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基于智能代理技术的远程开放教育教学模型研究基于智能代理技术的远程开放网络教学系统摘要:研究分析当前远程开放网络教学系统存在的主要缺陷引入智能代理技术提出基于智能代理技术的远程开放教育网络教学系统模型并对此模型和植入当前广播电视大学远教平台的可能性进行了分析。本系统以期提高现有远程开放教育教学网络系统的智能性、适应性、友好性、可维护性和可扩充性增加人性化色彩改善远程网络教与学的效果实现真正的远程开放网络教育。关键词:教学系统网络教学智能代理远程教育远程学习IntelligentAgentTechnologybasedLongDistanceOpenWebEducationalSystemAbstract:ThisthesisanalyzedthemainlimitationsofthecurrentLongDistanceOpenWebEducationalSystem,introducedtheIntelligentAgentTechnology,andproposedtheModeloftheOpenWebEducationalSystemonthebasisofthistechnologyThen,itanalyzedthepossibilityoftheuseofthismodelintheLongDistanceEducationalPlatformofTVUsItishopedthat,withtheuseofthissystem,thepresentLongDistanceEducationalWebsystemcanbeimprovedinthefollowingaspects:itsintelligentability,itsadaptability,amity,maintainabilityandexpansibilityInshort,thissystemcanamelioratetheeffectofwebbasedteachingandlearning,andrealizetherealLongDistanceOpenWebEducationKeywords:EducationalSystem,Webteaching,IntelligentAgent,LongDistanceEducation,LongDistanceLearning现代远程开放教育突破了时空的限制将教学活动带到每一个角落。远程开放教育学生的任何人(Anyone)可以在任何地方(Anyplace)、任何时间(Anytime)通过各种智能数字终端连接到网络教学环境学习想学的任何课程(Anycourse)不再有传统的课堂的概念存在。现阶段的远程开放网络教学系统在一定的程度上实现了远程开放教学但也存在一些缺陷:)系统多以呈现教学文本为主缺乏充分的交互手段)系统缺乏智能对不同基础不同要求的学生和不同课程采用相同的教学策略不能根据学生的认知水平和自主学习情况自动调整教学策略)网络课程、多媒体课件、作业提交与批改系统、考试系统、教师网页等教学模块往往自成体系不利于知识的共享与协作)缺乏推理机制和学生模型的支持不能确定学生的知识水平和认知特点不能根据学生的意愿和理解能力去提供适合该生的学习材料并做出针对性的指导即不能很好的做到因材施教)缺乏对学生自主学习过程、学习进度、学习效果的有效监控和合理评价)系统缺乏人文关怀。随着计算机技术、多媒体技术和网络技术的迅速兴起和广泛应用教育技术进入了一个新的发展阶段特别是智能代理技术的发展为远程开放教育解决以上问题提供了新的思路和方法能充分体现远程开放教育互动、开放、智能、自适应的特点。、智能代理(IntelligentAgent)技术智能代理技术由自含式软件程序构成利用储存在知识库里的信息执行任务具有高度智能性和自主学习性智能代理间能进行交流共同执行单个智能代理所不能胜任的任务能根据系统定义的规则主动地通过智能化代理服务器代理用户完成某项任务并能推测用户的意图自主指定、调整和执行工作计划具有通过学习而获得知识、从经验中不断积累提高处理问题的能力。总的说来智能代理具有以下几个方面的特性:)智能性(Intelligent)。具有推理判断和计算能力能比较准确的理解用户的需求能将用户的需求任务、行为进行分解、分析有针对性提供服务具有解决问题所需的丰富知识、策略和相关数据。)代理性(Agent)。引导并代替用户对资源进行访问成为到达资源的枢纽和中介。)自主性(Autonomy)。一个智能代理应该是一个独立自主的计算实体。它应能在无法事先建模的、动态变化的信息环境中独立规划复杂的操作步骤解决实际问题,在用户不参与的情况下独立发现和索取符合用户需求的可利用资源与服务。)机动性(Mobility)。在网络计算环境下一个代理可以看成是代表用户驻网络的常设机构它可以在网络上灵活机动地访问各种资源和服务还可以就完成特定任务同其他智能代理进行协商和合作甚至把迁移”到网络中的其他主机上去执行任务。自己“智能代理在远程开放教育网络教学系统中主要发挥五方面的作用:动态跟踪过程实时监控、教与学的行为分析、信息的检索与过滤、协同学习和智能推理建议。通过这五个方面的作用使得远程开放教育网络教学系统可以利用智能代理技术实现对学生自主学习行为和教师的辅导行为的监督并根据学生的学习情况、进度和效果给出具体的指导为教师进行辅导提供智力支持。智能代理可以以教学者、管理者、学习者、监控者、评价者、引导者和协助者等身份出现协助远程学习者完成学习。智能代理技术在网络教学系统中的应用在一定意义上为远程开放教育提供了质量保障和技术支持。、基于智能代理技术的网络教学系统模型引入智能代理技术的远程开放教育网络教学系统模型如图所示。WEBSERVER学生群学生代理群数据库接口学生模型数据库教学评价教学管理代教学代理群教学策略代理群代Internet理理群Intranet教师代理群数据库接口教师模型数据库教师群图:远程开放教育网络教学系统模型图几个代理模块的主要功能如下:)教学策略代理群。由各策略代理和策略协调代理组成。策略协调代理根据学生模型中关于学生学习进度、学习的内容和学生学习的历史记录自动确定教学策略再根据策略知识库(或规则库)中关于各个策略代理的数据或推理规则决定相应的代理模式。当策略代理接收到协调代理的指令后将格式化的策略数据发送给教学协调代理。)教学管理代理群。由服务器系统根据教学需要动态生成主要功能是监视教学会话、教与学的行为根据学生的反应和教学内容的性质来调整教学的微策略。可以根据系统的忙闲合理生成教学管理代理可以为学生代理搜索到最佳的教师代理以便指导学生学习也可以将长期闲置的管理代理撤消或迁移到其他教学比较繁忙的站点。)教学代理群。它是由教学协调代理和多个教学代理组成。每个教学代理具有独立解决问题所需要的领域知识作为一个独立的智能个体完成其局部功能负责具体的教学任务如组织和呈现教学材料进行问题解决为学生提出建议或指导学生。当问题超出该代理具有的功能时通过代理间的协作机制即协调代理取得其它代理的支持实现知识的共享。在教学过程中协调代理还能够根据教学管理代理发送的对教、学过程的监视数据以及教学策略数据调整教、学过程中的微策略。教学代理群的基本框架如图所示单个教学代理的基本框架如图所示。智能学习代理教学资料库远程测试代理试题库远程作业代理作业库学生群智能答疑代理问题库远程交流代理Internet信息库Intranet备课代理素材库授课代理专家库„„„„教师群教学协调代理知识(规则)库图:教学代理群基本框架监控模块用户处理模块通信模块其它教学代理教学资源库知识库数据库图:教学代理基本框架)教师代理群。负责代理教师根据教学要求及学生模型为相关学生代理制定相应的教学策略和提供各种形式的教学、测试内容完成对教学情况的控制和监督在教与学的过程中收集学生的反馈信息以完善学生模型库和教学策略库利用教学策略代理群提供的策略和自身推理机制的推理对教学过程中遇到的问题自动求解和智能指导。其基本结构图如图所示。)学生代理群。负责代理学生与系统交互向教学代理发出学习的请求引导学生自主学习、协作学习在学习过程中根据学生的实际情况及时向教师代理反馈相关信息学习结束后将学生的学习进度、学习效果写入学生模型数据库并将学习结果返回给教师代理。其基本结构图如图所示。教师(学生)知识库知代理工作模块教识代教识代师操库理库师理(智能推理、计算))作)管管)设规学历个理理学置则生史人界系生及库)信兴面统知)息模趣型库爱库好)图:教师(学生)代理结构图)学生模型数据库及数据库接口。使用系统的每一个学生在系统的学生模型数据库内都会有一个记录用以跟踪他们的学习状态。包括学生的基本信息学习的进度当前已经完成的学习内容对不同类型知识的学习能力根据不同类别知识的学习效果判定对各知识点的掌握程度根据在各知识点上出现错误的次数判定在各知识点上系统采用过的教学策略和教学模式学生的综合学习能力。为评价代理群提供数据。)教师模型数据库及数据库接口。和学生模型数据库及数据库接口的设计思想类似在教师模型数据库内对使用系统的每一位教师都会有一条记录用以记载教师的教学行为和提供支持服务的情况为评价代理群提供数据。)教、学评价代理群。主要由评价处理模块、推理机制和规则策略库组成。根据学生模型库和教师模型库提供的数据结合自身的规则策略库运用智能推理机制对学生的学习行为、学习态度、学习效果、学习能力和对教师的教学行为、教学态度、教学能力、提供支持服务的效果等方面进行科学合理、客观公正的评价。、在广播电视大学远程教学系统中应用的可能广播电视大学远程教学系统分中央、省、地市三级有“三级平台互动资源充分共享适合自主学习”之说经过近年的实践证明也确实是一个很好的远教平台。在三级教学平台上可以实现远程开放教育要求的教与学的活动但缺乏智能引导、智能支持、智能评价等因素应当将智能代理技术引入远教平台才更趋完善。引入智能代理技术后的广播电视大学远教系统模型如图所示。学生模型数据库学生群教学策略代理群学生代理电大教学代理群在线远教平教师模型数据库台教师代理教、学评价代理群教师群管理代理群Internetintranet图:引入智能代理技术后的电大远教系统模型图、系统特点)系统智能程度高。在网络环境下可充分做到因材施教和个性化的教学极大的方便学生自主学习和引导学生学习。它对引导学生学习具有一定的针对性和前瞻性能合理规划和调整学习内容和进度并具有推理诊断功能诊断学生自主学习中的错误分析原因并加以改进。可以全程监控并记录学生的整个学习过程通过采集到的数据自动完善导学策略使之更加符合学生本人的知识水准并对教与学进行合理公正的评价更好的提高学生自主学习的能力和效果。)界面友好。通过智能代理可以提供个性化的界面结合多媒体技术可以更大程度刺激学习者和辅导者的感官和思维提高学习者和辅导者的积极性和主动性。)系统便于维护和扩充。采用模块化结构系统中所有代理和共享数据库是相互独立而又彼此联系提高了整个系统的可维护性和可扩充性。、小结智能代理技术能有效地解决远程开放教育网络教学中存在的一些问题在教与学的过程中均能发挥很大的作用。如何开发具有个性化智能化的远程网络教学系统目前已成为研究人员考虑的热点之一随着各种技术的进一步发展智能代理技术在远程开放网络教学系统中扮演的角色将越来越重要。所以对远程开放网络教学开展智能代理技术的研究是很有意义的。文中提出了一个基于只能代理技术的远程开放教育网络教学系统模型可以根据不同认知水平和学习情况为学生和教师提供个性化的学习和教学环境可以实现智能导学、智能导教、动态跟踪、智能评价、人文关怀和智能处理问题等功能可以实现真正的远程开放网络教育。、参考文献张震(基于Web的智能网络教学框架模型的设计与实现J(现代教育技术():(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():(何克抗(现代教育技术和优质网络课程的设计与开发J(中国大学教学():(李伟超牛改芳(智能代理技术分析及应用J(情报杂志():(李海燕费洪晓(基于多Agent的智能网络教学系统研究J(南华大学学报(自然科学版)():(何克抗李文光(教育技术学M(北京师范大学出版社:常汝吉((徐英卓(基于多代理的智能化远程教学模型J(计算机工程():(陈凯泉李艺(智能代理:网络教学的角色变革趋势J(现代远程教育研究():(吴代贤李建国(基于Agent的远程CAI系统研究J(西南师范大学学报(自然科学版)():(
2019_2020学年高中化学课时分层作业7杂化轨道理论、配合物理论（含解析）新人教版选修3
