基于Agent的高职精品课程网站研究与实践

摘要：随着高职精品课程网站的日益增多，精品课程网站在教学信息、展现课程内容方面已经比较成熟，但普遍存在缺乏智能性、自适应性、自主性和交互性。针对这一现状，该文将Agent技术应用于精品课程网站教学系统中，介绍了多Agent精品课程的体系结构系统框架、工作原理以及相关技术，并给出了具体案例，以期更好的发挥精品课程建设成果的示范性和实效性。

关键词：精品课程；Agent；多Agent系统；高职教育

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)11-2526-03

Study and Practice on Higher Vocational Excellent Course Website Based on Agent

CAI Li-lu1，DIAO Yong-feng2

(1.Anhui Finance & Trade Vocational College, Hefei 230601，China; 2.China West Normal University, Nanchong 637002, China)

Abstract: With the increasing number of high vocational course website，course website has been more mature in some respects，such as issuing teaching information and showing course content，but websites general lack of intelligence，adaptation，and interaction.To overcome these problems，the Agent technology is adopted in website system.This article has discussed the system framework，working principle，and the related technologies, and based on this，it has given the specific case in order to improve the demonstration of the outcome and effectiveness of the course construction.

Key words: excellent course; Agent; multi-agent; high vocational

随着信息技术的应用和网络教育的蓬勃发展，近年来，各高职院校建设了多门精品课程。精品课程为改善学习和训练条件提供一种有效的手段，也为教师和学生提供灵活、方便、丰富的授课方式和学习方式，然而目前的精品课程，多数只是将课堂教学简单搬上网络，这样导致的最大的问题就是精品课程网站智能化程度低，不能对不同认知水平的学生采用不同的教学策略，实现因材施教，而将Agent技术应用于精品课程网站，能有效克服现阶段精品课程教学系统的局限和不足。

1 Agent技术简介

Agent一词直译为“”，也有人把它翻译为“智能”。所谓Agent，按Wooldridge[1]教授的提法，“如果一个实体具有自主性、反应性、预动性、社交性四条基本性质，那么该实体可以视为一个,“Agent”。Shoham[2]教授认为，“如果一个实体可以用信念、承诺、义务、意图等精神状态进行描述，那么该实体可视为一个Agent”。综合这两种定义方法，给出Agent的定义如下：

Agent也就是软件，是一个能在特定环境下连续、自发地实现功能，并且与相关和进程相联系的软件实体。连续，自发的要求来源于环境的变化，要求能在没有人的引导和干涉下以柔性、智能的方式对用户的需求实时地加以响应，更理想的情况是在某一特定的环境下和时间内，反复实现某一功能后能够吸取经验教训，即具备所谓的学习功能[3]。另外，还希望能与环境中的其他和进程进行通信、合作。

由于现实问题纷繁复杂，当单一Agent不能解决时，就需要把多个Agent进行组织和调度形成多Agent系统来承担任务。基于多Agent技术的系统是指多个Agent相互通讯、彼此协调，共同完成作业任务的系统,各Agent能够通过相互协调解决大规模的复杂问题，使系统具有很强的可靠性和自组织能力。[4]

2基于Agent的精品课程网站框架

由于精品课程网站涵盖教学的各个环节,是一个复杂的信息系统。因此应该将其划分成子问题，设计采用Agent作为基本单元，构造多个具有一定功能的Agent，再由这些Agent去分别处理子问题。并通过协调Agent管理、调度、协调其他Agent的行为。系统如果需要对某个功能进行修改，只需修改相应的Agent设计，再修改协调Agent的协调机制。基于上述分析，结合精品课程网站实际，构建了图1所示的精品课程网站系统模型。

系统采用浏览器（Browser）／（Agent）／中心服务器（Server）模式即B／A／S模式，Web浏览器作为客户端，通过该层可以实现任务的接受、用户信息和行为的获取、处理结果的反馈等，中间层是各种Agent，负责沟通客户端和服务。部分Agent的功能如下。

学生Agent：学生Agent主要是为协助登录精品课程网站的学员完成学习任务的智能，一个注册账号对应一个学生Agent，并自动在学员登录时自动为其提供服务。它负责记录学生的学习特点、个性特点和学习过程。这些数据是分析个别化学习的基础，也是选择学习内容、准备教学资源、控制教学策略的参考依据。

教师Agent：教师Agent是为辅助教师更有效的完成教学任务而设置的，它主要负责对教学资源、教学内容以及教学策略进行日常维护。教师Agent通过教学Agent了解学生学习过程，指导和监控教学过程，并根据学生的反应，给出解答和指正。

管理员Agent：在精品课程网站系统中涉及一系列的管理如课程管理、成绩管理、身份识别与访问权限管理等等。管理员Agent能主动获得诸如学习者的学习习惯偏好、学习水平等数据和资料，协助管理员进行快速有效的反应；为学生Agent搜索指定相应的教师Agent以指导学生的学习；对教学内容和教学活动的监督、管理协作学习区；对其他的Agent进行增删管理、地址管理、名录管理和通讯管理。动态地对知识库进行有效的更新、归类等。

协调Agent：协调Agent负责整个系统的管理与控制，并协调各智能体之间的问题求解，实时建立户与系统的通讯，起着一个总调度的作用。[5]协调Agent了解系统中其它Agent的信息（位置、功能、状态），能够检测和消除冲突信息并将任务自动分解成并分配给相应Agent执行。

答疑Agent：在精品课程网站中学生提出的问题往往较多，很难对每位学生的问题都能实时解答。但是根据学科的特点和教学经验，课程的内容具有经典和普遍意义，学生对课程的理解一般都有相似之处，提出的问题实质性内容有60%~70%是相同的，只不过表达方式可能有所偏差。[6]因此，在精品课程网站中可使用答疑Agent来辅助解答学员常见问题。答疑Agent对学生提出的问题首先在数据库里面进行查询，如果找不到答案时，答疑Agent将此问题提交给教师Agent，由教师Agent提醒教师做出回答。若这个问题在一定时间内多次被提出，Agent把它提交到常见问题库中；答疑Agent还对问题和答案进行统计分析并将结果信息传递给教师，这样教师能了解学生对于知识点的掌握情况以及问题所在，能够优化教学，提高教学效果。

测试Agent：测试目的是为了检验学生是否掌握了相应的知识和能力，为教师改进教学绩效提供决策依据，从而促进教学水平的不断提高。测试Agent在测试过程中实时考评学生的水平，并根据学员的答题情况动态选择试题，测试完成后给出答案和错误原因。

知识库：由学习资源库、系统知识库、教学策略库、学生模型库、试题库组成的知识仓库，为智能学习系统提供了变化的数据集合。知识库中的信息都可以为每个智能体共享。

图1基于Agent的精品课程网站系统

3多Agent的精品课程网站的工作原理

这里以学生学习的工作流程(图2)为例说明多Agent的精品课程网站的工作原理：

登录注册：学生通过浏览器访问精品课程网站并注册登记。如果管理员Agent同意。则将该生的注册信息添加到学生信息库，学员第一次进入系统，须要参与预评估测试，用于了解学生的学习风格、知识水平、认知能力等并存入学生特征库，以备以后教学时调用、修正。

课程学习：学员根据需要选择课程，进入系统开始学习。系统自动生成的学生Agent会将用户的学习请求转化为Agent能够识别的命令，教师Agent依据信息库中系统诊断性测验中的表现、学习风格、学习的历史记录、与系统的交互情况进行推理，选取知识库中的适合学生实际水平与学习特点的学习内容和教学策略。在课程学习过程中，学生Agent帮助学生与教师Agent练习、沟通；教师Agent指导学生教学；答疑Agent将负责回答学生的各种疑难问题，对于不能解决的问题，则提交给教师，由教师负责解答。

练习：学生选择单元练习后，系统自动从题库中调出与学习内容和学生的水平相关的习题。并在练习后根据结果数据提供反馈信息，如建议学生重新学习相关知识点等。

测试：学生测试完毕后，测试Agent把测试的结果反馈到教师Agent、学生Agent和相应的数据库。同时根据学生的学习情况进一步调整教学计划，直至符合学习目标要求。

评估：对测试结果进行评估是否达到了规定的通过阀值，对测试的知识点进行自动分析并给出学习建议，进一步引导学生学习相关课程。

退出：学生完成或中断某一知识点的学习时，学生Agent记录了本次学生学习情况，学生Agent、教师Agent会修改相应的数据库的内容。

图2学员学习流程图

4多Agent高职精品课程网站上的特征

将Agent技术应用于我院省级精品课程网站“图形图像处理”课程，学生和教师普遍反映良好，相比传统精品课程网站有以下优势：

l）网络教育的个性化。

在Agent被应用以后，可以做到学生的个性化教学，因为利用其智能性可为不同水平、不同学习内容和学习动机的教学对象，提供不同的教学资源和教学方式。这是因材施教教育思想的具体体现，也是建构主义学习理论中以学生为中心的教育思想的体现[7]。

2）答疑智能化。

学生在精品课程网站学习过程中，会遇到各种疑难问题，如果这些问题得不到及时解答，学生的学习效率会受到影响，学生的积极性也会受到打击。而有了答疑Agent,学生可以像询问老师一样提出遇到的疑难问题。答疑Agent首先通过查询自身知识库，将相关答案反馈给学生，若不能解决，则将问题提交并通知给教师解决，极大地提高了答疑效率。

3）讨论、协作学习智能化。

传统的精品课程网站多数也为学习者提供了交流、讨论的场所，然而这种交流和协作是静态的。而将Agent应用于精品课程网站，可以将学员讨论的问题进行总结提炼，并能根据讨论的情况组织专题性的讨论，引导学生做更深入的研究和探讨，发挥协作式学习的优越性。

4）解决资源迷向的问题。

学习者在精品课程网站中经常会出现“资源迷向”现象，即不知道如何确切表达对真正想要的资源的需求，也不知道如何更准确、更有效地寻找资源[8]。Agent的信息推荐功能可以一定程度上以缓解该类现象。Agent能自动从库中搜索符合学员兴趣范围和学习过程有帮助的数据，方便用户快捷地找到自己的所需页面。

5结论

将Agent引入精品课程网站，能实时地按照学生的学习水平来选取学习路径、提供教学策略达到因此施教和提高教学绩效的目的。当然系统中还有很多不成熟的地方，如目前只在内网内供本校学生使用、系统的推荐技术准确度还比较低等，在以后的应用实践过程中，仍需进一步完善和改进。

参考文献：

[1] Wooidridge M,Jennings N R.Intelligent Agents：Theory and Practice[J].Knowledge Engineering Review,1995,10(2).

[2] Shoham Y.Agent-oriented programming. Artificial Intelligence,1993(60):51-92.

[3]张涛.多Agent在现代远程教学中的研究与应用[D].长沙:湖南大学.

[4] Corchado J M,Lees B.Fyfe C.project monitoring intelligent Agent system[C]. London.IEE Colloquium on Intelligent World Wide Web Agents,1997.

[5] Michael Wooldridge.多Agent系统引论[M].石纯一,译.北京:电子工业出版社,2003:14-15.

[6]薛安荣.基于多Agent的协同教学环境的设计与探讨[J].计算机工程与应用,2000(12):67-69.

[7]仇芒仙.基于多Agent的智能网络教学系统模型研究[J].现代教育技术,2005(6):56-57.

[8]朱永祥.国外人工智能教育应用最新热点问题探讨[J].中国电化教育,2010(7):113-115.