基于策略式的項目協作學習系統的研究*

慕 靜, 孫梅芝,2

(1. 天津科技大學經濟與管理學院, 天津 300322; 2. 菏澤學院計算機與信息工程系，山東 菏澤 274015)

前言

計算機支持的協作學習(Computer-Supported Collaborative Learning, CSCL)是最近興起的一種新的學習方法，它可以有效克服遠程學習的局限性[1].在CSCL教學中，教師根據教學任務，學生以分組的形式參與學習和討論等協作性活動，教師觀測學習的進行過程，并組織小組的交流，對學習進度進行指導，并對學習結果進行評價，保證教學目標的實現.通過這種方式既可以讓學生養成使用計算機進行學習和解決問題的能力,又可以通過小組的學習組織形式，讓學生一方面分工合作，另一方面互相競爭[2].基于項目學習(Project-based learning, PBL)是一種新興的先進教學理念,它把學習和項目有機地結合在一起,強調在項目進展過程中學習知識.通過基于項目學習，學生既能在項目實踐中學習知識，又能鍛煉學生的實際動手能力、協作能力、自我學習能力和分析問題及解決問題的能力.PBL教學模式能夠很好地提高學生的綜合素質,目前，在國外已經被廣泛應用在實際的教學中[3].而在國內，這種教學模式也開始受到教育學者的重視.在信息時代，各學科之間的界限被打破，所有學科更貼近生活和現實問題，因此采取綜合性的、研究性的項目學習也是必要的[4].

1 基于Multi-Agent的策略式學習系統模型

單個Agent不能夠處理復雜問題，故提出了多個Agent組成的Multi-Agent系統.在實際應用中，Multi-Agent系統模擬人類的社會活動通過計算機系統求解復雜問題.它通過多臺計算機之間互相協作，來完成單個計算機無法完成的工作.在PBL課程活動中，由于學員處于不同的地理位置，故在系統設計時要考慮項目組成員之間的分布性， 故引進Agent思想能夠滿足系統的要求.同時，采用Multi-Agent System的概念和理論，以解決PBL課程的策略式模型的復雜性和多樣性，滿足學員的需求.在基于Internet的PBL課程的教學過程中，因每個學員都分布在不同的地理位置，故本系統是基于分布式的.由于Agent具有分布性特點和PBL課程的策略模式的復雜性和通用性，故我們引進Agent到PBL課程系統中.

基于Multi-Agent的策略式系統包含教師子系統、學生子系統和管理員子系統三種模塊，分別由教師、學生和管理員對其進行管理,基于Multi-Agent的PBL課程的策略式系統建模如圖1所示.

圖1 基于Multi-Agent的策略式學習系統建模

管理員子系統包含接口Agent和模板Agent，模板Agent能夠對模板的設立和變動進行管理；教師子系統和學生子系統包括接口Agent、策略Agent、執行Agent和任務Agent，教師子系統負責從策略庫讀取策略，交給執行Agent進行執行.策略Agent能夠為使子系統更好地完成教師設定的目標，制定滿足教學子系統執行的辦法，執行Agent能夠根據學習要求對項目規劃進行有效地執行.各種Agent之間互相通信，共同完成項目的最終設定任務.

2 基于Multi-Agent的策略式學習系統實現

管理員通過管理員接入子系統對課程和人員信息進行有效管理，并對課程模板和評價模板進行設置.課程模板設置包括對課程基本信息、課程模板的階段任務等，評價模板對各種評價方式和評價項類型進行設置，建立課程模板如圖2所示.

教師接入子系統完成教師對課程體系和評價體系的制定，并對學生的課程學習情況進行統計.教師的課程初始化時先進行項目分組，然后對項目時間進行設置，最后設置課程策略和評價策略.教師接入子系統制定課程策略的步驟如下：

1) 根據教師需求選取課程模板，并定制課程計劃.

2) 根據教師選取的模板把項目分成多個階段，并對各個階段設置檢測點.

3) 查看設置的合理性，務必使前一檢測任務全部完成后，后一檢查任務才能開始.

4) 根據系統提供的項目作業列表，教師可以有選擇地讓學生從作業列表中按作業提交時間進行提交作業文件.

5) 如果教師對模板提供的選項不滿意，可以按照自己的要求增加自定義文件.

圖2 課程模板

教師接入子系統制定評價策略的步驟如下：

1) 首先系統會調入項目總體評價分項模板，系統會自動讀取總體評分模板對應的評分項目，以及評分項對應的評分標準和該評分標準所占的權重.教師根據課程需要選擇評分項和該評分項的權重.

2) 系統按順序調入checkpoint的項目評分項模板和互評模板.對應某一checkpoint，系統會自動讀取該checkpoint對應的檢查點評分項列表，教師根據課程需要選擇評分項和權重.

3) 制定評價公式.系統支持兩種評價公式設計方式.(1)公式模板方式：教師選擇系統所提供的模板，并填寫公式中的參數.(2)自定義方式：系統指導教師設計符合要求的自定義評價公式.目前，系統能夠識別含“+，-，×，/，( )”運算符的四則運算.

4) 生成Formular.系統最后都生成Formula的數據結構，并且存儲到數據庫.系統則根據設定的公式算出學生項目得分的成績.在本系統中能夠把成績統計并生成Excel表格，輸出并給教師提供各種項目組的表現統計圖，使教師對項目的進展情況、效果、學生的表現情況有更清晰的了解.

3 小結

本文應用策略式模型來分析基于項目的教學，提出了對該模型的基于Multi-Agent的系統實現模型，并對模型進行了實現.

參考文獻:

[1]劉博，趙建華.網絡支持的小組協作學習應用研究[J].中國電化教育，2012,(8):16-21.

[2]薛艷男.基于項目的協作學習(CPBL)在初中物理教學中的應用[J].課程教育研究，2014,(12):32-36.

[3]王旭.新課標下項目學習在地理教學中的應用研究[D].武漢：華中師范大學，2012.

[4]劉紅梅.項目教學模式在中職計算機應用基礎課中的應用研究[D].濟南：山東師范大學，2012.