃萌.Agent和多Agent系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2001.

［2］ 岳永恒.基于Agent教學(xué)系統(tǒng)中關(guān)鍵問題的研究［D］.長沙：長沙理工大學(xué)，2005.

［3］ 蔡軍衛(wèi)，田中彬，馬彥，等.基于agent的個性化遠程教學(xué)系統(tǒng)研究［J］.甘肅科技，2007，23(7)：86-87.

［4］ 楊紅穎，王向陽，趙紅.一種基于多Agent的遠程教學(xué)模型框架［J］.現(xiàn)代遠程距離教育，2005(2)：53-57.

［5］ 曲朝陽，王麗英，魏曉明.基于Agent的遠程教育系統(tǒng)研究［J］.東北電力學(xué)院學(xué)報，2001，12(2)：37-52.

責任編輯：吳旭云

The study of distance teaching system based on Agent

HE Yu-xin
(Jilin Agriculture Engineering Polytechnic College，Siping 136001，China)

The distance teaching system has become a new mode and development direction in modern education，but most of which lack intellectualization and individualization and usually cannot meet the requirements of students.Therefore，the construction of intellectualized and individualized distance learning system becomes a hot issue.Based on analyzing Agent technology，this article presents the study and design of Agent distance teaching system and defines the use and significance of each module so as to realize intellectualized and individualized distance teaching system.

Agent technology;distance teaching;individualization;intellectualization

TP393

A

1009-3907(2010)08-0074-03

2010-06-20

何玉新(1974-)，女，吉林四平人，講師，主要從事計算機應(yīng)用技術(shù)的研究。