基于代理的远程教学系统及学生模型的研究

摘要

基于Web的远程教育是一种利用网络进行教学的新型网络应用，但是目前大多数基于Web的远程教学系统缺乏智能性和自适应性。而在众多新技术中，Agent技术尤其适合改善远程教学的不足。Agent是一个具有自主能力、交互能力、反应能力和预动能力的软件实体，能代表用户或其它程序，以主动服务的方式完成一组工作。使用Agent技术可以增加教学内容的趣味性和人性化色彩，改善教学效果，增强系统的智能性和自适应性。 本文通过分析传统基于Web的远程教学系统模型的不足，提出了一个基于Agent的远程教学系统模型。此模型共分6个模块，每个模块由多个Agent组成的。利用Agent间的协作机制，实现各模块间的知识交换与共享，形成了一个层次结构的多代理系统；利用Agent的智能推理能力，学习学生的个性特点，自适应的生成一个适合学生的教学策略，智能地组织教学环节，引导学生更好的学习，发挥更大潜力。模型的设计思想既发挥了教师的主导作用，又充分体现了学生的认知主体作用。 本文所提出的教学系统模型，以学生模型模块最为重要，它是其它模块正常运行的基础。然而目前大多数关于学生模型的研究要么复杂难以实现，要么简单有很少的推理能力，针对这种情况结合作者所参与的远程教育项目，本文提出一个多Agent的学生模型。这个模型包括学生四个方面的特点，每个方面的特点由一个Agent对它进行推理。作者通过改进SherlockⅡ方法，运用概念图、模糊理论，设计出学生模型中各Agent的不确定推理算法。这些推理方法，不仅有较好的推理能力，而且实现简单。并且本文所提出的方法具有通用性和扩展性。 作者把学生模型运用到学生自测系统中，通过测试，得出了一系列表结果，这些结果显示了加入学生模型的自测系统具有自适应性并且能够比较准确地推理出学生的认知水平，证明了学生模型中算法的可行性和正确性。本文所提出的设计方案具有很强的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

1.绪论

1.1论文选题及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究的主要内容

2.现代远程教育

2.1远程教育的历史

2.2现代远程教育的教学模式现状

2.2.1现代远程教育的教学模式分类

2.2.2现代远程教学模式的特点与面临的挑战

2.3现代远程教育的主要研究内容

2.4本章小结

3.智能代理技术

3.1未来的计算环境及其特征

3.2 Agent的定义与特征

3.2.1 Agent的特征

3.2.2 Agent的弱定义和强定义

3.3 Agent的表示和推理

3.3.1思考型Agent(Deliberative Architecture)

3.3.2反应型Agent(Reactive Architecture)

3.3.3混合型Agent(Hybrid Architecture)

3.4多代理系统(MAS)

3.5 Agent的技术现状与关键问题

3.5.1 Agent的技术现状

3.5.2面临的关键问题

3.6 Agent在Internet上的应用

3.6.1信息服务

3.6.2网络管理

3.6.3电子商务

3.6.4协同工作

3.6.5网上教育和网上娱乐

3.7本章小结

4.基于Agent的远程教学系统

4.1引言

4.2传统的基于Web的远程教学模型

4.2.1基于Web的静态远程教学模型

4.2.2基于Web的个性化远程教学模型

4.2.3现代远程教育资源体系结构

4.3基于Agent的远程教学模型的分析

4.3.1基于Agent的远程教学模型设计的指导思想

4.3.2基于Agent的远程教学模型设计的内容

4.3.3基于Agent的远程教学模型设计框架

4.4基于Agent的远程教学模型的设计

4.4.1用户接口模块

4.4.2合作服务模块

4.4.3教学组织模块

4.4.4教学专家模块

4.4.5学生模型模块

4.4.6协调系统模块

4.4.7基于Agent的远程教学系统管理结构

4.5本章小结

5.学生模型

5.1引言

5.2学生模型的分析

5.2.1学生模型的基本内容

5.2.2学生模型的扩展内容

5.3学生模型框架

5.4推理采用的方法

5.5学生模型的实现方法

5.5.1学生模型内容的表示方法

5.5.2学生学习进度Agent

5.5.3情绪估算Agent

5.5.4更改模糊集隶属度的方法

5.5.5认知水平估算Agent

5.5.6兴趣估算Agent

5.6本章小结

6.学生模型在学生自测系统中的应用

6.1学生自测系统

6.2学生自测系统实验

6.2.1开发环境

6.2.2表结构设计

6.2.3抽题算法

6.2.4实验结果

6.3本章小结

7.结论与展望

7.1结论

7.2后继研究工作的展望

致谢

参考文献

附录