Agent技术支持下的“网页制作”网络课程的个性化建设

河北师范大学信息技术学院 张攀峰 吉丽晓 张 玄

一、前言

随着网络的普及应用和信息技术的发展，我国互联网用户数量也在逐年攀升。新技术发展在教育中发挥了独特的应用，对于教育来说，教学模式发生了重大的改变。网络课程作为连接教与学的桥梁已经成为现代化教学的重要表现形式，成为当前高校教学改革的一大亮点。目前的网络课程学习中普遍存在许多需要解决的问题，例如教学内容呈现的形式多以静态网页或动态的视频文件播放为主，只是简单地实现了教材的图文可视化，缺少必要的交互；同时也不能充分调动学生的积极性，缺少适应性和针对性，教学模式单一，无法根据不同的学习者选取不同的教学模式进行有针对性的教学，不能满足不同层次学习者的学习需求，难以实现个性化教学和因材施教的教育理念。本文以“网页制作”网络课程为例，重点探讨如何利用智能代理技术进行网络课程的个性化学习。

二、Agent概述

1.Agent的概念

人工智能AI学科的创始人之一Minsky M曾经在1994年就指出，Agent是一些具有特别技能的个体。针对计算机系统Agent是指“当使用者向机器说明完成某些任务，而无需了解机器自身是如何工作，即将其处理为黑箱时，就称其Agent。”智能代理具有智能性、学习性、移动性及协作性等特性。智能代理是人工智能研究的产物，又称智能体。

2.Agent的功能特点

（1）智能性。具有一定的推理能力，能比较准确地揣测用户的意图，并能将复杂的任务加以分析、分解，有针对性地提供信息、解决问题。它能根据用户的需求和环境的变化，主动向用户报告并提供服务。

（2）学习性。智能代理作为一个独立的个体能自主学习，能与用户并行工作，并将用户的兴趣、爱好、习惯等信息直接转化为内部表示，存放在知识面库中，建立用户模型来指导自己的决策，使之符合用户需求。

（3）移动性。具有移动的能力，为完成任务，可以从一个节点移动到另外一个节点。比如访问远程资源、转移到环境适合的节点进行工作等。

（4）协作性。智能代理有标准的外部接口，采用统一的通信语言进行信息交流，能通过各种通信协议和多个智能体进行信息交流，并能通过协作和磋商来共同完成复杂的任务。

三、基于Agent技术在“网页制作”课程中扮演的角色分析

任何一项技术的加入都会承担一定的角色，同样智能代理在网络课程应用中也会在不同的学习环节承担不同的代理作用，在网络课程学习中分别生成三种角色来进行代理：分别为学生代理、教师代理、个性分析代理，如图1所示。

1.学生代理

学生代理是负责代理学生与系统交互，使得向教学代理发出学习的请求，以此来引导学生进行自主学习和协作学习，通过学生的学习过程中的实际情况的信息来及时的反馈到教师代理模块，此时教师代理就会了解学生学习的情况和学习的程度，最后在学习结束后将学生的学习进度和学习的效果返回给教师代理。

2.教师代理

个性化学习策略以建构主义学习理论为指导，依靠教学代理实现。系统针对某个在线学习者，教学代理通过管理代理的分析后提交的教学指令，获取相应课程知识结构图中相关结点的内容，如教学的概念、原理、方法、公式、问题、问题解读、试题、答案。在学习者与系统交互的过程中，管理代理不断分析学习者的学习行为，并与教学代理、学习代理的协调，即可动态调整或扩张该学习者的个性化知识结构图，使其个性化的知识得到新的建构，同时更新数据库中的学生模型数据。

3.个性分析代理

个性分析代理通过监控学生的学习过程及学习记录，经过内部推理得出关于学生的学习能力水平评估，将数据转送到教学代理；教师在授课时，可以设计将同一知识点不同难度的教学内容组合，以适应不同认知水平的学生，教学代理根据学生信息库和个性分析代理提供的学生学习情况推荐相应难度的内容返回给学生代理。个性分析代理跟踪记录学生的学习过程，并保持与学生代理的通信，分析学生的学习偏好，在学习结束后将学生的学习结果返回学生模型库动态地修改与之对应的学生模型，例如经常访问视频音频、很少停留在文本页面，将分析结果计入学生模型库，下次访问时，呈现的页面便会增大多媒体教学内容的比例。

通过多代理间的合作，可为学生提供适应性的学习页面，符合学生的认知水平与学习偏好，将一定难度的讲解、演示、练习、考试等内容呈现给学生，尽可能做到“因材施教”。

四、基于Agent技术的高校“网页制作”网络课程的个性化建设

1.代理技术模式分析

通过代理的协作运行在网络课程的学习中可实现以下代理：管理代理、教学内容代理、资源库代理、实时监督反馈代理、协作交流代理等功能。在网络课程的设计中可以利用智能代理的多代理功能分别在网络课程设计的不同环节中实现不同代理功能，如图2所示。

（1）管理代理

管理代理中包括用户的代理和整体管理。用户在登录网络课程进行学习时，接受用户请求，并对用户请求进行归类。如果该用户是第一次使用本系统，则先初始化用户模型，创建用户代理。若是老用户，则激活该用户代理。在此使用的用户分类方式可以按专业分类，也可以按学习者的学习程度进行分类，也可以按用户兴趣作为分类标准。由于某一专业的用户一般都具有相似的浏览行为，对用户行为进行抽样，然后进行聚类分析，得到该类用户的类别和标准特征，再与信息库中的类别和标准特征进行比较，完成用户的归类。

（2）学习内容代理

学习内容的代理主要是有三个角色来代理，分别为学生代理、教师代理、个性分析代理。这三个代理的角色在学习内容代理模块起到了决定性的作用。学习者在学习过程中要利用到资源库的资源进行学习，所以要通过资源库的代理功能来结合学习代理部分进行学习。那么在学习者学习完阶段性的内容后，可以通过交流协作代理进行及时的交流和反馈。让学习者及时的掌握自己的学习情况和学习效果。

（3）实时监督代理

由于网络教学环境的虚拟性，使学生不能面对面地与老师交流，学生学习过程中存在的普遍性问题就需要通过信息发布的方式解决。例如考试通知、实验通知等信息，也需要信息发布代理完成。由于网络教学存在时空差异，缺乏有效及时的指导就成为网络教学中的一大顽疾，学生的学习行为完全依赖于自我调控。利用智能代理可以实现对学习行为的管理，对长时间没有对键盘做出积极响应的学习者给予提醒并将学生学习情况记录在系统日志中，以备日后分析之用。

（4）资源库代理

资源库中包括信息资源、课件资源、试题库资源、素材资源等等，分别要实现代理的功能。教学课件中的智能代理系统应该具备网络信息过滤和信息推荐功能。在使用教学课件时，学习者经常会迷失于网络的信息海洋里，不仅浪费学习者的学习时间，而且也不利于学习者的针对性学习。使用代理的信息过滤和信息推荐功能可以避免此种情况的出现。信息过滤用于组织和嵌人Web页面。在网络教学中以防止学生迷失“航向”，节省学习者的学习时间。

利用具备教学分析功能的智能代理，学生可以像询问一位自己身边有经验的老师一样，提出自己的问题。而代理则通过查询自身知识库，将正确回答呈现给学生。基于网络的智能教学系统可以实现虚拟老师指导学生的学习；同时还可以主动推理学习者的学习状态，推荐适合学习者学习特征的学习材料等。

（5）协作交流代理

基于智能代理的网络教学系统可以以教师和管理者身份出现，也可以以学习者的身份出现，协助学习者完成学习。为了更好地支持学生协作学习，系统应提供24小时在线答疑系统、学习者之间交流提问、教师课件免费下载等功能。在这个版块学习者可以向老师提出问题，当此问题出现的频率较高时，可以自动保存到问题库中进行收集，同时同一个问题出现超过一定的数量时，代理要通知老师进行答疑。另外，学习者之间也可以进行协作交流，来共同解决问题。

2.个性化网络课程的设计

智能代理技术在网络课程中的引入将必定带给学习者不一样的学习感受，网络课程个性化的体现主要集中在整体的设计上。结合“网页制作”网络课程从学习者特征分析、学习目标的设计、学习内容的设计、页面风格的设计四方面来论述。

（1）学习者特征分析

网络课程的学习主要突出了以学习者自主学习为主，学习者作为学习活动的主体，而有效地促进学习者的学习是我们教学的宗旨。学习者自身的知识水平、初始能力、态度和兴趣动机等特征都会对学习的信息加工过程产生影响。根据学习者的特征分析，进行学习风格的测试。

图1 “网页制作”课程代理原理

图2 “网页制作”课程的个性化设计的代理结构图

（2）学习目标的个性化设计

学习目标的个性化设计主要体现在“网页制作”的课程学习版块，学习者在进入本网站学习时首先会让学习者通过“学前指导”版块整体把握学习目标，以便学习者更有目的的进行自主学习。在进入关键学习版块“课程学习”之后，本网络课程根据学生的学习方式的不同分为三个版块进行学习，分别为“系统课堂”、“专题学习”、“项目学习”三个板块，在三个版块中分别设置不同的学习目标。比如在“系统课程”的学习目标设计上，首先设计版学习大目标，其次在每一章节内容的学习上设计“课程导学”（学习引导、学习要求、学习建议）指引学习者有更明确的目标来完成内容的学习。

（3）学习内容的个性化设计

学习内容设计的合理性将直接影响学习者的学习效果，因此学习内容的个性化设计显得尤为重要。本网络课程根据学生的学习风格设计了三大版块：“系统课堂”、“专题学习”、“项目学习”。系统课堂的设计是基于网络课程的设计要求来实现的。内容学习上学习者可以通过学前测试来确定学习者的学习水平，有学习者根据自己测试水平来确定自己将要进行何种程度的内容学习。基于智能代理技术在网络课程中的应用，学习者在学习过程中会有代理陪伴进行学习，随时检测学习效果，及时进行协作交流并解决存留的问题。“专题学习”学习的目的是为了让学习者的学习更加的系统化，使学习者了解完成一个专题学习网站设计的流程，同样此版块的设计也是系统课堂学习的一个升华，让学习者体会和把握完成一个专题的每一步流程。“项目学习”版块的设计思想和“专题学习”相同，不同之处在于让学习者把完成一个网页的设计做为一个项目去实现。三个板块内容的设计将是本网络课程的一个亮点和个性化之处。

（4）网页风格的个性化设计

网络课程的设计不仅要体现它的教学性、科学性、技术性，同时也要体现它的艺术性。所以网络课程的页面设计的艺术性也是网络课程设计的一大关键。网络课程的艺术设计是技术和艺术的整合，内容与形式的统一。“网页制作”网络课程在进行页面设计时一定要遵循主题鲜明突出、条理清晰的原则。本网络课程在页面设计上进行了视觉效果上的设计：

1）在导引页的构图布局设计上，遵循简洁明了的版面设计原则，把要设计的三大主版块清晰明了的呈现在学习者面前，页面大小选择了800*600的像素，这样可以使得学习者能够在第一视觉上了解整个的学习内容。第二，这样的设计使得学习者打开页面容易被主题部分吸引，使得主题鲜明突出。

2）在色彩设计上，以代表平静、理智、安逸的绿色为主，给学习者一个轻松、清爽的视觉体验，同时适当使用了邻近色(蓝色)和白色，从而使整个课程在色彩上基调一致、特色鲜明。另外，在二级界面的色调选择上为了和首页面保持色调上的一致性和系统性，同时又不至于使学习者在视觉上感到疲劳，我们分别选择白色、蓝色、绿色等三种颜色做为网页二级界面的的主色调。从而带给学习者不一样的视觉感受同时又不显突兀。

五、结束语

新技术的引用都要受到各方面条件的制约和限制，同样智能代理技术在网络课程中的应用也要受到一定条件的限制。我们必须看到目前智能代理技术的发展还不够成熟，但是它在许多的实际应用中也取得了显著的成就，并且被证明具有广阔的发展潜力，因此基于智能代理技术的网络教学应用一定会成为教育教学发展的必然。

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