資源智能體課程自育系統(tǒng)設計研究

孫清亮 李小平

[摘 ? 要] 為了解決在網絡資源課程建設發(fā)展中存在的課程一次性制作、永久使用而無后期建設的問題，為了保持網絡課程資源內容與社會科學發(fā)展同步，為了使教師從后續(xù)繁重的課程開發(fā)維護擴展工作中解脫出來，研究在人工智能技術的基礎上，提出以資源為智能體對象、以問題解決為導向的自頂向下的設計、借鑒專家系統(tǒng)及知識圖譜思想、運用自育體建設策略的資源智能體課程自育系統(tǒng)設計方案，實現了智能資源課程系統(tǒng)架構的設計，并通過智能答辯評語資源體的開發(fā)和實現予以實證。研究將緩解優(yōu)質教育資源的需求與教育資源生產者之間的矛盾，為今后教育資源的智能化、自動化、系統(tǒng)化開發(fā)奠定基礎，促進人工智能技術與教育資源的創(chuàng)建、使用、更迭的深度融合。

[關鍵詞] 課程資源; 資源智能體; 自育系統(tǒng); 智能主體; 智能客體

[中圖分類號] G434 ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] A

[作者簡介] 孫清亮（1980—），男，山西曲沃人。博士研究生，主要從事教育技術、教育數據挖掘、人工智能等方面的研究。Email：sunql2017@163.com。

一、引 ? 言

網絡課程資源的生命不在于它的誕生，而是在于它的成長，各門課程的網絡資源不光繼承和傳揚傳統(tǒng)課程資源的教學思想、教學內容、教師的教學風格、教學策略和教學改革特性，更應該在課程的長期使用中不斷地吸收更加豐富的新知識、新觀點、新方法、不同的教學思想和風格[1]。而課程資源在創(chuàng)建、發(fā)布、使用、維護的過程中出現種種問題，比如：課程一次性制作后，相對于較長的使用周期，缺少后續(xù)的維護與更迭;教師及其他資源生產者無法從課程開發(fā)的繁重勞動中解脫;計算機的主要作用仍然處于課程資源開發(fā)中的搜集、拼裝等靜態(tài)過程，缺乏人工智能技術的輔助，人們對課程資源的智能化生成、專家指導等期望越來越高。為此，本研究從“大課程資源”角度，提出擴充課程資源視野、教學內容保持與時代同步、吸收不同思想理念、汲取不同表現形式和不同類別資源的課程資源吸收框架，開辟以課程知識圖譜為基礎結構、以智能手段自動獲取資源、以課程資源本體為自育成長的資源智能體課程自育系統(tǒng)。

本次設計融入“智能”這一概念，針對課程資源建設及應用過程中的種種問題，提出了自育體、智能資源體等概念，借助知識圖譜的拓撲結構，擴展智能體的效用，圍繞上述研究對象，展開對自育智能的理念、結構、策略的研究，并進行實證開發(fā)。

二、智能體的構成與功能分布

智能體屬于人工智能的范疇，是具有人的某些智慧和能力的實體（Entity），即具有智能的實體。針對本課題網絡課程資源本體的研究，可以將智能體進一步描述為：擁有一定的知識積累，并具有部分推理能力的實體，即網絡課程智能體[2]，它由智能主體、智能客體和信息源體這三部分構成，其信息加工及功能分布如圖1所示。

智能主體是智能體的大腦，是知識推理和思維的核心，整個資源系統(tǒng)穩(wěn)步而有序地運行，主要依賴于主系統(tǒng)內大腦的操控。智能主體通過探頭，以文件掃描、信息抓取、添加屬性、資源分類等操作，對信息源體和智能客體進行掃描和信息化處理[3]。

每一項智能包含不同目的的行為，依據智能功能的分類和處理信息的智能程度，將智能主體分為初級智能和高級智能。初級智能包括感知智能、分類智能、獲取智能、存儲智能，可以通過現有的面向對象的編程思想、關系型數據庫架構、低廉的服務器存儲，實現智能主體的初級智能。高級智能包括學習智能、自育智能、泛化智能、情感智能，可以通過數據挖掘、機器學習、NLP、情感分析等技術完成高級智能的功能。

智能客體是更高一級的資源對象，具有架構變化、內容替代、資源裁剪、資源拼裝等資源功能行為，是被加工的對象，也是智能主體加工的對象，即網絡課程資源體，含有多學科的多媒體教育教學資源文件。

自育是事物維持自我生存、促進自我發(fā)展的過程[4]，具有自育特征的事物就是自育體。自育體具有一定的反應性，可以感知外界環(huán)境的變化，通過自身的感知能力可以主動或被動地接收外部的刺激，將信息傳送至主體，通過對多種刺激的不同反應特征，表現出一定的變化，使外部環(huán)境察覺到自育體的回饋，這種對外部刺激的敏感性高低決定了自育體的反饋性的高低，自育體在外部環(huán)境的多重刺激下，會作出被動式的響應，憑借本身先前的經驗，對外部環(huán)境的變化作出主動式的預測性判定，在或大或小的正負反饋中，不斷修改自身的行為，以更好地適應新環(huán)境。自育體對外部環(huán)境的變化所做出的反應是被動和主動相結合的，既可以在感覺到外部環(huán)境的刺激之后做出被動的響應，又可以根據先前的經驗做出預測性的判定，進行主動性的響應。在這樣往復循環(huán)中不斷地變化、不斷地適應、不斷地成長、不斷地進化、不斷地自我完善。帶有經驗性的預測將會使自育體性能逐漸趨向于穩(wěn)定化、成熟化和系統(tǒng)化發(fā)展，事實上，自育體形成了形似閉環(huán)的控制系統(tǒng)。圖1中的智能主體和智能客體均具有較高的自育功能，也可稱為智能化的自育體。

信息源體是由用戶上傳的網絡課程資源、Web互聯網獲取的資源信息共同組成的信息源實體，該實體是靜態(tài)的，不具有智能化和自育的特征。

三、資源智能體的設計

以信息源體為基礎載體，通過智能主體和智能客體的輔助，三個實體共同組成一個整體，稱為資源智能體。其中除信息源體外，智能主體和智能客體都具有一定的智能化，同時，又擁有自育功能，所以這兩個實體既是智能體，又是自育體，可以看作是具有智能化屬性的自育體、具有自育能力的智能體，而自育又可以作為從屬于智能的一種能力，即自育智能。三個實體相互協調組成整體，融入人工智能技術，形成以資源為載體，同時，擁有自生成、自修復、自我發(fā)展等自育能力，以知識圖譜為網格結構的智能體。

（一）以問題解決為導向的自頂向下的設計