基于Agent的遠程教學系統研究

何玉新

(吉林農業工程職業技術學院，吉林 四平 136001)

基于Agent的遠程教學系統研究

何玉新

(吉林農業工程職業技術學院，吉林 四平 136001)

遠程教學系統成為現代教學中的一種新模式和發展方向，但是絕大多數的遠程教學缺乏智能化和個性化，通常不能同時滿足學生的要求。因此構建智能化，個性化的遠程教學系統成為遠程教學系統中的熱點問題。本文在分析Agent技術的基礎上提出Agent的遠程教學系統的研究與設計，并且定義了系統中各模塊的用途和意義，從而使遠程教學系統更智能化和個性化。

Agent技術;遠程教學;個性化;智能化

0 引言

隨著現代計算機網絡的發展，遠程教學逐漸成為網絡中教學方面的重要模式。遠程教學是學生與教師、學生與教學組織之間主要采取多種媒體方式進行系統教學和通信聯系的教學形式，是將課程傳送給校園外的一處或多處學生的教學。遠程教學不受時間、空間和地點的限制，通過互聯網社會上的任何人都可以隨時隨地的通過網絡進行遠程學習，選擇自己想要得到的教學。現代遠程教學是隨著現代信息技術的發展而產生的一種新型教學方式。計算機技術、多媒體技術、通信技術的發展，特別是因特網的迅猛發展，使遠程教學的手段有了質的飛躍，成為高新技術條件下的遠程教學。這種遠程教學方式的代價成本較低，為人們節省了時間。但是遠程教學沒有達到完全的個性化和智能化，因為遠程教學常常無法同時滿足每個人的需求，很多教學系統都是強制學習者學習提供的教學內容，很少給予相應的建議和幫助，靈活性較差，這樣大大降低了遠程教學的效率。

1 Agent技術

1.1 Agent的主要特點

Agent廣義上包括人類、物理世界的機器人和信息世界的軟件機器人，狹義上指信息世界中的軟件機器人或稱軟件Agent。它代表用戶或其他程序，以主動服務的方式完成一組操作的機動計算實體。Agent的主要特點：

(1)自治性：Agent可以在沒有其他人的干預下獨立運作，對自己的行為和狀態有控制能力。

(2)反應性：Agent能夠分析周圍的環境，并對環境的變化作出相應的反應

(3)能動性：Agent對環境的變化作出的反應并不是簡單的反應，是能夠接收到啟動信息，作出有一定目標的能動的行為。

(4)學習性：Agent作為獨立的計算實體能夠自學習，能將從學習者處得來的興趣，學習情況等信息轉化為內部的資源存儲到知識庫里，建立起學生的個性化模式。

(5)社會性：Agent通過某種通訊語言和其他代理人進行交互活動。

(6)協作性：Agent能通過各種通訊協議和其他代理進行信息交流，并可以相互協作共同完成復雜的任務。

(7)移動性：Agent具有移動能力，即為完成自己的任務，可以從某地移動到其他地方。

1.2 Agent的體系結構

Agent的體系結構是指構造Agent的特殊方法學，它描述了組成Agent的基本成分及其作用、各成分的聯系與交互機制、如何通過感知到的內外部狀態確定Agent應采取的不同行動的算法，以及Agent的行為對其內部狀態和外部環境的影響等等。目前，人們已提出的Agent的體系結構大致可分為以下三類。

(1)審慎式體系結構(Deliberative Architecture)

該體系結構的特點是Agent中包含了顯式表示的世界符號模型，Agent的決策是通過基于模板匹配和符號操作的邏輯(或準邏輯)推理作出的，如同人們通過“深思熟慮”后作出決定一樣，因此被稱為審慎式的體系結構。該體系結構在(分布式)人工智能領域占主導地位。我們可以認為構造經典的基于知識的系統，就是按照這種體系結構構造Agent的雛形的。因此，也可以說該體系結構的存在與現代人工智能的歷史一樣長。

(2)反應式體系結構(Reactive Architecture)

該體系結構的特點是Agent中包含了感知內外部狀態變化的感知器、一組對相關事件作出反應的過程，和一個依據感知器激活某過程執行的控制系統，Agent的活動是由于受到內外部某種"刺激"而發生的，因此被稱為反應式的體系結構。該體系結構在目前主流的分布式系統中占主導地位。因此，也可以說該體系結構的存在與現代計算機系統的歷史一樣長。

(3)混合式體系結構(Hybrid Architecture)

該體系結構的特點是Agent中包含了審慎式和反應式兩個子系統，通常這兩個子系統是分層次的，前者建立在后者的基礎之上。這種體系結構的研究與實驗目前在人工智能領域較為活躍，我們認為有關成果將對分布式系統中Agent應用功能的增強產生直接影響。

2 Agent的遠程教學系統設計

按照軟件工程的設計思想，結合遠程教學系統的特點，如圖1所示，將遠程教學系統分為三個模塊，分別為個性化選擇模塊，中間代理模塊，數據庫模塊。

2.1 個性化選擇模塊

個性化選擇模塊設計用戶的接口，包括學習者個性化界面，教師個性化界面和管理員個性化界面。包括用戶瀏覽器界面Agent，作業表現工具，答疑表現工具，交流表現你根據和管理表現工具。

2.2 中間代理模塊

當學習者登陸后，系統會自動生成學生代理Agent輔助學習者語系統交互，

圖1 Agent的遠程教學系統模塊

指導學習者進行學習，根據學習者的實際情況，尋找合適的策略給學習者，并且在學習結束后將學習者的學習記過反饋給數據庫。在學習者學習期間，學生Agent和個性分析Agent之間的交互很繁忙，學生Agent提供的學生學習狀況由個性分析Agent進行分析，并將分析結果傳遞給學生，為學生學習提供指導。

當教師登陸后，教師Agent根據學生的實際情況，結合學生的學習愛好，選用適當的教學策略，制定個性化教學方案，選擇合適的知識傳授給學生，監督和評價學生的行為，實時回答學生的提問。還可以通過組織網上作業，考試等安排來實現教授內容的因人而異。

當管理者登陸后，管理者對教學的整個情況進行宏觀調控。管理者登陸時，一旦激活管理者Agent就一直處于活動狀態，隨時響應用戶Agent的請求。管理Agent主要包括成員管理，信息管理和寫作過程管理等。

2.3 數據庫模塊

數據庫模塊主要包括系統所有的物理數據，包括課件庫、作業庫、考試庫，還有學生的個性化信息，教師的個性化信息。課件庫的主要作用是存儲各種教材的相應課件，存放和管理相關領域的所有知識。作業庫包括教師給學生提供的課后作業，并有相應的答案和解題指導。考試庫中的試題都有知識點，難度，類型的屬性，試題不僅包括試題本身還包括具體的評分標準和答案。學生的個性化信息記錄學生的個人資料，包括學號、姓名、年齡，同時也記錄學習時間、次數。教師的個性化信息記錄教師的資料，負責的學生學號姓名，學生的作業、考試、掌握知識的情況。以數據庫中的學生個性化信息為例，適用XML實現學生的基本信息的代碼如下，該代碼只是簡單的的實例，真正實現的代碼需要很長。

3 結語

Agent技術應用于遠程教學系統，可以較好的實現教學系統的智能化，個性化，實時化以及交互化。利用Agent技術，教師可以針對不同學生的學習水平進行因材施教，實現個性化教學;學生與學生之間，學生與教師之間，教師與教師之間可以實現相互合作，使整個教學系統能夠最優化，提高系統的效率。隨著人工智能和信息技術的發展，網絡化，智能化的遠程教學系統將成為將來教學的主要方式，尤其利用Agent技術，在教學的效果與教學模式上都遠好于傳統的教學系統。

［1］ 何炎祥，陳荃萌.Agent和多Agent系統的設計與應用［M］.武漢：武漢大學出版社，2001.

［2］ 岳永恒.基于Agent教學系統中關鍵問題的研究［D］.長沙：長沙理工大學，2005.

［3］ 蔡軍衛，田中彬，馬彥，等.基于agent的個性化遠程教學系統研究［J］.甘肅科技，2007，23(7)：86-87.

［4］ 楊紅穎，王向陽，趙紅.一種基于多Agent的遠程教學模型框架［J］.現代遠程距離教育，2005(2)：53-57.

［5］ 曲朝陽，王麗英，魏曉明.基于Agent的遠程教育系統研究［J］.東北電力學院學報，2001，12(2)：37-52.

責任編輯：吳旭云

The study of distance teaching system based on Agent

HE Yu-xin
(Jilin Agriculture Engineering Polytechnic College，Siping 136001，China)

The distance teaching system has become a new mode and development direction in modern education，but most of which lack intellectualization and individualization and usually cannot meet the requirements of students.Therefore，the construction of intellectualized and individualized distance learning system becomes a hot issue.Based on analyzing Agent technology，this article presents the study and design of Agent distance teaching system and defines the use and significance of each module so as to realize intellectualized and individualized distance teaching system.

Agent technology;distance teaching;individualization;intellectualization

TP393

A

1009-3907(2010)08-0074-03

2010-06-20

何玉新(1974-)，女，吉林四平人，講師，主要從事計算機應用技術的研究。