智能网络教学系统中的多Agent技术应用研究

李 强

天津电子信息职业技术学院，天津 300132

1 网络教学系统发展现状

网络教学系统就是利用信息技术提供一种可行的解决方案，使学生在教师指导下自主式学习的新型教学模式能够高效率、高质量地开展。另外，在校园内开展网络教学，将极大地丰富网上教学资源，并且提高教师运用多媒体网络教学的能力，这对蓬勃发展的远程教育来说将有积极的推动作用。网络教学系统教育与传统教学模式相比在对教学各类角色、异步/同步教学模式、学习者的个体差异性、交互性、考核与评价等方面的支持具有明显优势。

目前，网络教学系统仍存在很多问题，如以教师为主体，忽视学生的认知主体作用。系统缺乏智能性，忽视了教学活动的个性化设计，难以实现因材施教。教学资源多以呈现教学材料为主，教学内容多以广播的形式进行，缺少交互手段，互动是通过在教师机上监控和学生电子举手的形式进行。在已有的教学系统中忽略了学生间的相互协作，分组活动体现不充分。

2 智能网络教学系统

智能网络教学系统（Network Intelligence Tutoring System，NITS）是在智能教学系统的基础上，在网络环境下实现的教学系统，特点是能在学生的学习过程中随时了解其学习状态和个性特点，并以此为依据做出最佳的教学决策判断，给予学生有针对性的个别指导，提供给学生个性化的教学服务。NITS是模仿人类教学活动，来辅助教学工作的计算机网络系统。

3 多 Agent技术

面向Agent技术作为一门设计和开发软件系统的新方法已经得到了学术界和企业界的广泛关注。对Agent的研究大致可分为智能Agent、多Agent系统（multi-agent system，简称MAS）和面向Agent的程序设计（agent oriented programming，简称AOP）这3个相互关联的方面。

Agent是人工智能的一个基本术语，Agent应当具有自治性、社会性、反应性、能动性等特点，另外还应具备一些人类才具有的特性，如知识、信念、义务、意图等。

单Agent求解问题的能力有限，而多Agent系统协作求解问题的能力则大大超过单个Agent，这正是多智能体系统产生的直接原因。MAS可定义为由多个解决问题的Agent构成的松散耦合的问题解决网络，这些Agent一起工作可以解决超出单个能力或知识的问题。

网络教学系统是一个复杂、庞大、不可预测的系统。建立一个多Agent结构、跨平台的系统，将大大推进当前网络远程教育的智能化水平。多Agent技术的应用对于网络教学系统而言有助于建立网络教学的协作化学习环境，可将分布式网络环境下各地的教育资源统一起来，可进一步提高系统的交互性，实现网上的智能辅导，可创建一个基于多Agent的且对不同的使用者提供不同接口的智能系统。

4 基于Agent技术的网络教学系统架构设计

基于以上分析，提出一种基于Agent技术的网络教学系统。在本系统中引入Agent技术，提出了一种适用于Web环境下的网络教学系统，系统采用B/A/S模式，即浏览器Browser/代理Agent/中心服务器Server，客户端利用浏览器与该系统交互，服务器包括管理服务器及信息资源服务器，负责信息的管理。各种代理Agent，负责沟通客户端和服务器。该系统共分为3层：

第一层是基于浏览器的表示层。Web浏览器作为客户端，提供图形用户界面，负责与用户进行交互。在这里可以实现知识的输入、输出，用户信息和行为的获取，任务的接受，处理结果的反馈等；

第二层是中间代理Agent层，这些代理Agent可以分为3类：第一类是用户Agent：学生Agent、教师Agent；第二类是管理Agent；第三类是任务Agent：教学Agent，考试Agent，作业Agent，记录Agent；

第三层属于数据层，用于保存各类数据资源，包括教学资源库、教学策略库、习题库、用户信息库和用户信息库。

5 多Agent设计及各Agent主要功能

在系统中设计了多个Agent分别完成不同的角色,它们之间能够通过通信和协议，传送信息，控制系统的功能。系统中的Agent就是教学系统中的功能单元和系统角色，它能够接受一定的外界信息，并根据信息产生一定的行为，多个Agent个体通过分工协作，完成一个复杂的行为。系统中的Agent可分为学生Agent、教师Agent、管理Agent、资源Agent、显示Agent、策略Agent、接口Agent、学生信使Agent和教师信使Agent。

教师Agent从学生信息库中获得学生个性特征，从教学策略库中选出适合于该生的教学策略，从学科知识库中获取特定的教学内容，以定制的形式呈现给学生，完成个性化信息的定制。管理Agent对整个系统中的Agent调控并协调完成系统的智能化特点和系统内的通信。

从整个系统来说，每个Agent都是相互关联的，它们互相合作完成教学任务。它们各负其责，同时又彼此依赖，从而形成一个有机的、智能化的整体。

6 结论

本文主要研究将人工智能领域的Agent技术引入网络教学系统以增强系统的智能性和个性化，通过对智能网络教学系统进行分析以及Agent技术的介绍，设计了基于Agent技术的智能网络教学系统的架构，初步实现了系统的功能。目的是使学生成为教学活动的主体。在系统中，可以根据学生的能力、水平进行进行个性化的教学活动，并能够进行练习和测试；系统根据学生的测试反馈，调整学习难度和进度。

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