基于Agent技术的网络协作学习模式的构建

史建伟，邹 霞

（西华师范大学 教育学院，四川 南充 637002）

基于Agent技术的网络协作学习模式的构建

史建伟，邹 霞

（西华师范大学 教育学院，四川 南充 637002）

随着科技的发展，网络学习已经成为一种大众化的学习方式。然而在实际的开展中，网络学习的过程中却存在着信息超载和资源迷航的问题。智能Agent技术是解决这些问题的很好途径。基于Agent技术在网络教学应用中的现状，探讨了应用Agent技术构建智能化的网络协作学习模式，从而实现智能化的学习，以改善教学质量提高教学效率。

协作学习；智能Agent；学生代理；教师代理

著名的民营企业家马云先生在自己的阿里巴巴网站经营举步维艰的时候，曾提出这样的口号：“风险每天都会来临，寒冷的冬天让我们抱团取暖”[1]。21世纪的今天，既是充满机遇的时代，同时也是充满挑战的时代。无论是工作，还是学习，团结协作、互利共赢已经成为全球的共识。

网络协作学习已经成为一种大众化的学习方式为越来越多的人所接受，但随着网络技术的发展，传统的网络协作学习已经不能适应时代的发展，而作为一项新的技术和方法，智能Agent技术在生活的众多领域都有了一定程度的应用，利用Agent技术支持网络协作学习也必将是远程教育的发展趋势。

1 网络协作学习概述

1.1 网络协作学习内涵

当今在教育教学领域，远程教育以其特有的优势不断发展并日渐成熟。在实际的远程教学中，运用的学习模式不同，那么其产生的学习效果也会有所不同。一项关于学习效果的调查研究表明，在所掌握的知识体系当中，学生会消化吸收：所读的10%，所听的20%，所看的30%，看听结合的50%，所说的70%，说做结合的90%，教给别人的95%，而协作学习（即综合听、说、读、写、看、做、教）的学习效果能够达到95%以上[2]。网络的蓬勃发展为现代的远程教学提供了全新的机遇和良好的拓展空间，而具有协作性、互动性、交互性以及人性化的网络协作学习必将成为世界各国教育界共同关注的课题。

网络协作学习又称基于网络的协作学习，是指利用计算机网络以及多媒体等相关技术，由多个学习者针对同一学习内容彼此交互和合作，以达到对教学内容比较深刻理解和掌握的过程[3]。这是当今学术界比较公认的也相当权威的定义，而笔者认为网络协作学习是指参与学习的学习者以网络或多媒体环境为依托，为达到共同的目标，为共享最优化的学习资源以及获得最大化的学习成果（包括个人成果及他人成果），按照一定的原则而结合成协作小组，彼此之间团结合作，互帮互助以促进学习，提高绩效的一种学习方式。

1.2 网络协作学习的一般模式

基于网络的协作学习模式主要有四种，它们分别是相互竞争性学习、相互合作性学习、伙伴性学习和角色互换性学习。

（1）相互竞争性学习

在Internet网络环境中，两个以上的学习者针对同一学习内容或面对同样的学习情境，进行“比学赶帮超”式的竞争性学习。通过这种知己知彼的横向对比学习，学习者能够不断调整自己的状态与学习策略，从而不断提高自己的学习能力和学习水平。

（2）相互合作性学习

为了完成共同的学习任务，多个学习者“八仙过海各显神通”，发挥各自的特长及其优势，在学习的过程中相互争论，相互帮助以达到取人之长补己之短，共同提高的目的。学习者之间也可进行有效的分工合作，面对同一问题或相同任务，大家各抒己见，广泛交流，有效分工，密切合作，最终将结果通过公共的电子白板的形式呈现给参与学习的所有成员。

（3）伙伴性学习

学习者根据自己的兴趣、爱好以及起点水平、学习需要首先确定学习内容，然后通过网络查找并选择与自己有着相同学习内容的在线学习者，经过双方的协商结成伙伴，遇到问题互相讨论，交换意见，达成共识以致问题最终得到解决。

（4）角色互换性学习

参与协作学习的学习者分别尝试扮演学生和教师的角色，“学生”的任务就是在特定的情境下分析问题，运用所学知识解决问题；而“教师”的任务在于负责检查验收学生的学习成果。通过不同的角色体验，学习者真正体验到了从乐中学，不仅有助于激发自己的学习兴趣，而且有利于获得成功的体验。

总体上说，网络环境下的协作学习模式具有以下特征：

（1）学习支持系统的完善性；

（2）学习活动的参与性；

（3）学习的协作化。

笔者认为网络协作学习的一般模式可以综合为如图1所示的流程。

图1 网络协作学习模式的流程

1.3 网络协作学习现状

尽管网络学习显示出一定的优势，但我们还应该看到：随着科技的进步，社会的发展，网络学习已经逐渐呈现出一些不能适应新时代、新时期人们学习需求的问题。目前网络学习存在的问题主要有以下两个方面：

（1）“信息超载”。信息化时代的今天，科技日新月异，因此网络系统的信息每天都会有大量的增加和更新。其增长和更新的速率犹如雨后春笋般惊人。如此一来，系统中已有的信息连同新近增加的信息一起组成了一个庞大的信息仓库。面对如此海量的信息，即使是当今先进的搜索引擎、邮件过滤等技术，处理与管理起来，也会显得有些“力不从心”，无法胜任。因此，过量的信息必将导致信息吸收率下降，反而在一定程度上使得用户面临信息匮乏的问题。

（2）“资源迷航”。我们在日常的学习生活中经常会遇到这样的情况：在百度或其他搜索引擎中输入了我们认为的关键字，但由于这些搜索引擎系统本身只能提供简明扼要的关键字输入，于是它们会自动为我们从本地信息数据库中查找到与我们的关键字相关或相近的信息反馈给我们。由于关键字信息是上下文无关的，导致搜索引擎返回给我们的查询结果中可能包含着很多与我们要查找的东西无关的信息，这样自然就会很容易导致我们“资源迷航”[4]。

2 Agent技术概述

2.1 Agent技术概念内涵

关于Agent至今尚未形成一个明确的概念，我国学术界多将其翻译为智能代理，这是一个形象直观的比喻，但它并不能反映并说明Agent的本质。很多学者认为：Agent是能够自主学习并可适应环境，能够代替用户或者操作者执行任务或完成目标的软件程序或硬件实体[5]。笔者认为可以这样理解：Agent是为完成特定的任务或目标，在充分与外部环境的交互作用下，通过对环境状态的感知、思考与理解，并与其他的Agent进行密切有效地协作，从而达到问题解决的一个特殊的处理模块。

2.2 Agent技术特性

面对网络学习存在的一些问题，智能Agent技术被公认为是解决这些难题的有效途径。因为智能代理不仅能够代替用户执行任务，而且具有一些类似于人类的智能如自主学习，从学习的过程中不断积累经验以提高解决问题的能力等。这些特征使得Agent在协作学习中的应用显示出使传统协作学习模式望尘莫及的优势。

（1）信息查找。面对网络世界中浩如烟海、五花八门的信息资源，智能Agent通过信息检索和信息过滤，可以帮助学生及时发现相关信息，快速过滤无用信息，最终呈现给学习者需要的有用信息。

（2）信息整理。与日俱增的信息使得信息仓库过度饱和即信息超载，因此有效组织、归类整理信息就变成一项艰巨而又复杂的任务。智能Agent借助于相应的代理模块对信息进行高速有序的整理，为我们人类做了大量繁琐的整理工作。

（3）事件响应。在网络教学中，尤其是在网络协作学习中，很多时候都会有大量的程序事件产生。智能Agent能够对有关事件的发生及时采取行动，即预定事件响应。如：教学资料自动的组织、学习成果的发布等。

（4）实时监督。智能Agent好比一个录像监控器，能够随时随地的监督学生的学习行为。

（5）教学分析。智能Agent可以辅助教师及时了解学生在学习过程中遇到的问题和困难，并针对不同的学习者给予适当的因人而异的指导。

（6）智能推理。智能Agent能够根据学习者的特征分析、选择适合学习者的学习内容，并对数据库中存储的信息进行分析、过滤、归纳和关联等推理操作。参与学习的学习者只要按照Agent提供的向导进行操作便可很容易很轻松的完成对知识的深入探讨和学习。

3 基于Agent技术的网络协作学习模式

3.1 基于Agent技术的网络协作学习

基于智能Agent技术的网络协作学习，是指将Agent技术以工具、方式、方法或手段的形式融入到网络协作学习的关键要素或主要环节中，使之成为高效的教学工具，良好的认知工具，重要的教学辅助形式。亦即将Agent技术与传统的网络协作学习进行恰当、巧妙、有效地整合，以构建一种全新的以Agent技术为协作平台的网络协作学习环境。通过在这种协作环境中嵌入Agent模块来提高学习效率和教学质量，从而更好的实现协作学习。

3.2 基于Agent技术的网络协作学习模式

笔者在综合前人研究的基础上以及结合个人的理解，尝试着构建一个智能网络协作学习模式。整个模式中，协作学习环境的构建是最为关键的环节和部分。它对于协作学习的学习效果起着举足轻重的作用。

在基于Agent技术的网络协作学习环境中，首先通过信息检索从本地数据库或搜索引擎中检索相关信息，然后经过Agent的信息过滤，筛选出符合学生学习需要的学习资源、适合教师教学需求的教学策略及教学资源，并将这些资源和策略分别传递给参与协作学习的学生Agent模块以及教学Agent模块。其中教学Agent模块与学生Agent模块之间通过请求帮助、提供指导，学生Agent模块与学生Agent模块之间通过信息交流的方式实现协作，以共同帮助学生完成协作学习任务。在Agent技术的支持与辅助下，整个协作学习环境中的信息实现了自动、交互式的传递，同时显示出传统学习环境中无法比拟的个性化、智能化、人性化的特点[6]。

以智能协作区为基础，就可以构建智能网络协作学习模式。如图2所示。

图2 智能网络协作学习模式

网络协作学习中的Agent技术主要由三部分组成，它们分别是学生Agent、教师Agent和管理Agent。下面具体介绍3类Agent的功能。

（1）学生Agent。学生登录网络教学系统后，系统会自动生成学生个体Agent。它主要负责记录学生的基本参数（如：年级、姓名等），学习状态信息（如：现有水平、创新能力、动手能力等）和个性参数（如：认知风格、思维倾向方式等），系统根据记录的信息对学生进行分类，同时在学习的过程中会不断的分析及更新学生的学习状态。

（2）教师Agent。它主要负责教师与网络教学系统的交互，根据课程中的教学目标和教学任务、学生的学习状态以及学习能力等进行教学规划，划分协作小组，实施教学，适时地指导学生的学习。

（3）管理Agent。主要负责整个系统的管理工作。它会主动获得其他Agent的数据和资料，能够在系统内部自动生成相关的管理数据，如学习者水平统计、教师工作统计等。同时它也会协助管理者进行有效而快速的反应。有时根据所要处理的信息的不同，管理Agent又可具体细化为相应的子Agent，这些子Agent分别实现处理协作信息，辅助协作讨论，作业提交等功能。

学生进入学习系统登录后，系统会自动生成学生个体Agent，并进行建构学生个体模型；学习任务和学习目标会呈现在每个学习者面前；管理Agent根据系统内部生成的学生个体Agent的参考数据来划分协作小组；智能协作区的管理Agent或者辅导教师适当的将总任务拆分为多个子任务，然后根据这些子任务的难易程度分配给能力水平相对应的协作学习小组；各协作小组将学习结果上传给协作区，由智能协作学习区将所有的学习结果进行归纳、汇总，形成最终的学习成果；最后辅导教师指导所有的协作学习小组的学习者对学习效果进行总结性评价[7]。

4 结束语

虽然智能Agent技术在很多领域有了一定的应用，但它仍然是一个新生的事物，仍然很不成熟。目前国内对于智能Agent尚处于技术的研发阶段。同时基于智能Agent的教育教学理论的研究，也处在初步探索阶段[8]。智能代理技术在网络协作学习中的应用还没有得到普及。

尽管如此，基于智能Agent技术的网络协作学习具有非常广阔的应用前景，也必将是网络协作学习的发展趋势。由于我国同发达国家相比还存在着相当大的差距，所以对基于Agent技术的网络协作学习模式还需要更多的人去关注，需要更多的人去进一步探索与实践。笔者相信在不久的将来，随着Agent技术研究的不断深入以及自身的不断成熟，基于Agent技术的网络协作学习必将成为一种备受欢迎、大力推广的学习模式。

[1]袁磊,周剑清.多媒体网络环境下的教学系统优化[J].教学与管理,2003(18):28-29.

［2］ 贾海燕,祝晓鲁,白振兴.基于Agent技术的远程教育研究,现代电子技术,2007(3).

［3］ 刘大有,杨鲲,陈建.Agent研究现状与发展趋势[J].软件学报,2000,11(3):315-321.

［4］ 任佳,宋志鹏.基于Web的智能化远程教学系统研究,现代远程教育,2005(2).

［5］ O’Hare G M, Jennings N. Foundations of distributed artificial intelligence[M].Wiley Inter-science, 1995.

［6］ 颜跃进,李舟军,陈跃新.多Agent系统体系结构[J].计算机科学,2001(5):77-80.

［7］ 李毅,罗翊,石纯一.多Agent系统的一种交互策略模型[J].软件学报,1999,10(7):702-708.

［8］ 李国徽,王洪亚.基于Agent的网上协同学习环境实现[J].微型电脑应用,2004,19(3):43-45.

（责任编辑、校对：田敬军）

Tentative Exploring of Structure of Intelligent Collaborative Learning Model

SHI Jian-wei, ZOU Xia
(School of Education, China West Normal University, Nanchong 437002, China)

With the development of scientific technology web-based Learning has turned into a fashion and trend in Instructional area. In the group of Distance Education, Cooperative Learning leads to people’s wide---ranging attention because of its unique superiority and characteristic. However, Web Cooperative Learning has many problems and great difficulty in practicing. Utilizing the technology of Intelligent Agent to stand by Web Cooperative Learning has been to show ability or talent, and demonstrated certain advantages. This article tentatively explores applying the technology of Agent to construct the model of Intelligent Cooperative Learning. At the same time, it also looks into the distance of the prospect of development of Intelligent Web Cooperative Learning.

cooperative learning; intelligent agent; student agent; teacher agent; management agent

G40-057

A

1009-9115(2012)05-0050-04

2012-05-05

史建伟（1985-），男，河北保定人，硕士研究生，研究方向为教学设计与绩效技术。