基于多智能體的e-Education系統(tǒng)建模及其應用研究.pdf

1、E-Education的出現(xiàn)給學習者帶來了革命性的變化，用戶腳不出戶，就可以享受到不受時空限制個性化的遠程學習。一般來講，在e-Education環(huán)境里，各種資源包括人、電子資源及應用典型地分布在不同的網絡節(jié)點，這對如何有效地在如此動態(tài)、并發(fā)、不可預測的分布式環(huán)境設計一個自適應、個性化的智能e-Education系統(tǒng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。就目前而言，大多數(shù)e-Education系統(tǒng)的設計理論來源于目標主義，這種理念來源于傳統(tǒng)的教室模型，使得

2、大量的e-books出現(xiàn)在e-Education中。從學習者的角度來看，他們難以進行個性化的學習、有效的知識交流和共享和及時對等幫助。從教師的角度來看，他們缺乏一個有效的網上工作環(huán)境，比如，在課程內容創(chuàng)作，傳授知識，準備試題方面，他們往往不得不進行大量耗時費力的重復工作，尤其是當他們缺乏計算機背景時，更顯得不知所從。 為解決上述問題，本文根據(jù)最新的教育理論，運用來源于跨學科的多種技術、理論、方法（包括多multi-agent,

3、learning object, genetic algorighm, XML, J2EE等）提出了一個新的e-Education體系，其最終目的就是建立一個自適應的、個性化的構建主義學習環(huán)境，使得學生在其個人agent的幫助下能夠有效地進行個性化的個人或集體學習，同時能夠方便教師創(chuàng)作課程內容和組織，準備遠程考試。 為了有效地實現(xiàn)這一目標，本文提出了一個基于MAS的e-edcuation體系─MAGE。該體系由眾多agent組成

4、，這些agent通過合作、協(xié)商和有效的通訊執(zhí)行不同的子任務，由此形成了一大規(guī)模的、復雜的、動態(tài)的、開放的、自我組織的多agent,多用戶e-Education環(huán)境。特別地，我們關注下面的建模和應用研究： 在課程創(chuàng)作方面，關鍵的問題是如何開發(fā)能夠重用到多種背景下的學習對象并且有效地管理和共享。本文提出了一個新的MEEOCAS體系，包括它的概念模型提出和其中EEO概念的定義以及其內部結構和外部封裝的模型。該體系使得課程內容和學習對象

5、創(chuàng)作者能夠方便地發(fā)現(xiàn)所需的EEO,同時支持EEO定購和發(fā)布等系統(tǒng)服務。 在個性化，自適應學習方面，本文提出了一個集成框架，該框架的創(chuàng)新之處在于無縫地集成個人和集體自適應學習。就個人自適應學習空間而言，關鍵問題是如何根據(jù)學生以前的知識狀態(tài)，學習偏好以及設計的領域模型提供自適應的學習路徑和領域概念知識，為此，本文提出了一種基于領域模型的搜索算法；就集體自適應學習空間而言，本文的焦點落在如何設計對等幫助系統(tǒng)和動態(tài)地建立學習小組，就此，

6、本文分別提出了相應的體系、模型和策略。在此體系下，由于學習者能夠主動選擇不同的學習體驗，比如，他可以根據(jù)自己的需求，通過不同的agent, 要么重新請求新的學習對象，要么請求對等幫助，或者要么自己組織以個學習小組進行有關知識點的學習和討論。明顯地，該系統(tǒng)具有構建主義的特色。 在遠程考試方面，傳統(tǒng)的系統(tǒng)主要采用client-server模式，這種模式具有顯而易見的缺陷，比如，靈活性、伸縮性差同時不能充分支持象自動測試產生、主觀題的

7、評估、離線考試，主動告示和考試各環(huán)節(jié)的通訊等功能。為解決這些問題，本文運用新一代的移動agent理論提出了一個創(chuàng)新的整體解決方案。該方案全方位支持在分布式網絡環(huán)境下進行試題產生，分發(fā)，收集和評估。特別地，本文提出了一個綜合運用遺傳算法、移動agent和多 agent試題產生體系（GAMASTP）。在該體系中，本文對試題模型ontolog、染色體的結構、以及適應度函數(shù)進行了合理設計，同時給出所有參與agent任務的詳細設計及其狀態(tài)圖、順序

8、圖和活動圖。 最后，為了驗證本文所提出的體系、模型和方法的可行性和有效性，我們運用一個與FIPA兼容的agent中間件─JADE對部分模型進行了仿真和實現(xiàn)。首先，為了演示如何具體實現(xiàn)一個大規(guī)模的多agent系統(tǒng)，我們選擇對GAMASTP原型進行了具體實施，這里面涉及到如何運用設計ontology, 如何實現(xiàn)agent之間的通訊，如何設計agent行為以及如何在分布式環(huán)境中分布配置各種agent；其次，為了展示如何實現(xiàn)FIPA的交