基于多Agent的智能遠程教學的模板結構

〔摘 要〕本文從智能Agent定義和現有遠程網絡教學系統出發，針對傳統網絡教學系統存在的智能化和個性化較低遠程教育模式進行了分析，通過對基于智能Agent遠程教學系統的闡述，總結多Agent遠 程網絡教學優點。同時，提出一個基于多Agent的智能遠程教學的通用模板結構。

〔關鍵詞〕智能;Agent;多Agent;模板

〔中圖分類號〕G642 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1 008-0821(2009)11-0189-03

The Template-structure of Intelligence Long-distance Teaching By AgentsXing Guochun1 Jiang Jian2 Zhao Yu1

(1.Computer College，Changchun Normal University，Changchun 130032，China;

2.Political Department of 93246 Army，Changchun 130051，China)

〔Abstract〕This text base on the definition of intelligence Agent and existing long-distance network teaching system set out from intelligence Agent，the mode aim was analyzed at that characteristic and intelligence lower exist of traditional network teaching system.According to the elaborating of long-distance teaching system base on intelligence Agent，summarized that the advantage of Agent long-distance network teaching system.In the meantime，put forward the template-structure of intelligence long-distance teaching by Agents.

〔Keywords〕intelligence;Agent;Agents;templates

隨著信息技術的迅速發展和Internet的廣泛應用，為遠程教學發展提供了新的契機。是網絡技術和多媒體技術結合的一種新型教育手段，克服了傳統教學模式受時間、空間限制，突破了傳統教學模式中的單向傳播的局限，并以教師為中心的灌輸式教育轉向以學生為中心的主動學習，他必將成為未來教育發展的趨勢，同時也是促進教育機會平等和資源共享的重要手段。盡管目前計算機遠程網絡教學發展比較快，教學方式比較先進，但還有需要解決的問題。首先，現有的遠程教學軟件系統智能化程度較低，難以實現因材施教，不能動態的掌握學生實際情況和個性化表現，交互性和自主性較差。另外，根本就沒考慮學習者的情感和對待問題的態度，沒有真正調動學生的主動性，了解學習者的興趣和愛好，協作意識沒有充分發揮出來。因此，如何提高遠程教學的智能化程度成為迫切需要解決的問題。人工智能領域新興的Agent技術則正是在這樣的背景下，逐漸取代ICAI而成為教學領域實現智能化的一種主流技術。人工智能領域的移動Agent能為網絡教育的智能化提供技術支撐。

1 智能Agent的關鍵技術在遠程教學中作用

Agent技術是人工智能中的一個重要分支，Agent是一種在異質協同計算環境中能夠持續完成自治任務面向目標行為的軟件實體。通常認為，智能Agent所具備的特性:①自主性:Agent具有獨立完成用戶所賦予任務的能力;它應該能在無法事先建模的、動態變化的信息環境中，獨立規劃復雜的操作步驟，解決實際問題，并在用戶不參與的情況下，獨立發現和獲取符合用戶需求的資源與服務。能夠按照學習者需求工作[1]。②智能性:Agent能感知周圍的環境，具有推理和智能計算功能，能分析用戶的需求，不斷積累經驗，以提高自身處理問題的能力，并要求Agent具有一定的學習能力，能夠根據環境變化調整自己的行為。③協作性:Agent在特定語言基礎上與其他Agent共同完成某項任務的能力。④移動性:Agent能夠在分布環境中漫游;學習者能夠找到適合自己的資源。⑤安全性:避免惡意Agent對計算機環境造成破壞。因為智能Agent具有專業性的特點，所以網絡教學系統中的智能Agent還必須是MAS系統(多代理系統)[2]。MAS系統強調各個Agent之間的通信協調，若將單一Agent行為視為個體行為，那么MAS系統行為就可以類比為人類社會行為。這種類似于人類在解決現實問題時的情景就呈現在了人們的面前。通過各Agent間的合作，以讓MAS系統來改善單一的Agent性能[3]。傳統的人工智能系統具有一定的智能性，但其他方面同智能代理差距較大。常規的代理可以代替用戶完成簡單的操作，具有一定的代理性，有的也具備一定的機動性，但缺乏起碼的智能性和自主性，都不屬于我們所討論的智能代理。只有代理性、智能性、自主性和機動性均達到相當水準的系統才有條件稱為智能代理。

2 多Agent的智能遠程教學系統的模板結構

本系統采用B/A/S模式，即瀏覽器Brow ser/代理A-gent/中心服務器Server。它是一種“瘦客戶”模式，有助于加快訪問速度，而且客戶端利用瀏覽器上網，不再需要為不同的客戶端安裝不同的客戶程序。這能夠為復雜的分布式應用提供統一的環境客戶端也可以運行一些Java App1eL來增強客戶端功能，減輕服務器端負擔;而且這些applet可以根據客戶賦予的權限對客戶端內容進行操作，增加了安全性。中間層是各種Agent，負責溝通客戶端和服務器。基于多Agent的智能遠程教學系統的模板結構如圖1所示[4-5]。

2.1 系統中各模塊功能

2.1.1 學生Agent

學生Agent在學生用戶登錄成功后由管理Agent創建。它的主要作用是在用戶的整個學習期間，在適當的時間提供適當的指導和幫助，并及時的將學生的學習狀態反饋給個性分析Agent，整個學習期間，學生Agent和個性分析Agent之間的交互處理[6];學生Agent為個性分析Agent提供分析依據——學生的學習狀況;個性分析Agent則利用這些資料進行分析。在模版中當學生Agent在網絡中搜索所需信息時，一般能夠根據學生個性特征來選擇信息。

2.1.2 教師Agent

教師Agent也是由管理Agent創建的，它是在用戶以教師身份登錄時被創建的。教師Agent是在適當的時候給學生以適當的指導和幫助，同時教師Agent將教師對學生的評價傳遞給個性分析Agent，為營造學生的個性化學習空間提供服務[7]。教師Agent主動接受學生Agent的請求信息，把對學習的建議、指導和幫助反饋給移動Agent。如果教師不能立即提供有效的指導，也可以提供資源信息作為參考，然后由移動學生Agent再去相應的目的地尋找，指導教師可以根據學生需要提取其他教師信息和指導知識給學生Agent。

2.1.3 管理Agent

管理Agent的主要作用是從全局的角度協調其它各Agent。動態監視各個Agent的狀態信息，以確保各Agent能正常運作[8]。為了減少Agent間的通信量，狀態信息的獲得采用主動匯報法和垂詢法相結合的方法，即每個Agent生成后都立即向管理Agent匯報其狀態信息，管理Agent則定期詢問各Agent的狀態信息。它接受、分析移動Agent發出的需求信息、掃描信息資源庫，搜尋所需資料的存儲位置后，把最后的結果轉發給學生Agent，然后移動Agent到相應目的地獲取資源。管理Agent在系統初始化時由系統創建，在系統的整個運行期間都存在。管理Agent被創建后，它隨之創建登錄連接Agent。且在有合法身份的用戶登錄時為之創建個性分析Agent、智能導航Agent和學生Agent。

2.2 多智能體Agent的教學系統工作原理

基于網上的多Agent智能學習系統是指存在于智能Agent體之間的通訊和控制模式。它關系到多Agent的系統性能。只要登錄該系統的學生，首先在控制界面Agent中自動建立有關該學生的檔案，并記錄該學生每次學習的學習內容與學習評價，并將該數據記錄在信息庫記錄中。其次，學生根據控制界而提供的學習目錄選擇了要學習的課件，就自動進入智能學習系統。在智能學習系統Agent中每個學生自己將成為獨力的學生Agent，學生Agent在與智能控制界面Agent的交互選取學習資料、接受輔導答疑、單元測試等，在整個學習過程中，學生Agent與由智能控制界與Agent的交互頻繁。多個學生生成多個學生Agent可以共享學習資源，每個學員根據自己的學習策略進行有條不紊地學習，在智能學習系統Agent的統一管理下完成[9-10]。系統學習流程如圖2所示。

3 結 論

人類已經進入了網絡時代，網絡技術的發展為遠程教育提供了一片嶄新的天地，一種新的遠程教育形式—網上教學出現了，它是一種以網絡為基礎的遠程教育，它不僅繼承了傳統遠程教育的有點—不受時間、空間和地點的限制，通過計算機網絡可以擴展至社會的各個角落:每個任都可以在任何時間、任何地點通過網絡自由的學習，以較低的代價得到高質量的教育，這種教育形式克服了傳統遠程教育缺乏交流和交互的缺點，能夠為學習者提供圖文并茂、豐富多彩的交互式人機界面，提供大規模的知識庫與信息庫，能夠激發學習者的學習興趣，從而達到讓學習者主動構建知識的目的，實現自己獲取知識、自我更新甚至創新知識的理想目標。在研究智能代理的特點以及智能代理在遠程教育中的優勢的基礎上，提出一個基于多Agent的智能遠程教學系統模板，該模型試圖使用Agent的智能特性和通訊機制獲得教學問題的協同解決環境，建立在Agent之上的遠程教學系統更具人性化色彩，能夠達到因材施教的目的。

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