慕 靜, 孫梅芝,2

(1. 天津科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院, 天津 300322; 2. 菏澤學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程系，山東 菏澤 274015)

前言

計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)(Computer-Supported Collaborative Learning, CSCL)是最近興起的一種新的學(xué)習(xí)方法，它可以有效克服遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的局限性[1].在CSCL教學(xué)中，教師根據(jù)教學(xué)任務(wù)，學(xué)生以分組的形式參與學(xué)習(xí)和討論等協(xié)作性活動(dòng)，教師觀測學(xué)習(xí)的進(jìn)行過程，并組織小組的交流，對學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行指導(dǎo)，并對學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，保證教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).通過這種方式既可以讓學(xué)生養(yǎng)成使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)和解決問題的能力,又可以通過小組的學(xué)習(xí)組織形式，讓學(xué)生一方面分工合作，另一方面互相競爭[2].基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)(Project-based learning, PBL)是一種新興的先進(jìn)教學(xué)理念,它把學(xué)習(xí)和項(xiàng)目有機(jī)地結(jié)合在一起,強(qiáng)調(diào)在項(xiàng)目進(jìn)展過程中學(xué)習(xí)知識(shí).通過基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)，學(xué)生既能在項(xiàng)目實(shí)踐中學(xué)習(xí)知識(shí)，又能鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、協(xié)作能力、自我學(xué)習(xí)能力和分析問題及解決問題的能力.PBL教學(xué)模式能夠很好地提高學(xué)生的綜合素質(zhì),目前，在國外已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在實(shí)際的教學(xué)中[3].而在國內(nèi)，這種教學(xué)模式也開始受到教育學(xué)者的重視.在信息時(shí)代，各學(xué)科之間的界限被打破，所有學(xué)科更貼近生活和現(xiàn)實(shí)問題，因此采取綜合性的、研究性的項(xiàng)目學(xué)習(xí)也是必要的[4].

1 基于Multi-Agent的策略式學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型

單個(gè)Agent不能夠處理復(fù)雜問題，故提出了多個(gè)Agent組成的Multi-Agent系統(tǒng).在實(shí)際應(yīng)用中，Multi-Agent系統(tǒng)模擬人類的社會(huì)活動(dòng)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)求解復(fù)雜問題.它通過多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間互相協(xié)作，來完成單個(gè)計(jì)算機(jī)無法完成的工作.在PBL課程活動(dòng)中，由于學(xué)員處于不同的地理位置，故在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮項(xiàng)目組成員之間的分布性， 故引進(jìn)Agent思想能夠滿足系統(tǒng)的要求.同時(shí)，采用Multi-Agent System的概念和理論，以解決PBL課程的策略式模型的復(fù)雜性和多樣性，滿足學(xué)員的需求.在基于Internet的PBL課程的教學(xué)過程中，因每個(gè)學(xué)員都分布在不同的地理位置，故本系統(tǒng)是基于分布式的.由于Agent具有分布性特點(diǎn)和PBL課程的策略模式的復(fù)雜性和通用性，故我們引進(jìn)Agent到PBL課程系統(tǒng)中.

基于Multi-Agent的策略式系統(tǒng)包含教師子系統(tǒng)、學(xué)生子系統(tǒng)和管理員子系統(tǒng)三種模塊，分別由教師、學(xué)生和管理員對其進(jìn)行管理,基于Multi-Agent的PBL課程的策略式系統(tǒng)建模如圖1所示.

圖1 基于Multi-Agent的策略式學(xué)習(xí)系統(tǒng)建模

管理員子系統(tǒng)包含接口Agent和模板Agent，模板Agent能夠?qū)δ０宓脑O(shè)立和變動(dòng)進(jìn)行管理；教師子系統(tǒng)和學(xué)生子系統(tǒng)包括接口Agent、策略Agent、執(zhí)行Agent和任務(wù)Agent，教師子系統(tǒng)負(fù)責(zé)從策略庫讀取策略，交給執(zhí)行Agent進(jìn)行執(zhí)行.策略Agent能夠?yàn)槭棺酉到y(tǒng)更好地完成教師設(shè)定的目標(biāo)，制定滿足教學(xué)子系統(tǒng)執(zhí)行的辦法，執(zhí)行Agent能夠根據(jù)學(xué)習(xí)要求對項(xiàng)目規(guī)劃進(jìn)行有效地執(zhí)行.各種Agent之間互相通信，共同完成項(xiàng)目的最終設(shè)定任務(wù).

2 基于Multi-Agent的策略式學(xué)習(xí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

管理員通過管理員接入子系統(tǒng)對課程和人員信息進(jìn)行有效管理，并對課程模板和評價(jià)模板進(jìn)行設(shè)置.課程模板設(shè)置包括對課程基本信息、課程模板的階段任務(wù)等，評價(jià)模板對各種評價(jià)方式和評價(jià)項(xiàng)類型進(jìn)行設(shè)置，建立課程模板如圖2所示.

教師接入子系統(tǒng)完成教師對課程體系和評價(jià)體系的制定，并對學(xué)生的課程學(xué)習(xí)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì).教師的課程初始化時(shí)先進(jìn)行項(xiàng)目分組，然后對項(xiàng)目時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，最后設(shè)置課程策略和評價(jià)策略.教師接入子系統(tǒng)制定課程策略的步驟如下：

1) 根據(jù)教師需求選取課程模板，并定制課程計(jì)劃.

2) 根據(jù)教師選取的模板把項(xiàng)目分成多個(gè)階段，并對各個(gè)階段設(shè)置檢測點(diǎn).

3) 查看設(shè)置的合理性，務(wù)必使前一檢測任務(wù)全部完成后，后一檢查任務(wù)才能開始.

4) 根據(jù)系統(tǒng)提供的項(xiàng)目作業(yè)列表，教師可以有選擇地讓學(xué)生從作業(yè)列表中按作業(yè)提交時(shí)間進(jìn)行提交作業(yè)文件.

5) 如果教師對模板提供的選項(xiàng)不滿意，可以按照自己的要求增加自定義文件.

圖2 課程模板

教師接入子系統(tǒng)制定評價(jià)策略的步驟如下：

1) 首先系統(tǒng)會(huì)調(diào)入項(xiàng)目總體評價(jià)分項(xiàng)模板，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)讀取總體評分模板對應(yīng)的評分項(xiàng)目，以及評分項(xiàng)對應(yīng)的評分標(biāo)準(zhǔn)和該評分標(biāo)準(zhǔn)所占的權(quán)重.教師根據(jù)課程需要選擇評分項(xiàng)和該評分項(xiàng)的權(quán)重.

2) 系統(tǒng)按順序調(diào)入checkpoint的項(xiàng)目評分項(xiàng)模板和互評模板.對應(yīng)某一checkpoint，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)讀取該checkpoint對應(yīng)的檢查點(diǎn)評分項(xiàng)列表，教師根據(jù)課程需要選擇評分項(xiàng)和權(quán)重.

3) 制定評價(jià)公式.系統(tǒng)支持兩種評價(jià)公式設(shè)計(jì)方式.(1)公式模板方式：教師選擇系統(tǒng)所提供的模板，并填寫公式中的參數(shù).(2)自定義方式：系統(tǒng)指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)符合要求的自定義評價(jià)公式.目前，系統(tǒng)能夠識(shí)別含“+，-，×，/，( )”運(yùn)算符的四則運(yùn)算.

4) 生成Formular.系統(tǒng)最后都生成Formula的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫.系統(tǒng)則根據(jù)設(shè)定的公式算出學(xué)生項(xiàng)目得分的成績.在本系統(tǒng)中能夠把成績統(tǒng)計(jì)并生成Excel表格，輸出并給教師提供各種項(xiàng)目組的表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)圖，使教師對項(xiàng)目的進(jìn)展情況、效果、學(xué)生的表現(xiàn)情況有更清晰的了解.

3 小結(jié)

本文應(yīng)用策略式模型來分析基于項(xiàng)目的教學(xué)，提出了對該模型的基于Multi-Agent的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模型，并對模型進(jìn)行了實(shí)現(xiàn).

參考文獻(xiàn):

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