摘 要： 移動(dòng)學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)程教育新的發(fā)展階段，對(duì)于滿足人們的學(xué)習(xí)要求、平衡教育資源、構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)都有很大的幫助。但傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教學(xué)模式將學(xué)生和教師分離為單獨(dú)個(gè)體，忽略了“教”與“學(xué)”之間的交互性和“學(xué)”應(yīng)該具有的主動(dòng)性。為了更好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，提出了一種新的移動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)模式，增加“學(xué)－教角色轉(zhuǎn)化Agent群”，通過測(cè)試Agent，采用FCM的模糊推理，分析學(xué)生Agent的認(rèn)知水平，結(jié)合知識(shí)表示模型，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選合格學(xué)生和自動(dòng)角色轉(zhuǎn)化機(jī)制。
關(guān)鍵詞： multi-Agent；移動(dòng)學(xué)習(xí)；角色互換；FCM
大量移動(dòng)終端、手機(jī)新功能的閃亮登場(chǎng)，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶群體的出現(xiàn)，成就了移動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)代的到來。學(xué)習(xí)者通過無線網(wǎng)絡(luò)可以隨時(shí)隨地地實(shí)現(xiàn)在線與離線學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的個(gè)體情況和知識(shí)結(jié)構(gòu)來確定和調(diào)整教學(xué)策略。但其本身仍存在一些問題，例如系統(tǒng)缺乏適應(yīng)性，不能夠根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平而采取相應(yīng)的教學(xué)手段和策略，難以實(shí)現(xiàn)因材施教；隨著學(xué)生數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中經(jīng)常出現(xiàn)教師輔導(dǎo)不到位、反饋不及時(shí)等問題[1]。
針對(duì)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育存在的各種問題，多人提出了基于多Agent的新的遠(yuǎn)程教育模型框架[2-5]，比較集中的框架模式為B/A/S 3層結(jié)構(gòu)模式，如圖1所示。
采用智能代理的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以通過其學(xué)習(xí)代理與老師進(jìn)行聯(lián)系，圍繞教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行交流，進(jìn)而形成有效的控制機(jī)制。借助這個(gè)平臺(tái)，學(xué)習(xí)代理可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的需要，到有關(guān)資源站點(diǎn)查找和搜集與當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的資料，處理日常學(xué)習(xí)事務(wù)，也可以方便教師教學(xué)和管理工作，并且保證數(shù)據(jù)的安全可靠，形成相對(duì)封閉的教學(xué)通道。
由圖1可以看到，此模型框架在應(yīng)用性、靈活性等方面都已經(jīng)達(dá)到很高的程度，但是中間代理層的設(shè)置仍然存在一些問題。例如教師和學(xué)生仍然是兩個(gè)分離的個(gè)體，并沒有脫離傳統(tǒng)的教與學(xué)的課堂教學(xué)模式，教師和學(xué)生交互活動(dòng)極少，學(xué)生很難積極主動(dòng)地參與到教學(xué)過程中來。
為了解決上述問題，本文提出了一種新的基于FCM模糊推理的多Agent移動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)模式。
1 模糊認(rèn)知圖
模糊認(rèn)知圖FCM(Fuzzy Cognitive Maps)是模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的產(chǎn)物。作為一種軟計(jì)算方法，它也是知識(shí)的一種圖解表示，由節(jié)點(diǎn)和弧組成。如圖2所示，弧表示實(shí)體和概念間的因果關(guān)系，節(jié)點(diǎn)可以是實(shí)體和概念等。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有其節(jié)點(diǎn)狀態(tài)值,刻畫了FCM環(huán)境中物元的屬性;從組織結(jié)構(gòu)上看，F(xiàn)CM是面向?qū)ο蟮膯螌訋Х答伒纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)。它可以支持專家先驗(yàn)知識(shí)以及因果關(guān)系的表示與推理，知識(shí)蘊(yùn)涵在概念節(jié)點(diǎn)及概念節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系中。它通過概念間的關(guān)系來模擬模糊推理，通過整個(gè)圖中各概念節(jié)點(diǎn)的相互作用來模擬系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為[6]。在本文中,采用模糊認(rèn)知圖的方式分析學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平，更好地跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、改善教學(xué)效果。
圖4為Agent群內(nèi)部構(gòu)成圖，該Agent群主要包括成績(jī)測(cè)試Agent、素質(zhì)測(cè)試Agent和綜合測(cè)試Agent。當(dāng)3個(gè)Agent得到結(jié)果W14、W24、W34滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)觸發(fā)綜合Agent，將通過此次測(cè)試的學(xué)生名單寫入數(shù)據(jù)庫，同時(shí)為對(duì)應(yīng)學(xué)生分配一個(gè)教師權(quán)限賬戶，進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換。教師可以隨時(shí)查閱“綜合Agent”得到的信息，更全面地了解學(xué)生，從而制定相應(yīng)的教學(xué)方案，更好地因材施教。
引入角色轉(zhuǎn)換Agent群，進(jìn)而選擇合格學(xué)生，其好處在于：
(1)作為學(xué)生，他們更容易知道其他同學(xué)的問題所在；同時(shí)可以刺激學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
(2)在此過程中，教師將會(huì)有更多空余的時(shí)間來搜集資料，研究教學(xué)和其他問題。
(3)學(xué)生在線時(shí)間可能更充裕，面對(duì)面交流的可能性更大，擴(kuò)大了“在線教師”的人數(shù)。
(4)學(xué)生可以進(jìn)行備課，發(fā)布新資料。假如教師覺得資料可用，可將其收藏至資料庫，減少教師收集資料的工作量，同時(shí)集思廣益，達(dá)到更好地促進(jìn)教學(xué)的目的。
2.2 Agent模塊實(shí)現(xiàn)
在該模型中，需要設(shè)計(jì)的Agent模塊主要包括：教師Agent模塊、教學(xué)資源Agent模塊、教師授課Agent模塊、學(xué)生Agent模塊、學(xué)生學(xué)習(xí)情況Agent模塊等，在此，以學(xué)生學(xué)習(xí)情況Agent模塊為例，介紹其主要代碼實(shí)現(xiàn)。
if ms(〝answer〞)=request.form(〝choose〞) then
//回答正確,同時(shí)顯示下一問題
Else
ms.close
set ms=nothing
set cone=server.createobject(″mydate.recordset″)
mysql=″select * from studentinfo where studentname
=′″&session(″studentname″)&″′
conn, openhe, ″dsn=exam″,1,3
conn(″errors″)=session(″my_knowledge″)
conn(″study_difficulty″)=session(″study_difficulty″)
conn.update
session(″record_num″)=int(session(″record_num″))+1
session(″study_difficulty[int(session(″lk″))]″)=
int(session(″study_difficulty[int(session(″lk″))]″))-1
3 申請(qǐng)測(cè)試
在現(xiàn)有的移動(dòng)學(xué)習(xí)模型中增加“角色轉(zhuǎn)換Agent群”，對(duì)現(xiàn)有的整體系統(tǒng)影響較小，并且比較容易實(shí)現(xiàn)。其主要實(shí)現(xiàn)的功能為：當(dāng)某學(xué)生對(duì)某一知識(shí)的學(xué)習(xí)達(dá)到一定程度，就可以進(jìn)行綜合測(cè)試（成績(jī)測(cè)試、素質(zhì)測(cè)試、心理測(cè)試等），而這些試題是由試題測(cè)試庫隨機(jī)生成的；若通過該綜合測(cè)試，此學(xué)生的信息就會(huì)被添加入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)轉(zhuǎn)換為“教師”角色；然后履行“教師”職責(zé)，搜集資料、備課，申請(qǐng)測(cè)試的整個(gè)框架模式如圖5所示。
本文針對(duì)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)模型中存在的問題，在現(xiàn)有的模型中添加一個(gè)新的角色轉(zhuǎn)換模塊，目的是提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和學(xué)習(xí)興趣，最終提高教學(xué)的質(zhì)量。為了更好地分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，采用模糊認(rèn)知圖的方式分析學(xué)生的認(rèn)知水平，更好地跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，改善教學(xué)效果，從而對(duì)整個(gè)教學(xué)改革和素質(zhì)教育的實(shí)施起到積極的推動(dòng)作用。
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