基于Multi-agent的智能教学系统模型的研究

摘 要： 随着因特网的迅速普及，网络教学作为一种新的教学方式得到广泛的应用。由于学习者的文化基础不尽相同，这就对网络教学系统的智能化、个性化提出了较高层次的要求。本文分析了现有网络教学系统的不足，并在此基础上结合Agent技术提出了基于Multi-agent的智能教学系统设计的一个新思路。

关键词： Multi-Agent 个性化教学 智能教学模型

网络技术的快速发展使知识获取的方式多元化，除了采用传统的教室教学方式外，人们开始倾向于借助网络进行自主学习。网络化教学打破了传统的教学模式，它借助网络及多媒体技术，将教师灌输式教学转变为学生自主式学习。教学网络化使人们的学习突破了时间和地域的限制，已逐渐成为教学发展的一种必然趋势。

由于借助网络学习的用户知识水平参差不齐，对同一知识点的理解，不同个体间存在较大差异，因而必须根据用户的实际知识水平给予差别性教学。现有的网络教学系统普遍存在动态交互能力不足、教学个性化不鲜明、教学智能化不突出等问题，造成用户在网络学习过程中对知识一知半解，甚至偏离学习目标。如何提高网络教学系统的智能性已成为当前亟待解决的热点问题。本文针对现有网络教学系统的不足，引入Agent技术加以改善，提出了基于Multi-agent的智能教学系统模型。

1.Agent技术的特性与优势

所谓Agent，也称之为“”，它可以根据外部环境的变化作出主动的反应，独立完成预定的任务，不需要人为的干预。其本身就是一个智能体，可以根据用户的需求自主的完成一系列特定的目标或任务。Agent技术具有自治性、智能性、能动性、协作性、社会性等特点。在网络教学中引入Agent技术具有诸多方面的优势。

1.1改善教学的统一性

传统教学采用教室统一授课的方式进行教学，很难关注到学生的个性化特征，学生在学习过程中具有明显的主动性。借助Agent学生可以根据自身的兴趣爱好、学习能力等特点自主地选择学习方式，智能化网络教学更多地倾向于根据学生的个性特征组织教学，提供最为适合的教学策略，引导学生完成课程学习。

1.2增强系统的智能性

在教学过程中，Agent可以对学生的学习情况跟踪记录，并进行阶段评估，根据学生对知识的实际掌握情况调整教学策略，学习周期结束后对学生的学习结果进行分析，真实反应学生的学习状况，便于教师对教学内容、教学策略进行改进。

1.3增强系统的高效性

在多Agent系统中各个Agent彼此独立的完成教学环节中的特定任务，同时又彼此联系，彼此协作，将系统中各个子模块有机地联系起来，共同完成教学过程，极大地提升了整个系统的高效性。

2.基于Multi-agent的智能教学系统的设计

2.1智能教学系统的模型

建立基于Multi-agent的智能教学系统的Agent结构模型，如图1所示。

（1）信息管理Agent：负责用户系统登陆时的身份确认、权限设定及个人信息管理。用户界面Agent根据用户的个人信息建立相应角色的子Agent，并对赋予相应的权限。信息采集Agent和信息过滤Agent负责对用户信息进行采集和过滤，构建用户信息库。

（2）学生模型Agent：负责构建学生模型。将用户信息库中的学生个人信息进行分类筛选，提取个人兴趣爱好、知识水平和学习能力等信息，结合学生在登陆教学系统后的学习情况及在教学系统内学习的历史记录，形成学生个性化信息，构建学生模型库。

（3）教学导航Agent：负责依据学生的个性化信息选取教学策略组织教学，对教学过程进行实时跟踪，并进行阶段性评估，以备教学策略的实时调整。

（4）策略协调Agent：负责分析教学策略的适用性，并对教学策略库进行更新和扩充。系统中已有的教学策略并不适用于所有的学生，教学过程需要根据实际情况对已有教学策略进行修改和完善，修改完善后的教学策略将作为新的教学策略存入策略库中。

2.2智能教学系统的设计

系统设计采用B/A/S模式，客户端不直接与数据库进行连接，而是借助Agent完成彼此间的动态交互，极大地提高了系统的安全性。主要包括三大模块，各模块功能介绍如下。

（1）学生学习模块：学生登录后通过在线选课区选定所学课程，系统根据学生的知识水平和其他特征制订最适合的教学策略组织教学。学生中途退出时，系统会自动记录学生最近一次学习中断点、学习情况等信息到用户信息库，已备学生下次进入系统时继续学习。学习过程中设有在线教师对章节习题的讲解，以及实时答疑，学生还可以通过集体讨论或给教师留言来获取问题的解答，课程学习周期结束后将对学生进行课程考核，记录学习结果。这样的教学方式充分考虑了学生学习的灵活性，使学生学习目的明确。

（2）教学组织模块：教师登录后可进入教学组织模块，上传所讲课程的教学资料；对教学内容进行更新；根据学生学习的反馈结果进行教学反思；添加或修改相关课程的教学策略，以提高网络教学的质量。

（3）系统管理模块：管理员登录后自动进入系统管理模块，管理员拥有系统的最高权限，可以动态地管理整个系统资源库，根据课程教学的实际情况对系统资源库的数据进行扩充或更新；对使用系统的所有用户的个人信息进行管理并赋予相应的权限；维护系统的正常运行。

3.结语

在我国智能化网络教学系统的研究尚处于初级阶段，发展前景广阔。本文设计的智能教学系统模型在注重智能教学的同时更注重了个性教学，在一定程度上实现了网络教学的智能性及个体差异性。系统有待于进一步改进和完善，进而满足不同人群对网络教学系统的需求，增强系统的智能性和人性化色彩。

参考文献：

［1］张荣梅，李福亮.基于Agent的网络智能教学系统的研究［J］.现代电子技术，2007，（6）：84-86.

［2］李海刚，吴启迪.多Agent系统研究综述［J］.同济大学学报，2003，31（6）：728-732.

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