MAS在高校教育教學過程質量監(jiān)控系統(tǒng)中的應用-2019年精選文檔

1、MAS在高校教育教學過程質量監(jiān)控系統(tǒng)中的應用基金項目：本文系遼寧省高等教育教學改革研究項目“教育教學質量監(jiān)控網(wǎng)絡化平臺開發(fā)研究與實踐”（項目編號：978）、遼寧省普通高等教育本科教學改革項目“基于ABET認證的工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式國際化研究”（項目編號：259）的研究成果。國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）指岀“建立以提高教育質量為導向的管理制度和工作機制，把教育資源 配置和學校工作重點集中到強化教學環(huán)節(jié)、提高教育質量 上來。”在數(shù) 字信息技術高度發(fā)達的今天，運用計算機技術及人工智能技術對高等院 校教育教學過程質量進行監(jiān)控，能夠提高管理者的工作效率，也能夠使 高等學校

2、教育教學過程的每一個環(huán)節(jié)和步驟得以完善， 及時有效的質量 監(jiān)控措施可以有效避免出現(xiàn)教 學質量危機。1陳艷艷等人利用ASP和ADONE設計技術構建基于Web數(shù)據(jù)庫的動態(tài)交互式教學質量監(jiān)控平臺，實現(xiàn)了教學質量監(jiān)控作用，并提出今 后需要進一步應用人工智能技術對測評結果進行分析。楊振興等人運用多Agent技術設計了軟件質量評價系統(tǒng)，明顯提 領域 的運用提供了參考。2 , 3目前運用人工智能技術對高等院校教育教 學過程進行質量監(jiān)控的研究比較有限。同時，在招生生 源開始下降的今 天，整體提高教學質量和技能水平，培育自己的核心競爭力，必然對 教育教學過程的質量監(jiān)控與評價提岀了更高的要求。因此，運用新的技術

3、與理論，建立基于多智能體技術的教育教學質量監(jiān)控系統(tǒng)是有必要的。高了團鍵質量評價的異地同步性和效率， 為多Agent技術在其他針對目前高等院校教育教學過程質量監(jiān)控的目的，擬運用計算機科 學與人工智能領域的研究成果，即多智能體技術，設計基于多智能體的 高等院校教育教學過程質量監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自治性、反應性等特、高等院校教育教學過程質量監(jiān)控的目的高等院校教育教學過程需體現(xiàn)人才培養(yǎng)與科學研究相結合，因此具 有動態(tài)性、互動性、復雜性、傳播性、特殊性等特點。這 些特點決定了對 高等院校教育教學過程質量監(jiān)控的目的。第一，對教育教學過程中的各種質量指標進行即時采集，量數(shù)據(jù)綜 合后能夠體現(xiàn)連續(xù)的教育教學過程

4、事件，保證對教育教學過程基本運行 情況的觀察及動態(tài)分析。第二，對教育教學過程中復雜的質量指標進行篩選與分層，具有教 學事故診斷能力，為制定改善教育教學過程的具體措施提供可信的依 據(jù)。第三，各級教育教學過程質量監(jiān)控部門共同參與過程質量評價活 動，并對評價過程中的評價目標、權重等因子進行信息交互與協(xié)商。4并評價，最終實現(xiàn)教育教學過程的優(yōu)化。為實現(xiàn)上述目的，引入多智能體技術，建立了基于多智能體的高 等院校教育教學過程質量監(jiān)控系統(tǒng)。5二、基于多智能體的高等院校教育教學過程質量監(jiān)控系統(tǒng)的結構智能體（Agent）是計算機科學與人工智能領域的研究成果，是 具有感知能力、問題求解能力和外界通信能力的一種實體。

5、1995年,Agent理論專家Wooldridge和Jennings對Agent進 它具有以下主要特征：一是自治性。自治性是Agent最重要的特性之一，可以在沒有 直接的外部調(diào)用或干預的情況下運行，任何其他程序單元無法訪問其操 作，具有良好的封裝性，因而也具有更高的安全性。第四, 通過運用計算機技術及監(jiān)測設備對整體數(shù)據(jù)進行綜合行了權威定義:Agent是一個基于軟件或硬件的計算機系統(tǒng),6二是反應性。Agent可以在一定程度上對其他Agent或環(huán)境進 行響應，通過觸發(fā)規(guī)則或執(zhí)行定義的計劃來更新Agent的知識庫，同時發(fā)送消息給其他的Agento三是協(xié)同性。 在Multi-agent系統(tǒng)中， 不同的

6、Agent具有不 同的能力，協(xié)同工作可以通過Agent之間交換知識及計劃的機制來實 現(xiàn)，交互可以在多個Agent或Agent與人之間完成，用戶與Agent之間可以實現(xiàn)雙向交談，即用戶對其期望的操作進行定義，Agent對能力進行說明并給出結果，交互雙方處于對等地位。四是智能性。處于智能狀態(tài)的Agent要由知識術語來描述，身知識庫的基礎上進行推理，并作出決策。三、基于多在此基礎上，通過使用符號語言實現(xiàn)與其他Agent的交互。一般 來說，一個Agent很少同時具有上述所有特性，往往結合實際情 況來開發(fā)包含所需特性的Agent及Agent系統(tǒng)。近年來，多智能體(Multi-agent)技術成為分布式人

7、工智 能領域的研究熱點，并被成功應用于多個領域。多智能體系統(tǒng)Multi-agent system)是由多個Agent組成的群體，每個Agent有組織的、有序的在特定環(huán)境中完成各自承擔的工作任務，也可以通過相關Aagent的通信來共同協(xié)調(diào)完成特定的任務。本文根據(jù)Agent的特點，結合Multi-agent的發(fā)展system趨勢，針對高等院校教育教學質量監(jiān)控過程的目的及要求，提岀 了基于多智能體的高等院校教育教學質量監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)結構如 圖1所示。該模型采用FDDI模式來保證高效可靠的通信。在該模型中， 在教育教學過程的重點環(huán)節(jié)配置一個質量Agent ,如教學過程Agent、教學進程Agent等，

8、各質量Agent能夠完成獨立的質量 檢測任務。同時，各Agent之間能夠進行即時通信，使整個過程 的控制效果達到最優(yōu)。過程分析Agent通過與其他Agent通信， 將發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)或命令裝入數(shù)據(jù)庫，然后進行相關性分析、 方差分析等，得出教學質量的演變態(tài)勢，然后將以上結果存入數(shù) 據(jù)庫并提供給質量評價Agent使用。質量評價Agent從過程分析Agent中得到分析結果，或從數(shù)據(jù)庫中獲取相關數(shù)據(jù)，然后在自智能體的高等院校教育教學過程質量監(jiān)控系統(tǒng)的過程分析及質量評價過程Agent一般分為認知Agent和反應式Agent。兩者的主要區(qū)別 在于認知Agent具有推理能力，可以根據(jù)本體的動作和其他Agen

9、t的動作進行推理。 在本系統(tǒng)結構中， 過程分析量評Agent和質 價Agent均采用認知Agent ,其他Agent采用反應式Agent o過程分析及質量評價如圖2所示。首先，過程分析Agent的接口從基礎數(shù)據(jù)庫獲得所需數(shù)據(jù)，通過 控制器進入推理機，推理機按照知識庫中的規(guī)則，選擇模型 和算法進行分析，分析結果輸入數(shù)據(jù)庫。入推理機后，對數(shù)據(jù)是否處于控制范圍進行判斷。例如：對教學設施進行維修；按照實習廠的實際情況微調(diào)教學進程；計 劃運行過快或過慢的教師；對課后輔導、答疑及作業(yè)批改 監(jiān)督授課 進行檢查與考核；對學生的日常及期末考核成績進行分析與評價，使 教與學的過程實現(xiàn)更好地配合等等。再次，也可以對

10、數(shù)據(jù)整體的分布情況進行分析，在判斷數(shù)據(jù) 是否 符合質量要求的同時，判斷現(xiàn)行的質量考核標準是否符合客 觀實際。 假如某學年或某學期內(nèi)異常數(shù)據(jù)明顯偏高，則考慮調(diào)整質量考核標 準，或者對教師進行教育教學過程培訓，這些可以通過給教育教學過 程的重點環(huán)節(jié)Agent下指令來實現(xiàn)。情況，每月的教室使用情況，教師授課進度的跟進情況，通過比較使教 育教學質量監(jiān)管部門對一段時期的教育教學過程質量情 況有一個比較全 面的了解。四、基于多智能體的高等院校教育教學過程質量監(jiān)控系統(tǒng)的功能第一，每個重要環(huán)節(jié)Agent都能對教育教學過程進行實時監(jiān)控， 控制器在雙環(huán)上的各個節(jié)點，所以當發(fā)生突發(fā)事件時，例如 教學設施突 然故障，教其次，分析結果通過接口從數(shù)據(jù)庫讀入質量評價Agent ,輸最后，質量評價Agent具有查詢功能,例如每月的教師調(diào)課學設施Agent可以進行快速響應，并與相 關節(jié)點進行通 信，以降低整個系統(tǒng)的損失成本。第二，該系統(tǒng)可以通過Agent之間的通信，實現(xiàn)高度的信息 共 享。例如教務處在完成過程分析任務后，可以將結果發(fā)送至數(shù) 據(jù)庫共 享，其他部門可以結合現(xiàn)有的信息資源調(diào)整自