agent技术应用于网络化的教学系统论文.doc

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摘要

目前，随着网络教学不断深入和发展，开发功能强大、智能化程度较高的网络教学平台成为网络教学研究的核心课题之一。

目前现有的网络教学平台由于缺乏智能性、自适应性以及交互性等，这些都给教学应用带来了很大的障碍。

而Agent技术的研究在理论上相对成熟，它借鉴了教育心理学和人类行为学的理念，使得Agent具有很强的智能性和个性化的特点，将Agent技术有效应用于网络教学平台的开发过程中，可以提高网络教学的个性化、适应性、交互性、可维护性等，从而可以为学生的学习提供良好的交互界面，达到吸引学生兴趣，改善教学效果、实现终身学习和个性化教学的理念。

本研究主要对现有的网络教学系统、智能教学系统进行分析，分析其存在的主要缺陷和核心问题，提出将Agent技术应用于网络智能教学平台的必要性和可行性。

指出基于Agent的网络教学平台实现的理论基础，并在此基础上，对Agent及其相关技术进行研究和分析，提出了一个基于Agent的个性化网络教学模型，并对该模型中的管理Agent、学习者Agent、教师Agent、个性分析Agent、作业测试Agent和答疑Agent的结构和功能进行了详细的设计，对系统实现个性化的策略进行了分析与研究，最后在JADE平台上，结合ACL通讯语言，利用SQLserver数据库系统和JSP语言实现了系统的部分功能。

关键词Agent个性化网络教学系统JADE数据库技术

ABSTRACT

Atpresent,withthecontinuousdeepeninganddevelopmentofnetworkteaching,networkteachingplatformforthedevelopmentofpowerfulfunction,highintelligentdegreehasbecomeoneofthecoresubjectsofnetworkteaching.Atpresent,theexistingnetworkteachingplatformduetolackofintelligence,adaptiveandinteractive,whichgavetheteachingapplicationhasbroughtalotofobstacles.TheresearchofAgenttechnologyintheoryisrelativelymature,itlearnsfromtheeducationpsychologyandhumanbehaviorconcept,thecharacteristicofAgentishighlyintelligentandpersonalized,thedevelopmentprocessofAgenttechnologyappliedinthenetworkteachingplatform,canimprovethenetworkteachingindividuation,adaptive,interactive,maintenanceandsoon,whichcanprovideagoodinterfaceforstudentstolearn,toattracttheinterestofstudents,improvetheteachingeffect,therealizationoflifelonglearningandtheconceptofindividualizedteaching.

Thisresearchmainlycarriesontheanalysistotheintelligentteachingsystemofnetworkteachingsystem,theexisting,analysisofthemaindefectsandthecoreproblems,putforwardthenecessityandfeasibilityoftheapplicationofAgenttechnologyinnetworkteachingplatform.PointsoutthatthetheoreticalfoundationforrealizingthenetworkteachingplatformbasedonAgent,andonthisbasis,researchandAnalysisonAgentandrelevanttechnology,putsforwardapersonalizednetworkteachingbasedonAgentmodel,andthemodeloftheuserloginAgent,learners,teachersaswellastheAgentAgentAgentgroupstructureandpersonalityanalysisthefunctionofthedetaileddesign,analysisandResearchonpersonalizedstrategytorealizethesystemontheASP.NETplatform,finally,combinedwiththeACLcommunicationlanguage,realizedsomefunctionsofthesystemusingSQLserverdatabasesystemandJavalanguagetools.

KeywordsAgentpersonalizednetworkteachingsystemwith.NETdatabasetechnology

目录

第一章绪论

1.1研究背景和意义

随着网络技术的飞速发展和广泛应用，互联网作为一种快捷、高效的信息获取手段和通讯交流平台，已经逐步深入到了人们的工作、生活和学习中。

网络教育也已成为人们接受继续教育和进行终身学习的重要形式，成为构建终身教育体系和学习型社会的基础和平台。

网络教育不受教学时空的限制，学习者可以通过网络，根据自身条件和需要选择学习内容和学习方式，自主安排学习进程，获得所需要的各种多媒体教学资源和学习指导，还可以与其他学习者或教师进行交流，实现教学互动和协作化学习。

传统的网络教学方式已经不能无法满足用户的需要，因此，研究具有智能性的网络教学系统是目前发展的主要趋势。

把智能技术和网络教学技术相结合，从某种意义上能改变传统的教学方式，并对教育理念的发展也起了推动作用。

具有智能性的网络智能教学系统能自动适应学习者的学习需要，为其提供个性化的教学方式，有效地提高学习效率，必将成为今后网络教学发展的必然方向。

现在现有的一些智能教学系统[1-7]对于学习者的基本教学要求都可以实现，但是仍然存在着一些问题，其主要体现在：

（1）系统缺乏个性化，教学过程主要通过呈现教学材料为主；

（2）系统采用超文本的方法组织教学材料，提供的知识点之间关联性少，容易使学习者在学习过程中出现迷航现象，从而导致偏离学习目标。

（3）系统的智能性较低，不能针对学习者的个体差异性而提供个性化的学习方式和学习内容。

（4）系统的测试评测能力不强，不能对学习者的学习情况做出评价和反馈。

（5）系统中学习者与教师、学习者与学习者之间的交流和互动不足。

鉴于以上大部分教学系统所存在的问题，以个性化相关学习理论为指导，本文结合Agent技术，构造了一个基于Agent的个性化网络教学系统模型。

该模型利用Agent技术对学习者的学习形为进行动态跟踪，并对学习者的学习能力进行分析，有针对性的采用一定的策略对学习者实施个性化教学或引导，实现学生的个性化学习和教师的智能化教学。

将Agent的智能化思想和网络教学系统相结合，极大地促进了网络教学系统的个性化与智能化，充分调动学习者主体的自主学习兴趣，有效地提高学习者的创新能力，将大大推动网络教育的发展。

1.2国内外研究现状

目前，把Agent技术应用于网络化的教学系统国内外己经进行了多方面的研究，而国外对这方面内容的研究[8-11]较早，其中，美国是研究最为活跃的国家[12]，此外，欧洲[13]、日本、加拿大等国家[14-19]也进行了智能教学系统相关的研究。

他们的研究工作主要在大学和军方进行，像美国的一些知名大学，比如Stanford，MIT，Memphis，John-Hopkins，California等都在进行这方面的研究工作，并开发出了一些智能性比较高的教学应用软件，同时创建了内容丰富的智能教学网站。

在国外影响比较大的智能教学系统是Autotutor，它是由教学研究集团开发，该系统在交互界面、教学内容和过程这些方面设计得很全面；其次还有Memphis大学研究开发的Tutor系统，该系统的研究时间长达15年，能够实现对不同学科的教学，它能够由计算机进行提示或暗示，对学生的问题适当做出反应，还不需要进行多种选择，就能够自动对问题的键入和口头反应进行判断，解释有可能产生的语法或不正确的语言等。

国外对Agent智能代理方面的研究已有多年，但是Agent技术在教育领域方面的应用还处于初级阶段，几个典型的智能代理应用模型有:

（1）w.LewisJohnson等人的研究

美国的w.LewisJohnson等人[20]提出了一个叫做Adele的教学代理，其目的是通过智能代理去监视计算机与学生的交互，适时提供指导和建议，实现了教师与学生之间的交互。

当学生进行网络学习时，在每个学生的电脑上都运行Adele的备份，记录学生的行为，随时掌握学习者的学习情况，并根据需要适当调整教学内容。

目前，Adete的智能代理技术已成功应用到了医学相关的教育课程中。

但w.LewisJohnson等只对Adele智能代理功能进行了描述，没有论及它的结构和社会性。

（2）Evandro和perkusic的多代理学习环境模型

Evandro和Perkusic等人[21]提出了一个多代理学习环境模型，该模型的核心部分包括学习者、界面Agent、教学Agent群和通信Agent四个模块，它定义了各Agent的结构、功能，以及它们之间的通信协议。

该模型定义了多Agent间进行交互式的语法，定义了独立的教学Agent，并为其赋予了强大的功能和复杂的结构，Evandro等人试图把教学Agent设计成具有教学经验和知识的教师，又具有很强对外交流的“社交家”，并且希望每个教学Agent都处于同级的平等地位，很明显，这种定义的复杂性会给系统的实现带来很大的难度。

（3）Jean.FrancoisMorin提出的教学代理模型

Jean.FrancoiSMorin等人[22]提出了一种面向智能代理的模型，把知识分为领域知识和问题解决知识两类，把学生学习的知识分为学习新知识和验证旧知识两类，把教学知识根据知识和学习的不同类型分为四类，也就是四种不同的教学策略，并提出这四种教学策略可以通过教学代理来实现，但遗憾的是论文并没有提出一个完整的智能代理模型以及系统的体系结构，更没有涉及到智能代理系统的具体设计与实现。

相对于国外来说，我国对基于Agent技术的网络教学系统研究起步得比较晚，早期的研究工作主要集中在部分大学和研究机构里进行，并且经过严格测试的应用型系