1 引 言
Internet與www的迅速發(fā)展為傳統(tǒng)的遠程教學提供了新的思路和方法。
網(wǎng)絡教學以網(wǎng)絡作為傳輸信息的載體，是網(wǎng)絡技術和多媒體技術結合的一種新型教育手段，突破了傳統(tǒng)教學模式中的單向傳播的局限，并以教師為中心的灌輸式教育轉向以學生為中心的主動學習，他必將成為未來教育發(fā)展的趨勢。
但目前大多基于Web的網(wǎng)絡教學系統(tǒng)儀是教材的電子化翻版，在交互性方面存在著缺陷，同時也缺乏智能性，難以實現(xiàn)因材施教，而在學生的學習過程中又容易出現(xiàn)迷航，偏離學習目標。
因此，如何提高遠程教學的智能化程度成為迫切需要解決的問題，而近年來在人工智能領域新興的Agent技術則為實現(xiàn)這一目標提供了良好的契機。利用Agent技術，可以實現(xiàn)網(wǎng)上的智能輔導，統(tǒng)一各地的教育資源，創(chuàng)建虛擬課堂、虛擬圖書館等，從而增加教學內容的趣味性和人性化色彩，改善教學質量。
2 Agent簡介
2．1 Agent技術
Agent技術的誕生和發(fā)展是人工智能和網(wǎng)絡技術相結合的產(chǎn)物。從20世紀60年代起，傳統(tǒng)的人工智能技術開始致力于對知識表達、智能推理、機器學習等領域的研究，這些研究成果在計算機軟件中的應用使得軟件有了一定程度上的主動性，并在自主判斷和行為選擇上有了一定的智能性。雖然不同專業(yè)的人會對Agent有不同理解，但普遍認為：Agent是運行于動態(tài)環(huán)境的、具有高度自治能力的實體，能夠接受其他實體的委托并為之服務。在更多的應用領域中，研究者把凡是具有智能行為和交互特性的分布式實體都稱為Agent[1]。他一般具有以下的技術特性；
自主性 Agent本身是一個獨立自主的計算實體，他能獨立地發(fā)現(xiàn)和利用各種信息資源和服務，獨立自主地解決問題和為用戶提供服務。這是Agent區(qū)別于普通軟件程序的基本特性；
主動性 Agent能根據(jù)用戶的需求，適應環(huán)境的變化，主動為用戶提供服務；
響應性
Agent必須對來自環(huán)境的影響和信息做出適當?shù)捻憫?BR> 智能性
Agent能感知周圍的環(huán)境，具有推理和智能計算功能，能分析用戶的需求，不斷積累經(jīng)驗，以提高自身處理問題的能力；
代理性
Agent能代表用戶完成某些工作或代理用戶軟件與其他軟件進行通信和聯(lián)系；
移動性Agent作為一個活體，能夠在互聯(lián)網(wǎng)上跨平臺漫游，以幫助用戶搜集信息，他的狀態(tài)和行為具有連續(xù)性。
同時，為了完成一項復雜的任務，還可以創(chuàng)建多個相互協(xié)作和配合的Agent，以提高系統(tǒng)解決問題的能力。多個自主Agent組成的整體是一個多Agent系統(tǒng)[2]，其中每個Agent。都有自己的職責，并與其他Agent通信獲取信息，互相協(xié)作完成整個問題求解。與單個Agent相比，多Agent系統(tǒng)能夠完成更為復雜、更廣泛的功能[3]。
2．2．Agent技術應用于現(xiàn)代遠程教育的優(yōu)勢
現(xiàn)有的網(wǎng)絡教育系統(tǒng)很大程度上是把傳統(tǒng)的教育課程搬到了網(wǎng)上，原有的教育體系中一些好的方面(如教學內容的趣味性、針對性和人性化色彩等)并沒有被繼承和發(fā)揚，而Agent技術的引入，有望較好地解決這些存在的問題，特別是對于構建這類處于復雜網(wǎng)絡環(huán)境下的協(xié)作信息系統(tǒng)具有巨大的優(yōu)越性。Agent技術的應用對于網(wǎng)絡遠程教育系統(tǒng)在以下幾方面起到十分重要的作用：
(1)可有助于建立網(wǎng)絡教學的協(xié)作化學習環(huán)境；
(2)可將分布式網(wǎng)絡環(huán)境下各地的教育資源統(tǒng)一起來； (3)可進一步提高系統(tǒng)的交互性，實現(xiàn)網(wǎng)上的智能輔導；
(4)可創(chuàng)建起一個基于多Agent的且對不同的使用者提供不同接口的智能系統(tǒng)。
3系統(tǒng)研究與設計
3．1 系統(tǒng)結構
本系統(tǒng)采用B／A／S模式，即瀏覽器Browser／代理A-gent/中心服務器Server，他足一種"瘦客戶"模式，有助于加快訪問速度，客戶端利用瀏覽器l：網(wǎng)，不再需要為不同的客戶端安裝不同的客戶程序，這能夠為復雜的分布式應用提供統(tǒng)一的環(huán)境?？蛻舳艘部梢赃\行一些Java Applet來增強客戶端功能，減輕服務器負擔；而且這些Applet可以根據(jù)客戶賦予的權限對客戶端進行操作，增加了安全性。中間部分是各種Agent，負責溝通各個站點和服務器方，各種Agent之間通過KQML語言通信以協(xié)調工作。系統(tǒng)結構與系統(tǒng)學習流程分別如圖1與圖2所示。

3．2 系統(tǒng)中各Agent功能
3．2．1 學生Agent
學生Agent是協(xié)助學生完成學習任務的一個智能代理，實現(xiàn)對學生的智能模擬。他主要負責學生與系統(tǒng)之間的交互，引導學生的學習。詳細記錄學生的學習過程、學習特點和個性特點，提供了解學生的途徑，為實現(xiàn)學生的個別化學習提供分析基礎，為制定教學策略和選擇教學資源準備基本信息，也為將來協(xié)作小組的劃分、學習內容的選擇以及學習進度的控制提供參考依據(jù)。
學生Agent在學生登錄系統(tǒng)后自動生成。他具有以下的功能：
(1)負責輔助學生與系統(tǒng)交互，引導學生的學習，并在學習過程中根據(jù)學生的實際情況，動態(tài)地選擇教學內容；
(2)負責代理學生向管理Agent申請某類知識的教師；
(3)與教師Agent建立連接，要求老師輔導；
(4)向教師Agent提交作業(yè)或參與測試；
(5)在學習過程中根據(jù)學生的實際情況及時向教師Agent反饋相關的信息，在學習結束后將學生的學習結果返回給教師Agent并申請測試；
(6)參與和個性化Agent的交互合作，為個性化A-gent進行個性化服務提供必要的學生信息；
(7)參與和其他學生Agent的協(xié)作學習、討論。
3．2．2 教師Agent
教師Agent的作用是模擬人類教師的行為，把領域知識以恰當?shù)姆绞絺魇诮o學生。教師Agent根據(jù)學生的實際情況，選擇合適的知識傳授給學生，監(jiān)督并評價學生的行為，應學生的請求提供幫助和選擇糾正方法。
他具有以下功能：
(1)幫助教師修改、增刪、更新教學內容、教學策略和規(guī)則；
(2)監(jiān)控學生的學習(包括個人學習和協(xié)作學習)，根據(jù)學生的實際情況和學習要求，對學生進行教學指導、管理；
(3)利用教師信息庫和學生信息庫中的相關信息，了解學生當前的學習進度、學習成績、學習態(tài)度、學習心理狀態(tài)以及綜合的學習能力，對有關信息進行統(tǒng)計，對學生的學習做出評價，并按一定的控制策略對教學過程中遇到的各種問題進行推理求解，從而重新組織安排教學內容，調整教學步驟和方法為決策提供最優(yōu)方案；

(4)在學生學習過程中給出提示、結論和參考信息，控制討論范圍和討論時間，對學生的非學習性瀏覽發(fā)出警告，對學生的解答和知識探索給予激勵的評價；

(5)生成、發(fā)布與批改作業(yè)和測試試卷；
(6)參與協(xié)作學習，對各個協(xié)作學習小組的學習成果進行分析、評估；
(7)在教學過程中負責收集學生的反饋信息以充實完善學生信息庫和教學策略庫，更新知識庫的內容；
(8)完成與其他Agent之間的通訊交流；
(9)參與答疑系統(tǒng)，參與學生實時情況下的答疑，以及解答答疑Agent無法解答的問題；
(10)能通過教學活動和與其他老師、同學的探討交流，不斷總結教學經(jīng)驗、方法，不斷學習新的知識技巧，提高自身素質。
3．2．3 管理員Agent
管理員Agent是整個系統(tǒng)的組織者，他可以完成以下功能：
(1)對用戶進行身份識別與訪問權限管理；
(2)知識庫的管理，及時動態(tài)地對知識庫進行有效的更新、歸類、增刪處理；
(3)管理協(xié)作學習區(qū)，協(xié)作學習人員分組的管理，協(xié)作學習的管理；
(4)對教學內容和教學活動的監(jiān)督；
(5)為學生Agent搜索指定相應的教師Agent以指導學生的學習；
(6)監(jiān)視系統(tǒng)運作，負責各個子系統(tǒng)的管理。
3．2．4 個性化Agent
個性化Agent調用目前登錄學生的學生信息庫，查看學生以往的學習記錄，根據(jù)這些記錄為學生本次學習呈現(xiàn)最初的學習資料。因為每個學生的學習信息庫不同，則不同的學生登錄得到的最初學習資料也不同。在學生的整個學習期間個性分析Agent要不斷地分析學生學習狀態(tài)，為學生的下一步學習做相應的準備。個性化Agent還負責將本次學習的最終分析結果反還給學生信息庫，以便為用戶的下次學習提供資料。
學生輸入用戶名和密碼后，登錄教學系統(tǒng)，就自動啟動個性化Agent。個性化Agent的主要作用是準確地分析和提取反映每個學生學習狀況的個性特征和興趣愛好的數(shù)據(jù)。他依賴于學生信息庫中的學生信息、學習歷史、學習記錄等信息提供數(shù)據(jù)。個性化Agent具有以下功能：
(1)提供智能導航功能。查看學生特征庫，查看學生以往的學習記錄，學生進入系統(tǒng)后，直接定位到要學習的內容；
(2)對學生進行個性分析、知識水平分析、認知能力分析；
(3)針對性地形成最佳教學決策以及組織教學資源、對學生進行個別指導、實施個性化教學；
(4)對不同的學生提供不同的學習方式、進度。個性分析Agent調用目前登錄學生的學生信息庫，查看學生以往的學習記錄，根據(jù)這些記錄為學生本次學習呈現(xiàn)最初的學習資料。因為每個學生的學習信息庫不同，則不同的用戶登錄得到的最初學習資料是不同的；
(5)記錄學生目前的學習狀態(tài)，以此掌握學生的學習進度、學習效果和學習能力，觸發(fā)推理機，為不同的學生提供個性化教學；
(6)負責將本次學習的最終分析結果反還給學生信息庫，以便為用戶的下次學習提供資料；
(7)完成對學生學習的監(jiān)視和信息的采集。
3．2．5 管理Agent
管理Agent是對整個教學情況做宏觀調控。他是在服務器啟動時自動產(chǎn)生，一旦激活就一直處于活動狀態(tài)，隨時響應用戶Agent的請求。他的管理包括成員管理、任務管理、信息管理、協(xié)作過程管理等。
他可以完成以下功能：
(1)負責各個Agent間通信；
(2)負責產(chǎn)生和管理系統(tǒng)中的其他Agent，在系統(tǒng)中起著控制作用。管理Agent能根據(jù)任務性質生成不同任務Agent執(zhí)行不同的任務，相應的Agent在執(zhí)行完任務后，返回到管理Agent，同時把執(zhí)行的情況向管理Agent報告。管理Agent在確定以后，把執(zhí)行的結果返回給用戶Agent，同時撤銷任務；
(3)負責Agent間的協(xié)調、協(xié)作沖突的檢測與消除以及協(xié)作信息的一致性。
3．2．6 協(xié)作學習Agent
教學活動本身是一個交互的過程，教師需要了解學生知識掌握的情況，從而及時調整自己的教學方法和教學內容；學生需要與老師配合才能掌握各類知識和基本技能。因此，在系統(tǒng)中，提供了協(xié)作學習的功能。
3．2．7 答疑Agent
在網(wǎng)絡教學系統(tǒng)中學習的用戶往往較多，因此讓有限數(shù)目的教師對每位學生提出的問題都做出實時解答是不現(xiàn)實的。但是根據(jù)學科的特點和教學經(jīng)驗，課程的內容具有經(jīng)典和普遍意義，學生對課程的理解一般都有相似之處，提出的問題實質性內容有60％～70％是相同的，只不過表達方式可能有所偏差[4]。因此，在系統(tǒng)中建立答疑Agent來對常見問題進行自動解答。
3．2．8測試Agent
測試的目的是為了檢驗學生是否掌握了特定的知識和能力，為前一階段提供教學反饋信息，為改善教學活動提供依據(jù)。測試Agent是一個負責對學生出題進行測試的Agent，他用于支持學生對當前的學習情況進行自我評測，他主要是通過與試題庫的交互來確定學生的知識水平和錯誤所在。他在測試過程中可以實時評估考生的水平，并根據(jù)考生的水平按一定規(guī)則選擇試題測試。測試A-gent在測試完成后會給出正確答案和成績，并完成對測試效果的評估。
4 系統(tǒng)的實現(xiàn)
本系統(tǒng)采用的是開放性、跨平臺好的B／A／S模式。學生通過因特網(wǎng)進行學習，與教師進行交互。以win-dow98或更高版本為學生端操作平臺，以Window2000Server為Web服務器軟件；采用Java技術和Java的JDBC數(shù)據(jù)庫技術(采用SQLServer7．0存儲教師和學生的基本信息、課程信息、學生的學習情況、知識庫以及試題庫等)，來完成對不同數(shù)據(jù)源的透明操作；采用JSP技術創(chuàng)建和運行動態(tài)交互的、基于Web服務器的應用程序，他的最大好處是能有效地將表達與內容分離開，開發(fā)可重用、跨平臺的組件(JavaBean)，使系統(tǒng)執(zhí)行效率大大提高[5]；A-gent之間的通信采用與KQML語言兼容的語義表達式，利用移動Agent系統(tǒng)的消息機制加以實現(xiàn)。
5 結 語
移動Agent在現(xiàn)代遠程教育系統(tǒng)中的應用，使得教學效果、教學模式和系統(tǒng)性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)教學系統(tǒng)，促進了現(xiàn)代遠程教育系統(tǒng)的智能化，實現(xiàn)了真正意義的個性化教學，對整個教學改革和素質教育的實施起到積極的推動作用。盡管基于Agent思想的遠程教學系統(tǒng)尚處于研究與實驗開發(fā)階段。但隨著人工智能和信息技術的發(fā)展，網(wǎng)絡化、智能化和個性化的現(xiàn)代遠程教育模式將成為未來教育的主要手段，其應用前景非常廣闊。