基于移動(dòng)Agent的智能遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的研究

徐春香

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院,哈爾濱 150028）

基于移動(dòng)Agent的智能遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的研究

徐春香

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院,哈爾濱 150028）

針對(duì)目前遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)存在的缺陷,提出基于移動(dòng) Agent技術(shù)的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)。以建構(gòu)主義為理論基礎(chǔ),采用 Agent技術(shù)可以克服當(dāng)前遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)個(gè)性化、智能化程度低的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn) Agent之間的通信,以提高系統(tǒng)的交互性。

移動(dòng) Agent;遠(yuǎn)程教育系統(tǒng);遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)模型

學(xué)習(xí)是一個(gè)學(xué)習(xí)能力不斷提升的過程,只有根據(jù)自身特點(diǎn)提供適合其的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)策略,才能達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。但是現(xiàn)階段的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)多數(shù)難以滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求,而且學(xué)生和學(xué)習(xí)網(wǎng)站頻繁地交互,造成了帶寬嚴(yán)重浪費(fèi)。本文的基于移動(dòng) Agent技術(shù)的系統(tǒng)模型,為解決以上問題提供了新的思路和方法。

1 移動(dòng) Agent概述

軟件Agent本文定義為:模擬人類的智能行為并提供相應(yīng)服務(wù)的一種計(jì)算機(jī)程序[1]。軟件 Agent被分為兩類:移動(dòng)Agent和靜態(tài) Agent。移動(dòng) Agent實(shí)際上可以理解為一種可移動(dòng)執(zhí)行的程序,能夠攜帶其代碼和狀態(tài)自主地從網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行,尋找合適的資源,完成特定的任務(wù)。移動(dòng) Agent技術(shù)具有自治性、反應(yīng)性、能動(dòng)性、學(xué)習(xí)性和移動(dòng)性[2]。具有對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接的依賴性小、支持離線操作、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。因此,將移動(dòng)代理技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。

2 基于移動(dòng) Agent的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的教學(xué)系統(tǒng)。如圖 1所示:

系統(tǒng)引入三層模型的概念,具體情況如下:

（1）用戶層:負(fù)責(zé)為用戶提供友好的交互界面,跟蹤和收集用戶行為,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?yàn)橛脩籼峁椭椭笇?dǎo),根據(jù)用戶請(qǐng)求創(chuàng)建并派遣移動(dòng) Agent到服務(wù)層執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。

（2）通信層:采用移動(dòng) Agent技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶層與服務(wù)層之間的通信。移動(dòng)Agent攜帶用戶請(qǐng)求到服務(wù)層,并將獲取的資源或指導(dǎo)返回給用戶。

（3）服務(wù)層:負(fù)責(zé)收集整理用戶信息和教學(xué)資源,為用戶提供信息和個(gè)性化教學(xué)服務(wù),通過分析用戶行為建立和更新用戶模型,維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 系統(tǒng)的學(xué)習(xí)流程

學(xué)習(xí)過程如圖 2所示:

（1）用戶首先登錄教學(xué)服務(wù)器,進(jìn)行身份驗(yàn)證。如果是首次登錄必須先注冊(cè)基本信息,建立學(xué)生信息庫(kù)。

（2）登錄后,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)該名學(xué)生的認(rèn)知能力進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)調(diào)整,學(xué)生可以采納也可以自主選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、難度和授課方式。

（3）根據(jù)學(xué)生請(qǐng)求創(chuàng)建移動(dòng) Agent,派往服務(wù)器,獲取資源。

（4）移動(dòng)Agent攜帶資源返回,交由學(xué)生Agent呈現(xiàn)給學(xué)生。

（5）一單元結(jié)束會(huì)有相應(yīng)的測(cè)試,而且會(huì)給出基于錯(cuò)題診斷的個(gè)性化復(fù)習(xí)方案。

2.3 系統(tǒng)的支持環(huán)境

本系統(tǒng)采用的是 B/S結(jié)構(gòu),學(xué)生通過因特網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí),與服務(wù)器進(jìn)行交互,以W indow 98或更高版本為學(xué)生端操作平臺(tái),以W indow 2000 Sever為Web服務(wù)器,該移動(dòng)代理模型是采用 IBM Aglet移動(dòng)Agent開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。采用 J2SDK1.4.2和 Java JDBC數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)采用 SQL Sever 7.0。

3 認(rèn)知能力的評(píng)估

學(xué)習(xí)能力的確定是個(gè)性化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。本文以認(rèn)知能力水平來(lái)表示學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,通過對(duì)各級(jí)認(rèn)知能力和總體認(rèn)知能力的評(píng)估,為系統(tǒng)提供實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)的重要依據(jù)。

3.1 認(rèn)知能力分類

這里主要考察學(xué)生的識(shí)記、理解、應(yīng)用、分析、綜合五項(xiàng)認(rèn)知能力以及總體能力,分別用 ability_memory,ability_un2 derstand,ability_application,ability_alsay,ability_gener,study_ability。表示。

3.2 認(rèn)知能力的估計(jì)

下面是一次各級(jí)認(rèn)知能力和總體能力評(píng)估。在完成測(cè)試以后,得到一個(gè)測(cè)試結(jié)果表,如下表所示。

表中,第 1～4題考察學(xué)生的識(shí)記能力,由此可以計(jì)算出本次測(cè)試的識(shí)記能力值:

其中,μ表示試卷中知識(shí)點(diǎn)的分布廣度系數(shù),即知識(shí)點(diǎn)分布越廣,表明學(xué)生認(rèn)知能力越強(qiáng)。同理可以得出理解能力、應(yīng)用能力、分析能力、綜合能力的值。

測(cè) 試 表 單

總體能力是學(xué)生五項(xiàng)認(rèn)知能力的一個(gè)函數(shù),它表示綜合學(xué)生的認(rèn)知能力后確定的學(xué)生的整體水平。識(shí)記能力、理解能力、應(yīng)用能力、分析能力和綜合能力對(duì)于總體能力的評(píng)定來(lái)說(shuō)具有不同的重要性,因此這里設(shè)置一個(gè)權(quán)重向量W={w1,w2,w3,w4,w5},其中 w1,w2,w3,w4,w5。分別表示識(shí)記能力、理解能力、應(yīng)用能力、分析能力、綜合能力的權(quán)重值?？傮w能力可以按照下式來(lái)計(jì)算:

上面只對(duì)學(xué)生進(jìn)行了一次能力評(píng)估,從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看它只是初步判斷一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。這里,對(duì)學(xué)生評(píng)估后的能力值附加一個(gè)標(biāo)量:稱可信度。比如5∶0.5。就是說(shuō)學(xué)生學(xué)習(xí)能力是 5,可信的程度是0.5。事先定義一個(gè)期望權(quán)重,如果可信度大于該權(quán)重,系統(tǒng)就確定該學(xué)生的學(xué)習(xí)能力是 5。如何定義可信度呢?其本質(zhì)就是確定學(xué)生的學(xué)習(xí)能力可靠性,使它能客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。公式 3表示學(xué)生第 n次學(xué)習(xí)能力的可信度:

其中 study_ability是第 n次學(xué)生的學(xué)習(xí)能力評(píng)估值。因此,學(xué)生學(xué)習(xí)能力的評(píng)估值可以用一個(gè)二元組（study_ability,evaluate_confident）來(lái)表示。通過定義學(xué)習(xí)能力的可信度就可以對(duì)一個(gè)學(xué)生某一段時(shí)間內(nèi)的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行估計(jì)。這里面引入一個(gè)均值概念,把以前的評(píng)估的學(xué)習(xí)能力考慮進(jìn)去。系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,動(dòng)態(tài)匹配相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生的主觀能動(dòng)性和個(gè)性得到充分的體現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹的基于移動(dòng) Agent的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)模型通過代理的自主和異步操作減少業(yè)務(wù)量負(fù)荷,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)智能化、個(gè)性化的特點(diǎn)。但移動(dòng)Agent技術(shù)還存在許多不成熟的地方,如系統(tǒng)的安全性問題、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)問題以及如何利用相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)和完善平臺(tái)的功能問題,這些都有待進(jìn)一步研究解決。

[1]N.R.Jennings,M Wooldrige.Applications of IntelligentA2 gents[EB/OL].http://www.cs.umbc.edu/agents/intro2 duction/jerrnings98.pdf,2002-09.

[2]張?jiān)朴?移動(dòng) Agent及其應(yīng)用 [M].北京:清華大學(xué)出版社,2002.

[3]龍長(zhǎng)勇.一種基于 Agent的網(wǎng)上智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,（2）.

[4]曲朝陽(yáng),沈晶,崔苗.基于移動(dòng) Agent的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué),2004,6（12）.

[5]趙博,薛兵.基于 Aglet的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng) [J].計(jì)算機(jī)工程,2005,（z1）.

（責(zé)任編輯:侯秀梅）

TP393

A

1001-7836（2010）11-0050-02

10.3969/j.issn.1001-7836.2010.11.021

2010-07-14

徐春香 （1976-）,女,黑龍江賓縣人,研究生,從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信研究。