基于Multi-agent的智能教學系統模型的研究

　　摘 要： 隨著因特網的迅速普及，網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，這就對網絡教學系統的智能化、個性化提出了較高層次的要求。本文分析了現有網絡教學系統的不足，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
　　
　　網絡技術的快速發展使知識獲取的方式多元化，除了采用傳統的教室教學方式外，人們開始傾向于借助網絡進行自主學習。網絡化教學打破了傳統的教學模式，它借助網絡及多媒體技術，將教師灌輸式教學轉變為學生自主式學習。教學網絡化使人們的學習突破了時間和地域的限制，已逐漸成為教學發展的一種必然趨勢。
　　由于借助網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，因而必須根據用戶的實際知識水平給予差別性教學。現有的網絡教學系統普遍存在動態交互能力不足、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。如何提高網絡教學系統的智能性已成為當前亟待解決的熱點問題。本文針對現有網絡教學系統的不足，引入Agent技術加以改善，提出了基于Multi-agent的智能教學系統模型。
　　1.Agent技術的特性與優勢
　　所謂Agent，也稱之為“代理”，它可以根據外部環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、協作性、社會性等特點。在網絡教學中引入Agent技術具有諸多方面的優勢。
　　1.1改善教學的統一性
　　傳統教學采用教室統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，智能化網絡教學更多地傾向于根據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增強系統的高效性
　　在多Agent系統中各個Agent彼此獨立的完成教學環節中的特定任務，同時又彼此聯系，彼此協作，將系統中各個子模塊有機地聯系起來，共同完成教學過程，極大地提升了整個系統的高效性。
　　2.基于Multi-agent的智能教學系統的設計
　　2.1智能教學系統的模型
　　建立基于Multi-agent的智能教學系統的Agent結構模型，如圖1所示。
　　（1）信息管理Agent：負責用戶系統登陸時的身份確認、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后的學習情況及在教學系統內學習的歷史記錄，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智能教學系統的設計
　　系統設計采用B/A/S模式，客戶端不直接與數據庫進行連接，而是借助Agent完成彼此間的動態交互，極大地提高了系統的安全性。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選定所學課程，系統根據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時繼續學習。學習過程中設有在線教師對章節習題的講解，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，以提高網絡教學的質量。
　　（3）系統管理模塊：管理員登錄后自動進入系統管理模塊，管理員擁有系統的最高權限，可以動態地管理整個系統資源庫，根據課程教學的實際情況對系統資源庫的數據進行擴充或更新；對使用系統的所有用戶的個人信息進行管理并賦予相應的權限；維護系統的正常運行。
　　3.結語
　　在我國智能化網絡教學系統的研究尚處于初級階段，發展前景廣闊。本文設計的智能教學系統模型在注重智能教學的同時更注重了個性教學，在一定程度上實現了網絡教學的智能性及個體差異性。系統有待于進一步改進和完善，進而滿足不同人群對網絡教學系統的需求，增強系統的智能性和人性化色彩。
　　
　　參考文獻：
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　　［2］李海剛，吳啟迪.多Agent系統研究綜述［J］.同濟大學學報，2003，31（6）：728-732.