基于多代理技术的网络教学系统的设计

来源:用户上传      作者: 刘 婷

　　摘要: 基于分布式网络环境,根据Agent的原理,构建多Agent网络智能教学系统。首先分析当前网络教育的弊端,介绍Agent技术及其特点,然后详细阐述系统的体系结构及各部分的功能,最后介绍Agent的实现技术,设计各Agent之间的协同机制。
　　关键词:网络智能教学多Agent协同学习
　　
　　引言
　　作为现代教育的重要表现形式,网络教学成为高校教育改革重点。基于网络的教学形式突破传统的教学模式和教学环境,不受时间、地域限制,将教育通过计算机网络扩展到社会各个角落,学生可以以自己为中心,选择适当的时间和地点自主地学习,自己控制学习进度,不但降低学习成本,提高资源利用率,同时有利于提高学习积极性,提高思维和创新能力。传统的网络教学是教师――计算机――学生信息交互的过程。在这样一个教学实施过程中,存在着智能性较低,测试和评价功能不强,缺乏动态交互等问题,教学效果不理想。
　　
　　一、 Agent和多Agent系统的特点
　　Agent一词英文中的意思是“代理”,该技术是人工智能和网络技术相结合的产物。在我们这里是指在分布式系统或协作系统中能持续自主发挥作用的计算实体。这种实体可以是智能软件、智能设备、智能机器人等等。
　　Agent的抽象模型是具有传感器和效应器,处于某一种环境中的实体。它能通过传感器感知环境,通过效应器作用于环境;它能运用自己所拥有的知识进行问题求解,还能与其他Agent进行信息交流并协同工作。它具有这样的特性:
　　(1)自主性(autonomy):每个Agent自身都是一个完整(可以理解为不可继续分割)的功能模块,承担一部分特定的功能。能在无外界直接操纵的情况下,即在没有人或别的Agent干预下,根据其内部状态和感知到的(外部)环境信息,主动地、自发地决定和控制自身行为。
　　(2)社会性(sociability):一个Agent一般不能在环境中单独存在,而要与其他Agent在同一环境中协同工作。也就是说,Agent可以和其他Agent(也可能是人)通过某种Agent语言进行交互。
　　(3)反应性(reactivity):能够感知外部环境,并做出适当的反应改变环境。
　　(4)能动性(pre―activeness):Agent不仅能够简单地对其环境做出反应,而且能够通过接收某些启示信息,表现出面向目标的行为,并能根据环境变化修改自己的目标和计划。
　　
　　二、 系统体系结构的设计
　　网络教学是一项复杂的人机交互系统,实现的是一种以学习者主动学习为主、教师指导和计算机智能模块协调为辅的教学活动。所谓智能化教学,就是以教育心理学的建构主义学习理论和教学理论为指导,以服务于教学活动为中心,通过Internet并运用多媒体信息处理技术,形成虚拟的基于网络的教学平台。
　　本文在对Agent和多Agent理论进行深入分析的基础上建立一个基于多Agent理论的网络智能教学系统体系结构,见图1。本系统采用B/S模式,系统体系分为3层结构。
　　(一)各Agent的结构及功能
　　(1)界面Agent: 负责用户和系统之间的交互。它负责将用户在界面上进行的输入或提出的请求提交其他Agent,同时负责将别的Agent的处理结果反馈给用户。
　　(2)学生Agent:是一类大量而分散的Agent。向教师Agent发送学生的上课申请,接收教师Agent发送的教学资料;个人控制自己的学习,调整进度;个人复习,考试申请;实时向教师Agent提问。学生Agent之间的活动是相互独立的,不受其他Agent的限制;学生Agent之间也可以进行交流。
　　(3)教学Agent:在系统中履行教师职能。它根据能力分析Agent对学生能力的分析和记录,安排合适的教学方法、内容和进度,实施针对性教学,从而实现因材施教。
　　(二)Agent的实现技术
　　本系统选用JATLite作为智能Agent的开发工具。该平台提供一种快速构建Agent的方式,并为Agent之间的交流提供底层通信支持。JATLite是由美国斯坦福大学开发的Java类库。它包括5个层次:抽象层、基础层、KQML层、路由器层和协议层。开发者可以根据需要,方便地选择任意一层来创建系统,还可以根据需要扩展它所提供的类库,改变其中一层后,其他层不受影响。
　　
　　三、 结束语
　　将多Agent技术应用于网络教学系统,不但解决网络教学中的自主学习、协作学习等难点,而且大大提高系统的可扩展性和安全性。笔者在介绍了Agent的技术优势后,给出一个基于多Agent的智能网络教学系统模型,通过使用Agent的智能特性和通讯机制获得教学过程中需要的各种协同环境。与传统的网络教学系统相比,它使系统的智能性、灵活性都得到提高。
　　
　　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.
　　[2]王汝传.智能AGENT及其在信息网络中的应用[M].北京:北京邮电大学出版社,2006.
　　[3]张春飞,李万龙.基于多Agent的智能教学系统模型[J].河南科技大学学报.
　　
　　(刘婷:山东大学计算机科学与技术学院同等学历研究生在读。)

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