摘要：隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)大都設(shè)有答疑系統(tǒng)，但在智能性、交互性等方面還存在不足。為了改進(jìn)現(xiàn)有答疑系統(tǒng)的不足，基于“網(wǎng)絡(luò)課程在線答疑系統(tǒng)Agent模型”的研究有針對(duì)性，它是以構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，從Agent理論及其研究的現(xiàn)狀進(jìn)行深入的探討和分析，然后描述系統(tǒng)的構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：答疑系統(tǒng)；Agent模型；網(wǎng)絡(luò)課程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ文章編號(hào)：１６７３－２９１Ｘ（２０11）17－０257－02

網(wǎng)絡(luò)答疑系統(tǒng)的目的是讓學(xué)習(xí)者對(duì)教學(xué)材料進(jìn)行思考、交互，進(jìn)而形成自己的理解。因此，學(xué)生答疑過(guò)程的設(shè)計(jì)應(yīng)以學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，答疑系統(tǒng)應(yīng)按人類聯(lián)想規(guī)律組織教學(xué)信息，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。從心理學(xué)的角度，在網(wǎng)絡(luò)答疑系統(tǒng)中，根據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的研究，我們認(rèn)為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論更能正確地描述在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)生的學(xué)習(xí)。因此，網(wǎng)絡(luò)答疑系統(tǒng)采用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論作為理論基礎(chǔ)。

一、Agent及多Agent的概念

迄今為止，Agent一詞還沒有一個(gè)統(tǒng)一的公認(rèn)的定義。廣義的Agent包括人類、物理世界的機(jī)器人和信息世界的軟件機(jī)器人，狹義的Agent則專指信息世界中的軟件機(jī)器人或稱軟件Agent。它是代表用戶或其他程序，以主動(dòng)服務(wù)的方式完成一組操作的機(jī)動(dòng)計(jì)算實(shí)體。

Agent系統(tǒng)可以分為單Agent系統(tǒng)和多Agent系統(tǒng)（MAS：Multi-Agent System）。單Agent系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)本地的任務(wù)，也可以用于在網(wǎng)上進(jìn)行信息搜索。多Agent系統(tǒng)是由一組獨(dú)立的，但又協(xié)同工作的構(gòu)成的，是一個(gè)較為松散的多Agent聯(lián)邦。MAS系統(tǒng)的關(guān)鍵有兩個(gè)方面：一是Agent之間的協(xié)作，另一個(gè)就是對(duì)環(huán)境（信息環(huán)境）的適應(yīng)。

二、Agent的結(jié)構(gòu)模型

基于Agent的BDI理論模型，可以構(gòu)造出Agent的基本結(jié)構(gòu)模型。主要的Agent結(jié)構(gòu)模型有慎思Agent、反應(yīng)Agent和混合式Agent等。

1.慎思Agent結(jié)構(gòu)模型

慎思Agent型采用傳統(tǒng)的符號(hào)人工智能方法來(lái)實(shí)現(xiàn)Agent的表示和推理，把Agent當(dāng)成一個(gè)意識(shí)系統(tǒng)，它具有和人一樣的意識(shí)行為和意識(shí)態(tài)度。如信念、愿望、意圖、目標(biāo)和規(guī)劃等。其中，信念即主體擁有的知識(shí)，它包含主體對(duì)環(huán)境的看法，使用它來(lái)表示將來(lái)可能發(fā)生的狀態(tài)。愿望是直接從信念得到，它們包括主體對(duì)將來(lái)情景的判斷。意圖是由Agent根據(jù)其信念和愿望自動(dòng)生成。

2.反應(yīng)Agent結(jié)構(gòu)模型

反應(yīng)Agent（Reactive Agent）是不包含符號(hào)表示的模型，其特點(diǎn)是包含了感知內(nèi)外狀態(tài)變化的感知器和一個(gè)依據(jù)感知器信息激活的控制系統(tǒng)。該結(jié)構(gòu)模型在分布式系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。

3.混合式Agent結(jié)構(gòu)模型

反應(yīng)型Agent能及時(shí)而快速地響應(yīng)外來(lái)信息和環(huán)境的變化，但其智能程度較低，也缺乏足夠的靈活性。慎思型Agent具有較高的智能，但無(wú)法對(duì)環(huán)境的變化作出快速響應(yīng)，而且執(zhí)行效率相對(duì)較低?；旌闲虯gent綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的靈活性和快速響應(yīng)性。

三、Agent的構(gòu)建

利用多Agent技術(shù)解決大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，人們習(xí)慣將理論上的Agent簡(jiǎn)化為如下Agent理念模型，即：

Agent=（Goal，Bel，Act，Intend，Plan，Can，Com）

其中，Goal代表活動(dòng)的動(dòng)機(jī)和希望達(dá)到的狀態(tài)；Bel代表Agent的知識(shí)；Act代表Agent可采取的操作；Intend代表Agent進(jìn)行計(jì)算的起因，Agent將根據(jù)其意愿做出行為決策，執(zhí)行動(dòng)作；Plan代表Agent為達(dá)到預(yù)定目標(biāo)而進(jìn)行的規(guī)劃，規(guī)劃由一系列規(guī)則組成；Can代表Agent進(jìn)行計(jì)算的前提；Commit代表Agent對(duì)未來(lái)行為的某種決策。

根據(jù)用戶和功能的不同，本系統(tǒng)的Agent可以分為五類，即：用戶認(rèn)證Agent、學(xué)生Agent群、教師Agent群、管理員Agent群、答案查詢Agent。下面將根據(jù)以上Agent理念模型，依次設(shè)計(jì)系統(tǒng)中各Agent的結(jié)構(gòu)模型。

1.用戶認(rèn)證Agent：對(duì)用戶登錄信息進(jìn)行身份驗(yàn)證，如果登錄信息正確則轉(zhuǎn)向與用戶身份相對(duì)應(yīng)的用戶接口，否則轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤處理頁(yè)面。

2.學(xué)生Agent群：它由學(xué)習(xí)Agent、學(xué)習(xí)伙伴Agent、學(xué)習(xí)秘書Agent、學(xué)習(xí)管理Agent和學(xué)生模型Agent等組成。

學(xué)習(xí)Agent能代表學(xué)習(xí)者進(jìn)行各種學(xué)習(xí)，如進(jìn)行題庫(kù)檢索、查看熱門排行榜、查看目前為止尚未被解答和學(xué)生回答過(guò)但尚未被教師確認(rèn)的問(wèn)題。學(xué)習(xí)伙伴Agent能代表學(xué)生與其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行實(shí)時(shí)的交流。學(xué)習(xí)秘書Agent幫助學(xué)習(xí)者處理一些日常事務(wù)。學(xué)習(xí)管理Agent幫助學(xué)生管理自己以前提問(wèn)過(guò)的問(wèn)題、回答過(guò)的問(wèn)題。學(xué)生模型Agent負(fù)責(zé)追蹤、記錄學(xué)生登錄以來(lái)的操作信息。

學(xué)生Agent群中各Agent的理念模型如下：

學(xué)習(xí)Agent=（AgentID，接口，學(xué)習(xí)控制器，知識(shí)庫(kù)）

學(xué)習(xí)伙伴Agent=（AgentID，接口，交流控制器，知識(shí)庫(kù)）

學(xué)習(xí)秘書Agent=（AgentID，接口，控制器，知識(shí)庫(kù)）

學(xué)習(xí)管理Agent=（AgentID，接口，學(xué)習(xí)管理控制器，知識(shí)庫(kù)）

學(xué)生模型Agent=（AgentID，接口，控制器，知識(shí)庫(kù)）

3.教師Agent群：它包括教學(xué)Agent、教學(xué)輔導(dǎo)Agent、教學(xué)秘書Agent和教學(xué)監(jiān)控Agent。

教學(xué)Agent能代表教師完成各種教學(xué)任務(wù)：（1）按提問(wèn)（回答）日期升降序或指定提問(wèn)（回答）日期時(shí)間段升降序查詢已解題庫(kù)，并對(duì)檢索到的問(wèn)題添加答案、修改自己給出的答案、刪除該問(wèn)題及其答案。（2）查詢自己提出過(guò)的問(wèn)題和回答過(guò)的問(wèn)題，并對(duì)答案進(jìn)行修改、刪除或添加操作。（3）擴(kuò)充題庫(kù)：向題庫(kù)中添加問(wèn)題且至少要提取出一個(gè)關(guān)鍵字，可以在添加問(wèn)題的同時(shí)給出答案。（4）查看到目前為止尚未被解答和學(xué)生回答過(guò)但尚未被教師確認(rèn)的問(wèn)題，并進(jìn)行如下操作：①重新編輯問(wèn)題及其關(guān)鍵字，從而使問(wèn)題規(guī)范化，以利于今后的檢索，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行回答②對(duì)于已解未確認(rèn)的問(wèn)題，可以查看學(xué)生提供的答案，并對(duì)這些答案做出篩選，選擇正確的成為標(biāo)準(zhǔn)答案，未被選中的則被刪除，并且向提供答案的學(xué)生發(fā)送郵件，指出其答案中的錯(cuò)誤，并通知其查看正確答案③刪除一些重復(fù)和不規(guī)范的問(wèn)題。（5）對(duì)專業(yè)詞庫(kù)、通用詞庫(kù)、禁用詞庫(kù)和同義詞庫(kù)的增加、刪除和修改操作。

教學(xué)輔導(dǎo)Agent代表教師同學(xué)生或其他教師進(jìn)行交流，包括：（1）對(duì)學(xué)生在異步討論區(qū)中提出的問(wèn)題進(jìn)行回答、對(duì)一些答案進(jìn)行矯正（2）對(duì)與學(xué)生實(shí)時(shí)交流時(shí)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行回答以及對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法進(jìn)行輔導(dǎo)（3）通過(guò)站內(nèi)信箱或E-mail對(duì)學(xué)生單獨(dú)進(jìn)行輔導(dǎo)。

教學(xué)秘書Agent幫助教師處理一些日常事務(wù)：（1）教師基本信息的維護(hù)（2）公告瀏覽（3）查閱近期熱門問(wèn)題，從而了解哪些問(wèn)題是學(xué)生們所共同關(guān)心的，從而幫助教師及時(shí)調(diào)整題庫(kù)（4）查閱意見簿，了解學(xué)生的需求，參考學(xué)生的建議，進(jìn)而更好地修改和完善題庫(kù)。

教學(xué)監(jiān)控Agent負(fù)責(zé)查看學(xué)生基本信息，收集、整理學(xué)生的登錄日志，追蹤學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，從而有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。

根據(jù)以上功能需求并結(jié)合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，建立教師Agent群中各Agent的理念模型如下：

教學(xué)Agent=（AgentID，接口，教學(xué)控制器，知識(shí)庫(kù)）

教學(xué)輔導(dǎo)Agent=（AgentID，接口，教學(xué)輔導(dǎo)控制器，知識(shí)庫(kù)）

教學(xué)秘書Agent=（AgentID，接口，控制器，知識(shí)庫(kù)）

教學(xué)監(jiān)控Agent=（AgentID，接口，教學(xué)監(jiān)控控制器，知識(shí)庫(kù)）

4.管理員Agent群：包括用戶注冊(cè)批準(zhǔn)Agent，管理Agent和管理秘書Agent。用戶注冊(cè)批準(zhǔn)Agent負(fù)責(zé)監(jiān)控是否有新用戶注冊(cè)，如果有，查看其注冊(cè)的詳細(xì)資料，決定是否批準(zhǔn)成為正式用戶。若批準(zhǔn)，則發(fā)郵件通知用戶；若不批準(zhǔn)，則刪除用戶的注冊(cè)信息。管理Agent負(fù)責(zé)各種庫(kù)的管理，并且在實(shí)時(shí)交流中，監(jiān)督各位用戶的在線時(shí)間、發(fā)呆時(shí)間并可以提出用戶。用戶基本信息庫(kù)的管理及其用戶模型庫(kù)的管理：查看或刪除所有用戶的詳細(xì)信息及其行為信息。題庫(kù)的管理：瀏覽題庫(kù)，批量刪除題庫(kù)中過(guò)期的問(wèn)題及其答案。討論區(qū)的管理：發(fā)表和刪除帖子。公告管理包括添加、編輯或刪除公告。意見簿的管理：查看學(xué)生提出的意見及其被查閱情況，有選擇地批量刪除意見。外部聯(lián)系信箱管理：添加、修改郵件地址、用戶名、密碼、SMTP服務(wù)器。管理秘書Agent負(fù)責(zé)管理員站內(nèi)信箱的管。

根據(jù)以上功能建立管理員Agent群中各Agent的理念模型如下：

用戶注冊(cè)批準(zhǔn)Agent=（AgentID，接口，控制器，知識(shí)庫(kù)）

管理Agent=（AgentID，接口，管理控制器，知識(shí)庫(kù)）

管理秘書Agent=（AgentID，接口，控制器，知識(shí)庫(kù)）

答案查詢Agent=（AgentID，接口，答案查詢控制器，知識(shí)庫(kù)）

當(dāng)用戶是學(xué)生時(shí)，首先登陸系統(tǒng)注冊(cè)成為系統(tǒng)的注冊(cè)用戶，然后根據(jù)提示進(jìn)入到學(xué)習(xí)園地。系統(tǒng)建立了問(wèn)題庫(kù)，學(xué)生可以查看問(wèn)題庫(kù)里有的所有的問(wèn)題，還可以直接把問(wèn)題輸入到問(wèn)題檢索的位置，通過(guò)關(guān)鍵字查詢。如：學(xué)生想查詢“什么是二叉樹？”時(shí)，把該問(wèn)題編輯到問(wèn)題檢索的位置，在關(guān)鍵字的位置輸入“二叉樹”，提交問(wèn)題后，系統(tǒng)給出答案庫(kù)里有的所有有關(guān)該問(wèn)題的答案，從中找出結(jié)果則查找成功。

當(dāng)用戶是教師時(shí)，第一次要注冊(cè)該系統(tǒng)成為系統(tǒng)的注冊(cè)用戶，然后正常登錄。當(dāng)教師想瀏覽熱門問(wèn)題時(shí)，可以根據(jù)不同的時(shí)期來(lái)選擇自己想看到的熱門問(wèn)題。熱門問(wèn)題是根據(jù)時(shí)間的不同來(lái)分類的，用戶可以查看24小時(shí)內(nèi)的、一周內(nèi)的或30天以來(lái)的。當(dāng)教師想給學(xué)生提出的問(wèn)題做出回答時(shí)，因教師有自己的權(quán)限，直接編輯問(wèn)題庫(kù)把要添加的內(nèi)容按照提示添加就可以了。

基于Agent的答疑系統(tǒng)由于引入了Agent技術(shù)，在智能性、交互性、學(xué)習(xí)性等方面效果顯著。但是系統(tǒng)的安全性、健壯性和可支持的接入數(shù)量等問(wèn)題還有待改進(jìn)。相信隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展，基于Agent的答疑系統(tǒng)將會(huì)有更多的實(shí)用價(jià)值和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 柳泉波.智能答疑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2000，9（7）.

[2] 趙龍文.多Agent系統(tǒng)及其組織結(jié)構(gòu)[D].西安：西安交通大學(xué)科學(xué)與研究院，2000.

[3] 曲霖潔.基于Agent的網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)的研究[J].電化教育研究，2002，（1）.

[4] 劉大有.Agent研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].軟件學(xué)報(bào)，2000，11（3）.