智能Agent在远程教育系统中的应用

胡 燕，何 健

（1.罗定市广播电视大学计算机系，广东罗定527200;2.罗定职业技术学院计算机系，广东罗定 527200）

智能Agent在远程教育系统中的应用

胡 燕1，何 健2

（1.罗定市广播电视大学计算机系，广东罗定527200;2.罗定职业技术学院计算机系，广东罗定 527200）

随着计算机和Intranet的发展，网络时代的人工智能对科学许多领域的发展起到了重要作用，而智能Agent成为了分布式人工智能技术和网络技术发展的必然结果。运用远程教育及Agent技术，针对罗定市广播电视大学远程教育实际运作情况，设计一套适用的远程教学系统。

罗定电大;智能;Agent

计算机快速发展的今天，计算机网络远程教育作为一种新的技术手段，已受到人们的关注。网络教学是为适应信息技术和现代人才培养教育的一种新方法，是人类在一个虚拟的空间接受教育的一种教学形式，对传统课堂教学模式是一种有益的补充。

一 远程教育概况

目前计算机技术和通讯技术都得到了迅速发展，计算机网络的普及，使得远程教育得到越来越多人的认可。1999年1月由国务院批准、教育部制定的《面向21世纪教育振兴行动计划》中正式提出了“实施现代远程教育工程”。现代远程教育是指学生和教师、学生和学校之间主要采用多种教学媒体手段进行教学。在我国，远程教育经历了由19世纪中叶兴起的函授教育、20世纪初兴起的广播电视教育，直到20世界末期出现的现代远程教育等三个发展阶段。

二 Agent技术

Agent指的是一种具有智能的实体。它的诞生和发展是分布式人工智能技术和网络技术发展的必然结果。Agent技术起源见于Minsky在1986年出版的《思维的社会》一书中。Agent应该具有社会交互性和智能性。Agent的理论、技术，特别是多Agent技术，在分析、设计和实现分布式开放系统上面有一个新的平台，被誉为“软件开发的又一重大突破”。在国际上A-gent的研究主要可以分为两个时期:1977—1990主要集中在研究;1990以后对其研究和应用更加广泛，出现了实用的系统。

Agent具有如下基本特性:

自主性:是Agent最基本的特性，指行动上的独立性。Agent一旦被初始化后，无需用户直接干预即独立执行。Agent控制着自己的外部行为和内部状态，它可以被授权去做某种决定，完成一些重要的事情，例如代替客户签合同、进行金融交易。

反映性:能够感知环境，并通过行为改变环境。

适应性:能根据环境、目标等要求和制约做出行动计划，再根据环境变化修改计划和目标。

社会性:一般一个Agent不可能单独存在，它需要在一个环境中协同工作。在这个环境中Agent必须遵行Agent社会的规则。

三 Agent在国内外的研究现状

Agent这一概念已经出现了许多年，但是到90年代初才得以被广泛应用到各个领域，同时在不同情况下应用于不同的系统和模型。而Agent应用于教学中的模型仍然处在不断探索阶段。

在国外Agent的研究比较先进，完成的模型或系统也比较健全。目前较先进的Agent模型有南加利福尼亚大学ADE项目中的Adele教学Agent;蒙特利尔大学的Actor模型;Evandro和Perkusic的多Agent学习环境模型;萨斯喀彻温大学Julita Vassileva等提出的“基于目标的应用和个人Agent”。

我国有很多Agent相关技术应用于教育教学当中，但是，在国内，我们的远程教学教育系统起步较晚，技术水平上还不够成熟，严格的测评系统也比较少。目前远程教育研究主要基于Web或实时的远程教育。当前教育技术研究的热点主要集中在学习共同体（利用技术构建）、学习型软件开发、学习社区、传统教育中的技术与现代技术、远程教育模式、控制、评估、监控、学习资源库建设、基于资源的学习、构建网络教师教与学的共同体、技术在教育评价中的应用、如何利用司空见惯的技术促进学习、教师信息技术素养与培养、学生信息技术素养与培养、信息技术与学科的整合等。

四 基于Agent的罗定电大远程教学系统

基于Agent智能的现代远程教育平台，不是现代远程教育发展到现在才出现的事物，从网络教育诞生的那天起它就成为网络教育的有机组成部分之一。现代远程教育是从最初的简单的课堂教学模式延伸到人工智能化的人机结合的远程教学平台。

电大系统教师少，大部分教师需外聘，所以，本系统采用一种基于浏览器自主通过远程教学的方法来实现。此方法需要建立一套在线教学软件、教学数据库，然后，使用计算机网络服务器创建一个远程教学基地，全天候开放。学生根据自己的需求可以通过计算机互联网，使用浏览器在万维网上学习，也可以将课程内容下载到计算机中去学习。

远程教育学生人数多，师生距离远，还有师生时间配合等问题，这就要求教师从多角度激发学生学习动机，为学生提供有个性的学习指导，使其更好地完成自主学习。罗定电大远程教学系统是以构建学习和教学环境为指导的，提倡学生在教师指导下学习，学习的主体是学生，在学习过程中既要强调学习者的主动性，同时不能忽视教师的重要作用。教师是学生在学习过程中的指导者，他们帮助学生并促进学生的学习。教师的角色已改变，不再是知识的提供者及灌输者。在全系统中，教学群、教学过程管理群、教学策略群使教师能够真正根据教学要求，按照学生的知识水平及学习背景等，选择最有效方式来进行教学活动，同时，教学活动结束后可以评价学生的学习行为，及时根据学生提出的要求适时地为学生提供帮助和相关知识补充。

图1 罗定电大远程教学系统总体逻辑框图

基于以上原因笔者将罗定电大远程教学系统总体逻辑框架图设计如图1:

其各模块功能介绍如下:

（一）学生数据库

学生数据库是整个系统的核心，是对现实的学生状态进行模拟，是我们了解学生的一个桥梁。学生数据库在系统中是主体，负责引导学生自主学习。学生数据库是学生学习过程中，根据自己的实际情况，从策略库中选择合适的策略，学生和教师、学生之间也可以交流。学生数据库记录的是学生的各项资料、学生的选课、学习历史记录、学习资源、档案管理、教学过程管理等。

（二）登陆界面

登陆界面是负责学生互动，记录学生学习过程，并将这些信息记录到学生模型中，通过交互信息来管理教学的过程。学生首先登陆到系统，然后开始学习。

（三）教学群

教学群是用于协调多个教学而组成的一个系统。每个教学群均有能力独立运作，如提供所需领域知识，负责具体教学任务，组织教学材料，根据学生需求或学生数据库中提供的相关练习，为学生解决问题，帮助学生做练习或实验。

（四）教学过程管理

教学过程管理是基于学生的反应和教学内容、属性来调整教学策略，例如调整教材、增加或减少教学实例、实践，改变刺激模式。这些策略采用某些环境条件触发，带有一定的行为。

（五）教学策略群

教学策略群和教学相似，教学策略和教学策略协调的设计思想与教学群和教学群协调类似。协调的教学策略是根据学生数据库来反映学生的学习进展、学习历史记录，以确定教学策略，然后根据知识教学策略库决定数据模式。当教学策略得到了协调指导，格式化的数据则被传输到教学策略协调教学。

五 基于Agent的罗定电大远程教学系统的实现

学生界面负责与学生进行交互，将学生的信息（包括学生选课、历史学习记录、学习资源管理、档案管理、教学过程管理等）写入学生数据库中，并将这些信息传给教学过程Agent。学生界面实现具体结构图如下:

本系统通过教学Agent和协调Agent组成教学Agent群，形成小型社会，每个教学Agent可以独立解决问题，同时可以成为一个独立的智能体完成每项具体教学任务。在执行任务过程中出现问题时，教学Agent将问题提供给协调Agent，让协调A-gent来协调。这时候，协调Agent会根据实际情况分配其他教学Agent来完成出现问题的任务。

图2 教学群的逻辑机构图

教学策略Agent群是由策略Agent和协调策略Agent组成的，它与教学群类似，主要通过学生数据库中的信息来决定教学策略，然后根据教学策略库中的知识来确定教学模式。在教学策略群中，每个策略Agent会根据学生数据库的信息，对学生的认知、激励信息等进行分析，根据这些信息对每个学生的学习水平、内容问题等提供不同教学资源，也给出具体教学策略。其具体实现如图3:

由上所见，Agent远程教学系统为学生提供了良好的教学环境，与以前单一的A-gent学习平台相比具有更高智能性。该系统能根据教学目标、教学内容和学生具体情况，在教与学过程中智能选择教学策略并动态调整教学策略。

［1］王汝传，徐小龙，黄海平.智能Agent及其在信息网络中的应用［J］.计算机工程，2007.

［2］何炎样，陈萃萌.Agent和多Agent系统的设计与应用［M］.武汉:武汉大学出版社，2001.

Intelligent Agent Application in Distance Education System

HU Yan1，HE Jian2

（1.Luoding Municipal Radio and TV University，Luoding 527200，China;2.Luoding Vocational and Technical College，Luoding 527200，China）

Along with the development of computer internet and intranet，artificial intelligence is playing a very important role in the network age on scientific development in many areas.Intelligent Agent has become a distributed artificial intelligence technology and network technology.Based on the actual operation of long distance education of Luoding Municipal Radio and TV University，this paper focuses on the design and implementation of a practical distance education system.

Luoding Municipal Radio＆TV University;Intelligent;Agent

TP 18

A

1009－9743（2012）02－0143－05

2012－04－06

1.胡燕（1982－），女，汉族，江西宜春人。硕士。罗定广播电视大学计算机系讲师。主要研究方向:计算机图形图像、人工智能;2.何健（1978－），男，汉族，江西修水人。硕士。罗定职业技术学院计算机系讲师。主要研究方向:计算机图形图像、计算机网络、人工智能。

图3 教学策略的逻辑结构图

（责任编辑:李 欢）