摘要：針對目前遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)相對缺乏個性化、智能化和交互性的現(xiàn)狀，基于Agent技術(shù)，本文使用JSP+SQLServer模式搭建了一個個性化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。對教學(xué)平臺的體系結(jié)構(gòu)、主要使用技術(shù)等進(jìn)行了分析和介紹，展示了該平臺較好的個性化教學(xué)服務(wù)功能，顯示了一定的智能性和適應(yīng)性。
　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；Agent；個性化
　　1、引言
　　在計算機(jī)技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展和普及的今天，互聯(lián)網(wǎng)在教育過程中的重要性已經(jīng)慢慢突顯，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺已逐漸成為重要的學(xué)習(xí)方式。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中一對多的教學(xué)方式存在著許多蔽端，不能完全根據(jù)每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度安排教學(xué)，特別是計算機(jī)專業(yè)核心課程中，多數(shù)專業(yè)課都屬于理論性很強(qiáng)，不易理解和掌握，內(nèi)容較為枯燥、乏味，多數(shù)時候采取機(jī)械記憶的方式學(xué)習(xí)，學(xué)生很難學(xué)好和靈活運用。互聯(lián)網(wǎng)教育突破了傳統(tǒng)教育的時間和空間的限制，體現(xiàn)了不可比擬的優(yōu)越性。現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)在一定的程度上實現(xiàn)了遠(yuǎn)程開放教學(xué)，但存在一些缺陷[1]：①系統(tǒng)多以呈獻(xiàn)教學(xué)內(nèi)容為主，缺乏交互；②系統(tǒng)缺乏智能，不能根據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平和自主學(xué)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)策略；③缺乏對學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程和效果進(jìn)行合理的跟蹤和評價。現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以大量的數(shù)字化教學(xué)資源和多樣化的表現(xiàn)形式為支撐，通過“學(xué)生一計算機(jī)”之間的交互活動達(dá)到教學(xué)目的，從另一角度來說，互聯(lián)網(wǎng)教育實現(xiàn)了“一對一”的教學(xué)方式，能根據(jù)每個學(xué)生自身的特點、學(xué)習(xí)進(jìn)度和知識點掌握情況來組織教學(xué)方案。本文結(jié)合Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中教學(xué)分析方面的作用，采用JSP+SQLserver模式相結(jié)合的方式構(gòu)造基于Agent的個性化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，實現(xiàn)學(xué)生按需學(xué)習(xí)和教師因材施教，改善傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的不足。
　　2、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
　　根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺所面向的用戶特點，使用較為成熟的SQLserver數(shù)據(jù)庫技術(shù)和JSP技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行系統(tǒng)的搭建。針對目前遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)存在的缺陷，結(jié)合Agent構(gòu)建了一個遠(yuǎn)程智能教學(xué)系統(tǒng)，為學(xué)生提供一個智能、開放、多樣的學(xué)習(xí)環(huán)境，系統(tǒng)中包括學(xué)生Agent、教師Agent和管理Agent。
　　系統(tǒng)采用的是B/S三層分布結(jié)構(gòu)[2]，即應(yīng)用層、表示層和數(shù)據(jù)層，如圖1所示，在該模型的應(yīng)用層中學(xué)生、教師、管理員使用瀏覽器連接互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入教學(xué)平臺，再通過表示層中的協(xié)作Agent與數(shù)據(jù)層的教學(xué)資源庫連接[3]。

　　圖1基于Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺模型
　　
　　與以往的C/S模式相比，B/S模式對客戶端的要求較低，不需要安裝特定的客戶端軟件，也不存在客戶端軟件維護(hù)及更新問題，用戶只要擁有一臺連接至互聯(lián)網(wǎng)的電腦并具備最基本的電腦操作能力即可輕松的出入教學(xué)平臺。
　　3、系統(tǒng)功能模塊
　　整個網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺由學(xué)生模塊、教師模塊及管理模塊三大部分組成。
　　（1）管理模塊
　　管理員在本模塊中可對所有學(xué)生及教師用戶和教學(xué)資源進(jìn)行管理，對整個的教學(xué)情況作宏觀的調(diào)控，由管理Agent負(fù)責(zé)。管理Agent在系統(tǒng)初始化時由系統(tǒng)創(chuàng)建，其他Agent由管理Agent在用戶登錄系統(tǒng)后創(chuàng)建[5]。管理Agent主要負(fù)責(zé)整合教學(xué)資源，為用戶提供學(xué)習(xí)內(nèi)容服務(wù)。用戶登錄時，由管理Agent進(jìn)行身份驗證，根據(jù)身份創(chuàng)建學(xué)生Agent或教師Agent，并組織教學(xué)資源及相關(guān)數(shù)據(jù)通過JSP的session對象傳遞給用戶。
　　（2）學(xué)生模塊
　　學(xué)生登錄時就會由管理Agent創(chuàng)建一個學(xué)生Agent，學(xué)生Agent負(fù)責(zé)接收管理Agent傳遞過來的信息，通過智能導(dǎo)航讓學(xué)生了解當(dāng)前學(xué)習(xí)進(jìn)度和今后的學(xué)習(xí)計劃、目標(biāo)。在學(xué)生模塊中，學(xué)生進(jìn)入該模塊后可看到當(dāng)前學(xué)習(xí)狀態(tài)，即已學(xué)習(xí)過的內(nèi)容、已參加過的在線測試題目和分?jǐn)?shù)、教師給出的學(xué)習(xí)建議等，然后再根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)選擇繼續(xù)學(xué)習(xí)或是重新學(xué)習(xí)舊知識。除此之外，學(xué)生還可在該模塊中進(jìn)行在線提問、查看教師布置的作業(yè)和提交作業(yè)、與其他用戶通過論壇進(jìn)行討論等。學(xué)生Agent同時也負(fù)責(zé)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的新數(shù)據(jù)交由管理Agent進(jìn)行存儲。
　　（3）教師模塊
　　當(dāng)教師登錄系統(tǒng)時，由管理Agent創(chuàng)建一個教師Agent，生成可對教學(xué)資源進(jìn)行維護(hù)的界面，并提取學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，對學(xué)生提出學(xué)習(xí)建議。教師模塊主要由教師Agent負(fù)責(zé)，在該模塊中可查看學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度及在線測試情況，根據(jù)學(xué)生對知識點的掌握情況安排或調(diào)整學(xué)習(xí)方案，并針對學(xué)生個人情況給出學(xué)習(xí)建議，也可對教學(xué)內(nèi)容和試題進(jìn)行更新、刪除、添加等操作，安排集體在線考試、手動組卷、向?qū)W生發(fā)布通知等。
　　4、面向教學(xué)管理的Agent技術(shù)及主要Agent的實現(xiàn)
　　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(wù)[6]。Agent以其所具備的自主性、響應(yīng)性、自適應(yīng)性、主動性和社會性的特點[7]，目前已應(yīng)用于國內(nèi)外的多個領(lǐng)域中，并在教學(xué)軟件中的應(yīng)用研究方面取得了不少研究成果，也已經(jīng)有投入到實際應(yīng)用的模型和系統(tǒng)。目前多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育很大程度上僅僅是把傳統(tǒng)的教育課程資源放到了互聯(lián)網(wǎng)上，教學(xué)方式單一，與學(xué)生之間的互動幾乎為零，教學(xué)內(nèi)容缺乏很好的針對性，不能很好的發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教育的優(yōu)勢。因此依據(jù)Agent技術(shù)的特點分析，采用Agent技術(shù)來進(jìn)行智能教學(xué)平臺的開發(fā)，可以大大提高整個遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的性能。
　　本網(wǎng)絡(luò)平臺采用Java，Jsp，Javascrip作為開發(fā)工具。Java是面向?qū)ο蟆⒎植际健�安全的網(wǎng)絡(luò)編程語言，它的與平臺無關(guān)、可移植和高性能多線程的以及動態(tài)解釋執(zhí)行型的特點非常有利于Agent在Internet上的發(fā)布與傳播。JSP是一種應(yīng)用范圍廣泛的動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是Java語言編寫的服務(wù)器端運行的頁面，在JSP中幾乎可以使用全部Java類，它包含了JavaServlet的所有優(yōu)點，并且當(dāng)JSP與JavaBean結(jié)合在一起時，提供了一種可以使內(nèi)容和顯示羅輯分開的簡單方式。在JPS中，可以使用JvaBaean封裝頁面中的表現(xiàn)邏輯或初步的業(yè)務(wù)邏輯。在系統(tǒng)中代碼的重復(fù)使用是必然的，將代碼從JPS程序中抽取出來，放在JavaBean中，在使用時進(jìn)行調(diào)用。
　　管理Agent的主要功能是根據(jù)用戶類型創(chuàng)建學(xué)生Agent或教師Agent，并根據(jù)類型傳遞相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，管理Agent的實現(xiàn)流程如下:
　　① 當(dāng)用戶登錄時判斷用戶的類型生成相應(yīng)的Agent；
　　② 根據(jù)生成的Agent傳遞信息；
　　③ 跟蹤學(xué)生Agent和教師Agent的信息，組織數(shù)據(jù)庫中的資源并呈現(xiàn)給學(xué)生和教師；
　　④ 當(dāng)用戶退出系統(tǒng)，記錄學(xué)生Agent和教師Agent當(dāng)前狀態(tài)信息，并釋放Agent資源。
　　學(xué)生Agent由管理Agent在學(xué)生登錄成功后創(chuàng)建，主要負(fù)責(zé)收集學(xué)生的動作、信息，交由管理Agent去處理；并傳遞管理Agent返回的學(xué)習(xí)內(nèi)容試題以及在線答疑內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生等。實現(xiàn)過程如下：
　　① 學(xué)生登錄系統(tǒng)并由管理Agent生成學(xué)生Agent；
　　② 接收管理Agent傳遞的信息，將歷史學(xué)習(xí)記錄及學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生；
　　③ 學(xué)生可選擇查看歷史學(xué)習(xí)效果、在線課堂學(xué)習(xí)、在線測試、提問和進(jìn)入論壇學(xué)習(xí)交流，學(xué)
　　生Agent跟蹤學(xué)生所有的操作；
　　④ 當(dāng)學(xué)生退出系統(tǒng)時將記錄下的信息傳遞給管理Agent處理。
　　教師Agent將系統(tǒng)及教師的學(xué)習(xí)建議傳給學(xué)生Agent，以指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。實現(xiàn)過程如下：
　　①教師登錄系統(tǒng)由管理Agent生成教師Agent；
　　②將管理Agent傳遞過來的信息呈現(xiàn)給教師，教師可看到學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度及接受程度；
　　③教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況組織教學(xué)策略，回答學(xué)生的在線提問，手動組卷，向?qū)W生發(fā)布通知，管理論壇等；
　　④當(dāng)教師退出系統(tǒng)時把相關(guān)信息傳遞給管理Agent進(jìn)行存儲。
　　5、導(dǎo)航技術(shù)與組卷算法
　　（1）智能導(dǎo)航
　　個性化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的智能化就在于不同學(xué)生進(jìn)入后看到的內(nèi)容有別于其他學(xué)生，為了使學(xué)生更好地在這個優(yōu)化的學(xué)習(xí)空間中學(xué)習(xí)，系統(tǒng)將提供多種適應(yīng)性導(dǎo)航策略:超鏈接的顯示與隱藏，超鏈接的可視化注釋，超文本的知識拓?fù)鋱D[9]。超鏈接的顯示與隱藏是指在學(xué)習(xí)過程中，為了便于更好的組織下一步學(xué)習(xí)方案，系統(tǒng)記錄下學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑及狀態(tài)，當(dāng)學(xué)生再次進(jìn)入時對己經(jīng)掌握或己經(jīng)學(xué)習(xí)過的教學(xué)內(nèi)容方面的超鏈接進(jìn)行隱藏，當(dāng)然顯示還是隱藏這些內(nèi)容也可由學(xué)生自由選擇和控制；超鏈接的可視化注釋，是指利用圖標(biāo)、顏色、文本等可視化標(biāo)志，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，知識點掌握情況，對超鏈接加以注釋說明，使得學(xué)生能夠比較清楚地了解超鏈接的性質(zhì)和往后的學(xué)習(xí)計劃，哪些知識點己經(jīng)掌握，哪些環(huán)節(jié)還要加強(qiáng)練習(xí)，哪些內(nèi)容還沒有學(xué)過等等。超文本的知識拓?fù)鋱D，就是將學(xué)生當(dāng)前所學(xué)習(xí)知識內(nèi)容的結(jié)構(gòu)利用拓?fù)鋱D的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，指明學(xué)生目前所處的知識層次和位置，使得學(xué)生對所學(xué)知識內(nèi)容的結(jié)構(gòu)及當(dāng)前知識狀態(tài)，有著比較清晰的了解。
　　（2）自動組卷算法
　　在本網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中進(jìn)行在線測試有教師手動組卷及系統(tǒng)自動組卷兩種方式，而目前常用的自動組卷算法有隨機(jī)算法、回溯算法及遺傳算法，其中回溯算法對系統(tǒng)資源要求過多，程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組卷用時過長，而遺傳算法還不是很成熟，因此，本系統(tǒng)中采用改進(jìn)的隨機(jī)算法進(jìn)行自動組卷[10]。通過有限次“兩兩交換”將原來有序的題庫中的試題打亂后，按由前至后順序取前N道題目。
　　改進(jìn)的隨機(jī)組卷算法描述，如圖2：
　　① 定義一個動態(tài)數(shù)組存儲題庫中所有試題的題號1-M；
　　② 使用隨機(jī)函數(shù)生成小于等于M的隨機(jī)數(shù)；
　　③ 設(shè)第i次生成的隨機(jī)數(shù)k，將動態(tài)數(shù)組中第i個元素與第k個元素進(jìn)行交換；
　　④ 重復(fù)②③步驟，經(jīng)過M次交換后，原有的題庫題號變?yōu)闊o序序列；
　　⑤ 由第一元素開始按順序抽取所需題目數(shù)（N）即可。

　　圖2改進(jìn)的隨機(jī)組卷算法
　　
　　采用改進(jìn)的隨機(jī)組卷算法前需將試題按題型分類存儲，在字段中標(biāo)識題號、所屬章節(jié)、知識點及難易程度，抽題前根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和考試目的選擇組卷策略，包括抽題的范圍、知識點及難易程度，在題庫中自動生成各約束條件所需的n道隨機(jī)題，將每部分隨機(jī)題組合放入新試卷表中保存。
　　6、結(jié)束語
　　互聯(lián)網(wǎng)以其開放性、多樣性等特征，已經(jīng)成為發(fā)展現(xiàn)代教育的主要途徑，得到了廣大院校機(jī)構(gòu)的廣泛使用。而基于Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，則在智能性、適應(yīng)性、主動性等多方面具有更大的優(yōu)勢，能夠更好地滿足個性化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需要，對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展也有著十分重要的意義。當(dāng)然，將Agent技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合，在實現(xiàn)方面還有待進(jìn)一步深化和完善，這也是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)重要的發(fā)展方向。
　　目前，系統(tǒng)已應(yīng)用于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程，各模塊都經(jīng)過測試、修改和調(diào)試，系統(tǒng)的各項功能已初步達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，滿足作為個性化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的基本要求，但系統(tǒng)仍有可以繼續(xù)探究的地方，筆者仍會繼續(xù)不斷的完善本系統(tǒng)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]王法玉，雷鳴，薛彥兵.基于智能Agent技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).天津理工大學(xué)學(xué)報，2008,24(6):33-35
　　[2]馬文龍，瞿有甜，張金偉.基于多Agent的適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計.計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2007(10)
　　[3]劉瑩，景波.基于多Agent的遠(yuǎn)程智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計.現(xiàn)代教育技術(shù)，2007（11）
　　[4]程杰，王善利.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支持平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，26(1):61-64
　　[5]馬文龍，瞿有甜，張金偉.基于多Agent的適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計.計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2007（10）
　　[6]鄧衛(wèi)紅，余臘生.初探基于AGENT技術(shù)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng).科技資訊，2008（30）
　　[7]張瀅，閆宏印.Agent技術(shù)在智能輔助教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用.山西科技，2009（3）
　　[8]周穎.基于Agent的智能教學(xué)系統(tǒng)(AITS)的開發(fā)與研究.計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò),2007,26(1):61–64
　　[9]耿凱.基于B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究與設(shè)計.沈陽工業(yè)大學(xué)
　　[10]胡鈺.基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的試題庫組卷算法研究.昆明理工大學(xué)