资源智能体课程自育系统设计研究

孙清亮 李小平

[摘   要] 为了解决在网络资源课程建设发展中存在的课程一次性制作、永久使用而无后期建设的问题，为了保持网络课程资源内容与社会科学发展同步，为了使教师从后续繁重的课程开发维护扩展工作中解脱出来，研究在人工智能技术的基础上，提出以资源为智能体对象、以问题解决为导向的自顶向下的设计、借鉴专家系统及知识图谱思想、运用自育体建设策略的资源智能体课程自育系统设计方案，实现了智能资源课程系统架构的设计，并通过智能答辩评语资源体的开发和实现予以实证。研究将缓解优质教育资源的需求与教育资源生产者之间的矛盾，为今后教育资源的智能化、自动化、系统化开发奠定基础，促进人工智能技术与教育资源的创建、使用、更迭的深度融合。

[关键词] 课程资源; 资源智能体; 自育系统; 智能主体; 智能客体

[中图分类号] G434            [文献标志码] A

[作者简介] 孙清亮（1980—），男，山西曲沃人。博士研究生，主要从事教育技术、教育数据挖掘、人工智能等方面的研究。Email：sunql2017@163.com。

一、引   言

网络课程资源的生命不在于它的诞生，而是在于它的成长，各门课程的网络资源不光继承和传扬传统课程资源的教学思想、教学内容、教师的教学风格、教学策略和教学改革特性，更应该在课程的长期使用中不断地吸收更加丰富的新知识、新观点、新方法、不同的教学思想和风格[1]。而课程资源在创建、发布、使用、维护的过程中出现种种问题，比如：课程一次性制作后，相对于较长的使用周期，缺少后续的维护与更迭;教师及其他资源生产者无法从课程开发的繁重劳动中解脱;计算机的主要作用仍然处于课程资源开发中的搜集、拼装等静态过程，缺乏人工智能技术的辅助，人们对课程资源的智能化生成、专家指导等期望越来越高。为此，本研究从“大课程资源”角度，提出扩充课程资源视野、教学内容保持与时代同步、吸收不同思想理念、汲取不同表现形式和不同类别资源的课程资源吸收框架，开辟以课程知识图谱为基础结构、以智能手段自动获取资源、以课程资源本体为自育成长的资源智能体课程自育系统。

本次设计融入“智能”这一概念，针对课程资源建设及应用过程中的种种问题，提出了自育体、智能资源体等概念，借助知识图谱的拓扑结构，扩展智能体的效用，围绕上述研究对象，展开对自育智能的理念、结构、策略的研究，并进行实证开发。

二、智能体的构成与功能分布

智能体属于人工智能的范畴，是具有人的某些智慧和能力的实体（Entity），即具有智能的实体。针对本课题网络课程资源本体的研究，可以将智能体进一步描述为：拥有一定的知识积累，并具有部分推理能力的实体，即网络课程智能体[2]，它由智能主体、智能客体和信息源体这三部分构成，其信息加工及功能分布如图1所示。

智能主体是智能体的大脑，是知识推理和思维的核心，整个资源系统稳步而有序地运行，主要依赖于主系统内大脑的操控。智能主体通过探头，以文件扫描、信息抓取、添加属性、资源分类等操作，对信息源体和智能客体进行扫描和信息化处理[3]。

每一项智能包含不同目的的行为，依据智能功能的分类和处理信息的智能程度，将智能主体分为初级智能和高级智能。初级智能包括感知智能、分类智能、获取智能、存储智能，可以通过现有的面向对象的编程思想、关系型数据库架构、低廉的服务器存储，实现智能主体的初级智能。高级智能包括学习智能、自育智能、泛化智能、情感智能，可以通过数据挖掘、机器学习、NLP、情感分析等技术完成高级智能的功能。

智能客体是更高一级的资源对象，具有架构变化、内容替代、资源裁剪、资源拼装等资源功能行为，是被加工的对象，也是智能主体加工的对象，即网络课程资源体，含有多学科的多媒体教育教学资源文件。

自育是事物维持自我生存、促进自我发展的过程[4]，具有自育特征的事物就是自育体。自育体具有一定的反应性，可以感知外界环境的变化，通过自身的感知能力可以主动或被动地接收外部的刺激，将信息传送至主体，通过对多种刺激的不同反应特征，表现出一定的变化，使外部环境察觉到自育体的回馈，这种对外部刺激的敏感性高低决定了自育体的反馈性的高低，自育体在外部环境的多重刺激下，会作出被动式的响应，凭借本身先前的经验，对外部环境的变化作出主动式的预测性判定，在或大或小的正负反馈中，不断修改自身的行为，以更好地适应新环境。自育体对外部环境的变化所做出的反应是被动和主动相结合的，既可以在感觉到外部环境的刺激之后做出被动的响应，又可以根据先前的经验做出预测性的判定，进行主动性的响应。在这样往复循环中不断地变化、不断地适应、不断地成长、不断地进化、不断地自我完善。带有经验性的预测将会使自育体性能逐渐趋向于稳定化、成熟化和系统化发展，事实上，自育体形成了形似闭环的控制系统。图1中的智能主体和智能客体均具有较高的自育功能，也可称为智能化的自育体。

信息源體是由用户上传的网络课程资源、Web互联网获取的资源信息共同组成的信息源实体，该实体是静态的，不具有智能化和自育的特征。

三、资源智能体的设计

以信息源体为基础载体，通过智能主体和智能客体的辅助，三个实体共同组成一个整体，称为资源智能体。其中除信息源体外，智能主体和智能客体都具有一定的智能化，同时，又拥有自育功能，所以这两个实体既是智能体，又是自育体，可以看作是具有智能化属性的自育体、具有自育能力的智能体，而自育又可以作为从属于智能的一种能力，即自育智能。三个实体相互协调组成整体，融入人工智能技术，形成以资源为载体，同时，拥有自生成、自修复、自我发展等自育能力，以知识图谱为网格结构的智能体。

（一）以问题解决为导向的自顶向下的设计