摘要：在电子商务教学中，将探究性学习的理论与ABMS仿真方法结合，通过仿真创建虚拟的电子商务生态链帮助学生进行参与式、体验式学习，能够有效促进学生对电子商务生态链的理解，提高课堂教学的质量和学习效果。文章首先对ABMS建模仿真方法进行了概述；之后，深入分析了将ABMS技术应用于电子商务教学中的优势；详细探讨了在电子商务教学中应用ABMS方法的工具和进行建模仿真的基本流程。
关键词：主体；仿真；电子商务；教学
中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)07-1696-02
Study on Application of Agent Based Modeling and Simulation Methods in E-business Teaching
LIU Xiao-wen, YU Jin
(College of Information Science and Technology, Hainan Normal University, Haikou 571158, China)
Abstract: In E-business teaching, the quality and effect of learning could be improved by integrating the theory of inquiry learning and ABMS methods. It will help the student carry out an experiential learning and promote the student"s understanding of e-business ecological chain by simulations. The paper summarized ABMS methods and analyzed the advantages of the application of ABMS method in e-business teaching. Tools and process for employing ABMS in e-business teaching is discussed.
Key words: ABMS; agent; e-business; teaching
计算机仿真教学方法可以为学生提供虚拟的现实情境，为学生创设一种开放的、主动的、探索式的学习环境，通过对模拟情境的观察、比较和分析，帮助学生通过反思性的、高水平的思维活动，更加有效地完成知识建构，进而促进学生创新能力的培养。近年来，计算机仿真教学方法在国内外的电子商务课程教学中越来越受到教师和学生双方的欢迎，逐渐成为一种主流的、教学效果非常明显的教学方法。
基于主体的建模与仿真（Agent Based Modeling and Simulation, ABMS）是一种新的建模仿真方法。在电子商务教学中，将探究性学习的理论与ABMS仿真方法结合，通过仿真创设创建虚拟的电子商务生态链帮助学生进行参与式、体验式学习，能够有效促进学生对电子商务生态链的理解，提高课堂教学的质量和学习效果。以下首先对ABMS建模仿真方法的应用情况和特点进行了概述；之后，深入分析了将ABMS技术应用于电子商务教学中的优势；以电子商务生态链为例，详细探讨了在电子商务教学中应用ABMS方法的基本流程。
1 ABMS建模仿真方法的特点
传统的计算机建模仿真方法通过对系统整体结构与功能的分析，寻找其中规律，建立确定的数理模型，并使模型逐步演算，得到仿真结果。而ABMS建模仿真方法采用自下而上的建模思想，通过对系统成员个体的静态特征和动态行为的研究，建立包含个体特征属性和行为规则的模型，利用Agent间的交互协作机制，模拟成员个体间既相互独立又交互作用的现象，进而研究系统的整体结构和群体行为的涌现[1]。目前，ABMS建模仿真方法已经被广泛地运用到社会学、经济学、管理学、军事学、人口学、行为科学和生态学等领域，并演化出了相应的子学科和子领域，如计算经济学(Agent based computational economics，ACE)[2]、计算组织理论 (Computational Organization Theory, COT)[3] ，社会政策模拟与分析[4]等。
与传统的计算机建模仿真方法及数量经济模型相比，ABMS建模仿真方法具备以下特点[2]：
1) 以微观主体的属性与行为作为建模的基础
ABMS建模仿真方法主要围绕着构成系统的微观主体的各种属性与行为规则展开的。这种方式不仅强化了系统的微观基础，体现了主体的自主性特点，还具有很强的过程描述性，是复杂适应系统理论的具体体现。复杂适应系统理论认为，主体的属性与行为是决定系统性质的基本因素。
2) 强调微观主体间的交互作用关系
在基于ABMS方法的建模仿真中，微观主体间、主体与环境的相互影响、相互作用，是系统演变和进化的主要动力。每一个主体对其它主体起着环境的作用。同时，个体间的交互关系是主体在长期演化过程中逐渐形成的有选择的、部分的交互关系。
3) 通过微观主体有机地形成宏观现象
ABMS方法通过微观主体间、微观主体与环境间的交互作用将微观与宏观有机地联系起来，使得个体的行为成为整个系统的变化的微观基础。宏观现象表现为微观行为和交互作用的涌现。
2 ABMS方法应用于电子商务教学中的优势分析
将ABMS方法应用于电子商务教学，其优势主要有：
1) Agent的特性能较好模拟电子商务生态链中不同类型成员实体的特性。
由于电子商务生态链的构成成员，如政府、电子商务企业、配套服务企业（包括物流服务商、广告媒介等）、投资者、普通消费者等，通常是独立的决策和利益主体，因此电子商务生态链作为一个整体，往往呈现复杂性、交互性、动态性等特点，而其构成成员往往又具有主体性、异质性及自利性的特点。
ABMS建模中，Agent是主动的、交互的、具有自适应能力的实体，这些特性使得Agent能够较自然的再现电子商务生态链中复杂性，它们能够较好地模拟电子商务生态链中不同类型的成员实体的主体性、异质性以及自利性。
2) Agent的交互能力不仅能够模拟电子商务生态链中各成员实体间的复杂交互行为，还能够模拟外部环境与电子商务生态链交互。
ABMS建模方法通过提供Agent与Agent之间、Agent与环境之间的交互机制把Agent组织起来，使Agent能够在这种持续不断的交互作用的过程中，不断地学习和积累经验，并根据学到的经验和实时的环境变化改变自身的结构和行为模式。这种能力使得其不仅能够模拟电子商务生态链中各成员实体间的复杂交互行为，还能够模拟外部环境与电子商务生态链交互过程。
传统的建模与仿真方法无法解决具有自适应、自组织和演化特征的建模与仿真问题。与其它建模仿真技术相比，ABMS建模仿真方法以其具有的自主性、交互性和适应性的特点，为教学中模拟再现电子商务生态链提供了一种全新的、有效的方法。
3 电子商务教学中ABMS方法的应用步骤
3.1 选择建模仿真工具
目前，基于ABMS技术的建模仿真工具有很多，其中有一些是免费的，还有一些甚至是开源的。比较常见的工具包括：Repast、NetLogo、Swarm、Aspen、AgentSheets、Ascape等。结合教学实际和学生掌握起来的难易程度，本文重点推荐前两种工具，即Repast和NetLogo。
Repast起源于芝加哥大学社会科学计算研究所，其最初的设计目标是为社会仿真提供一个易于使用、易于扩展且功能强大的仿真工具包，现在Repast已发展成一个通用的ABMS仿真平台。Robert Tobias等人对包括Repast、Swarm 在内的几种ABMS仿真工具进行了评价比较，结果表明Repast 在几乎所有的评分项目上，如文档、建模仿真能力、易用性等都位居第一，其综合得分也最高。
NetLogo是由美国西北大学开发的ABMS仿真工具，由Uri Wilensky在1999年发起的，具有简单易学、跨平台两大特点，因此受到了研究和教学人员的广泛欢迎，其应用覆盖了自然和社会科学的许多领域，包括生物、医学、物理、化学、数学、计算机科学以及经济学和社会心理学等。
3.2 建模仿真基本流程
以下以电子商务生态链的建模与仿真为例，说明应用ABMS方法进行建模与仿真的基本流程。
1) 确定待建模的仿真模型中Agent种类及相互间关系。
以对电子商务生态链进行建模和仿真为例，首先分析构成电子商务生态链的Agent种类及不同类型的Agent间存在怎样的相互关系。如政府、电子商务企业（包括B2B、B2C、C2C等类型的企业）、配套服务企业（包括物流服务商、广告媒介等）、投资者、普通消费者等不同类型的主体。
2) 定义Agent的属性和行为。
进一步分析已确定的不同类型的主体的特征和行为模式，将其转化为每一类Agent的属性和行为规则。例如在电子商务生态链建模中，对电子商务企业（包括B2B、B2C、C2C等类型的企业）、配套服务企业（包括物流服务商、广告媒介等）、投资者、普通消费者等不同类型的主体的特征和行为模式进行归纳和总结，并据此设置各类Agent的属性和行为。
3) 仿真模型实现。
选择合适的仿真工具，如Netlogo，设计电子商务生态链仿真模型的人机界面，以及电子商务生态链仿真模型中各类Agent的属性和行为规则的设置与修改，编程实现Agent间的交互机制的实现。
4) 模型运行与结果分析
运行模型，让学生通过修改仿真模型参数等方式，观察和比较不同参数下，模型的运行结果，并将结果与现实世界进行扩展分析和比较。
4 结束语
在电子商务教学中，将探究性学习的理论与ABMS仿真方法结合，通过仿真创设创建虚拟的电子商务生态链帮助学生进行参与式、体验式学习，能够有效促进学生对电子商务生态链的理解，提高课堂教学的质量和学习效果。本文概述了ABMS建模仿真方法的应用情况和特点；对ABMS技术应用于电子商务教学中的优势进行了深入分析；最后，以电子商务生态链为例，探讨了ABMS方法在电子商务教学中的应用。
参考文献：
[1] 林健,基于Agent的社会学仿真研究[J].计算机仿真,2008,25(5).
[2] Davidsson P.Agent based social simulation:A computer science view[J].Journal of Artificial Societies and Social Simulation,2002.
[3] Squazzoni F.The Impact of Agent-Based Models in the Social Sciences After 15 Years of Incursions[J].Sociological Methodology,2009(2):1-23.
[4] 李璐,宣慧玉.多主体仿真在公共卫生事件应急管理中的应用——以一个传染病政策仿真系统为例[J].西安交通大学学报:社会科学版,2010(1).
