薛斌 陶小梅
(桂林理工大学，广西 桂林 541004)
【摘要】伴随着信息技术的高速发展，产生了许多基于WEB的系统，使人们得以方便、高效的处理事情，完成相应任务。其中的E-learning系统拥有数量众多的教学资源，利用E-learning系统，教师可以高效快捷的开展教学工作，学生可以进行个性化学习。本文阐述了一个E-learning系统的设计与实现,该系统包括了E-learning系统的基本功能，如课程资源上传下载、教学视频在线播放、在线测验以及智能交互等功能,并且该系统引入了Microsoft Agent，Microsoft Agent负责与用户进行交互，对用户进行提醒和提示。
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关键词 E-learning系统；Struts；J2EE；Microsoft Agent
基金项目：广西高等学校立项科研项目（201204LX177）。
作者简介：薛斌(1991—),男,广西南宁人，学士，毕业于桂林理工大学信息科学与工程学院。
通讯作者：陶小梅（1980—），女，广西桂林人，硕士，桂林理工大学信息科学与工程学院，讲师，研究方向为人工智能、情感学习。
0前言
传统的学习方式受限于时间与空间。并且一位老师教授多位学生，不能因材施教，学生无法个性化学习。现在网络上学习资源多，质量参差不齐，学生选择学习资源会有一定的困难。使用E-learning系统则可以在一定程度上解决以上问题。但是通过传统E-learning平台进行学习，学生是在一个封闭的环境中进行学习，缺少互动乐趣，交互情感得不到满足。并且传统E-learning系统没有提供智能化学习意见的功能，对于学生开展个性化学习支持不足。因此设计该E-learning系统，不仅实现基本的教学及学习功能，还引进微软Agent助手。学生可以与一个虚拟人物进行互动，并且这样的互动是及时的、有趣的，从而弥补了学生对交互情感方面的需求，提高了使用积极性。该助手基于后台程序提供的有关数据，还能提供智能化的学习建议，真正实现个性化学习。
1系统开发技术介绍
E-learning系统开发平台为MyEclipse10.7，使用Struts2.1作为系统框架，Web服务器使用Tomcat7.0，数据库服务器为MySQL5.0，Java虚拟机的版本为JDK1.7.0。并且引入Microsoft Agent负责与用户进行交互。Agent在中文中，表示代理、代理人等意思。它可以接收有关的指令，然后完成相应的指令，减轻有关人员的劳动量。微软公司开发实现了Microsoft Agent技术。它是软件代理组件，可以生成一个虚拟的人物。并且该人物拥有多种动作和表情，可以向该虚拟人物输入语音，也可以使用TTS技术，使该人物将文本转化为相应的语音并且播放出来。正是由于上述的功能，Microsoft Agent具有很强的交互功能。
2系统功能模块
根据系统的功能需求和总体的设计思想，整个E-learning系统主要分为两个部分，即教师端部分和学生端部分。
教师端模块又可分为3个子模块，分别为课程资源管理、视频资源管理和测验管理。
课程资源管理模块可以让教师用户查看课程资源，可以上传课程资源，可以修改已经发布的课程资源，还可以删除课程资源。视频资源管理模块可以让教师用户上传视频、修改已经发布的视频资源、删除视频。测验管理模块具有新增单选题、试题的修改和删除管理的功能；具有新增测验功能，可以指定测验使用随机题库或者使用指定的题目生成的题库。教师系统功能图参见图1和图2。
学生端系统分为4个子模块，分别为提醒未参加的考试、课程资源模块、视频资源模块、在线测验模块。
提醒未参加的考试模块，根据学生参加考试的情况，提示出学生是否有尚未参加的考试。
课程资源模块，学生用户可以查询课程资源、下载课程资源；系统也会根据一些指标向学生用户推荐资源；学生用户在下载资源的时候，该模块还会对下载量进行统计。
视频模块，学生用户可以查询视频资源、下载视频资源、在线播放视频；学生用户在下载视频的时候，该模块还会对下载量进行统计。
在线测验模块，具有查询学生用户可以参加的测验、参加测验、查询测验成绩功能。学生用户在提交测验之后，系统会针对本次测验成绩给出一个鼓励或者一个复习建议，并且会统计出哪一章的错题在所有错题中比率最高，提醒学生复习该章节的有关知识。学生系统功能图参见图3。
3系统设计
3.1数据库设计
一共为该系统设计了9张表，以满足系统的需要。这9张表分别为教师表、学生表、课程资源表、视频资源表、试题表、测验表、测验试题关联表、成绩表、喜爱类型表。教师表和学生表分别保存了教师和学生的基本信息。课程资源表和视频资源表保存了资源编号、资源名称、下载量、喜爱类型编号和教师推荐指数等信息。试题表、测验表、测验试题关联表和成绩表用于系统在线测验模块。喜爱类型表保存了学生喜欢的资源类型。
3.2关键程序模块设计
本系统的学生端相关模块是整个系统的关键模块，下面主要介绍系统学生端的有关模块。
3.2.1学生端系统Microsoft Agent在网页上的显示并展示欢迎信息
学生用户登陆系统的时候，进入学生端首页时，Microsoft Agent要出现并且显示欢迎信息。要使微软助手在网页上显示，则需要使用<object>标签和javascript调用有关的微软助手函数。首先在网页中使用<object>标签导入微软助手的ActiveX控件，随后启动微软助手的连接，之后加载需要的微软助手人物数据，最后调用微软助手内置函数完成相应的功能，
该模块代码如下：
通过在javascript中调用相应的微软助手内置函数，可以控制微软助手做不同动作，给出不同的文字提示。使得整个系统变得生动，因此也更能吸引学习者使用该E-learning系统。Microsoft Agent在网页上的显示并展示欢迎信息如图4所示。
3.2.2学生端系统Microsoft Agent根据学生的考试成绩做出分析
这个模块获得学生的答题信息，比对数据库中相应的题目信息后，得出学生的成绩。并且统计学生的错题中，哪一个章节的错题数目最多，并且把学生答题正确率和错题集合中错题比率最高的章节号传递到页面。
错题统计涉及两个关键的属性，分别为错题章节号和该章节错题的数量，所以可以使用Map的key-value结构存储这些信息。错题章节号为key，该章节号错题数量为value。遍历错题集合，经过有关处理，将会得到所有错题所属的章节，并且该章节的错题数量。
Microsoft Agent读取由后台传递到前台的成绩信息及错题信息，根据该信息判断学生的成绩是否理想。如果成绩理想，则给出鼓励。如果成绩不理想，则会根据后台传递的错题集合中错题比率最高的章节信息，给出建议即复习该章节。
3.2.3学生端系统Microsoft Agent向学生智能化推荐课程资源
该模块可以根据一些事先制定好的规则向当前学生用户推荐对其来说最好的资源。最后由Microsoft Agent给出文字和语音提示，分别提示资源编号和资源名称。
但是如何判断每一个资源对于当前学生来说，是好的资源还是坏的资源，需要一个评价体系来对每一个资源进行评价打分。对每个资源的评价，主要是评判该资源的三个指标，即教师推荐指数、下载量转化成的推荐指数和是否与当前学生用户的喜好资源类别匹配。评价系统统计每一项资源的三项分数，并且把它们相加，得到每一个资源的推荐总分。评价体系考虑了教师、学生群体、学生用户这三个因素，较为全面客观，适用于该E-learning系统。
（1）推荐模块中后台程序的实现
向学生智能化推荐资源的后台程序模块主要分为三部分。第一部分先从资源表resource中查找出所有资源，第二部分则遍历这个资源，对每一个资源进行打分，最后找出评分最高的资源，将该资源信息封装后放入request域中，传到页面端。该模块程序流程图如图5所示。
（2）推荐模块中Microsoft Agent的实现
当学生用户登陆系统，并且点击资源板块的时候，会触发智能化推荐的后台程序，智能化后台推荐程序将选出的资源的信息传递到页面端，而Microsoft Agent中的javascript程序则读取页面端的推荐资源信息，根据推荐资源信息的内容，给用户相应的提示，并且语音播报这些内容，引起用户的关注。该模块程序流程图如图6所示。
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参考文献
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［责任编辑：曹明明］