Agent技術支持下的“網頁制作”網絡課程的個性化建設

河北師范大學信息技術學院 張攀峰 吉麗曉 張 玄

一、前言

隨著網絡的普及應用和信息技術的發展，我國互聯網用戶數量也在逐年攀升。新技術發展在教育中發揮了獨特的應用，對于教育來說，教學模式發生了重大的改變。網絡課程作為連接教與學的橋梁已經成為現代化教學的重要表現形式，成為當前高校教學改革的一大亮點。目前的網絡課程學習中普遍存在許多需要解決的問題，例如教學內容呈現的形式多以靜態網頁或動態的視頻文件播放為主，只是簡單地實現了教材的圖文可視化，缺少必要的交互；同時也不能充分調動學生的積極性，缺少適應性和針對性，教學模式單一，無法根據不同的學習者選取不同的教學模式進行有針對性的教學，不能滿足不同層次學習者的學習需求，難以實現個性化教學和因材施教的教育理念。本文以“網頁制作”網絡課程為例，重點探討如何利用智能代理技術進行網絡課程的個性化學習。

二、Agent概述

1.Agent的概念

人工智能AI學科的創始人之一Minsky M曾經在1994年就指出，Agent是一些具有特別技能的個體。針對計算機系統Agent是指“當使用者向機器說明完成某些任務，而無需了解機器自身是如何工作，即將其處理為黑箱時，就稱其Agent。”智能代理具有智能性、學習性、移動性及協作性等特性。智能代理是人工智能研究的產物，又稱智能體。

2.Agent的功能特點

（1）智能性。具有一定的推理能力，能比較準確地揣測用戶的意圖，并能將復雜的任務加以分析、分解，有針對性地提供信息、解決問題。它能根據用戶的需求和環境的變化，主動向用戶報告并提供服務。

（2）學習性。智能代理作為一個獨立的個體能自主學習，能與用戶并行工作，并將用戶的興趣、愛好、習慣等信息直接轉化為內部表示，存放在知識面庫中，建立用戶模型來指導自己的決策，使之符合用戶需求。

（3）移動性。具有移動的能力，為完成任務，可以從一個節點移動到另外一個節點。比如訪問遠程資源、轉移到環境適合的節點進行工作等。

（4）協作性。智能代理有標準的外部接口，采用統一的通信語言進行信息交流，能通過各種通信協議和多個智能體進行信息交流，并能通過協作和磋商來共同完成復雜的任務。

三、基于Agent技術在“網頁制作”課程中扮演的角色分析

任何一項技術的加入都會承擔一定的角色，同樣智能代理在網絡課程應用中也會在不同的學習環節承擔不同的代理作用，在網絡課程學習中分別生成三種角色來進行代理：分別為學生代理、教師代理、個性分析代理，如圖1所示。

1.學生代理

學生代理是負責代理學生與系統交互，使得向教學代理發出學習的請求，以此來引導學生進行自主學習和協作學習，通過學生的學習過程中的實際情況的信息來及時的反饋到教師代理模塊，此時教師代理就會了解學生學習的情況和學習的程度，最后在學習結束后將學生的學習進度和學習的效果返回給教師代理。

2.教師代理

個性化學習策略以建構主義學習理論為指導，依靠教學代理實現。系統針對某個在線學習者，教學代理通過管理代理的分析后提交的教學指令，獲取相應課程知識結構圖中相關結點的內容，如教學的概念、原理、方法、公式、問題、問題解讀、試題、答案。在學習者與系統交互的過程中，管理代理不斷分析學習者的學習行為，并與教學代理、學習代理的協調，即可動態調整或擴張該學習者的個性化知識結構圖，使其個性化的知識得到新的建構，同時更新數據庫中的學生模型數據。

3.個性分析代理

個性分析代理通過監控學生的學習過程及學習記錄，經過內部推理得出關于學生的學習能力水平評估，將數據轉送到教學代理；教師在授課時，可以設計將同一知識點不同難度的教學內容組合，以適應不同認知水平的學生，教學代理根據學生信息庫和個性分析代理提供的學生學習情況推薦相應難度的內容返回給學生代理。個性分析代理跟蹤記錄學生的學習過程，并保持與學生代理的通信，分析學生的學習偏好，在學習結束后將學生的學習結果返回學生模型庫動態地修改與之對應的學生模型，例如經常訪問視頻音頻、很少停留在文本頁面，將分析結果計入學生模型庫，下次訪問時，呈現的頁面便會增大多媒體教學內容的比例。

通過多代理間的合作，可為學生提供適應性的學習頁面，符合學生的認知水平與學習偏好，將一定難度的講解、演示、練習、考試等內容呈現給學生，盡可能做到“因材施教”。

四、基于Agent技術的高校“網頁制作”網絡課程的個性化建設

1.代理技術模式分析

通過代理的協作運行在網絡課程的學習中可實現以下代理：管理代理、教學內容代理、資源庫代理、實時監督反饋代理、協作交流代理等功能。在網絡課程的設計中可以利用智能代理的多代理功能分別在網絡課程設計的不同環節中實現不同代理功能，如圖2所示。

（1）管理代理

管理代理中包括用戶的代理和整體管理。用戶在登錄網絡課程進行學習時，接受用戶請求，并對用戶請求進行歸類。如果該用戶是第一次使用本系統，則先初始化用戶模型，創建用戶代理。若是老用戶，則激活該用戶代理。在此使用的用戶分類方式可以按專業分類，也可以按學習者的學習程度進行分類，也可以按用戶興趣作為分類標準。由于某一專業的用戶一般都具有相似的瀏覽行為，對用戶行為進行抽樣，然后進行聚類分析，得到該類用戶的類別和標準特征，再與信息庫中的類別和標準特征進行比較，完成用戶的歸類。

（2）學習內容代理

學習內容的代理主要是有三個角色來代理，分別為學生代理、教師代理、個性分析代理。這三個代理的角色在學習內容代理模塊起到了決定性的作用。學習者在學習過程中要利用到資源庫的資源進行學習，所以要通過資源庫的代理功能來結合學習代理部分進行學習。那么在學習者學習完階段性的內容后，可以通過交流協作代理進行及時的交流和反饋。讓學習者及時的掌握自己的學習情況和學習效果。

（3）實時監督代理

由于網絡教學環境的虛擬性，使學生不能面對面地與老師交流，學生學習過程中存在的普遍性問題就需要通過信息發布的方式解決。例如考試通知、實驗通知等信息，也需要信息發布代理完成。由于網絡教學存在時空差異，缺乏有效及時的指導就成為網絡教學中的一大頑疾，學生的學習行為完全依賴于自我調控。利用智能代理可以實現對學習行為的管理，對長時間沒有對鍵盤做出積極響應的學習者給予提醒并將學生學習情況記錄在系統日志中，以備日后分析之用。

（4）資源庫代理

資源庫中包括信息資源、課件資源、試題庫資源、素材資源等等，分別要實現代理的功能。教學課件中的智能代理系統應該具備網絡信息過濾和信息推薦功能。在使用教學課件時，學習者經常會迷失于網絡的信息海洋里，不僅浪費學習者的學習時間，而且也不利于學習者的針對性學習。使用代理的信息過濾和信息推薦功能可以避免此種情況的出現。信息過濾用于組織和嵌人Web頁面。在網絡教學中以防止學生迷失“航向”，節省學習者的學習時間。

利用具備教學分析功能的智能代理，學生可以像詢問一位自己身邊有經驗的老師一樣，提出自己的問題。而代理則通過查詢自身知識庫，將正確回答呈現給學生。基于網絡的智能教學系統可以實現虛擬老師指導學生的學習；同時還可以主動推理學習者的學習狀態，推薦適合學習者學習特征的學習材料等。

（5）協作交流代理

基于智能代理的網絡教學系統可以以教師和管理者身份出現，也可以以學習者的身份出現，協助學習者完成學習。為了更好地支持學生協作學習，系統應提供24小時在線答疑系統、學習者之間交流提問、教師課件免費下載等功能。在這個版塊學習者可以向老師提出問題，當此問題出現的頻率較高時，可以自動保存到問題庫中進行收集，同時同一個問題出現超過一定的數量時，代理要通知老師進行答疑。另外，學習者之間也可以進行協作交流，來共同解決問題。

2.個性化網絡課程的設計

智能代理技術在網絡課程中的引入將必定帶給學習者不一樣的學習感受，網絡課程個性化的體現主要集中在整體的設計上。結合“網頁制作”網絡課程從學習者特征分析、學習目標的設計、學習內容的設計、頁面風格的設計四方面來論述。

（1）學習者特征分析

網絡課程的學習主要突出了以學習者自主學習為主，學習者作為學習活動的主體，而有效地促進學習者的學習是我們教學的宗旨。學習者自身的知識水平、初始能力、態度和興趣動機等特征都會對學習的信息加工過程產生影響。根據學習者的特征分析，進行學習風格的測試。

圖1 “網頁制作”課程代理原理

圖2 “網頁制作”課程的個性化設計的代理結構圖

（2）學習目標的個性化設計

學習目標的個性化設計主要體現在“網頁制作”的課程學習版塊，學習者在進入本網站學習時首先會讓學習者通過“學前指導”版塊整體把握學習目標，以便學習者更有目的的進行自主學習。在進入關鍵學習版塊“課程學習”之后，本網絡課程根據學生的學習方式的不同分為三個版塊進行學習，分別為“系統課堂”、“專題學習”、“項目學習”三個板塊，在三個版塊中分別設置不同的學習目標。比如在“系統課程”的學習目標設計上，首先設計版學習大目標，其次在每一章節內容的學習上設計“課程導學”（學習引導、學習要求、學習建議）指引學習者有更明確的目標來完成內容的學習。

（3）學習內容的個性化設計

學習內容設計的合理性將直接影響學習者的學習效果，因此學習內容的個性化設計顯得尤為重要。本網絡課程根據學生的學習風格設計了三大版塊：“系統課堂”、“專題學習”、“項目學習”。系統課堂的設計是基于網絡課程的設計要求來實現的。內容學習上學習者可以通過學前測試來確定學習者的學習水平，有學習者根據自己測試水平來確定自己將要進行何種程度的內容學習。基于智能代理技術在網絡課程中的應用，學習者在學習過程中會有代理陪伴進行學習，隨時檢測學習效果，及時進行協作交流并解決存留的問題。“專題學習”學習的目的是為了讓學習者的學習更加的系統化，使學習者了解完成一個專題學習網站設計的流程，同樣此版塊的設計也是系統課堂學習的一個升華，讓學習者體會和把握完成一個專題的每一步流程。“項目學習”版塊的設計思想和“專題學習”相同，不同之處在于讓學習者把完成一個網頁的設計做為一個項目去實現。三個板塊內容的設計將是本網絡課程的一個亮點和個性化之處。

（4）網頁風格的個性化設計

網絡課程的設計不僅要體現它的教學性、科學性、技術性，同時也要體現它的藝術性。所以網絡課程的頁面設計的藝術性也是網絡課程設計的一大關鍵。網絡課程的藝術設計是技術和藝術的整合，內容與形式的統一。“網頁制作”網絡課程在進行頁面設計時一定要遵循主題鮮明突出、條理清晰的原則。本網絡課程在頁面設計上進行了視覺效果上的設計：

1）在導引頁的構圖布局設計上，遵循簡潔明了的版面設計原則，把要設計的三大主版塊清晰明了的呈現在學習者面前，頁面大小選擇了800*600的像素，這樣可以使得學習者能夠在第一視覺上了解整個的學習內容。第二，這樣的設計使得學習者打開頁面容易被主題部分吸引，使得主題鮮明突出。

2）在色彩設計上，以代表平靜、理智、安逸的綠色為主，給學習者一個輕松、清爽的視覺體驗，同時適當使用了鄰近色(藍色)和白色，從而使整個課程在色彩上基調一致、特色鮮明。另外，在二級界面的色調選擇上為了和首頁面保持色調上的一致性和系統性，同時又不至于使學習者在視覺上感到疲勞，我們分別選擇白色、藍色、綠色等三種顏色做為網頁二級界面的的主色調。從而帶給學習者不一樣的視覺感受同時又不顯突兀。

五、結束語

新技術的引用都要受到各方面條件的制約和限制，同樣智能代理技術在網絡課程中的應用也要受到一定條件的限制。我們必須看到目前智能代理技術的發展還不夠成熟，但是它在許多的實際應用中也取得了顯著的成就，并且被證明具有廣闊的發展潛力，因此基于智能代理技術的網絡教學應用一定會成為教育教學發展的必然。

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