Distanční, internetová výuka a její flexibilita s Webovými službami a Multiagentními systémy

Distanční, internetová výuka a její flexibilita s Webovými službami a Multiagentními systémy Pavel Burian Ústav počítačové a řídicí techniky Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Technická 5, 166 28 Praha 6, tel: 220 443 773 [email protected] Abstrakt: Distanční, internetová výuka její výhody a nevýhody. E-learning výuková metoda a její definice. Aplikace podobných výukových strategií pro všechny studenty ve třídě může být neefektivní. Inteligentní výukové systémy musí být adaptibilní, schopné se on-line přizpůsobit odlišnostem týkajících se jednotlivých studentů. Výukový objektový agent (Learning Object Agent) je odpovědný za vkládání schéma výukového stylu, výukových objektů. Uložiště (Repository), v kterém jsou shromážděny výukové objekty je pod dohledem Úrovně ovládající výukové objekty (Learning Object Management Layer) v rámci Výukového objektového agenta. Virtuální třída je jednou z nejdůležitějších komponent systému LMS. Poskytuje virtuální výukové prostředí pro distanční výuku a on-line spolupráci. Virtuální třída se skládá ze tří modelů. Model prostředí reprezentuje použitelné zdroje ve směru k agentům. Model rolí obsahuje role agentů v termínech úkolů, interakcí a použitelných zdrojů. Organizační model reprezentuje strukturu mezi agenty. Klíčová slova: Výuka po síti Internet, E-Learning, jazyk XML, SOA (Servisně orientovaná architektura), Výukový objektový agent, Virtuální třída, multiagentní systém Jadex. Abstracts: Internet teaching and its advantages and disadvantages. E-learning – method teaching and its definition. Application of similar learning strategies can be ineffective for all students in classes. Intelligent learning systems must be adaptibility able, to be able on.line conform to respecting of several students differenties. Learning Object Agent is responsible on including Style learning schema, learning objects. Repository, in witch there are gathered learning objects below Learning Object Management Layer Supervision in frame of Learning object agent. Virtual Class is one of the most important LMS system component. Virtual Class provide learning environment for internet teaching and on-line cooperation. Virtual Class consists of three models. Environment model represents useable sources in the agents direction. Role model consists agents roles in meanings of tasks, interactions, and useable sources. Organization model reprezents the structure among agents. Key words: Internet teaching, E-Learning, Oracle iLearning, XML languages, SOA (Service Oriented Architecture), Virtual Class, Learning Object Agent, webblogs, Jadex Multiagent System.

1. Úvod - Distanční, internetová výuka a její flexibilita a adaptibilita Rychle se zdokonalující informační technologie a informační systémy zvyšují možnost použití ve vzdělávání, výuce, zvyšuje se možnost použití účinných SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 2/2010

87

Pavel Burian

výukových prostředků, avšak v této oblasti existují též rozdíly. Aplikace podobných výukových strategií pro všechny studenty ve třídě může být neefektivní. Nové mechanismy jsou doporučovány ve výukových strategiích jako např. strategie: on-line, otevřená, vysoce interaktivní, multimediální, internetová, používající webových nástrojů, aj. pro použití ve výukových systémech. Inteligentní výukové systémy musí být adaptibilní, schopné se on-line přizpůsobit odlišnostem týkajících se jednotlivých studentů.Výukové systémy by měly být schopny individualizovaného pojetí a měly by být schopny studentům poskytnout vhodné materiály a být stále efektivnější a efektivnější. Koncepce internetově – webově založené výuky se celkově odlišuje od výuky prováděné v klasické třídě, posluchárně, zejména použitím interaktivní on-line komunikace a dalších mocných počítačových technologií. Takovéto pedagogické módy a postupy nabízejí mnoho možností např. skupinové výuky studentů, svobodný výběr doby výuky vcelku z libovolného místa, výběr a preference učitele, spolupracující výukové prostředí. Řada dřívějších studií ukazovala, že počítačem podporovaná spolupracující výuka (Computer-Supported Collaborative Learning – CSCL) je příslibem pro vývoj internetově – webově založené výuky, která se soustřeďuje na informační a komunikační technologie jako zprostředkovatelský nástroj uvnitř spolupracujících metod výuky a poskytuje zdokonalené aktivity, nezbytné funkcionality a výukové zdroje všem účastníkům tak, aby jim umožnila získat v otevřeném, dynamickém, rozsáhlém a heterogenním prostředí ve spolupráci (collaborative) výukové zkušenosti.

2. Použití výukových objektů, výukových stylů a Multiagentních systémů Výukové objekty. Řada výukových materiálů je vytvářena pro použití v oblasti internetové technologie, v rámci sítě Internet jsou materiály distribuovány. Tyto materiály jsou často vícekrát používány a je vhodné, aby byly navrhovány a programovány jako objektově orientované s charakteristickými vlastnostmi objektově orientovaných systémů. Výukový objekt [AADL, 2002] je samostatná část, opětně použitelná, která vyhovuje instruktážní, vzdělávací, naučné, objektivní, předmětové skutečnosti. Výukové objekty mohou být označeny (tagged) „metadaty“ a tak jejich identita a obsah jsou použitelné pro programovací systémy. Dekompozice výukového obsahu je analogií k dekompozici nějakého objektově orientovaného programu do objektů a tříd a dovoluje výukovým objektům, aby byly používány v různém výukovém kontextu. Teorie výukových stylů. Lidé se obvykle neučí stejným stylem, stejným způsobem. Existuje několik cest rozdělující preference ve výukových stylech. Výukový styl může být spojitá cesta od konkrétní zkušenosti přes odraz pozorování k abstraktní konceptualizaci principu a konečně vede k možnosti aktivního použití zkušeností [Kolb, 1984]. V [Gardner, 1993] jsou výukové styly pojednávány, rozdělovány jako: slovní (lingvistické), otázkové (logické, matematické), obrázkové (vizuální, prostorové), muzikální, pohybující se, socializační (komunikace více osob), pro jednu osobu. Pro výuku studentů na vysoké škole, univerzitě může být preferován styl vytvořený v rámci 4-dimenzionálního prostoru popsaného následně:

88

SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 2/2010

Distanční, internetová výuka a její flexibilita s Webovými službami a Multiagentními systémy

Rozumový (Konkrétní myšlení, prakticky orientované směrem k faktům a procedurám.) nebo intuitivní (Abstraktní, inovativní myšlení orientované směrem k teoriím.).  Vizuální (Preferuje vizuální reprezentaci prezentovaných materiálů ve formě obrázků, diagramů, vývojových diagramů, aj.) nebo verbální (Preferuje psané nebo mluvené vysvětlování.).  Aktivní (Výuka pomocí zkoušení a testování dané reality, práce – výuka ve skupině.) nebo na základě odrazu, reflexe (Výuka na základě přemýšlení a úvah o daném dosud ne zcela známém problému, vhodná pro samostatného jedince nebo dvou dobře vzájemně známých partnerů.).  Sekvenční (Myšlenkový proces výuky po malých inkrementálních krocích.) nebo globální (Proces myšlení, výuky ve velkých krocích.). Agentová technologie. Agenty poskytují prostředky pro ovládání komplexnosti a nejistoty okruhu, oboru, oblasti působnosti. Agent je aktivní, trvalá programová entita, mající svou vlastní inteligenci týkající se úkolů vlastní agendy. Agenty mohou vnímat, chovat se inteligentně vůči svému okolí, působit na něj a mohou komunikovat s jinými agenty. Inteligentní agent má schopnosti: komunikovat každý s každým, pracovat společně s ostatními agenty, aby dosáhl společných cílů, působit na ostatní z vlastní iniciativy a používat lokálních informací a znalostí, aby ovládal lokální zdroje a vykonával požadavky od jiných agentů. Společnost agentů potřebuje mít komunikační prostředky, aby mohla kooperovat, vyjednávat, spolupracovat. Jazykem pro komunikaci mezi agenty ACL (Agent Communication Language) je obvykle nazýván jazyk vyšší úrovně, jehož prvky, struktury a výrazové konstrukce jsou určeny k výměně informací (dat i znalostí) nezbytných pro vzájemné domlouvání, vyjednávání, kooperaci, koordinaci a spolupráci mezi agenty. Jazyk ACL je obecný jazyk tvořící rámec pro přenášení vlastních sdělení jednotlivých agentů. Definuje identifikaci odesílatele a příjemce zprávy, jazyk zapsané zprávy, identifikátor zprávy. Jedná se např. o jazyky KQML (Knowledge Query Manipulation Language), FIPA-ACL (Foundation for Intelligent Physical Agents-ACL) [FIPA, 2009]. Pro úroveň obsahu zprávy v rámci jazyka ACL lze použít jazyky XML (eXtensible Mark-up Language), HTML, FIPA-SL (FIPASemantic Language), Lisp, Prolog, SQL, C++, Java, aj. Výukové objekty a výukové styly, multiagentní systém a pedagogický proces [Sun S., 2007]. Výukový objektový agent (Learning Object Agent) je odpovědný za vkládání schéma výukového stylu, výukových objektů. Uložiště (Repository), v kterém jsou shromážděny výukové objekty je pod dohledem Úrovně ovládající výukové objekty (Learning Object Management Layer) v rámci Výukového objektového agenta. Aby byly výukové objekty dodány (deliver) podle odlišných výukových stylů, implementace byla rozdělena do tří částí: soustředění, shromáždění studentů podle schéma výukového stylu, kategorizace (Categorizing) výukových objektů podle schéma výukového stylu a dodání (deliver) výukových objektů. Soustředění studentů do schéma výukového stylu. Relativně jednoduchý algoritmus, který určí pozici studenta v rámci 4 dimenzionálního prostoru výukového stylu může být konstruován použitím jisté omezené množiny otázek, např. 4 otázky pro každou dimenzi. Kategorizace (Categorizing) výukových objektů podle schéma výukových stylů. Výukové objekty mohou být organizovány ve 4 dimenzích prostoru 


89

Pavel Burian

výukového stylu. Výukové objekty je možné nalézt v některých volně přístupných zdrojích např. v [Boyle, 2004]. Ke každé dimenzi výukového stylu též existují metadata, např. informace o autorovi, datum vytvoření, aj. Existuje též jistá „granularita“ v rámci kategorizace výukových objektů ve smyslu 5-ti bodového odstupňování. Vytvoření, dodání (Delivering) výukových objektů pro různé výukové styly. V [Sun S., 2007] multiagentní systém ve formě rádce (Tutoring system) si pamatuje každý studentský okamžitý výukový styl (který může být v reálném čase změněn) a atributy stylu každého výukového objektu, jako koordinace v čtyř dimenzionálním prostoru. Algoritmus používaný pro poskytnutí, dodání výukových objektů studentům zahrnuje párování (matching) atributů stylu vhodných výukových objektů s preferencemi okamžitého, v současnosti používaného stylu individuelního studenta. Multiagentní výukový systém. Teorie výukových stylů může být pedagogickým základem multiagentního výukového systému a výukové objekty poskytují cestu k organizování výukových materiálů pro individuelní potřeby. Z hlediska technických aspektů systému, adaptivní požadavky v podstatě navrhují, aby interakce a komunikace uvnitř systému byla dynamická. Použití inteligentních agentů nám dovoluje abstrahovat data do vyšší úrovně než té úrovně, která je vhodná pro konvenční programové technologie a umožňuje nám vytvořit koncepci systému přirozenou formou. Agentová technologie je používána ve výukových systémech k usnadnění autonomie a adaptivity, dekomponující (decoupled) a vycházející z pedagogických základů systému. Každý takový systém zdůrazňuje dílčí aspekty takové jako trénování, cvičení, práce ve skupině nebo požadavky lidských zdrojů. Každý má svoji vlastní individuelní cestu organizování výukových materiálů a nemnozí, mnoho z nás může uvažovat efekt různých výukových stylů nebo přijetí, osvojení výukových objektů. V [Sun S., 2007] nabízený, proponovaný multiagentní pedagogický systém je konstruován z pěti agentů: studentský agent (Student Agent), záznamový agent (Record Agent), modelovací agent (Modelling Agent), výukový objektový agent (Learning Object Agent), hodnotící agent (Evalution Agent). Každý agent je navržen k jistému, spolehlivému zajištění funkčních požadavků aktualizovat účel služeb (service purpose) výukového systému, zejména poskytnout dynamické a adaptivní výukové materiály individuelním uživatelům, studentům. Studentský agent je odpovědný za komunikaci se studenty, záznamový agent udržuje informace o každém studentovi, modelovací agent vytváří modely studentských dovedností (skills) a výukových objektů, výukový objektový agent ovládá množinu, soubor výukových objektů a hodnotící agent zajišťuje, že výukové objekty jsou prezentovány v rámci individuelních a adaptivních výukových cest ke každému individuelnímu studentovi. V čase, v průběhu, v kterém studenti užívají systém, tyto agenty aktualizují své znalosti častěji, tak aby žádné změny v oblasti preferencí studentských výukových stylů nebyly opomenuty a byly dynamicky uváženy. Výukové objektové agenty. Výukový objektový agent ovládá výukové objekty, které jsou organizovány podle, vzhledem k schéma výukového stylu. V odpovědi, v odezvě na instrukce od modelovacího agenta, výukový objektový agent poskytuje odlišné studentské výukové styly s odpovídajícími výukovými objekty. 90



Výukový objektový agent je hybridní agent mající architekturu, v které jeho subsystémy jsou sdruženy do hierarchických úrovní (layers).

3. Virtuální výuková třída Aplikace systému Jadex ve výuce Stručný popis systému Jadex. Jadex [JADEX, 2007], [Pokahr A.-1, 2007], [Braubach L., 2005] je na základě jazyka Java založený, doporučení organizace FIPA odpovídající agentové prostředí (Jadex lze stahnout z adresy http://sourceforge.net/projects/jadex/.), dovolující vývoj cílově orientovaných agentů, vyhovující modelu BDI (Beliefs, Desire, Intentions) – Domněnka (Znalost, Fakt)-Přání-Záměr. Jadex poskytuje základ a množinu vývojových nástrojů pro relativně jednoduché vytváření a testování agentů. Jadex je založen na systému JADE. Systém JADE (Java Agent Development Framework) [JADE, 2007] je plně implementován v jazyce Java. Zjednodušuje implementaci multiagentního systému a odpovídá doporučením organizace FIPA [FIPA, 2009]. Agent reaguje na přicházející zprávy a události a usuzuje, uvažuje (deliberate) o svých cílech (goals). Aby agent mohl ovládat zprávy a interní události vybírá a realizuje plány. Vliv okamžitých znalostí na proces usuzování, uvažování agenta a plány agenta může okamžité znalosti změnit během reálného běhu agenta. Změny znalostí (beliefs) mohou následně zapříčinit změnu interních události, které mohou vést k vytvoření, vzniku nových cílů a realizaci dalších plánů. Agent v systému Jadex má dvě základní části (viz též obr. 3.1 ): ADF (Agent Definition File) soubor napsaný v jazyce XML Schema a množinu tříd v jazyce Java, které rozvíjejí resp. specifikují zabudované třídy v systému Jadex a specifikují, jak jsou plány a cíle konstruovány.

Obr. 3.1. Základní části agenta systému Jadex dle [JADEX, 2007]. SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 2/2010

91

Pavel Burian

Plány (Plans). Plány [Braubach L., 2005], [Pokahr A.-2, 2006] hrají centrální úlohu v systému Jadex, protože oni zahrnují (encapsulate) receptury pro dosažení nějakého řízeného stavu. Obecně se plán skládá ze dvou částí. Tělo plánu je standardní Java třída (Java class), která rozšiřuje předdefinovanou základní třídu v systému Jadex (jadex.runtime.Plan nebo jadex.runtime.MobilePlan). Řídící centrum systému Jadex JCC (Jadex Control Center). JCC [Pokahr A.-1, 2007] reprezentuje možnost přístupu k hlavním nástrojům pro běh systému Jadex v reálném čase. Vývoj vlastního projektu v systému Jadex lze realizovat pomocí nástrojů typu IDE (Integrated Development Environment) zejména Eclipse/IBM, Borland JBuilder a NetBeans IDE/Sun ONE. Soubory mohou být vyvíjeny pomocí Altova XML Spy (http://www.altova.com) nástroje-editoru. V [Liu Z., 2005] byl vyvinut LMS (Learning Management System) s jistou množinou agentů. Systém distanční výuky - E-Learning systém jako virtuální třída používá multiagentní systém Jadex. Virtuální třída je jednou z nejdůležitějších komponent systému LMS. Poskytuje virtuální výukové prostředí pro distanční výuku a on-line spolupráci. Virtuální třída se skládá ze tří modelů. Model prostředí reprezentuje použitelné zdroje ve směru k agentům. Virtuální třída obsahuje tři druhy databází a to databázi: výukových zdrojů, studentských záznamů a databázových znalostí. Tyto databáze poskytují použitelné zdroje. Aplikace výukového servisu, služby poskytuje vztaženou službu pro agenta tak, aby mohl mít přístup k databázi. Databáze výukových zdrojů obsahuje výukové materiály pro studenty. Databáze studentských záznamů obsahuje informace studenta (současné, minulé) týkající se jeho záznamů o výuce, preference ve výuce, výukovou situaci studenta. Databáze znalostí obsahuje pedagogické znalosti, které pomáhají agentu typu učitel nastavit instrukce výukového módu pro konkrétního studenta lépe. Model rolí obsahuje role agentů v termínech úkolů, interakcí a použitelných zdrojů. Ve virtuální třídě jsou identifikovány tři role agentů a každé roli odpovídá množina úkolů. Agent typu student byl vytvořen proto, aby pomáhal studentům provádět výukové aktivity jako: inteligentní on-line výuku, pokládání otázek a odpovídání na otázky, on-line diskuse a spolupráce s jiným agentem typu student. Agent typu učitel plní povinnosti učitele ve virtuální třídě. Úkoly těchto agentů obsahují odpovědi na otázky pokládané studentům, přiřazení těchto úkolů příslušným studentům, agent typu učitel může diskutovat se studenty nebo s jiným agentem typu učitel. Agent typu instruktor působí jako administrátor ve virtuální třídě. Úkoly těchto agentů zahrnují ovládání registrace studentů a učitelů ve virtuální třídě a další administrativní úkony. Organizační model reprezentuje strukturu mezi agenty. Tyto agenty jsou reprezentovány v rámci systému Jadex, komunikace agentů dle doporučení FIPA [FIPA, 2009]. Komunikace v rámci syst. Jadex [Pokahr A.-1, 2007], [Pokahr A.-2, 2006] nabízí flexibilní výměnu zpráv mezi agenty. Implementace virtuální třídy v rámci systému Jadex. Virtuální třída může být rozdělena do čtyř modulů: inteligentní on-line výukový, pokládající otázky a nabízející odpovědi, on-line diskusní a spolupracující. Inteligentní on-line výukový modul. Výuková aktivita studenta prostřednictvím Agenta typu student bude využívat odpovídající služby. Některé výukové plány 92



jsou startovány v rámci plánů knihovny Agenta typu student za účelem on-line výuky. Když student zašle výukové požadavky Agentu typu učitel ve formátu zprávy typu ACL (Agent Communication Language), Agent typu učitel vybere vhodnou výukovou cestu pro studenta. Student může přistupovat k výukovým zdrojům uloženým v databázi, aby získal odpovídající výukové materiály. Agent typu učitel může též požádat Agenta typu instruktor, aby rozhodl o vhodné výukové strategii pro studenta, dle jemu odpovídajících záznamů. Modul pokládající otázky a nabízející odpovědi. Výuková aktivita pokládání otázek a nabízení odpovědí je realizována mezi Agentem typu student a Agentem typu učitel. Student posílá otázky Agentu typu student. Když Agent typu učitel přijme otázku, může přímo komunikovat se studentem. Modul on-line diskuse. Ve virtuální třídě jsou některé skupiny organizovány pro diskusi. Nějaký student může být „sponzorem“, být „zárukou“, když chce diskutovat on-line s jinými studenty o nějakých problémech a Agent typu instruktor může pro ně ovládat, řídit skupinu. Celý proces diskuse, včetně výukových informací pro studenty bude Agent typu instruktor monitorovat, sledovat a zaznamenávat. Modul on-line spolupráce. Agent typu instruktor může organizovat spolupráci skupin pro dosažení vybraných úkolů nebo jejich přidělení. Proces organizace spolupráce skupin je podobný organizaci on-line diskuse. ADF (Agent Definition File) soubor. ADF soubor je soubor typu XML používaný pro definici agentů v rámci systému Jadex. Vnitřní elementy souboru ADF specifikují plány (Plans), doměnky, znalosti (Beliefs) a cíle (Goals) a dále specifikují volitelné značky, tagy (tags) pro import, definici výrazů, definici schopností, aj. V rámci systému Jadex je soubor ADF nejprve nahrán do paměti. Když např. student chce „nastartovat“ on-line výuku startuje nějaký plán se jménem LearningGuidancePlan z knihovny plánů Agentů typu student a potom spustí modul výukový plán LearningPlan, který zašle výukové parametry Agentu typu instruktor. Konečně, Agent typu student přijme výukový obsah informačního katalogu (Learning Content Catalog Information) od Agenta typu instruktor. Definice značek, tagů doměnky, znalosti (Beliefs) v ADF souboru Agenta typu student může vypadat následně: class="boolean"> true true class="boolean"> true true class="boolean"> true true Zde se používá tag typu , který poskytuje nějaké jméno (name) a nějaký typ (type). Jméno (name) se používá jako odkaz na fakta (fact(s)) obsažená v doměnkách, znalostech a odkaz na typ specifikující třídu objektů faktů, které mohou být zapamatovány v doměnkách, znalostech (Beliefs). Počáteční fakta (fact(s)) doměnek, znalostí mohou být umístěna do uzavřených tagů typu . SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 2/2010

93

Pavel Burian

V databázi beliefbase Agentů typu student hodnoty typu beliefs „is_available“, „instructoragent_available“, se používají k zjištění, zda-li agenty typu student či instruktor jsou použitelní, či nikoli. Hodnoty typu beliefs „learning“, „ask_questions“, „discussion“ a „cooperation“ ukazují okamžité výukové aktivity, které student požaduje. Agent typu student definuje dva plány se jmény: LearningPlan a LearningGuidancePlan pro dosažení inteligentní on-line výuky. On-line výukové plány ve formě ADF souborů Agentů typu student jsou popsány níže. Plán se jménem LearningGuidancePlan obsahuje dva podmíněné tagy: kontext podmínek je vyjádřen před a během realizace plánu. Kdykoliv jsou podmínky porušeny, realizace plánu je přerušena. Potom plán je chybný. Podmínka typu „spouštěč“ – trigger je použita pro její specifikaci, když plán je startován, spouštěn. Výukový proces je spouštěn (triggered), když když GoalEventFilter má hodnotu „performLearning“. plans> new LearningGuidance Plan() new Learning Plan() new on>$beliefbase.is_available goalEventFiter("performlearning") $beliefbase.learning V současnosti systém Jadex podporuje čtyři odlišné druhy cílů: prováděný (perform) cíl, dosahovaný (achieve) cíl, dotazovaný (query) cíl a udržovaný (maintain) cíl. Zde se používá prováděný (perform) cíl pro realizaci výukového cíle. Výukového cíle je dosaženo, když obě hodnoty doměnek, znalostí (beliefs) „instructoragent_available“ a „learning“ jsou typu „true“. On-line výukové cíle (goals) jsou definovány v ADF souboru. Tělo (body) plánu definuje obsah plánu použitím třídy (class) v jazyce Java, která je deklarovaná v ADF souboru pomocí značek, tagů. Tělo plánu pro on-line výukový plán je definováno níže. Plán LearningGuidancePlan je spouštěn (triggered) on-line výukovým požadavkem od studenta. Metoda GetInitialEvents() dostává nějakou počáteční zprávu o události (event) týkající se on-line výukového požadavku. Potom metoda creatReply() vytváří událost týkající se zprávy obsahující odpověď a metoda sendMessage() posílá studentovi informace o řízení výuky: public class LearningGuidancePlan extends ThreadedPlan { // create a new LearningGuidancePlan public LearningGuidancePlan(){… } public void body(){ // receive initial event request for online learning RMessageEvent me1=(RMessageEvent) 94

getInitialEvent(); // create reply and sent back learning guidance //information Message learning_guidance; RMessageEvent re1= me1.createReply (ACLMesssage.INFORM, learning_guidance); sendMessage(re1); }



Plán se jménem LearningPlan je spouštěn (triggered) provedením události (event) cíle. Když plán běží (is running) vytváří požadavek zpráva o události typu ACL (Agent Communication Language) použítím metody createMessageEvent(). Potom Agent typu instruktor pracuje jako přijímač zpráv. Konečně metoda sendMessageAndWait() je použita pro zaslání výukových parametrů a čeká na odpověď od Agenta typu instruktor.

4. Další příklady výukových systémů s multiagentními systémy Na základě vlastností a rysů tzv. bloků typu „webblogs“ je v [Wang Ch. Ch., 2009] konstruováno spolupracující výukové prostředí s výukovými bloky typu „Learning BLOGS“ – LBLOGS. Podle vlastností „webblogs“ je snadné poskytnout spolupracující prostor, kde učitelé mohou měnit informace synchronně nebo asynchronně, mohou podporovat aktivity a zdroje spolupracující výuky takové jako dialogový kanál, sdílený pracovní prostor, být zprostředkovatelem vzdálené komunikace a osobního pracovního prostoru. Slůvko blog vzniklo z anglického sousloví web log (což znamená něco jako internetový deníček) vtipnou přesmyčkou „we blog“ a nasledným vypuštěním zájména we. Blog vlastně slouží pro komunikaci, může mít však dnes řadu přenesených významů. S důrazem na takovéto charakteristiky je v [Wang Ch. Ch., 2009] navržen výše uvedený výukový LBlog integrovaný s ovládacím výukovým systémem LMS pro sdílení znalostí nebo interakcí, když učitel uvede problém, který student či studentka nejsou schopny řešit, mohou si vyměnit významné informace. Architektura výukového osobního, personalizovaného bloku typu LBLOG směřuje k tradičním funkcím typu blog a k výukovým funkcím. Tvůrce prezentuje osobní operace a rozhraní k výměně a obnovení výukového obsahu. Pozdější komplimenty týkající se rysů pedagogického výukového procesu podporují, povyšují zájmy a motivace učitelů a zvyšují jejich samoučící vlastní sílu, samoučící vlastní schopnosti. V průběhu ovládání učitelských bloků typu blog, systém poskytuje Modul výukových objektových operací (Learning Object Operation Module) pro řízení výukových zdrojů. Modul kooperativních výukových bloků typu blogs (The Cooperated Blog Learning Module) poskytuje funkce a služby pro výukovou spolupráci. Funkce architektury bloků typu blogs lze rozdělit na funkci výukových bloků typu blogs, která poskytuje obsah kurzu a funkci bloků typu LBLOG, kde učitelé vytvářejí interakce a diskuse v této oblasti. Každý student a každý učitel má přiřazen tzv. výukový blog. Učitel, vyučující může používat volání skriptů typu JavaScript a metody založené na HTTP protokole pro spojení se serverem LMS (Learning Manage System), dále používat služby typu SOA (Service Oriented Architecture) a HTML&CSS prostředí, aby ukázal výsledky v uživatelském, studentském internetovém prohlížeči. V [Zhang Y., 2005] je studován vztah mezi individuelním chováním účastníků výuky a celkovým chováním komunity za účelem pomoci účastníkům výuky lépe porozumět interaktivnímu procesu, předpovědi a ovládání vývoje chování komunity účastníků. Je analyzována síla agentového přístupu a rysy (features) virtuální komunity. Přístup agentového modelování a simulace je velmi vhodný pro studium virtuální komunity. V [Zhang Y., 2005] byl vytvořen agentově založený model pro SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 2/2010

95

Pavel Burian

virtuální výukovou komunitu. Každý účastník takovéto komunity je modelován nějakým agentem s poznávacími a sociálními charakteristikami. Interaktivní aktivity jsou dekomponovány do čtyř modulů a to: registračního modulu, aktivačního modulu, akčního modulu a adaptačního modulu. Též je provedena diskuse obecného pozorování chování a důsledků ovládání komunity na základě řady porovnávacích simulací. Analýzu a modelování dřívějších požadavků výukových systémů typu E-learning v [Liu Z., 2005] nabízí provést cílově a agentově orientovaný přístup. Model byl vytvořen na základě multiagentního systému Jadex založený na architektuře agentů typu BDI (Believes-Desires-Intentions) (viz odst. 3.) a vyhovující doporučení organizace FIPA [FIPA, 2009]. Výukový systém typu E-learning je konstruován a implementován pomocí inteligentních agentů s mentálními stavy v rámci systému Jadex.

Literatura [AADL, 2002] AADL: Academic ADL Co-Lab, University of Wisconsin System UWS, & Wisconsin Technical College System (WTCS), (2002),. What are Learning Objects ? http://adlcolab.uwsa.edu/lo/what.htm. [Boyle, 2004] Boyle, T. a kol.: Learning Objects for Introductory Programming, http://www.londonmet.ac.uk/ltri/javaobjects, (2004). [Braubach L., 2005] Braubach L., A. Pokahr, and A. Walczak: Jadex Tutorial. Release 0.941, Dec. 2005, University of Hamburg, Germany, http://vsis-www.informatik.uni-hamburg.de/projects/jadex/, (2006). [Burian-1, 2008] Burian, P.: Multiagentní systémy a metodologie pro Architekturu orientovanou na služby a počítání (MAS pro SOA a SOC). Systems Integration 2008, SI2008, 16-th Internat. Conf., Prague, Czech Rep., June 10-11, 2008, ISBN 978-80-245-1373-7. [Burian-2, 2009] Burian P., Dvořák P.: Distanční, internetová výuka, Portály a systém Oracle iLearning pro výuku informačních systémů a technologie na univerzitě i v podniku I a II. Systémová integrace. Ročník 16, číslo 3 - 4, Oct.-Dec. 2009, CSSI, ISSN 1210-9479. [Felder, 2005] Felder, R.M. & Spurlin J.E.: Applications, Reliability, and Validity of the Index of Learning Styles. International Journal of Engineering, Education, 21(1), 103-112, 2005. [FIPA, 2009] FIPA (The Foundation for Intelligent Physical Agents): http://www.fipa.org, (2009). [Gardner, 1993] Gardner, H: Multiple Intelligences: The Theory in Practice, Basic Books, 1993. [JADE, 2007] JADE (Java Agent DEvelopment Framework): http://jade.tilab.com, (2007). [JADEX, 2007] JADEX: http://vsis-www.informatik.uni-hamburg.de/projects/jadex/, (2007). [Kolb, 1984] Kolb, D. A.: Experiential Learning: Experience as the Source of Learning and Development. Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall, 1984. 96



[Liang W., 2008] Liang W., Zhao J., Zhu X.,: Multi-agent Framework Support for Adaptive e-Learning. ICWL 2008, LNCS 5145, pp. 296-303, 2008, Springer Verlag Berlin Heidelberg 2008. [Liu Z., 2005] Liu Z., Chen B.: Model and Implement an Agent Oriented ELearning System. Proc. of the 2005 Internat. Conf. on Computational Inteligence for Modelling, Control and Automat. and Internat. Conf. Intel. Agents (CIMCAIAWTIC´05), IEEE. [Liu Z., 2005] Liu Z., Xu Y.: Design and Implementation of Virtual Class based on Jadex. Proc. of the 2005 Internat. Conf. on Computational Inteligence for Modelling, Control and Automat. and Internat. Conf. Intel. Agents (CIMCA-IAWTIC´05), IEEE. [Liu Z., 2006] Liu Z., Wang Z., Fang Z.: An Agent-Based E-Learning Assessing and Instructing System. Comp. Supported Cooperat. Work in Design, 2006, CSCWD ´06, Internat. Conf. on May 2006, pp.1-6, 2006. [Oracle, 2009] Oracle: http://www.oracle.com/index.html, 2009. [Pokahr A.-1, 2007] Pokahr A.-1, Braubach L., Leppin R., Walczak A: Jadex Tool Guide. Release 0.941, Dec. Jadex Control Center (JCC) 2005, University of Hamburg, Germany, http://vsis-www.informatik.uni-hamburg.de/projects/jadex/, (2007). [Pokahr A.-2, 2006] Pokahr A.-2, Braubach L., Walczak A.: Jadex User Guide. Univ. of Hamb., Germ., 2005, http://vsis-www.informatik.unihamburg.de/projects/jadex/, (2006). [SOA_glos, 2009] SOA glossary: http://www.soaglossary.com/, 2009. [SOA_soft, 2008] SOA software: http://www.soa.com/, 2008. [Sun S., 2008] Sun S., Joy M., Griffiths N.: The Use of Learning Objects and Learning Styles in a Multi-Agent Education System. Journal of Interactive Learning Research, v.18 n.3 p.381-398, Jul 2007, ISSN-1093-023X. [Wang Ch. Ch., 2009] Wang Ch. Ch.: The Development of Collaborative Learning Environment with Learning Blogs. Journal of SOFTWARE, Vol 4., No. 2., Apríl, 2009. [Zhang Y., 2005] Zhang Y., Tanniru M.: An Agent Based Approach to Study Virtual Learning Communities. Proc. of the 38th Annual Hawaii Internet. Conf. on System Science. (HICSS´05)-Track 1, 2005, http://csdl2.computer.org/persagen/DLAbsToc, (2008). Tento článek je koncepčním průmětem pokračování prací v oblasti distanční internetové výuky, které byly popsány podrobně v lit. [Burian-2, 2009] a které podrobně popisují aplikace používané v distanční internetové výuce se systémem Oracle iLearning a s Portálem Oracle.


97

Distanční, internetová výuka a její flexibilita s Webovými službami a Multiagentními systémy

Recommend Documents