河北師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 張攀峰 吉麗曉 張 玄

一、前言

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用和信息技術(shù)的發(fā)展，我國互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量也在逐年攀升。新技術(shù)發(fā)展在教育中發(fā)揮了獨特的應(yīng)用，對于教育來說，教學(xué)模式發(fā)生了重大的改變。網(wǎng)絡(luò)課程作為連接教與學(xué)的橋梁已經(jīng)成為現(xiàn)代化教學(xué)的重要表現(xiàn)形式，成為當(dāng)前高校教學(xué)改革的一大亮點。目前的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)中普遍存在許多需要解決的問題，例如教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)的形式多以靜態(tài)網(wǎng)頁或動態(tài)的視頻文件播放為主，只是簡單地實現(xiàn)了教材的圖文可視化，缺少必要的交互；同時也不能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，缺少適應(yīng)性和針對性，教學(xué)模式單一，無法根據(jù)不同的學(xué)習(xí)者選取不同的教學(xué)模式進(jìn)行有針對性的教學(xué)，不能滿足不同層次學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求，難以實現(xiàn)個性化教學(xué)和因材施教的教育理念。本文以“網(wǎng)頁制作”網(wǎng)絡(luò)課程為例，重點探討如何利用智能代理技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程的個性化學(xué)習(xí)。

二、Agent概述

1.Agent的概念

人工智能AI學(xué)科的創(chuàng)始人之一Minsky M曾經(jīng)在1994年就指出，Agent是一些具有特別技能的個體。針對計算機系統(tǒng)Agent是指“當(dāng)使用者向機器說明完成某些任務(wù)，而無需了解機器自身是如何工作，即將其處理為黑箱時，就稱其Agent?！敝悄艽砭哂兄悄苄?、學(xué)習(xí)性、移動性及協(xié)作性等特性。智能代理是人工智能研究的產(chǎn)物，又稱智能體。

2.Agent的功能特點

（1）智能性。具有一定的推理能力，能比較準(zhǔn)確地揣測用戶的意圖，并能將復(fù)雜的任務(wù)加以分析、分解，有針對性地提供信息、解決問題。它能根據(jù)用戶的需求和環(huán)境的變化，主動向用戶報告并提供服務(wù)。

（2）學(xué)習(xí)性。智能代理作為一個獨立的個體能自主學(xué)習(xí)，能與用戶并行工作，并將用戶的興趣、愛好、習(xí)慣等信息直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)部表示，存放在知識面庫中，建立用戶模型來指導(dǎo)自己的決策，使之符合用戶需求。

（3）移動性。具有移動的能力，為完成任務(wù)，可以從一個節(jié)點移動到另外一個節(jié)點。比如訪問遠(yuǎn)程資源、轉(zhuǎn)移到環(huán)境適合的節(jié)點進(jìn)行工作等。

（4）協(xié)作性。智能代理有標(biāo)準(zhǔn)的外部接口，采用統(tǒng)一的通信語言進(jìn)行信息交流，能通過各種通信協(xié)議和多個智能體進(jìn)行信息交流，并能通過協(xié)作和磋商來共同完成復(fù)雜的任務(wù)。

三、基于Agent技術(shù)在“網(wǎng)頁制作”課程中扮演的角色分析

任何一項技術(shù)的加入都會承擔(dān)一定的角色，同樣智能代理在網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)用中也會在不同的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)承擔(dān)不同的代理作用，在網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)中分別生成三種角色來進(jìn)行代理：分別為學(xué)生代理、教師代理、個性分析代理，如圖1所示。

1.學(xué)生代理

學(xué)生代理是負(fù)責(zé)代理學(xué)生與系統(tǒng)交互，使得向教學(xué)代理發(fā)出學(xué)習(xí)的請求，以此來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，通過學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中的實際情況的信息來及時的反饋到教師代理模塊，此時教師代理就會了解學(xué)生學(xué)習(xí)的情況和學(xué)習(xí)的程度，最后在學(xué)習(xí)結(jié)束后將學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)的效果返回給教師代理。

2.教師代理

個性化學(xué)習(xí)策略以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，依靠教學(xué)代理實現(xiàn)。系統(tǒng)針對某個在線學(xué)習(xí)者，教學(xué)代理通過管理代理的分析后提交的教學(xué)指令，獲取相應(yīng)課程知識結(jié)構(gòu)圖中相關(guān)結(jié)點的內(nèi)容，如教學(xué)的概念、原理、方法、公式、問題、問題解讀、試題、答案。在學(xué)習(xí)者與系統(tǒng)交互的過程中，管理代理不斷分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，并與教學(xué)代理、學(xué)習(xí)代理的協(xié)調(diào)，即可動態(tài)調(diào)整或擴張該學(xué)習(xí)者的個性化知識結(jié)構(gòu)圖，使其個性化的知識得到新的建構(gòu)，同時更新數(shù)據(jù)庫中的學(xué)生模型數(shù)據(jù)。

3.個性分析代理

個性分析代理通過監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程及學(xué)習(xí)記錄，經(jīng)過內(nèi)部推理得出關(guān)于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力水平評估，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到教學(xué)代理；教師在授課時，可以設(shè)計將同一知識點不同難度的教學(xué)內(nèi)容組合，以適應(yīng)不同認(rèn)知水平的學(xué)生，教學(xué)代理根據(jù)學(xué)生信息庫和個性分析代理提供的學(xué)生學(xué)習(xí)情況推薦相應(yīng)難度的內(nèi)容返回給學(xué)生代理。個性分析代理跟蹤記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，并保持與學(xué)生代理的通信，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好，在學(xué)習(xí)結(jié)束后將學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果返回學(xué)生模型庫動態(tài)地修改與之對應(yīng)的學(xué)生模型，例如經(jīng)常訪問視頻音頻、很少停留在文本頁面，將分析結(jié)果計入學(xué)生模型庫，下次訪問時，呈現(xiàn)的頁面便會增大多媒體教學(xué)內(nèi)容的比例。

通過多代理間的合作，可為學(xué)生提供適應(yīng)性的學(xué)習(xí)頁面，符合學(xué)生的認(rèn)知水平與學(xué)習(xí)偏好，將一定難度的講解、演示、練習(xí)、考試等內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，盡可能做到“因材施教”。

四、基于Agent技術(shù)的高?！熬W(wǎng)頁制作”網(wǎng)絡(luò)課程的個性化建設(shè)

1.代理技術(shù)模式分析

通過代理的協(xié)作運行在網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)中可實現(xiàn)以下代理：管理代理、教學(xué)內(nèi)容代理、資源庫代理、實時監(jiān)督反饋代理、協(xié)作交流代理等功能。在網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計中可以利用智能代理的多代理功能分別在網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計的不同環(huán)節(jié)中實現(xiàn)不同代理功能，如圖2所示。

（1）管理代理

管理代理中包括用戶的代理和整體管理。用戶在登錄網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行學(xué)習(xí)時，接受用戶請求，并對用戶請求進(jìn)行歸類。如果該用戶是第一次使用本系統(tǒng)，則先初始化用戶模型，創(chuàng)建用戶代理。若是老用戶，則激活該用戶代理。在此使用的用戶分類方式可以按專業(yè)分類，也可以按學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)程度進(jìn)行分類，也可以按用戶興趣作為分類標(biāo)準(zhǔn)。由于某一專業(yè)的用戶一般都具有相似的瀏覽行為，對用戶行為進(jìn)行抽樣，然后進(jìn)行聚類分析，得到該類用戶的類別和標(biāo)準(zhǔn)特征，再與信息庫中的類別和標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行比較，完成用戶的歸類。

（2）學(xué)習(xí)內(nèi)容代理

學(xué)習(xí)內(nèi)容的代理主要是有三個角色來代理，分別為學(xué)生代理、教師代理、個性分析代理。這三個代理的角色在學(xué)習(xí)內(nèi)容代理模塊起到了決定性的作用。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中要利用到資源庫的資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，所以要通過資源庫的代理功能來結(jié)合學(xué)習(xí)代理部分進(jìn)行學(xué)習(xí)。那么在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)完階段性的內(nèi)容后，可以通過交流協(xié)作代理進(jìn)行及時的交流和反饋。讓學(xué)習(xí)者及時的掌握自己的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果。

（3）實時監(jiān)督代理

由于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境的虛擬性，使學(xué)生不能面對面地與老師交流，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的普遍性問題就需要通過信息發(fā)布的方式解決。例如考試通知、實驗通知等信息，也需要信息發(fā)布代理完成。由于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在時空差異，缺乏有效及時的指導(dǎo)就成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的一大頑疾，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為完全依賴于自我調(diào)控。利用智能代理可以實現(xiàn)對學(xué)習(xí)行為的管理，對長時間沒有對鍵盤做出積極響應(yīng)的學(xué)習(xí)者給予提醒并將學(xué)生學(xué)習(xí)情況記錄在系統(tǒng)日志中，以備日后分析之用。

（4）資源庫代理

資源庫中包括信息資源、課件資源、試題庫資源、素材資源等等，分別要實現(xiàn)代理的功能。教學(xué)課件中的智能代理系統(tǒng)應(yīng)該具備網(wǎng)絡(luò)信息過濾和信息推薦功能。在使用教學(xué)課件時，學(xué)習(xí)者經(jīng)常會迷失于網(wǎng)絡(luò)的信息海洋里，不僅浪費學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)時間，而且也不利于學(xué)習(xí)者的針對性學(xué)習(xí)。使用代理的信息過濾和信息推薦功能可以避免此種情況的出現(xiàn)。信息過濾用于組織和嵌人Web頁面。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中以防止學(xué)生迷失“航向”，節(jié)省學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)時間。

利用具備教學(xué)分析功能的智能代理，學(xué)生可以像詢問一位自己身邊有經(jīng)驗的老師一樣，提出自己的問題。而代理則通過查詢自身知識庫，將正確回答呈現(xiàn)給學(xué)生?；诰W(wǎng)絡(luò)的智能教學(xué)系統(tǒng)可以實現(xiàn)虛擬老師指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)；同時還可以主動推理學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，推薦適合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)特征的學(xué)習(xí)材料等。

（5）協(xié)作交流代理

基于智能代理的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以以教師和管理者身份出現(xiàn)，也可以以學(xué)習(xí)者的身份出現(xiàn)，協(xié)助學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)。為了更好地支持學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)，系統(tǒng)應(yīng)提供24小時在線答疑系統(tǒng)、學(xué)習(xí)者之間交流提問、教師課件免費下載等功能。在這個版塊學(xué)習(xí)者可以向老師提出問題，當(dāng)此問題出現(xiàn)的頻率較高時，可以自動保存到問題庫中進(jìn)行收集，同時同一個問題出現(xiàn)超過一定的數(shù)量時，代理要通知老師進(jìn)行答疑。另外，學(xué)習(xí)者之間也可以進(jìn)行協(xié)作交流，來共同解決問題。

2.個性化網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計

智能代理技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程中的引入將必定帶給學(xué)習(xí)者不一樣的學(xué)習(xí)感受，網(wǎng)絡(luò)課程個性化的體現(xiàn)主要集中在整體的設(shè)計上。結(jié)合“網(wǎng)頁制作”網(wǎng)絡(luò)課程從學(xué)習(xí)者特征分析、學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計、學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計、頁面風(fēng)格的設(shè)計四方面來論述。

（1）學(xué)習(xí)者特征分析

網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)主要突出了以學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)為主，學(xué)習(xí)者作為學(xué)習(xí)活動的主體，而有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)是我們教學(xué)的宗旨。學(xué)習(xí)者自身的知識水平、初始能力、態(tài)度和興趣動機等特征都會對學(xué)習(xí)的信息加工過程產(chǎn)生影響。根據(jù)學(xué)習(xí)者的特征分析，進(jìn)行學(xué)習(xí)風(fēng)格的測試。

圖1 “網(wǎng)頁制作”課程代理原理

圖2 “網(wǎng)頁制作”課程的個性化設(shè)計的代理結(jié)構(gòu)圖

（2）學(xué)習(xí)目標(biāo)的個性化設(shè)計

學(xué)習(xí)目標(biāo)的個性化設(shè)計主要體現(xiàn)在“網(wǎng)頁制作”的課程學(xué)習(xí)版塊，學(xué)習(xí)者在進(jìn)入本網(wǎng)站學(xué)習(xí)時首先會讓學(xué)習(xí)者通過“學(xué)前指導(dǎo)”版塊整體把握學(xué)習(xí)目標(biāo)，以便學(xué)習(xí)者更有目的的進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在進(jìn)入關(guān)鍵學(xué)習(xí)版塊“課程學(xué)習(xí)”之后，本網(wǎng)絡(luò)課程根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的不同分為三個版塊進(jìn)行學(xué)習(xí)，分別為“系統(tǒng)課堂”、“專題學(xué)習(xí)”、“項目學(xué)習(xí)”三個板塊，在三個版塊中分別設(shè)置不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)。比如在“系統(tǒng)課程”的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計上，首先設(shè)計版學(xué)習(xí)大目標(biāo)，其次在每一章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)上設(shè)計“課程導(dǎo)學(xué)”（學(xué)習(xí)引導(dǎo)、學(xué)習(xí)要求、學(xué)習(xí)建議）指引學(xué)習(xí)者有更明確的目標(biāo)來完成內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

（3）學(xué)習(xí)內(nèi)容的個性化設(shè)計

學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計的合理性將直接影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，因此學(xué)習(xí)內(nèi)容的個性化設(shè)計顯得尤為重要。本網(wǎng)絡(luò)課程根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格設(shè)計了三大版塊：“系統(tǒng)課堂”、“專題學(xué)習(xí)”、“項目學(xué)習(xí)”。系統(tǒng)課堂的設(shè)計是基于網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計要求來實現(xiàn)的。內(nèi)容學(xué)習(xí)上學(xué)習(xí)者可以通過學(xué)前測試來確定學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)水平，有學(xué)習(xí)者根據(jù)自己測試水平來確定自己將要進(jìn)行何種程度的內(nèi)容學(xué)習(xí)?；谥悄艽砑夹g(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中會有代理陪伴進(jìn)行學(xué)習(xí)，隨時檢測學(xué)習(xí)效果，及時進(jìn)行協(xié)作交流并解決存留的問題?！皩ｎ}學(xué)習(xí)”學(xué)習(xí)的目的是為了讓學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)更加的系統(tǒng)化，使學(xué)習(xí)者了解完成一個專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站設(shè)計的流程，同樣此版塊的設(shè)計也是系統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的一個升華，讓學(xué)習(xí)者體會和把握完成一個專題的每一步流程。“項目學(xué)習(xí)”版塊的設(shè)計思想和“專題學(xué)習(xí)”相同，不同之處在于讓學(xué)習(xí)者把完成一個網(wǎng)頁的設(shè)計做為一個項目去實現(xiàn)。三個板塊內(nèi)容的設(shè)計將是本網(wǎng)絡(luò)課程的一個亮點和個性化之處。

（4）網(wǎng)頁風(fēng)格的個性化設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計不僅要體現(xiàn)它的教學(xué)性、科學(xué)性、技術(shù)性，同時也要體現(xiàn)它的藝術(shù)性。所以網(wǎng)絡(luò)課程的頁面設(shè)計的藝術(shù)性也是網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計的一大關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)課程的藝術(shù)設(shè)計是技術(shù)和藝術(shù)的整合，內(nèi)容與形式的統(tǒng)一?！熬W(wǎng)頁制作”網(wǎng)絡(luò)課程在進(jìn)行頁面設(shè)計時一定要遵循主題鮮明突出、條理清晰的原則。本網(wǎng)絡(luò)課程在頁面設(shè)計上進(jìn)行了視覺效果上的設(shè)計：

1）在導(dǎo)引頁的構(gòu)圖布局設(shè)計上，遵循簡潔明了的版面設(shè)計原則，把要設(shè)計的三大主版塊清晰明了的呈現(xiàn)在學(xué)習(xí)者面前，頁面大小選擇了800*600的像素，這樣可以使得學(xué)習(xí)者能夠在第一視覺上了解整個的學(xué)習(xí)內(nèi)容。第二，這樣的設(shè)計使得學(xué)習(xí)者打開頁面容易被主題部分吸引，使得主題鮮明突出。

2）在色彩設(shè)計上，以代表平靜、理智、安逸的綠色為主，給學(xué)習(xí)者一個輕松、清爽的視覺體驗，同時適當(dāng)使用了鄰近色(藍(lán)色)和白色，從而使整個課程在色彩上基調(diào)一致、特色鮮明。另外，在二級界面的色調(diào)選擇上為了和首頁面保持色調(diào)上的一致性和系統(tǒng)性，同時又不至于使學(xué)習(xí)者在視覺上感到疲勞，我們分別選擇白色、藍(lán)色、綠色等三種顏色做為網(wǎng)頁二級界面的的主色調(diào)。從而帶給學(xué)習(xí)者不一樣的視覺感受同時又不顯突兀。

五、結(jié)束語

新技術(shù)的引用都要受到各方面條件的制約和限制，同樣智能代理技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用也要受到一定條件的限制。我們必須看到目前智能代理技術(shù)的發(fā)展還不夠成熟，但是它在許多的實際應(yīng)用中也取得了顯著的成就，并且被證明具有廣闊的發(fā)展?jié)摿?，因此基于智能代理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用一定會成為教育教學(xué)發(fā)展的必然。

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