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篇1

【關鍵詞】計算機 人工智能技術 系統(tǒng)

人工智能（Artificial Intelligence）是研究使計算機模擬人的學習、推理、思考、規(guī)劃等思維過程和智能行為的學科，用過對計算機實現(xiàn)智能的原理的研究，制造出類似于人腦智能的計算機，使計算機實現(xiàn)更高層次的應用。隨著信息技術的發(fā)展和網(wǎng)絡的廣泛普及，人們教育觀念正在悄然改變，新型的教育模式正在成形，計算機網(wǎng)絡遠程教育迅速發(fā)展，然而由于計算機網(wǎng)絡遠程教育發(fā)展尚不成熟，實際應用過程中存在諸多問題，而人工智能的引入，則使計算機網(wǎng)絡教育水平提升到一個全新的發(fā)展臺階，并展現(xiàn)了其廣闊的發(fā)展前景[1]。

一、人工智能技術概況

人工智能是通過研究人的智慧機理和思維過程，利用計算機體現(xiàn)和模擬人的智能行為。人工智能自其正式提出至今短短幾十年內(nèi)取得飛速的發(fā)展，已經(jīng)成為一種成熟的工具。由于人工智能的效用堪比人的智慧，在進行信息分析處理時可以采取語音識別，實現(xiàn)人機對話，所以其應用范圍自其發(fā)展以來逐步向諸多領域擴展，如醫(yī)學、建筑學、地質(zhì)學、機械等，而其研究課題也不斷深入，如專家系統(tǒng)、機器人、自然語言處理系統(tǒng)、博弈等。人工智能具有理解經(jīng)驗并從中學習、辨別模糊或互相矛盾的信息、快速而成功地對新環(huán)境做出反應、在解決問題時使用推理進行有效的推導、能處理復雜的情況、應用知識控制環(huán)境等諸多能力。人工智能是一個知識信息系統(tǒng)，知識在人工智能中占據(jù)重要的地位，計算機的智能只有通過對知識的發(fā)現(xiàn)、儲存、學習、推理和決策才能展現(xiàn)出來。人工智能主要有以下優(yōu)勢：首先，由于知識儲存與計算機系統(tǒng)中，為人們知識傳播和復制帶來了極大的便利，計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，使知識的傳播和復制突破時間和空間的限制，為人們帶來無限的知識共享。其次，人工智能系統(tǒng)拓展了知識信息獲取渠道，同時在某些任務處理的質(zhì)量和速度上，人工智能展現(xiàn)的能力驚人的能力，遠非人類所能及[2]。

二、人工智能技術在計算機網(wǎng)絡教育中的應用

（一）智能決策支持系統(tǒng)

智能決策支持系統(tǒng)（IntelligentDecision Support System）是由決策支持系統(tǒng)與人工智能結合的產(chǎn)物，在網(wǎng)絡教育領域的應用展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。智能決策支持系統(tǒng)在數(shù)字圖書館中的應用，則使得決策目標和進行問題的識別更加明確，幫助決策者建立起完善的決策模型，提供多種備選方案，同時對各種備選方案進行選擇、優(yōu)化、比較、分析，從而使決策者的決策更加準確、有效[3]。

（二）智能教學專家系統(tǒng)

智能教學專家系統(tǒng)ITES（Intelligent Teaching Expert System）是傳統(tǒng)CAI系統(tǒng)轉向的主要方向，是一種開放式交互教學系統(tǒng)，通過智能教學專家系統(tǒng)利用計算機對專家教授教學思維的模擬，從而為教學提供一個良好的智能環(huán)境。一方面，學生可以通過智能專家系統(tǒng)獲取知識，另一方面，智能教學專家系統(tǒng)能根據(jù)學生的具體實際情況（包括知識儲備、能力、學習方式等）進行知識傳授，從而使教學效果大大提升。在智能教學專家系統(tǒng)中，智能計算機輔助教學占據(jù)重要地位，具有以下智能：首先，自動生成各種問題和練習，并在教學內(nèi)容理解的基礎上，形成問題解決方案，同時還能自動生成和理解自然語言；其次，能根據(jù)學生的自身實際情況，對學生的學習內(nèi)容和教學進度進行合理調(diào)整，并對教學內(nèi)容具有解釋咨詢的能力；再次，能對學生的錯誤進行判斷，評價學生學習行為，并幫助學生糾正錯誤，同時使自身教學策略得到完善。

（三）智能導學系統(tǒng)

智能導學系統(tǒng)（Intelligent Induct-learning System）是現(xiàn)代繼續(xù)安吉網(wǎng)絡教育系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡教育項目的保障。通過智能導學系統(tǒng)，能為學生提供一個良好的學習環(huán)境，并能快速地獲取其所需要的各種資源，從而使學習者獲得學習的全方位服務，進而達到學習的成功。智能Agent技術的智能導學系統(tǒng)，可根據(jù)學生的具體情況制定符合學生實際的導學策略，并為學生提供個性化、針對性的服務。在這種導學策略下，系統(tǒng)不僅能自動生成各種問題和解決方案，并且能合理規(guī)劃、調(diào)整學習內(nèi)容和進度，同時能針對信息反饋內(nèi)容及時修正導學策略，使導學策略更加合理科學[4]。除了上述3各種系統(tǒng)在計算教學中的應用，還有智能仿真技術（Intelligent Simulation Technology）、智能硬件網(wǎng)絡IHN（Intelligent Hardware Network）、智能網(wǎng)絡組卷系統(tǒng)INES （Intelligent Network Examine System）、智能信息檢索引擎 （Intelligence Information Retrieval Engine）等系統(tǒng)在計算機網(wǎng)絡教學中應用，這些人工智能在計算機網(wǎng)絡教學中的應用，共同推進了計算機網(wǎng)絡教學的發(fā)展。

三、結語

計算機網(wǎng)絡教育中加強對人工智能技術的引入，使我國現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡教育呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，通過多種智能系統(tǒng)的應用，使計算機網(wǎng)絡教育的學習環(huán)境得到極大的改善，計算機網(wǎng)絡教育的時空制約進一步突破，大大延伸了計算機網(wǎng)絡教育的服務領域。隨著人工智能技術在計算機網(wǎng)絡教育中應用的深入研究和發(fā)展，未來計算機網(wǎng)絡教育的個性化將會更加突出，遠程教育也將實現(xiàn)更好的發(fā)展。

參考文獻：

[1]潘瑞玲，余輪.具有Agent功能的遠程教育系統(tǒng)的設計[J]. 福州大學學報（自然科學版）. 2012（03）：105-106.

[2]何丕廉，蘇成君，郝禎亮.網(wǎng)上虛擬教室中筆記系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 計算機工程與應用. 2011（18）：239-241.

篇2

關鍵詞：精品課程；Agent；多Agent系統(tǒng)；高職教育

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)11-2526-03

Study and Practice on Higher Vocational Excellent Course Website Based on Agent

CAI Li-lu1，DIAO Yong-feng2

(1.Anhui Finance & Trade Vocational College, Hefei 230601，China; 2.China West Normal University, Nanchong 637002, China)

Abstract: With the increasing number of high vocational course website，course website has been more mature in some respects，such as issuing teaching information and showing course content，but websites general lack of intelligence，adaptation，and interaction.To overcome these problems，the Agent technology is adopted in website system.This article has discussed the system framework，working principle，and the related technologies, and based on this，it has given the specific case in order to improve the demonstration of the outcome and effectiveness of the course construction.

Key words: excellent course; Agent; multi-agent; high vocational

隨著信息技術的應用和網(wǎng)絡教育的蓬勃發(fā)展，近年來，各高職院校建設了多門精品課程。精品課程為改善學習和訓練條件提供一種有效的手段，也為教師和學生提供靈活、方便、豐富的授課方式和學習方式，然而目前的精品課程，多數(shù)只是將課堂教學簡單搬上網(wǎng)絡，這樣導致的最大的問題就是精品課程網(wǎng)站智能化程度低，不能對不同認知水平的學生采用不同的教學策略，實現(xiàn)因材施教，而將Agent技術應用于精品課程網(wǎng)站，能有效克服現(xiàn)階段精品課程教學系統(tǒng)的局限和不足。

1 Agent技術簡介

Agent一詞直譯為“”，也有人把它翻譯為“智能”。所謂Agent，按Wooldridge[1]教授的提法，“如果一個實體具有自主性、反應性、預動性、社交性四條基本性質(zhì)，那么該實體可以視為一個,“Agent”。Shoham[2]教授認為，“如果一個實體可以用信念、承諾、義務、意圖等精神狀態(tài)進行描述，那么該實體可視為一個Agent”。綜合這兩種定義方法，給出Agent的定義如下：

Agent也就是軟件，是一個能在特定環(huán)境下連續(xù)、自發(fā)地實現(xiàn)功能，并且與相關和進程相聯(lián)系的軟件實體。連續(xù)，自發(fā)的要求來源于環(huán)境的變化，要求能在沒有人的引導和干涉下以柔性、智能的方式對用戶的需求實時地加以響應，更理想的情況是在某一特定的環(huán)境下和時間內(nèi)，反復實現(xiàn)某一功能后能夠吸取經(jīng)驗教訓，即具備所謂的學習功能[3]。另外，還希望能與環(huán)境中的其他和進程進行通信、合作。

由于現(xiàn)實問題紛繁復雜，當單一Agent不能解決時，就需要把多個Agent進行組織和調(diào)度形成多Agent系統(tǒng)來承擔任務。基于多Agent技術的系統(tǒng)是指多個Agent相互通訊、彼此協(xié)調(diào)，共同完成作業(yè)任務的系統(tǒng),各Agent能夠通過相互協(xié)調(diào)解決大規(guī)模的復雜問題，使系統(tǒng)具有很強的可靠性和自組織能力。[4]

2基于Agent的精品課程網(wǎng)站框架

由于精品課程網(wǎng)站涵蓋教學的各個環(huán)節(jié),是一個復雜的信息系統(tǒng)。因此應該將其劃分成子問題，設計采用Agent作為基本單元，構造多個具有一定功能的Agent，再由這些Agent去分別處理子問題。并通過協(xié)調(diào)Agent管理、調(diào)度、協(xié)調(diào)其他Agent的行為。系統(tǒng)如果需要對某個功能進行修改，只需修改相應的Agent設計，再修改協(xié)調(diào)Agent的協(xié)調(diào)機制?；谏鲜龇治?，結合精品課程網(wǎng)站實際，構建了圖1所示的精品課程網(wǎng)站系統(tǒng)模型。

系統(tǒng)采用瀏覽器（Browser）／（Agent）／中心服務器（Server）模式即B／A／S模式，Web瀏覽器作為客戶端，通過該層可以實現(xiàn)任務的接受、用戶信息和行為的獲取、處理結果的反饋等，中間層是各種Agent，負責溝通客戶端和服務。部分Agent的功能如下。

學生Agent：學生Agent主要是為協(xié)助登錄精品課程網(wǎng)站的學員完成學習任務的智能，一個注冊賬號對應一個學生Agent，并自動在學員登錄時自動為其提供服務。它負責記錄學生的學習特點、個性特點和學習過程。這些數(shù)據(jù)是分析個別化學習的基礎，也是選擇學習內(nèi)容、準備教學資源、控制教學策略的參考依據(jù)。

教師Agent：教師Agent是為輔助教師更有效的完成教學任務而設置的，它主要負責對教學資源、教學內(nèi)容以及教學策略進行日常維護。教師Agent通過教學Agent了解學生學習過程，指導和監(jiān)控教學過程，并根據(jù)學生的反應，給出解答和指正。

管理員Agent：在精品課程網(wǎng)站系統(tǒng)中涉及一系列的管理如課程管理、成績管理、身份識別與訪問權限管理等等。管理員Agent能主動獲得諸如學習者的學習習慣偏好、學習水平等數(shù)據(jù)和資料，協(xié)助管理員進行快速有效的反應；為學生Agent搜索指定相應的教師Agent以指導學生的學習；對教學內(nèi)容和教學活動的監(jiān)督、管理協(xié)作學習區(qū)；對其他的Agent進行增刪管理、地址管理、名錄管理和通訊管理。動態(tài)地對知識庫進行有效的更新、歸類等。

協(xié)調(diào)Agent：協(xié)調(diào)Agent負責整個系統(tǒng)的管理與控制，并協(xié)調(diào)各智能體之間的問題求解，實時建立戶與系統(tǒng)的通訊，起著一個總調(diào)度的作用。[5]協(xié)調(diào)Agent了解系統(tǒng)中其它Agent的信息（位置、功能、狀態(tài)），能夠檢測和消除沖突信息并將任務自動分解成并分配給相應Agent執(zhí)行。

答疑Agent：在精品課程網(wǎng)站中學生提出的問題往往較多，很難對每位學生的問題都能實時解答。但是根據(jù)學科的特點和教學經(jīng)驗，課程的內(nèi)容具有經(jīng)典和普遍意義，學生對課程的理解一般都有相似之處，提出的問題實質(zhì)性內(nèi)容有60%~70%是相同的，只不過表達方式可能有所偏差。[6]因此，在精品課程網(wǎng)站中可使用答疑Agent來輔助解答學員常見問題。答疑Agent對學生提出的問題首先在數(shù)據(jù)庫里面進行查詢，如果找不到答案時，答疑Agent將此問題提交給教師Agent，由教師Agent提醒教師做出回答。若這個問題在一定時間內(nèi)多次被提出，Agent把它提交到常見問題庫中；答疑Agent還對問題和答案進行統(tǒng)計分析并將結果信息傳遞給教師，這樣教師能了解學生對于知識點的掌握情況以及問題所在，能夠優(yōu)化教學，提高教學效果。

測試Agent：測試目的是為了檢驗學生是否掌握了相應的知識和能力，為教師改進教學績效提供決策依據(jù)，從而促進教學水平的不斷提高。測試Agent在測試過程中實時考評學生的水平，并根據(jù)學員的答題情況動態(tài)選擇試題，測試完成后給出答案和錯誤原因。

知識庫：由學習資源庫、系統(tǒng)知識庫、教學策略庫、學生模型庫、試題庫組成的知識倉庫，為智能學習系統(tǒng)提供了變化的數(shù)據(jù)集合。知識庫中的信息都可以為每個智能體共享。

圖1基于Agent的精品課程網(wǎng)站系統(tǒng)

3多Agent的精品課程網(wǎng)站的工作原理

這里以學生學習的工作流程(圖2)為例說明多Agent的精品課程網(wǎng)站的工作原理：

登錄注冊：學生通過瀏覽器訪問精品課程網(wǎng)站并注冊登記。如果管理員Agent同意。則將該生的注冊信息添加到學生信息庫，學員第一次進入系統(tǒng)，須要參與預評估測試，用于了解學生的學習風格、知識水平、認知能力等并存入學生特征庫，以備以后教學時調(diào)用、修正。

課程學習：學員根據(jù)需要選擇課程，進入系統(tǒng)開始學習。系統(tǒng)自動生成的學生Agent會將用戶的學習請求轉化為Agent能夠識別的命令，教師Agent依據(jù)信息庫中系統(tǒng)診斷性測驗中的表現(xiàn)、學習風格、學習的歷史記錄、與系統(tǒng)的交互情況進行推理，選取知識庫中的適合學生實際水平與學習特點的學習內(nèi)容和教學策略。在課程學習過程中，學生Agent幫助學生與教師Agent練習、溝通；教師Agent指導學生教學；答疑Agent將負責回答學生的各種疑難問題，對于不能解決的問題，則提交給教師，由教師負責解答。

練習：學生選擇單元練習后，系統(tǒng)自動從題庫中調(diào)出與學習內(nèi)容和學生的水平相關的習題。并在練習后根據(jù)結果數(shù)據(jù)提供反饋信息，如建議學生重新學習相關知識點等。

測試：學生測試完畢后，測試Agent把測試的結果反饋到教師Agent、學生Agent和相應的數(shù)據(jù)庫。同時根據(jù)學生的學習情況進一步調(diào)整教學計劃，直至符合學習目標要求。

評估：對測試結果進行評估是否達到了規(guī)定的通過閥值，對測試的知識點進行自動分析并給出學習建議，進一步引導學生學習相關課程。

退出：學生完成或中斷某一知識點的學習時，學生Agent記錄了本次學生學習情況，學生Agent、教師Agent會修改相應的數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容。

圖2學員學習流程圖

4多Agent高職精品課程網(wǎng)站上的特征

將Agent技術應用于我院省級精品課程網(wǎng)站“圖形圖像處理”課程，學生和教師普遍反映良好，相比傳統(tǒng)精品課程網(wǎng)站有以下優(yōu)勢：

l）網(wǎng)絡教育的個性化。

在Agent被應用以后，可以做到學生的個性化教學，因為利用其智能性可為不同水平、不同學習內(nèi)容和學習動機的教學對象，提供不同的教學資源和教學方式。這是因材施教教育思想的具體體現(xiàn)，也是建構主義學習理論中以學生為中心的教育思想的體現(xiàn)[7]。

2）答疑智能化。

學生在精品課程網(wǎng)站學習過程中，會遇到各種疑難問題，如果這些問題得不到及時解答，學生的學習效率會受到影響，學生的積極性也會受到打擊。而有了答疑Agent,學生可以像詢問老師一樣提出遇到的疑難問題。答疑Agent首先通過查詢自身知識庫，將相關答案反饋給學生，若不能解決，則將問題提交并通知給教師解決，極大地提高了答疑效率。

3）討論、協(xié)作學習智能化。

傳統(tǒng)的精品課程網(wǎng)站多數(shù)也為學習者提供了交流、討論的場所，然而這種交流和協(xié)作是靜態(tài)的。而將Agent應用于精品課程網(wǎng)站，可以將學員討論的問題進行總結提煉，并能根據(jù)討論的情況組織專題性的討論，引導學生做更深入的研究和探討，發(fā)揮協(xié)作式學習的優(yōu)越性。

4）解決資源迷向的問題。

學習者在精品課程網(wǎng)站中經(jīng)常會出現(xiàn)“資源迷向”現(xiàn)象，即不知道如何確切表達對真正想要的資源的需求，也不知道如何更準確、更有效地尋找資源[8]。Agent的信息推薦功能可以一定程度上以緩解該類現(xiàn)象。Agent能自動從庫中搜索符合學員興趣范圍和學習過程有幫助的數(shù)據(jù)，方便用戶快捷地找到自己的所需頁面。

5結論

將Agent引入精品課程網(wǎng)站，能實時地按照學生的學習水平來選取學習路徑、提供教學策略達到因此施教和提高教學績效的目的。當然系統(tǒng)中還有很多不成熟的地方，如目前只在內(nèi)網(wǎng)內(nèi)供本校學生使用、系統(tǒng)的推薦技術準確度還比較低等，在以后的應用實踐過程中，仍需進一步完善和改進。

參考文獻：

[1] Wooidridge M,Jennings N R.Intelligent Agents：Theory and Practice[J].Knowledge Engineering Review,1995,10(2).

[2] Shoham Y.Agent-oriented programming. Artificial Intelligence,1993(60):51-92.

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[6]薛安榮.基于多Agent的協(xié)同教學環(huán)境的設計與探討[J].計算機工程與應用,2000(12):67-69.