(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211545381.2 (22)申请日 2022.12.05 (71)申请人 成都大学 地址 610100 四川省成 都市龙泉驿区成洛 大道2025号 (72)发明人 高朝邦　赵千　梁华　李霞　 (74)专利代理 机构 成都君合集专利代理事务所 (普通合伙) 51228 专利代理师 张鸣洁 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/20(2012.01) (54)发明名称 一种基于多智能体的课堂教学方案评价方 法及系统 (57)摘要 本发明涉及教育信息技术领域， 公开了一种 基于多智能体的课堂教学方案评价方法及系统， 包括： 输入待评价的课堂教学知识点与学生座位 安排方案； 根据实际的课堂情况与学生的学习情 况， 初始化课堂信息库与学生信息库;创建教师 智能体和学生智能体组； 教师智能体按照决策支 持库中预设的教师智能体行动流程进行行动， 学 生智能体按照决策支持库中预设的师生间互动 行为偏好下的学生课堂参与流程、 同学间互动行 为偏好下的学生课堂参与流程， 以及不互动行为 偏好下的学生课堂参与流程进行行动； 检查课堂 教学是否结束， 输出学生课堂学习参与率。 本发 明还公开的评价系统， 包括输入模块、 课堂教学 方案评价模块和输出模块。 权利要求书5页 说明书12页 附图5页 CN 115545587 A 2022.12.30 CN 115545587 A 1.一种基于多智能体的课 堂教学方案评价方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 通过输入 模块， 输入待评价的课 堂教学知识点方案与学生 座位安排方案； 步骤S2， 根据实际的课 堂情况与学生的学习情况， 初始化课 堂信息库 与学生信息库; 步骤S3， 创建教师智能体和学生智能体组； 所述教师智能体的属性信息包括参与师生 互动的学生的正反馈概率； 所述学生智能体的属 性信息包括课堂师生间关系距离、 课堂同 学间关系距离、 课 堂学习参与概 率、 课堂知识点理解力和课 堂互动偏好类型； 步骤S4， 教师智能体按照决策支持库中预设的教师智能体行动流程进行行动， 学生智 能体按照决策支持库中预设的师生间互动行为偏好下的学生课堂参与流程、 同学间互动行 为偏好下的学生课 堂参与流 程， 以及不互动行为偏好下的学生课 堂参与流 程进行行动； 步骤S5， 更新行为状态库中的教师智能体实时行为状态、 学生智能体实时行为状态， 以 及学生智能体课 堂学习实时参与状态； 步骤S6， 检查课堂教学是否结束， 如果没有结束则返回步骤S3， 如果结束则进入步骤 S7； 步骤S7， 根据当前行为状态库中的学生智能体课堂学习实时参与状态计算并通过输出 模块输出 学生课堂学习参与率。 2.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的课堂教学方案评价方法， 其特征在于， 所 述步骤S1包括： 根据知识点讲授时间单 元数和知识点难度设计课 堂教学知识点方案； 以教师授课时所在教室讲台的中心位置为原点设计学生座位安排方案， x坐标表示座 位相对于原点的下偏移量， y坐标表示 座位相对于过原点的教室中线的偏移量。 3.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的课堂教学方案评价方法， 其特征在于， 所 述步骤S4中教师智能体行动流 程包括： 步骤S4a1， 课 堂教学开始； 步骤S4a2， 获取本 堂课所要向学生智能体传递的知识点列表； 步骤S4a3， 按列表中的知识点先后顺序选择需要传递的知识点； 步骤S4a4， 将知识点的信息发送给全体学生智能体， 知识点的信息包括知识点难度信 息与学习该知识点所需时间单 元数； 步骤S4a5， 获取参与师生互动的学生智能体在当前时间单元的课堂学习参与结果信 息， 并根据师生课 堂互动中对学生的正反馈概 率， 给予学生智能体正/负反馈； 步骤S4a6， 检查知识点的累积讲授时间单元数是否已经达到该知识点需要的讲授时间 单元数， 如果是则进入步骤S4a7， 如果否则返回步骤S4a5； 步骤S4a7， 检查当前知识点是否已经是本堂课最后一个知识点， 如果是则进入步骤 S4a8， 如果否则返回步骤S4a3； 步骤S4a8， 课 堂教学结束。 4.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的课堂教学方案评价方法， 其特征在于， 所 述步骤S4中师生间互动行为偏好下的学生课 堂参与流 程包括： 步骤S4b1， 学生智能体开始当前时间单 元的课堂学习； 步骤S4b2， 获取教师智能体发来的课 堂教学知识点的信息； 步骤S4b3， 根据自身的当前课堂学习参与概率， 进行课堂学习参与与否的选择， 如果选权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115545587 A 2择参与课堂学习， 学生智能体开始当前时间单元的课堂学习， 并进入步骤S4b4； 如果选择不 参与学习， 对自身的累积课 堂不学习时间单 元数增加1， 并进入步骤S4b5； 步骤S4b4， 更新与教师关系距离， 计算知识点掌握概 率， 更新知识点掌握 状态； 步骤S4b5， 检查知识点讲授是否已经结束， 如果是， 则进入步骤S4b6， 如果不是则进入 步骤S4b7； 步骤S4b6， 根据知识点掌握状态， 调整自身课堂学习基础参与概率， 如果知识点已经掌 握， 则不调整， 如果知识点未掌握， 则对自身课堂学习基础参与概率进行调整， 直到将自身 课堂学习基础参与概 率调整到 0为止； 步骤S4b7， 计算自身的当前课 堂学习参与概 率； 步骤S4b8， 结束当前时间单 元的课堂学习。 5.根据权利要求4所述的一种基于多智能体的课堂教学方案评价方法， 其特征在于， 所 述步骤S4b4包括： 步骤S4b41， 对自身的累积课 堂学习时间单 元数增加1； 步骤S4b42， 根据自身与教师智能体之间的互动概率选择是否与教师进行互动， 如果选 择互动， 则进入步骤S4b43； 如果选择不互动， 则进入步骤S4b4 4； 根据学生智能体与教师智能体互动的最大概率、 学生智能体所在座位到教师位置的距 离、 学生智能体到教师智能体的最小距离和大于0的互动概率调整系 数计算自身与教师智 能体之间的互动概 率； 步骤S4b43， 获得教师正反馈后， 缩短自身与教师智能体的课 堂关系距离； 获得教师负反馈后， 增 加自身与教师智能体的课 堂关系距离； 并基于更新后的自身与教师智能体的课堂关系距离， 更新自身与教师智能体的课堂关 系亲近度； 自身与教师智能体的课堂关系距离的初始值可以从学生信息库中的师生初始课堂关 系距离确定， 在更新自身与教师智能体的课堂关系距离时， 如果更新后自身与教师智能体 的课堂关系距离小于1， 则令更新后自身与教师智能体的课 堂关系距离等于1； 步骤S4b44， 检查当前知识点是否已经掌握， 如果已经掌握， 则 进入步骤S4b5， 如果没有 掌握， 则进入步骤S4b45； 步骤S4b45， 根据知识点的难度与自身知识点理解力， 计算知识点掌握概率， 根据计算 所得的掌握概 率， 更新当前知识点的掌握 状态。 6.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的课堂教学方案评价方法， 其特征在于， 所 述步骤S4中同学间互动行为偏好下的学生课 堂参与流 程包括： 步骤S4c1， 学生智能体开始当前时间单 元的课堂学习； 步骤S4c2， 获取教师智能体发来的课 堂教学知识点的信息； 步骤S4c3， 根据自身的当前课 堂学习参与概 率， 进行课 堂学习参与 与否的选择， 如果选择参与课堂学习， 则对自身的累积课堂学习时间单元数增加1； 如果选择不参与 学习， 则对自身的累积课 堂不学习时间单 元数增加1； 步骤S4c4， 与临近周围学生智能体互动， 获取临近周围学生智能体的课堂学习参与情 况， 并更新自身与 临近周围学生智能体的关系距离,当自身课堂学习参与行动与 临近周围 学生智能体的课堂学习参与行动一致时， 缩短与这些学生智能体的课堂关系距离； 所述临权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115545587 A 3