智能網絡教學系統中的多Agent技術應用研究

李 強

天津電子信息職業技術學院，天津 300132

1 網絡教學系統發展現狀

網絡教學系統就是利用信息技術提供一種可行的解決方案，使學生在教師指導下自主式學習的新型教學模式能夠高效率、高質量地開展。另外，在校園內開展網絡教學，將極大地豐富網上教學資源，并且提高教師運用多媒體網絡教學的能力，這對蓬勃發展的遠程教育來說將有積極的推動作用。網絡教學系統教育與傳統教學模式相比在對教學各類角色、異步/同步教學模式、學習者的個體差異性、交互性、考核與評價等方面的支持具有明顯優勢。

目前，網絡教學系統仍存在很多問題，如以教師為主體，忽視學生的認知主體作用。系統缺乏智能性，忽視了教學活動的個性化設計，難以實現因材施教。教學資源多以呈現教學材料為主，教學內容多以廣播的形式進行，缺少交互手段，互動是通過在教師機上監控和學生電子舉手的形式進行。在已有的教學系統中忽略了學生間的相互協作，分組活動體現不充分。

2 智能網絡教學系統

智能網絡教學系統（Network Intelligence Tutoring System，NITS）是在智能教學系統的基礎上，在網絡環境下實現的教學系統，特點是能在學生的學習過程中隨時了解其學習狀態和個性特點，并以此為依據做出最佳的教學決策判斷，給予學生有針對性的個別指導，提供給學生個性化的教學服務。NITS是模仿人類教學活動，來輔助教學工作的計算機網絡系統。

3 多 Agent技術

面向Agent技術作為一門設計和開發軟件系統的新方法已經得到了學術界和企業界的廣泛關注。對Agent的研究大致可分為智能Agent、多Agent系統（multi-agent system，簡稱MAS）和面向Agent的程序設計（agent oriented programming，簡稱AOP）這3個相互關聯的方面。

Agent是人工智能的一個基本術語，Agent應當具有自治性、社會性、反應性、能動性等特點，另外還應具備一些人類才具有的特性，如知識、信念、義務、意圖等。

單Agent求解問題的能力有限，而多Agent系統協作求解問題的能力則大大超過單個Agent，這正是多智能體系統產生的直接原因。MAS可定義為由多個解決問題的Agent構成的松散耦合的問題解決網絡，這些Agent一起工作可以解決超出單個能力或知識的問題。

網絡教學系統是一個復雜、龐大、不可預測的系統。建立一個多Agent結構、跨平臺的系統，將大大推進當前網絡遠程教育的智能化水平。多Agent技術的應用對于網絡教學系統而言有助于建立網絡教學的協作化學習環境，可將分布式網絡環境下各地的教育資源統一起來，可進一步提高系統的交互性，實現網上的智能輔導，可創建一個基于多Agent的且對不同的使用者提供不同接口的智能系統。

4 基于Agent技術的網絡教學系統架構設計

基于以上分析，提出一種基于Agent技術的網絡教學系統。在本系統中引入Agent技術，提出了一種適用于Web環境下的網絡教學系統，系統采用B/A/S模式，即瀏覽器Browser/代理Agent/中心服務器Server，客戶端利用瀏覽器與該系統交互，服務器包括管理服務器及信息資源服務器，負責信息的管理。各種代理Agent，負責溝通客戶端和服務器。該系統共分為3層：

第一層是基于瀏覽器的表示層。Web瀏覽器作為客戶端，提供圖形用戶界面，負責與用戶進行交互。在這里可以實現知識的輸入、輸出，用戶信息和行為的獲取，任務的接受，處理結果的反饋等；

第二層是中間代理Agent層，這些代理Agent可以分為3類：第一類是用戶Agent：學生Agent、教師Agent；第二類是管理Agent；第三類是任務Agent：教學Agent，考試Agent，作業Agent，記錄Agent；

第三層屬于數據層，用于保存各類數據資源，包括教學資源庫、教學策略庫、習題庫、用戶信息庫和用戶信息庫。

5 多Agent設計及各Agent主要功能

在系統中設計了多個Agent分別完成不同的角色,它們之間能夠通過通信和協議，傳送信息，控制系統的功能。系統中的Agent就是教學系統中的功能單元和系統角色，它能夠接受一定的外界信息，并根據信息產生一定的行為，多個Agent個體通過分工協作，完成一個復雜的行為。系統中的Agent可分為學生Agent、教師Agent、管理Agent、資源Agent、顯示Agent、策略Agent、接口Agent、學生信使Agent和教師信使Agent。

教師Agent從學生信息庫中獲得學生個性特征，從教學策略庫中選出適合于該生的教學策略，從學科知識庫中獲取特定的教學內容，以定制的形式呈現給學生，完成個性化信息的定制。管理Agent對整個系統中的Agent調控并協調完成系統的智能化特點和系統內的通信。

從整個系統來說，每個Agent都是相互關聯的，它們互相合作完成教學任務。它們各負其責，同時又彼此依賴，從而形成一個有機的、智能化的整體。

6 結論

本文主要研究將人工智能領域的Agent技術引入網絡教學系統以增強系統的智能性和個性化，通過對智能網絡教學系統進行分析以及Agent技術的介紹，設計了基于Agent技術的智能網絡教學系統的架構，初步實現了系統的功能。目的是使學生成為教學活動的主體。在系統中，可以根據學生的能力、水平進行進行個性化的教學活動，并能夠進行練習和測試；系統根據學生的測試反饋，調整學習難度和進度。

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