史建偉，鄒 霞

（西華師范大學 教育學院，四川 南充 637002）

基于Agent技術的網絡協作學習模式的構建

史建偉，鄒 霞

（西華師范大學 教育學院，四川 南充 637002）

隨著科技的發(fā)展，網絡學習已經成為一種大眾化的學習方式。然而在實際的開展中，網絡學習的過程中卻存在著信息超載和資源迷航的問題。智能Agent技術是解決這些問題的很好途徑。基于Agent技術在網絡教學應用中的現狀，探討了應用Agent技術構建智能化的網絡協作學習模式，從而實現智能化的學習，以改善教學質量提高教學效率。

協作學習；智能Agent；學生代理；教師代理

著名的民營企業(yè)家馬云先生在自己的阿里巴巴網站經營舉步維艱的時候，曾提出這樣的口號：“風險每天都會來臨，寒冷的冬天讓我們抱團取暖”[1]。21世紀的今天，既是充滿機遇的時代，同時也是充滿挑戰(zhàn)的時代。無論是工作，還是學習，團結協作、互利共贏已經成為全球的共識。

網絡協作學習已經成為一種大眾化的學習方式為越來越多的人所接受，但隨著網絡技術的發(fā)展，傳統的網絡協作學習已經不能適應時代的發(fā)展，而作為一項新的技術和方法，智能Agent技術在生活的眾多領域都有了一定程度的應用，利用Agent技術支持網絡協作學習也必將是遠程教育的發(fā)展趨勢。

1 網絡協作學習概述

1.1 網絡協作學習內涵

當今在教育教學領域，遠程教育以其特有的優(yōu)勢不斷發(fā)展并日漸成熟。在實際的遠程教學中，運用的學習模式不同，那么其產生的學習效果也會有所不同。一項關于學習效果的調查研究表明，在所掌握的知識體系當中，學生會消化吸收：所讀的10%，所聽的20%，所看的30%，看聽結合的50%，所說的70%，說做結合的90%，教給別人的95%，而協作學習（即綜合聽、說、讀、寫、看、做、教）的學習效果能夠達到95%以上[2]。網絡的蓬勃發(fā)展為現代的遠程教學提供了全新的機遇和良好的拓展空間，而具有協作性、互動性、交互性以及人性化的網絡協作學習必將成為世界各國教育界共同關注的課題。

網絡協作學習又稱基于網絡的協作學習，是指利用計算機網絡以及多媒體等相關技術，由多個學習者針對同一學習內容彼此交互和合作，以達到對教學內容比較深刻理解和掌握的過程[3]。這是當今學術界比較公認的也相當權威的定義，而筆者認為網絡協作學習是指參與學習的學習者以網絡或多媒體環(huán)境為依托，為達到共同的目標，為共享最優(yōu)化的學習資源以及獲得最大化的學習成果（包括個人成果及他人成果），按照一定的原則而結合成協作小組，彼此之間團結合作，互幫互助以促進學習，提高績效的一種學習方式。

1.2 網絡協作學習的一般模式

基于網絡的協作學習模式主要有四種，它們分別是相互競爭性學習、相互合作性學習、伙伴性學習和角色互換性學習。

（1）相互競爭性學習

在Internet網絡環(huán)境中，兩個以上的學習者針對同一學習內容或面對同樣的學習情境，進行“比學趕幫超”式的競爭性學習。通過這種知己知彼的橫向對比學習，學習者能夠不斷調整自己的狀態(tài)與學習策略，從而不斷提高自己的學習能力和學習水平。

（2）相互合作性學習

為了完成共同的學習任務，多個學習者“八仙過海各顯神通”，發(fā)揮各自的特長及其優(yōu)勢，在學習的過程中相互爭論，相互幫助以達到取人之長補己之短，共同提高的目的。學習者之間也可進行有效的分工合作，面對同一問題或相同任務，大家各抒己見，廣泛交流，有效分工，密切合作，最終將結果通過公共的電子白板的形式呈現給參與學習的所有成員。

（3）伙伴性學習

學習者根據自己的興趣、愛好以及起點水平、學習需要首先確定學習內容，然后通過網絡查找并選擇與自己有著相同學習內容的在線學習者，經過雙方的協商結成伙伴，遇到問題互相討論，交換意見，達成共識以致問題最終得到解決。

（4）角色互換性學習

參與協作學習的學習者分別嘗試扮演學生和教師的角色，“學生”的任務就是在特定的情境下分析問題，運用所學知識解決問題；而“教師”的任務在于負責檢查驗收學生的學習成果。通過不同的角色體驗，學習者真正體驗到了從樂中學，不僅有助于激發(fā)自己的學習興趣，而且有利于獲得成功的體驗。

總體上說，網絡環(huán)境下的協作學習模式具有以下特征：

（1）學習支持系統的完善性；

（2）學習活動的參與性；

（3）學習的協作化。

筆者認為網絡協作學習的一般模式可以綜合為如圖1所示的流程。

圖1 網絡協作學習模式的流程

1.3 網絡協作學習現狀

盡管網絡學習顯示出一定的優(yōu)勢，但我們還應該看到：隨著科技的進步，社會的發(fā)展，網絡學習已經逐漸呈現出一些不能適應新時代、新時期人們學習需求的問題。目前網絡學習存在的問題主要有以下兩個方面：

（1）“信息超載”。信息化時代的今天，科技日新月異，因此網絡系統的信息每天都會有大量的增加和更新。其增長和更新的速率猶如雨后春筍般驚人。如此一來，系統中已有的信息連同新近增加的信息一起組成了一個龐大的信息倉庫。面對如此海量的信息，即使是當今先進的搜索引擎、郵件過濾等技術，處理與管理起來，也會顯得有些“力不從心”，無法勝任。因此，過量的信息必將導致信息吸收率下降，反而在一定程度上使得用戶面臨信息匱乏的問題。

（2）“資源迷航”。我們在日常的學習生活中經常會遇到這樣的情況：在百度或其他搜索引擎中輸入了我們認為的關鍵字，但由于這些搜索引擎系統本身只能提供簡明扼要的關鍵字輸入，于是它們會自動為我們從本地信息數據庫中查找到與我們的關鍵字相關或相近的信息反饋給我們。由于關鍵字信息是上下文無關的，導致搜索引擎返回給我們的查詢結果中可能包含著很多與我們要查找的東西無關的信息，這樣自然就會很容易導致我們“資源迷航”[4]。

2 Agent技術概述

2.1 Agent技術概念內涵

關于Agent至今尚未形成一個明確的概念，我國學術界多將其翻譯為智能代理，這是一個形象直觀的比喻，但它并不能反映并說明Agent的本質。很多學者認為：Agent是能夠自主學習并可適應環(huán)境，能夠代替用戶或者操作者執(zhí)行任務或完成目標的軟件程序或硬件實體[5]。筆者認為可以這樣理解：Agent是為完成特定的任務或目標，在充分與外部環(huán)境的交互作用下，通過對環(huán)境狀態(tài)的感知、思考與理解，并與其他的Agent進行密切有效地協作，從而達到問題解決的一個特殊的處理模塊。

2.2 Agent技術特性

面對網絡學習存在的一些問題，智能Agent技術被公認為是解決這些難題的有效途徑。因為智能代理不僅能夠代替用戶執(zhí)行任務，而且具有一些類似于人類的智能如自主學習，從學習的過程中不斷積累經驗以提高解決問題的能力等。這些特征使得Agent在協作學習中的應用顯示出使傳統協作學習模式望塵莫及的優(yōu)勢。

（1）信息查找。面對網絡世界中浩如煙海、五花八門的信息資源，智能Agent通過信息檢索和信息過濾，可以幫助學生及時發(fā)現相關信息，快速過濾無用信息，最終呈現給學習者需要的有用信息。

（2）信息整理。與日俱增的信息使得信息倉庫過度飽和即信息超載，因此有效組織、歸類整理信息就變成一項艱巨而又復雜的任務。智能Agent借助于相應的代理模塊對信息進行高速有序的整理，為我們人類做了大量繁瑣的整理工作。

（3）事件響應。在網絡教學中，尤其是在網絡協作學習中，很多時候都會有大量的程序事件產生。智能Agent能夠對有關事件的發(fā)生及時采取行動，即預定事件響應。如：教學資料自動的組織、學習成果的發(fā)布等。

（4）實時監(jiān)督。智能Agent好比一個錄像監(jiān)控器，能夠隨時隨地的監(jiān)督學生的學習行為。

（5）教學分析。智能Agent可以輔助教師及時了解學生在學習過程中遇到的問題和困難，并針對不同的學習者給予適當的因人而異的指導。

（6）智能推理。智能Agent能夠根據學習者的特征分析、選擇適合學習者的學習內容，并對數據庫中存儲的信息進行分析、過濾、歸納和關聯等推理操作。參與學習的學習者只要按照Agent提供的向導進行操作便可很容易很輕松的完成對知識的深入探討和學習。

3 基于Agent技術的網絡協作學習模式

3.1 基于Agent技術的網絡協作學習

基于智能Agent技術的網絡協作學習，是指將Agent技術以工具、方式、方法或手段的形式融入到網絡協作學習的關鍵要素或主要環(huán)節(jié)中，使之成為高效的教學工具，良好的認知工具，重要的教學輔助形式。亦即將Agent技術與傳統的網絡協作學習進行恰當、巧妙、有效地整合，以構建一種全新的以Agent技術為協作平臺的網絡協作學習環(huán)境。通過在這種協作環(huán)境中嵌入Agent模塊來提高學習效率和教學質量，從而更好的實現協作學習。

3.2 基于Agent技術的網絡協作學習模式

筆者在綜合前人研究的基礎上以及結合個人的理解，嘗試著構建一個智能網絡協作學習模式。整個模式中，協作學習環(huán)境的構建是最為關鍵的環(huán)節(jié)和部分。它對于協作學習的學習效果起著舉足輕重的作用。

在基于Agent技術的網絡協作學習環(huán)境中，首先通過信息檢索從本地數據庫或搜索引擎中檢索相關信息，然后經過Agent的信息過濾，篩選出符合學生學習需要的學習資源、適合教師教學需求的教學策略及教學資源，并將這些資源和策略分別傳遞給參與協作學習的學生Agent模塊以及教學Agent模塊。其中教學Agent模塊與學生Agent模塊之間通過請求幫助、提供指導，學生Agent模塊與學生Agent模塊之間通過信息交流的方式實現協作，以共同幫助學生完成協作學習任務。在Agent技術的支持與輔助下，整個協作學習環(huán)境中的信息實現了自動、交互式的傳遞，同時顯示出傳統學習環(huán)境中無法比擬的個性化、智能化、人性化的特點[6]。

以智能協作區(qū)為基礎，就可以構建智能網絡協作學習模式。如圖2所示。

圖2 智能網絡協作學習模式

網絡協作學習中的Agent技術主要由三部分組成，它們分別是學生Agent、教師Agent和管理Agent。下面具體介紹3類Agent的功能。

（1）學生Agent。學生登錄網絡教學系統后，系統會自動生成學生個體Agent。它主要負責記錄學生的基本參數（如：年級、姓名等），學習狀態(tài)信息（如：現有水平、創(chuàng)新能力、動手能力等）和個性參數（如：認知風格、思維傾向方式等），系統根據記錄的信息對學生進行分類，同時在學習的過程中會不斷的分析及更新學生的學習狀態(tài)。

（2）教師Agent。它主要負責教師與網絡教學系統的交互，根據課程中的教學目標和教學任務、學生的學習狀態(tài)以及學習能力等進行教學規(guī)劃，劃分協作小組，實施教學，適時地指導學生的學習。

（3）管理Agent。主要負責整個系統的管理工作。它會主動獲得其他Agent的數據和資料，能夠在系統內部自動生成相關的管理數據，如學習者水平統計、教師工作統計等。同時它也會協助管理者進行有效而快速的反應。有時根據所要處理的信息的不同，管理Agent又可具體細化為相應的子Agent，這些子Agent分別實現處理協作信息，輔助協作討論，作業(yè)提交等功能。

學生進入學習系統登錄后，系統會自動生成學生個體Agent，并進行建構學生個體模型；學習任務和學習目標會呈現在每個學習者面前；管理Agent根據系統內部生成的學生個體Agent的參考數據來劃分協作小組；智能協作區(qū)的管理Agent或者輔導教師適當的將總任務拆分為多個子任務，然后根據這些子任務的難易程度分配給能力水平相對應的協作學習小組；各協作小組將學習結果上傳給協作區(qū)，由智能協作學習區(qū)將所有的學習結果進行歸納、匯總，形成最終的學習成果；最后輔導教師指導所有的協作學習小組的學習者對學習效果進行總結性評價[7]。

4 結束語

雖然智能Agent技術在很多領域有了一定的應用，但它仍然是一個新生的事物，仍然很不成熟。目前國內對于智能Agent尚處于技術的研發(fā)階段。同時基于智能Agent的教育教學理論的研究，也處在初步探索階段[8]。智能代理技術在網絡協作學習中的應用還沒有得到普及。

盡管如此，基于智能Agent技術的網絡協作學習具有非常廣闊的應用前景，也必將是網絡協作學習的發(fā)展趨勢。由于我國同發(fā)達國家相比還存在著相當大的差距，所以對基于Agent技術的網絡協作學習模式還需要更多的人去關注，需要更多的人去進一步探索與實踐。筆者相信在不久的將來，隨著Agent技術研究的不斷深入以及自身的不斷成熟，基于Agent技術的網絡協作學習必將成為一種備受歡迎、大力推廣的學習模式。

[1]袁磊,周劍清.多媒體網絡環(huán)境下的教學系統優(yōu)化[J].教學與管理,2003(18):28-29.

［2］ 賈海燕,祝曉魯,白振興.基于Agent技術的遠程教育研究,現代電子技術,2007(3).

［3］ 劉大有,楊鯤,陳建.Agent研究現狀與發(fā)展趨勢[J].軟件學報,2000,11(3):315-321.

［4］ 任佳,宋志鵬.基于Web的智能化遠程教學系統研究,現代遠程教育,2005(2).

［5］ O’Hare G M, Jennings N. Foundations of distributed artificial intelligence[M].Wiley Inter-science, 1995.

［6］ 顏躍進,李舟軍,陳躍新.多Agent系統體系結構[J].計算機科學,2001(5):77-80.

［7］ 李毅,羅翊,石純一.多Agent系統的一種交互策略模型[J].軟件學報,1999,10(7):702-708.

［8］ 李國徽,王洪亞.基于Agent的網上協同學習環(huán)境實現[J].微型電腦應用,2004,19(3):43-45.

（責任編輯、校對：田敬軍）

Tentative Exploring of Structure of Intelligent Collaborative Learning Model

SHI Jian-wei, ZOU Xia
(School of Education, China West Normal University, Nanchong 437002, China)

With the development of scientific technology web-based Learning has turned into a fashion and trend in Instructional area. In the group of Distance Education, Cooperative Learning leads to people’s wide---ranging attention because of its unique superiority and characteristic. However, Web Cooperative Learning has many problems and great difficulty in practicing. Utilizing the technology of Intelligent Agent to stand by Web Cooperative Learning has been to show ability or talent, and demonstrated certain advantages. This article tentatively explores applying the technology of Agent to construct the model of Intelligent Cooperative Learning. At the same time, it also looks into the distance of the prospect of development of Intelligent Web Cooperative Learning.

cooperative learning; intelligent agent; student agent; teacher agent; management agent

G40-057

A

1009-9115(2012)05-0050-04

2012-05-05

史建偉（1985-），男，河北保定人，碩士研究生，研究方向為教學設計與績效技術。