基于策略式的项目协作学习系统的研究*

慕 静, 孙梅芝,2

(1. 天津科技大学经济与管理学院, 天津 300322; 2. 菏泽学院计算机与信息工程系，山东 菏泽 274015)

前言

计算机支持的协作学习(Computer-Supported Collaborative Learning, CSCL)是最近兴起的一种新的学习方法，它可以有效克服远程学习的局限性[1].在CSCL教学中，教师根据教学任务，学生以分组的形式参与学习和讨论等协作性活动，教师观测学习的进行过程，并组织小组的交流，对学习进度进行指导，并对学习结果进行评价，保证教学目标的实现.通过这种方式既可以让学生养成使用计算机进行学习和解决问题的能力,又可以通过小组的学习组织形式，让学生一方面分工合作，另一方面互相竞争[2].基于项目学习(Project-based learning, PBL)是一种新兴的先进教学理念,它把学习和项目有机地结合在一起,强调在项目进展过程中学习知识.通过基于项目学习，学生既能在项目实践中学习知识，又能锻炼学生的实际动手能力、协作能力、自我学习能力和分析问题及解决问题的能力.PBL教学模式能够很好地提高学生的综合素质,目前，在国外已经被广泛应用在实际的教学中[3].而在国内，这种教学模式也开始受到教育学者的重视.在信息时代，各学科之间的界限被打破，所有学科更贴近生活和现实问题，因此采取综合性的、研究性的项目学习也是必要的[4].

1 基于Multi-Agent的策略式学习系统模型

单个Agent不能够处理复杂问题，故提出了多个Agent组成的Multi-Agent系统.在实际应用中，Multi-Agent系统模拟人类的社会活动通过计算机系统求解复杂问题.它通过多台计算机之间互相协作，来完成单个计算机无法完成的工作.在PBL课程活动中，由于学员处于不同的地理位置，故在系统设计时要考虑项目组成员之间的分布性， 故引进Agent思想能够满足系统的要求.同时，采用Multi-Agent System的概念和理论，以解决PBL课程的策略式模型的复杂性和多样性，满足学员的需求.在基于Internet的PBL课程的教学过程中，因每个学员都分布在不同的地理位置，故本系统是基于分布式的.由于Agent具有分布性特点和PBL课程的策略模式的复杂性和通用性，故我们引进Agent到PBL课程系统中.

基于Multi-Agent的策略式系统包含教师子系统、学生子系统和管理员子系统三种模块，分别由教师、学生和管理员对其进行管理,基于Multi-Agent的PBL课程的策略式系统建模如图1所示.

图1 基于Multi-Agent的策略式学习系统建模

管理员子系统包含接口Agent和模板Agent，模板Agent能够对模板的设立和变动进行管理；教师子系统和学生子系统包括接口Agent、策略Agent、执行Agent和任务Agent，教师子系统负责从策略库读取策略，交给执行Agent进行执行.策略Agent能够为使子系统更好地完成教师设定的目标，制定满足教学子系统执行的办法，执行Agent能够根据学习要求对项目规划进行有效地执行.各种Agent之间互相通信，共同完成项目的最终设定任务.

2 基于Multi-Agent的策略式学习系统实现

管理员通过管理员接入子系统对课程和人员信息进行有效管理，并对课程模板和评价模板进行设置.课程模板设置包括对课程基本信息、课程模板的阶段任务等，评价模板对各种评价方式和评价项类型进行设置，建立课程模板如图2所示.

教师接入子系统完成教师对课程体系和评价体系的制定，并对学生的课程学习情况进行统计.教师的课程初始化时先进行项目分组，然后对项目时间进行设置，最后设置课程策略和评价策略.教师接入子系统制定课程策略的步骤如下：

1) 根据教师需求选取课程模板，并定制课程计划.

2) 根据教师选取的模板把项目分成多个阶段，并对各个阶段设置检测点.

3) 查看设置的合理性，务必使前一检测任务全部完成后，后一检查任务才能开始.

4) 根据系统提供的项目作业列表，教师可以有选择地让学生从作业列表中按作业提交时间进行提交作业文件.

5) 如果教师对模板提供的选项不满意，可以按照自己的要求增加自定义文件.

图2 课程模板

教师接入子系统制定评价策略的步骤如下：

1) 首先系统会调入项目总体评价分项模板，系统会自动读取总体评分模板对应的评分项目，以及评分项对应的评分标准和该评分标准所占的权重.教师根据课程需要选择评分项和该评分项的权重.

2) 系统按顺序调入checkpoint的项目评分项模板和互评模板.对应某一checkpoint，系统会自动读取该checkpoint对应的检查点评分项列表，教师根据课程需要选择评分项和权重.

3) 制定评价公式.系统支持两种评价公式设计方式.(1)公式模板方式：教师选择系统所提供的模板，并填写公式中的参数.(2)自定义方式：系统指导教师设计符合要求的自定义评价公式.目前，系统能够识别含“+，-，×，/，( )”运算符的四则运算.

4) 生成Formular.系统最后都生成Formula的数据结构，并且存储到数据库.系统则根据设定的公式算出学生项目得分的成绩.在本系统中能够把成绩统计并生成Excel表格，输出并给教师提供各种项目组的表现统计图，使教师对项目的进展情况、效果、学生的表现情况有更清晰的了解.

3 小结

本文应用策略式模型来分析基于项目的教学，提出了对该模型的基于Multi-Agent的系统实现模型，并对模型进行了实现.

参考文献:

[1]刘博，赵建华.网络支持的小组协作学习应用研究[J].中国电化教育，2012,(8):16-21.

[2]薛艳男.基于项目的协作学习(CPBL)在初中物理教学中的应用[J].课程教育研究，2014,(12):32-36.

[3]王旭.新课标下项目学习在地理教学中的应用研究[D].武汉：华中师范大学，2012.

[4]刘红梅.项目教学模式在中职计算机应用基础课中的应用研究[D].济南：山东师范大学，2012.