MAS在高校教育教学过程质量监控系统中的应用-2019年精选文档

1、MAS在高校教育教学过程质量监控系统中的应用基金项目：本文系辽宁省高等教育教学改革研究项目“教育教学质量监控网络化平台开发研究与实践”（项目编号：978）、辽宁省普通高等教育本科教学改革项目“基于ABET认证的工业工程专业人才培养模式国际化研究”（项目编号：259）的研究成果。国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）指岀“建立以提高教育质量为导向的管理制度和工作机制，把教育资源 配置和学校工作重点集中到强化教学环节、提高教育质量 上来。”在数 字信息技术高度发达的今天，运用计算机技术及人工智能技术对高等院 校教育教学过程质量进行监控，能够提高管理者的工作效率，也能够使 高等学校

2、教育教学过程的每一个环节和步骤得以完善， 及时有效的质量 监控措施可以有效避免出现教 学质量危机。1陈艳艳等人利用ASP和ADONE设计技术构建基于Web数据库的动态交互式教学质量监控平台，实现了教学质量监控作用，并提出今 后需要进一步应用人工智能技术对测评结果进行分析。杨振兴等人运用多Agent技术设计了软件质量评价系统，明显提 领域 的运用提供了参考。2 , 3目前运用人工智能技术对高等院校教育教 学过程进行质量监控的研究比较有限。同时，在招生生 源开始下降的今 天，整体提高教学质量和技能水平，培育自己的核心竞争力，必然对 教育教学过程的质量监控与评价提岀了更高的要求。因此，运用新的技术

3、与理论，建立基于多智能体技术的教育教学质量监控系统是有必要的。高了团键质量评价的异地同步性和效率， 为多Agent技术在其他针对目前高等院校教育教学过程质量监控的目的，拟运用计算机科 学与人工智能领域的研究成果，即多智能体技术，设计基于多智能体的 高等院校教育教学过程质量监控系统。该系统具有自治性、反应性等特、高等院校教育教学过程质量监控的目的高等院校教育教学过程需体现人才培养与科学研究相结合，因此具 有动态性、互动性、复杂性、传播性、特殊性等特点。这 些特点决定了对 高等院校教育教学过程质量监控的目的。第一，对教育教学过程中的各种质量指标进行即时采集，量数据综 合后能够体现连续的教育教学过程

4、事件，保证对教育教学过程基本运行 情况的观察及动态分析。第二，对教育教学过程中复杂的质量指标进行筛选与分层，具有教 学事故诊断能力，为制定改善教育教学过程的具体措施提供可信的依 据。第三，各级教育教学过程质量监控部门共同参与过程质量评价活 动，并对评价过程中的评价目标、权重等因子进行信息交互与协商。4并评价，最终实现教育教学过程的优化。为实现上述目的，引入多智能体技术，建立了基于多智能体的高 等院校教育教学过程质量监控系统。5二、基于多智能体的高等院校教育教学过程质量监控系统的结构智能体（Agent）是计算机科学与人工智能领域的研究成果，是 具有感知能力、问题求解能力和外界通信能力的一种实体。

5、1995年,Agent理论专家Wooldridge和Jennings对Agent进 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，可以在没有 直接的外部调用或干预的情况下运行，任何其他程序单元无法访问其操 作，具有良好的封装性，因而也具有更高的安全性。第四, 通过运用计算机技术及监测设备对整体数据进行综合行了权威定义:Agent是一个基于软件或硬件的计算机系统,6二是反应性。Agent可以在一定程度上对其他Agent或环境进 行响应，通过触发规则或执行定义的计划来更新Agent的知识库，同时发送消息给其他的Agento三是协同性。 在Multi-agent系统中， 不同的

6、Agent具有不 同的能力，协同工作可以通过Agent之间交换知识及计划的机制来实 现，交互可以在多个Agent或Agent与人之间完成，用户与Agent之间可以实现双向交谈，即用户对其期望的操作进行定义，Agent对能力进行说明并给出结果，交互双方处于对等地位。四是智能性。处于智能状态的Agent要由知识术语来描述，身知识库的基础上进行推理，并作出决策。三、基于多在此基础上，通过使用符号语言实现与其他Agent的交互。一般 来说，一个Agent很少同时具有上述所有特性，往往结合实际情 况来开发包含所需特性的Agent及Agent系统。近年来，多智能体(Multi-agent)技术成为分布式人

7、工智 能领域的研究热点，并被成功应用于多个领域。多智能体系统Multi-agent system)是由多个Agent组成的群体，每个Agent有组织的、有序的在特定环境中完成各自承担的工作任务，也可以通过相关Aagent的通信来共同协调完成特定的任务。本文根据Agent的特点，结合Multi-agent的发展system趋势，针对高等院校教育教学质量监控过程的目的及要求，提岀 了基于多智能体的高等院校教育教学质量监控系统，系统结构如 图1所示。该模型采用FDDI模式来保证高效可靠的通信。在该模型中， 在教育教学过程的重点环节配置一个质量Agent ,如教学过程Agent、教学进程Agent等，

8、各质量Agent能够完成独立的质量 检测任务。同时，各Agent之间能够进行即时通信，使整个过程 的控制效果达到最优。过程分析Agent通过与其他Agent通信， 将发送或接收的数据或命令装入数据库，然后进行相关性分析、 方差分析等，得出教学质量的演变态势，然后将以上结果存入数 据库并提供给质量评价Agent使用。质量评价Agent从过程分析Agent中得到分析结果，或从数据库中获取相关数据，然后在自智能体的高等院校教育教学过程质量监控系统的过程分析及质量评价过程Agent一般分为认知Agent和反应式Agent。两者的主要区别 在于认知Agent具有推理能力，可以根据本体的动作和其他Agen

9、t的动作进行推理。 在本系统结构中， 过程分析量评Agent和质 价Agent均采用认知Agent ,其他Agent采用反应式Agent o过程分析及质量评价如图2所示。首先，过程分析Agent的接口从基础数据库获得所需数据，通过 控制器进入推理机，推理机按照知识库中的规则，选择模型 和算法进行分析，分析结果输入数据库。入推理机后，对数据是否处于控制范围进行判断。例如：对教学设施进行维修；按照实习厂的实际情况微调教学进程；计 划运行过快或过慢的教师；对课后辅导、答疑及作业批改 监督授课 进行检查与考核；对学生的日常及期末考核成绩进行分析与评价，使 教与学的过程实现更好地配合等等。再次，也可以对

10、数据整体的分布情况进行分析，在判断数据 是否 符合质量要求的同时，判断现行的质量考核标准是否符合客 观实际。 假如某学年或某学期内异常数据明显偏高，则考虑调整质量考核标 准，或者对教师进行教育教学过程培训，这些可以通过给教育教学过 程的重点环节Agent下指令来实现。情况，每月的教室使用情况，教师授课进度的跟进情况，通过比较使教 育教学质量监管部门对一段时期的教育教学过程质量情 况有一个比较全 面的了解。四、基于多智能体的高等院校教育教学过程质量监控系统的功能第一，每个重要环节Agent都能对教育教学过程进行实时监控， 控制器在双环上的各个节点，所以当发生突发事件时，例如 教学设施突 然故障，教其次，分析结果通过接口从数据库读入质量评价Agent ,输最后，质量评价Agent具有查询功能,例如每月的教师调课学设施Agent可以进行快速响应，并与相 关节点进行通 信，以降低整个系统的损失成本。第二，该系统可以通过Agent之间的通信，实现高度的信息 共 享。例如教务处在完成过程分析任务后，可以将结果发送至数 据库共 享，其他部门可以结合现有的信息资源调整自