基于Ａｇｅｎｔ的探究教學模式的初探

[摘要]對信息化教學設計來說，就是要在教學設計中，充分利用信息技術創設。Agent是一種新興技術，將探究性學習的理論與Agent技術有效地結合，可以更好地模擬實驗情境，創設協作情境等進行參與式、體驗式學習，從而提高網上教育的教學質量和學習效果。

[關鍵詞]探究性學習 Agent 教學模式 Netlogo

20世紀80年代以來，以探究性學習為基礎，重視基礎教育課程已逐步成為世界各國課程改革的突出重點。通過教學目標，教學內容和教學方法的調整，轉變教師的教學行為，改變單純接受的教學方式，提倡自主、探究與合作的學習。

一、“探究性學習”理論的概念與價值取向

所謂“探究性學習”，是指從科學領域或現實社會中選擇和確定主題，在教學中創設一種類似于學術或科學研究的情境，學生通過自主獨立地發現問題、實驗、操作、調查、信息搜集與處理，表達與交流等搜索活動，獲得知識技能，發展感情與態度，培養探索精神和創新能力的學習和學習過程。因此，我們所倡導的學習不僅僅是轉變學習方式，更重要的是通過轉變學習方式來促進每個學生的全面發展。對學生而言，我們應從以下幾個方面努力。

1.培養發現和解決問題的能力。就“探究性學習”的過程而言，需要培養學生發現和提出問題的能力、提出解決問題的設想的能力、收集資料的能力、分析資料和得出結論的能力，即表述思想和交流成果的能力。總之，“探究性學習”是對知識的批判性考察，是在問題解決的過程中獲得對知識的理解與應用，因學生主體地位的確立而增強了學生的獨立思考與判斷能力。

2.學會分享與合作。合作的意識和能力，是現代人所應具備的基本素質。現代科學技術的發展是人們合作探究的結果，社會人文精神的弘揚也是以樂于合作和善于合作為基石的。但在以往的課堂教學中，培養學生合作精神的機會并不多，而“探究性學習”則提供了有利于人際溝通與合作的良好空間。

二、Agent的特征及應用于探究式教學模式的優勢

Agent（智能代理）是一個具有自適應性和智能性的軟件實體，能代表用戶或其它程序，以主動服務的方式完成一項工作。也就是說，Agent是一個封裝的有獨立功能的模塊，它包括自己的數據和對這些數據進行操作的算法，它能夠接受和處理其他 Agent發送來的消息，也能向其他 Agent發送消息，是一個有獨立解決問題能力、并隨環境變化而變化的實體。

Agent具有自主性、交互性、反應性、主動性和推理規劃能力。針對以上 Agent的特點，將 Agent技術應用于教學模式的研究，能有效克服現階段教育系統停留在單一的課件授課和機械學習等局限和不足。

1.使用 Agent技術可以增加教學內容的趣味性和人性化色彩，改善教學效果，提高教學質量，建構自主的學習環境。有助于學生的自我管理，防止學生在學習過程中出現認知倦乏與動機消退現象

2.利用 Agen管理學習者信息，能動態的跟蹤學習者的學習行為，為建立學生模型提供更加可靠的依據。正確判斷學生知識狀態，對認知水平不同的學生和不同的教學內容采用不同的教學策略，并做出正確的教學評價

3.Agent的社會性能夠滿足建構主義協同學習的需要，可以把每個學習者看成一個 Agent，學習者之間通過 Agent的協同機制完成協同學習。教師也可以理解成一個Agent，同樣可以和學生交流信息，隨時掌握學生的學習狀態進行有效的學習指導。

三、基于Agent的探究式教學模式

Agent這種教學技術能夠學習著提供圖文并茂、豐富多才的交互式人機截面，提供大規模的知識庫和信息庫，從而激發學習者的學習興趣，達到讓學習著主動構件知識的目的，實現自主獲取知識、自我更新甚至創新知識的理想目標。結合Agent的技術，我們可以提出一種以探究性學習為理念的教學模式：

1.教學服務模塊

情景創建。通過和學習者的興趣、目標想聯系，通過生動形象的描述一個引人矚目的問題，從而使學習者吸引到課程學習中來。知識積累：情景創建在學習者已有的知識的基礎上，并預先展示了將展開的課程學習范圍，通過預示課程有效的幫助學習知識的積累。

2.學生模塊

學生Agent：主要負責學生與系統的交互，根據實際的授課情況，引導學生展開探究性思維進行自主學習。個性分析Agent：可以在查看學生基本信息的基礎上，結合以往的學習記錄，為本次學習提供原始的學習資料。由于每個學生的最初基礎不同，再根據本次學習情況，可以達到對不同的學生進行更準確的教學過程評價。協同Agent：可以分別與學生Agent和個性分析Agent進行信息交換，使協同Agent能根據實際情況，更好的選擇交互對象。

3.教師模塊

學習任務制定Agent：學習任務的提出參考了課程標準的同時，清晰的分析與結合學生實際能達到的情況來制定。過程評價Agent：在此模塊中，不僅對學習者任務完成的情況進行評價，同時還應對學習者在學習過程中的所采取的學習策略，學習態度進行正確的評價，及時對教學服務模塊和教師模塊進行反饋，以達到理想的教學效果。

四、Netlogo學習平臺中模型的設計

對信息化教學設計來說，就是要在教學設計中充分利用信息技術創設模擬實驗情境，創設協作情境等進行參與式、體驗式學習，這種共同體建立就需要模型信息集成。在這方面，Netlogo學習平臺這一建構工具包是一個很值得學習的范例。

1.Netlogo學習平臺

NetLogo是一個為模仿自然和社會現象的一個可編程序環境。1999年它由Uri Wilensky創作，是特別適合于塑造復雜系統的開發。Modelers能給指示上百或數以萬計獨立“agents”一致地所有操作，這使許多個體互作用涌現的個體微級行為和宏指令級樣式之間的連接成為可能。NetLogo讓學生開放模仿和“參與”他們，探索他們的行為在各種各樣的情況下。這是使學生、老師和課程開發商創造他們自己的模型的一個創作的環境。NetLogo足夠簡單，學生和老師能容易地模仿甚至修造他們自己。并且是推動研究許多領域的強有力的工具。

使用Netlogo這樣的學習平臺，可以讓學生將復雜的現實世界進行模式話。學習者可以通過客觀的數據，對實際問題進行擴展分析。

2.實例——狼羊捕食

在Netlogo的模型庫中存有很多如生態學，計算機科學和社會科學等實例。我們就以其中的狼羊捕食為例。

學習者可以根據自己的需要可以對Grass settings，Sheep settings和Wolf settings變量進行相應的值設置。經過一段時間的運行，可以根據曲線圖和3D瀏覽界面清楚的看出變化，進而更加直觀的認識理解狼羊捕食關系所帶來的現象變化。同時，針對一些有基礎和興趣的美工愛好者來說，這種情景設計平臺，可以更好地為其提供探究性體驗學習。學習者在學習過程中，提高自己的動手和創新能力，激發學生的學習興趣。

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（作者單位：遼寧渤海大學；北京建筑學院）