基于Multi-agent的智能教學系統(tǒng)模型的研究

　　摘 要： 隨著因特網(wǎng)的迅速普及，網(wǎng)絡教學作為一種新的教學方式得到廣泛的應用。由于學習者的文化基礎不盡相同，這就對網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的智能化、個性化提出了較高層次的要求。本文分析了現(xiàn)有網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的不足，并在此基礎上結合Agent技術提出了基于Multi-agent的智能教學系統(tǒng)設計的一個新思路。
　　關鍵詞： Multi-Agent 個性化教學 智能教學模型
　　
　　網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展使知識獲取的方式多元化，除了采用傳統(tǒng)的教室教學方式外，人們開始傾向于借助網(wǎng)絡進行自主學習。網(wǎng)絡化教學打破了傳統(tǒng)的教學模式，它借助網(wǎng)絡及多媒體技術，將教師灌輸式教學轉變?yōu)閷W生自主式學習。教學網(wǎng)絡化使人們的學習突破了時間和地域的限制，已逐漸成為教學發(fā)展的一種必然趨勢。
　　由于借助網(wǎng)絡學習的用戶知識水平參差不齊，對同一知識點的理解，不同個體間存在較大差異，因而必須根據(jù)用戶的實際知識水平給予差別性教學。現(xiàn)有的網(wǎng)絡教學系統(tǒng)普遍存在動態(tài)交互能力不足、教學個性化不鮮明、教學智能化不突出等問題，造成用戶在網(wǎng)絡學習過程中對知識一知半解，甚至偏離學習目標。如何提高網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的智能性已成為當前亟待解決的熱點問題。本文針對現(xiàn)有網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的不足，引入Agent技術加以改善，提出了基于Multi-agent的智能教學系統(tǒng)模型。
　　1.Agent技術的特性與優(yōu)勢
　　所謂Agent，也稱之為“代理”，它可以根據(jù)外部環(huán)境的變化作出主動的反應，獨立完成預定的任務，不需要人為的干預。其本身就是一個智能體，可以根據(jù)用戶的需求自主的完成一系列特定的目標或任務。Agent技術具有自治性、智能性、能動性、協(xié)作性、社會性等特點。在網(wǎng)絡教學中引入Agent技術具有諸多方面的優(yōu)勢。
　　1.1改善教學的統(tǒng)一性
　　傳統(tǒng)教學采用教室統(tǒng)一授課的方式進行教學，很難關注到學生的個性化特征，學生在學習過程中具有明顯的主動性。借助Agent學生可以根據(jù)自身的興趣愛好、學習能力等特點自主地選擇學習方式，智能化網(wǎng)絡教學更多地傾向于根據(jù)學生的個性特征組織教學，提供最為適合的教學策略，引導學生完成課程學習。
　　1.2增強系統(tǒng)的智能性
　　在教學過程中，Agent可以對學生的學習情況跟蹤記錄，并進行階段評估，根據(jù)學生對知識的實際掌握情況調整教學策略，學習周期結束后對學生的學習結果進行分析，真實反應學生的學習狀況，便于教師對教學內容、教學策略進行改進。
　　1.3增強系統(tǒng)的高效性
　　在多Agent系統(tǒng)中各個Agent彼此獨立的完成教學環(huán)節(jié)中的特定任務，同時又彼此聯(lián)系，彼此協(xié)作，將系統(tǒng)中各個子模塊有機地聯(lián)系起來，共同完成教學過程，極大地提升了整個系統(tǒng)的高效性。
　　2.基于Multi-agent的智能教學系統(tǒng)的設計
　　2.1智能教學系統(tǒng)的模型
　　建立基于Multi-agent的智能教學系統(tǒng)的Agent結構模型，如圖1所示。
　　（1）信息管理Agent：負責用戶系統(tǒng)登陸時的身份確認、權限設定及個人信息管理。用戶界面Agent根據(jù)用戶的個人信息建立相應角色的子Agent，并對賦予相應的權限。信息采集Agent和信息過濾Agent負責對用戶信息進行采集和過濾，構建用戶信息庫。
　　（2）學生模型Agent：負責構建學生模型。將用戶信息庫中的學生個人信息進行分類篩選，提取個人興趣愛好、知識水平和學習能力等信息，結合學生在登陸教學系統(tǒng)后的學習情況及在教學系統(tǒng)內學習的歷史記錄，形成學生個性化信息，構建學生模型庫。
　　（3）教學導航Agent：負責依據(jù)學生的個性化信息選取教學策略組織教學，對教學過程進行實時跟蹤，并進行階段性評估，以備教學策略的實時調整。
　　（4）策略協(xié)調Agent：負責分析教學策略的適用性，并對教學策略庫進行更新和擴充。系統(tǒng)中已有的教學策略并不適用于所有的學生，教學過程需要根據(jù)實際情況對已有教學策略進行修改和完善，修改完善后的教學策略將作為新的教學策略存入策略庫中。
　　2.2智能教學系統(tǒng)的設計
　　系統(tǒng)設計采用B/A/S模式，客戶端不直接與數(shù)據(jù)庫進行連接，而是借助Agent完成彼此間的動態(tài)交互，極大地提高了系統(tǒng)的安全性。主要包括三大模塊，各模塊功能介紹如下。
　　（1）學生學習模塊：學生登錄后通過在線選課區(qū)選定所學課程，系統(tǒng)根據(jù)學生的知識水平和其他特征制訂最適合的教學策略組織教學。學生中途退出時，系統(tǒng)會自動記錄學生最近一次學習中斷點、學習情況等信息到用戶信息庫，已備學生下次進入系統(tǒng)時繼續(xù)學習。學習過程中設有在線教師對章節(jié)習題的講解，以及實時答疑，學生還可以通過集體討論或給教師留言來獲取問題的解答，課程學習周期結束后將對學生進行課程考核，記錄學習結果。這樣的教學方式充分考慮了學生學習的靈活性，使學生學習目的明確。
　　（2）教學組織模塊：教師登錄后可進入教學組織模塊，上傳所講課程的教學資料；對教學內容進行更新；根據(jù)學生學習的反饋結果進行教學反思；添加或修改相關課程的教學策略，以提高網(wǎng)絡教學的質量。
　　（3）系統(tǒng)管理模塊：管理員登錄后自動進入系統(tǒng)管理模塊，管理員擁有系統(tǒng)的最高權限，可以動態(tài)地管理整個系統(tǒng)資源庫，根據(jù)課程教學的實際情況對系統(tǒng)資源庫的數(shù)據(jù)進行擴充或更新；對使用系統(tǒng)的所有用戶的個人信息進行管理并賦予相應的權限；維護系統(tǒng)的正常運行。
　　3.結語
　　在我國智能化網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的研究尚處于初級階段，發(fā)展前景廣闊。本文設計的智能教學系統(tǒng)模型在注重智能教學的同時更注重了個性教學，在一定程度上實現(xiàn)了網(wǎng)絡教學的智能性及個體差異性。系統(tǒng)有待于進一步改進和完善，進而滿足不同人群對網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的需求，增強系統(tǒng)的智能性和人性化色彩。
　　
　　參考文獻：
　　［1］張榮梅，李福亮.基于Agent的網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)的研究［J］.現(xiàn)代電子技術，2007，（6）：84-86.
　　［2］李海剛，吳啟迪.多Agent系統(tǒng)研究綜述［J］.同濟大學學報，2003，31（6）：728-732.