摘要：針對目前遠程教學系統相對缺乏個性化、智能化和交互性的現狀，基于Agent技術，本文使用JSP+SQLServer模式搭建了一個個性化的網絡教學平臺。對教學平臺的體系結構、主要使用技術等進行了分析和介紹，展示了該平臺較好的個性化教學服務功能，顯示了一定的智能性和適應性。
　　關鍵詞：網絡教學；Agent；個性化
　　1、引言
　　在計算機技術及互聯網技術迅猛發展和普及的今天，互聯網在教育過程中的重要性已經慢慢突顯，網絡教學平臺已逐漸成為重要的學習方式。傳統課堂教學中一對多的教學方式存在著許多蔽端，不能完全根據每一個學生的學習進度安排教學，特別是計算機專業核心課程中，多數專業課都屬于理論性很強，不易理解和掌握，內容較為枯燥、乏味，多數時候采取機械記憶的方式學習，學生很難學好和靈活運用。互聯網教育突破了傳統教育的時間和空間的限制，體現了不可比擬的優越性。現階段的網絡教學系統在一定的程度上實現了遠程開放教學，但存在一些缺陷[1]：①系統多以呈獻教學內容為主，缺乏交互；②系統缺乏智能，不能根據學生認知水平和自主學習情況調整教學策略；③缺乏對學生自主學習過程和效果進行合理的跟蹤和評價。現代網絡教學以大量的數字化教學資源和多樣化的表現形式為支撐，通過“學生一計算機”之間的交互活動達到教學目的，從另一角度來說，互聯網教育實現了“一對一”的教學方式，能根據每個學生自身的特點、學習進度和知識點掌握情況來組織教學方案。本文結合Agent技術在網絡教學平臺中教學分析方面的作用，采用JSP+SQLserver模式相結合的方式構造基于Agent的個性化網絡教學平臺，實現學生按需學習和教師因材施教，改善傳統網絡教學系統的不足。
　　2、網絡教學系統的結構
　　根據網絡教學平臺所面向的用戶特點，使用較為成熟的SQLserver數據庫技術和JSP技術相結合的方式進行系統的搭建。針對目前遠程教學系統存在的缺陷，結合Agent構建了一個遠程智能教學系統，為學生提供一個智能、開放、多樣的學習環境，系統中包括學生Agent、教師Agent和管理Agent。
　　系統采用的是B/S三層分布結構[2]，即應用層、表示層和數據層，如圖1所示，在該模型的應用層中學生、教師、管理員使用瀏覽器連接互聯網進入教學平臺，再通過表示層中的協作Agent與數據層的教學資源庫連接[3]。

　　圖1基于Agent的網絡教學平臺模型
　　
　　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及更新問題，用戶只要擁有一臺連接至互聯網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平臺。
　　3、系統功能模塊
　　整個網絡教學平臺由學生模塊、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生及教師用戶和教學資源進行管理，對整個的教學情況作宏觀的調控，由管理Agent負責。管理Agent在系統初始化時由系統創建，其他Agent由管理Agent在用戶登錄系統后創建[5]。管理Agent主要負責整合教學資源，為用戶提供學習內容服務。用戶登錄時，由管理Agent進行身份驗證，根據身份創建學生Agent或教師Agent，并組織教學資源及相關數據通過JSP的session對象傳遞給用戶。
　　（2）學生模塊
　　學生登錄時就會由管理Agent創建一個學生Agent，學生Agent負責接收管理Agent傳遞過來的信息，通過智能導航讓學生了解當前學習進度和今后的學習計劃、目標。在學生模塊中，學生進入該模塊后可看到當前學習狀態，即已學習過的內容、已參加過的在線測試題目和分數、教師給出的學習建議等，然后再根據當前狀態選擇繼續學習或是重新學習舊知識。除此之外，學生還可在該模塊中進行在線提問、查看教師布置的作業和提交作業、與其他用戶通過論壇進行討論等。學生Agent同時也負責跟蹤學生的學習活動，將學生學習過程中的新數據交由管理Agent進行存儲。
　　（3）教師模塊
　　當教師登錄系統時，由管理Agent創建一個教師Agent，生成可對教學資源進行維護的界面，并提取學生學習數據進行處理分析，對學生提出學習建議。教師模塊主要由教師Agent負責，在該模塊中可查看學生學習進度及在線測試情況，根據學生對知識點的掌握情況安排或調整學習方案，并針對學生個人情況給出學習建議，也可對教學內容和試題進行更新、刪除、添加等操作，安排集體在線考試、手動組卷、向學生發布通知等。
　　4、面向教學管理的Agent技術及主要Agent的實現
　　Agent是運行于動態環境的、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[6]。Agent以其所具備的自主性、響應性、自適應性、主動性和社會性的特點[7]，目前已應用于國內外的多個領域中，并在教學軟件中的應用研究方面取得了不少研究成果，也已經有投入到實際應用的模型和系統。目前多數的網絡教育很大程度上僅僅是把傳統的教育課程資源放到了互聯網上，教學方式單一，與學生之間的互動幾乎為零，教學內容缺乏很好的針對性，不能很好的發揮網絡教育的優勢。因此依據Agent技術的特點分析，采用Agent技術來進行智能教學平臺的開發，可以大大提高整個遠程教學系統的性能。
　　本網絡平臺采用Java，Jsp，Javascrip作為開發工具。Java是面向對象、分布式、安全的網絡編程語言，它的與平臺無關、可移植和高性能多線程的以及動態解釋執行型的特點非常有利于Agent在Internet上的發布與傳播。JSP是一種應用范圍廣泛的動態網頁技術標準，是Java語言編寫的服務器端運行的頁面，在JSP中幾乎可以使用全部Java類，它包含了JavaServlet的所有優點，并且當JSP與JavaBean結合在一起時，提供了一種可以使內容和顯示羅輯分開的簡單方式。在JPS中，可以使用JvaBaean封裝頁面中的表現邏輯或初步的業務邏輯。在系統中代碼的重復使用是必然的，將代碼從JPS程序中抽取出來，放在JavaBean中，在使用時進行調用。
　　管理Agent的主要功能是根據用戶類型創建學生Agent或教師Agent，并根據類型傳遞相關數據和信息，管理Agent的實現流程如下:
　　① 當用戶登錄時判斷用戶的類型生成相應的Agent；
　　② 根據生成的Agent傳遞信息；
　　③ 跟蹤學生Agent和教師Agent的信息，組織數據庫中的資源并呈現給學生和教師；
　　④ 當用戶退出系統，記錄學生Agent和教師Agent當前狀態信息，并釋放Agent資源。
　　學生Agent由管理Agent在學生登錄成功后創建，主要負責收集學生的動作、信息，交由管理Agent去處理；并傳遞管理Agent返回的學習內容試題以及在線答疑內容呈現給學生等。實現過程如下：
　　① 學生登錄系統并由管理Agent生成學生Agent；
　　② 接收管理Agent傳遞的信息，將歷史學習記錄及學習內容呈現給學生；
　　③ 學生可選擇查看歷史學習效果、在線課堂學習、在線測試、提問和進入論壇學習交流，學
　　生Agent跟蹤學生所有的操作；
　　④ 當學生退出系統時將記錄下的信息傳遞給管理Agent處理。
　　教師Agent將系統及教師的學習建議傳給學生Agent，以指導學生的學習。實現過程如下：
　　①教師登錄系統由管理Agent生成教師Agent；
　　②將管理Agent傳遞過來的信息呈現給教師，教師可看到學生的學習進度及接受程度；
　　③教師可以根據學生學習狀況組織教學策略，回答學生的在線提問，手動組卷，向學生發布通知，管理論壇等；
　　④當教師退出系統時把相關信息傳遞給管理Agent進行存儲。
　　5、導航技術與組卷算法
　　（1）智能導航
　　個性化網絡教學平臺的智能化就在于不同學生進入后看到的內容有別于其他學生，為了使學生更好地在這個優化的學習空間中學習，系統將提供多種適應性導航策略:超鏈接的顯示與隱藏，超鏈接的可視化注釋，超文本的知識拓撲圖[9]。超鏈接的顯示與隱藏是指在學習過程中，為了便于更好的組織下一步學習方案，系統記錄下學生的學習路徑及狀態，當學生再次進入時對己經掌握或己經學習過的教學內容方面的超鏈接進行隱藏，當然顯示還是隱藏這些內容也可由學生自由選擇和控制；超鏈接的可視化注釋，是指利用圖標、顏色、文本等可視化標志，根據學生的學習狀態，知識點掌握情況，對超鏈接加以注釋說明，使得學生能夠比較清楚地了解超鏈接的性質和往后的學習計劃，哪些知識點己經掌握，哪些環節還要加強練習，哪些內容還沒有學過等等。超文本的知識拓撲圖，就是將學生當前所學習知識內容的結構利用拓撲圖的方式呈現給學生，指明學生目前所處的知識層次和位置，使得學生對所學知識內容的結構及當前知識狀態，有著比較清晰的了解。
　　（2）自動組卷算法
　　在本網絡教學平臺中進行在線測試有教師手動組卷及系統自動組卷兩種方式，而目前常用的自動組卷算法有隨機算法、回溯算法及遺傳算法，其中回溯算法對系統資源要求過多，程序結構復雜，組卷用時過長，而遺傳算法還不是很成熟，因此，本系統中采用改進的隨機算法進行自動組卷[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。
　　改進的隨機組卷算法描述，如圖2：
　　① 定義一個動態數組存儲題庫中所有試題的題號1-M；
　　② 使用隨機函數生成小于等于M的隨機數；
　　③ 設第i次生成的隨機數k，將動態數組中第i個元素與第k個元素進行交換；
　　④ 重復②③步驟，經過M次交換后，原有的題庫題號變為無序序列；
　　⑤ 由第一元素開始按順序抽取所需題目數（N）即可。

　　圖2改進的隨機組卷算法
　　
　　采用改進的隨機組卷算法前需將試題按題型分類存儲，在字段中標識題號、所屬章節、知識點及難易程度，抽題前根據教學內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道隨機題，將每部分隨機題組合放入新試卷表中保存。
　　6、結束語
　　互聯網以其開放性、多樣性等特征，已經成為發展現代教育的主要途徑，得到了廣大院校機構的廣泛使用。而基于Agent的網絡教學平臺，則在智能性、適應性、主動性等多方面具有更大的優勢，能夠更好地滿足個性化網絡教學的需要，對網絡教學的發展也有著十分重要的意義。當然，將Agent技術與網絡教學系統相結合，在實現方面還有待進一步深化和完善，這也是網絡教學重要的發展方向。
　　目前，系統已應用于《數據結構》課程，各模塊都經過測試、修改和調試，系統的各項功能已初步達到預期目標，滿足作為個性化網絡教學系統的基本要求，但系統仍有可以繼續探究的地方，筆者仍會繼續不斷的完善本系統。
　　參考文獻
　　[1]王法玉，雷鳴，薛彥兵.基于智能Agent技術的網絡教學系統設計與實現.天津理工大學學報，2008,24(6):33-35
　　[2]馬文龍，瞿有甜，張金偉.基于多Agent的適應性網絡教學系統設計.計算機應用與軟件，2007(10)
　　[3]劉瑩，景波.基于多Agent的遠程智能教學系統的設計.現代教育技術，2007（11）
　　[4]程杰，王善利.網絡教學支持平臺的設計與實現[J].天津工業大學學報，2007，26(1):61-64
　　[5]馬文龍，瞿有甜，張金偉.基于多Agent的適應性網絡教學系統設計.計算機應用與軟件，2007（10）
　　[6]鄧衛紅，余臘生.初探基于AGENT技術的現代網絡教學系統.科技資訊，2008（30）
　　[7]張瀅，閆宏印.Agent技術在智能輔助教學系統中的應用.山西科技，2009（3）
　　[8]周穎.基于Agent的智能教學系統(AITS)的開發與研究.計算機與網絡,2007,26(1):61–64
　　[9]耿凱.基于B/S結構的網絡教學系統的研究與設計.沈陽工業大學
　　[10]胡鈺.基于網絡教學平臺的試題庫組卷算法研究.昆明理工大學