多媒體遠(yuǎn)教技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題初探

1、多媒體遠(yuǎn)教技術(shù)開(kāi)展現(xiàn)狀及問(wèn)題初探摘要隨著Internet的進(jìn)一步開(kāi)展及其在全球的迅速蔓延，引發(fā)了對(duì)傳統(tǒng)教育形式的新一輪革命。以網(wǎng)絡(luò)為特征的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的崛起和開(kāi)展，必將促進(jìn)各類信息教育技術(shù)的進(jìn)步，也將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)形態(tài)構(gòu)造、文化教育體系帶來(lái)潛移默化的影響。本文介紹了多媒體遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域目前在國(guó)內(nèi)外的開(kāi)展現(xiàn)狀，并指出了目前我國(guó)遠(yuǎn)程教育與西方興旺國(guó)家相比，在開(kāi)出的課程種類、課程內(nèi)容、課程質(zhì)量以及實(shí)時(shí)性等交互方面都還有一定的差距。尤其在實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)方面存在著較大問(wèn)題，并提出了一些設(shè)想。關(guān)鍵詞多媒體，遠(yuǎn)程教育，開(kāi)展現(xiàn)狀，實(shí)時(shí)進(jìn)入數(shù)字化、信息化時(shí)代的二十一世紀(jì)，人們對(duì)教育的需求日益增加。多媒體遠(yuǎn)程教育作為

2、一種新的教育形式，將最大限度利用現(xiàn)有的教育資源，是實(shí)現(xiàn)高等教育的群眾化、現(xiàn)代化、終生化和國(guó)際化的新型教育形式和必然途徑。同時(shí)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和人工智能技術(shù)等的開(kāi)展，為多媒體遠(yuǎn)程教育的開(kāi)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障條件。遠(yuǎn)程教育的定義及分類曾經(jīng)給遠(yuǎn)程教育定義了個(gè)要素：學(xué)生和老師在地理上是分開(kāi)的，不是面對(duì)面的；政府教育部門對(duì)教育機(jī)構(gòu)的資格認(rèn)證；應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)；提供雙向的交互功能；學(xué)生可以隨時(shí)隨地上課。它的最大特點(diǎn)就是遠(yuǎn)程和交互。從采用技術(shù)的角度分類，遠(yuǎn)程教育可以分為基于郵政方式、基于播送電視方式、基于網(wǎng)方式和基于電信網(wǎng)方式。前兩種方式已經(jīng)形成一定規(guī)模，目前在

3、世界上對(duì)于遠(yuǎn)程教育的研究主要集中于后兩種形式。基于網(wǎng)方式采用網(wǎng)的技術(shù)和其他如閱讀器、等應(yīng)用實(shí)如今時(shí)間上、地點(diǎn)上完全獨(dú)立的教學(xué)形式。可組織網(wǎng)上討論，利用網(wǎng)組建網(wǎng)絡(luò)學(xué)校。學(xué)生可以增強(qiáng)自治力和逐漸形成一個(gè)“自我安排進(jìn)度的、專家和優(yōu)秀老師指導(dǎo)的、時(shí)間和空間獨(dú)立的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生們可以通過(guò)電子的“虛擬對(duì)話爭(zhēng)論課程中提出的問(wèn)題，的訪問(wèn)者也被邀請(qǐng)參加“課堂討論，這些觀點(diǎn)對(duì)于課程來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的補(bǔ)充。基于電信網(wǎng)方式是把學(xué)校的教室安排在遠(yuǎn)端，可以解決學(xué)校教室缺乏的問(wèn)題。學(xué)生們?cè)诙鄠€(gè)遠(yuǎn)端教室同時(shí)上一名優(yōu)秀老師的課。在技術(shù)上，利用了電信網(wǎng)的高數(shù)據(jù)量傳輸和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。一般有演播室中心教室、遠(yuǎn)程教室和通信網(wǎng)絡(luò)三局部

4、。多媒體遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域目前在國(guó)內(nèi)外的開(kāi)展現(xiàn)狀計(jì)算機(jī)從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)展已經(jīng)觸動(dòng)了傳統(tǒng)的教育形式，各種形式的教育形式中最活潑、最有前途的一個(gè)領(lǐng)域就是遠(yuǎn)程教育。這種教育改革并不意味著就是讓計(jì)算機(jī)代替老師的角色，計(jì)算機(jī)應(yīng)該作為輔助教學(xué)的一種有效的工具。在世界范圍內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代信息化社會(huì)的到來(lái)正一步步推動(dòng)學(xué)校教育改革，校園的圍墻逐漸消失，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上的虛擬學(xué)校中學(xué)習(xí)的新型教育形式已悄然興起。年月美國(guó)加利福尼亞、德克薩斯等十個(gè)州共同創(chuàng)立了各州認(rèn)可的、各高等院校成認(rèn)課程學(xué)分的虛擬大學(xué)，學(xué)生在電子課堂中上課、考試并獲得學(xué)位證書，從而正式拉開(kāi)了網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的序幕。目前美國(guó)有所大學(xué)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)修得學(xué)位，網(wǎng)上虛擬大學(xué)開(kāi)出的

5、課程已覆蓋了各個(gè)主要的學(xué)科領(lǐng)域。例如：美國(guó)國(guó)家技術(shù)大學(xué)，年夏季學(xué)年開(kāi)設(shè)了化學(xué)工程、橋梁工程、工商管理等門課程。威士康辛大學(xué)年元月建成了它的第一個(gè)電子教室，并為商業(yè)、文學(xué)、教育、圖書館學(xué)和社會(huì)科學(xué)個(gè)門類開(kāi)設(shè)了門課程。以亞特蘭大和喬治亞洲為主的美國(guó)南部地區(qū)教育董事會(huì)，開(kāi)場(chǎng)通過(guò)來(lái)轉(zhuǎn)播南部所大學(xué)的課程。同時(shí)，美國(guó)已經(jīng)開(kāi)場(chǎng)把注意力放到中小學(xué)校根底設(shè)施的建立上來(lái)。與西方興旺國(guó)家相比國(guó)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用工作開(kāi)展得相對(duì)較晚，年底我國(guó)首條覆蓋全國(guó)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)才正式建成和投入使用。受技術(shù)條件的限制，國(guó)內(nèi)在建成后才開(kāi)場(chǎng)進(jìn)展網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)的研究工作，但開(kāi)展相當(dāng)迅猛。目前從網(wǎng)上可查到的信息和各院校開(kāi)放的對(duì)外效勞看，國(guó)內(nèi)

6、清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京醫(yī)科大學(xué)、中山醫(yī)科大學(xué)、中國(guó)人民大學(xué)、湖南大學(xué)、華南師范大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、長(zhǎng)春郵電學(xué)院、遼寧大學(xué)、浙江大學(xué)、北京播送電視大學(xué)、廣東播送電視大學(xué)、浙江播送電視大學(xué)、西安交通大學(xué)等十幾所高校已陸續(xù)提供了自己的網(wǎng)上遠(yuǎn)程教育資源，此外還有一些中學(xué)，如北京中學(xué)、深圳中學(xué)、南京師大附中、江蘇省常中等中學(xué)也開(kāi)設(shè)了網(wǎng)校，其它如一些省市地區(qū)機(jī)構(gòu)也紛紛在網(wǎng)上設(shè)立了遠(yuǎn)程教育站點(diǎn)，如網(wǎng)校、云舟網(wǎng)校、新疆遠(yuǎn)程教育資源網(wǎng)、吉林教育教學(xué)網(wǎng)、萬(wàn)恒遠(yuǎn)程教育網(wǎng)等。我國(guó)多媒體遠(yuǎn)程教育目前所存在的問(wèn)題當(dāng)象美國(guó)這樣的興旺國(guó)家，已經(jīng)將計(jì)算機(jī)多媒體網(wǎng)絡(luò)教育普及到幼兒教育階段的

7、時(shí)候，我們的高等院校才開(kāi)場(chǎng)步入遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域。所以與西方興旺國(guó)家相比，在開(kāi)出的課程種類、課程內(nèi)容質(zhì)量以及實(shí)時(shí)性等交互方面都還有很大的間隔 。大多數(shù)的高校遠(yuǎn)程效勞站點(diǎn)僅僅推出了基于方式的課件教學(xué)的效勞。這些課件教學(xué)一局部是多媒體形式的，剩下一局部甚至僅僅是文本加圖片方式的課件教學(xué)，僅有個(gè)別高校的遠(yuǎn)程教育網(wǎng)點(diǎn)參加了測(cè)試、管理以及實(shí)時(shí)文字、語(yǔ)音交流的模塊如清華、北大、上海交大等。尤其是實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育方式還亟待開(kāi)展，學(xué)生們?cè)诙鄠€(gè)遠(yuǎn)端教室同時(shí)上一名優(yōu)秀老師的課，這種方式目前仍缺乏很好的交互性。雖有學(xué)校已成功地施行了，如湖南大學(xué)、浙江大學(xué)采用先進(jìn)的雙向交互式技術(shù)的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)正式啟動(dòng)了，廣西遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)最近也

8、建成了。但對(duì)于大多數(shù)院校來(lái)講，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)都是目前亟待解決的難點(diǎn)與重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育目前最大的一個(gè)問(wèn)題就是交互性差的問(wèn)題，很多學(xué)校的電子教室仍然是沿用傳統(tǒng)的電教形式，老師在里面講，學(xué)生只能在外面聽(tīng)，只是媒介從電視機(jī)上搬到了計(jì)算機(jī)的顯示器上。一個(gè)有關(guān)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的局部設(shè)想計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新的計(jì)算機(jī)應(yīng)用形式，它說(shuō)明計(jì)算機(jī)應(yīng)用有了新的打破，從過(guò)去本質(zhì)上僅支持個(gè)體工作，開(kāi)展成為支持群體工作，群體中的用戶可以通過(guò)計(jì)算機(jī)交流信息和討論問(wèn)題，共同完成某項(xiàng)任務(wù)。一般而言，是指某群體中的人們，在計(jì)算機(jī)的協(xié)助下，執(zhí)行某項(xiàng)共同的任務(wù)，并為他們提供一個(gè)共享環(huán)境的界面。其中群體可以是一

9、個(gè)或多個(gè)單位、工程或小組。但這里特別強(qiáng)調(diào)的是，群體中的人們必須執(zhí)行共同的任務(wù)，為他們提供一個(gè)共享的工作環(huán)境和一個(gè)友好而靈敏的計(jì)算機(jī)的交互手段。是研究群體如何工作，討論各種技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)如何支持群體工作的一個(gè)新的研究領(lǐng)域。我們所討論的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育模型是建立在集中式構(gòu)造系統(tǒng)與多媒體通訊信的根底上。在實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中，老師如何才能在講課時(shí)就能不斷提問(wèn)學(xué)生；在課后又能專門留一段時(shí)間提問(wèn)或答復(fù)學(xué)生的問(wèn)題？視頻會(huì)議系統(tǒng)是一個(gè)很好的參考模型，可將以視頻會(huì)議系統(tǒng)為主的實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程教育和以為主的自主式遠(yuǎn)程教育兩種方式有機(jī)地組合起來(lái)。老師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的會(huì)話，對(duì)共享媒體的同時(shí)訪問(wèn)，會(huì)引發(fā)并發(fā)控

10、制的問(wèn)題。并發(fā)訪問(wèn)共享的媒體在分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)問(wèn)題，大多數(shù)研究人員認(rèn)為應(yīng)該在某一時(shí)刻僅有一個(gè)訪問(wèn)者來(lái)訪問(wèn)共享媒體。設(shè)定老師在整個(gè)系統(tǒng)中享有最高的權(quán)利，他控制著通信與訪問(wèn)共享白板的權(quán)限，所有想要獲得受權(quán)的懇求被送到老師端，老師可以根據(jù)情況受權(quán)給其中某一個(gè)學(xué)生。老師也可以在任何時(shí)刻收回對(duì)某一學(xué)生的受權(quán)。系統(tǒng)中主要的通信方式為點(diǎn)到多點(diǎn)的通信。通常，點(diǎn)到多點(diǎn)的通信方式主要有播送通信和多點(diǎn)通信兩種。播送通信的方式是消息從一點(diǎn)發(fā)出，發(fā)向網(wǎng)上的所有端點(diǎn)，這些端點(diǎn)上運(yùn)行的軟件將判斷收到的消息是否是發(fā)向自己的，是發(fā)向自己的消息那么承受，否那么，就丟棄該消息。多點(diǎn)通信，是指消息從一點(diǎn)發(fā)出，發(fā)向網(wǎng)上

11、所有等待該消息的端點(diǎn)，這些端點(diǎn)都使用同一個(gè)用于多點(diǎn)通信的地址。本系統(tǒng)的傳輸媒體是。假如采用播送通信，將消息發(fā)向全網(wǎng)的所有機(jī)器上，然后通過(guò)機(jī)器的層去識(shí)別該消息是否應(yīng)該接收。遍布全球，讓所有有關(guān)或無(wú)關(guān)的機(jī)器參與消息的發(fā)送，顯然不實(shí)在際。此外，由于我們將傳送的是多媒體信息，數(shù)據(jù)量大。因此，假如向網(wǎng)上每臺(tái)機(jī)器播送的話，勢(shì)必會(huì)占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。而上的協(xié)議是支持多點(diǎn)通信的，它通過(guò)在消息的目的地址中填入的多點(diǎn)通信地址，通話同時(shí)向一組遍布于網(wǎng)上的主機(jī)傳送同一個(gè)消息。擁有一個(gè)多點(diǎn)通信地址的所有機(jī)器構(gòu)成一個(gè)多點(diǎn)通信組。一個(gè)通信組可以跨越多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)。每次多點(diǎn)傳送后，多點(diǎn)通信組的成員接收到的數(shù)據(jù)都一

12、樣。一臺(tái)主機(jī)可以任意參加或退出一個(gè)多點(diǎn)通訊組，一臺(tái)主機(jī)也可以同時(shí)參加多個(gè)多點(diǎn)通信組。提供了、五類地址。多點(diǎn)通信地址是地址中類地址。由于多點(diǎn)通信組的數(shù)量有限，可以集中管理，因此多點(diǎn)通信地址沒(méi)有層次構(gòu)造，所有網(wǎng)的多點(diǎn)通訊組采用單一層次，在邏輯上是等同的。每個(gè)多點(diǎn)通信組都擁有唯一的多點(diǎn)通信地址，一類是標(biāo)準(zhǔn)的永久性地址，由中央管理機(jī)構(gòu)統(tǒng)一分配，另外一類是暫時(shí)性的多點(diǎn)通信地址，根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)立。為了可以對(duì)跨越多個(gè)物理子網(wǎng)的多點(diǎn)通信發(fā)送進(jìn)展控制，提供了網(wǎng)的組管理協(xié)議，管理多點(diǎn)通訊網(wǎng)關(guān)和多點(diǎn)傳送機(jī)器間的組員身份信息交換。因此，在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)，在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信時(shí)采用多點(diǎn)通信的方式是比擬適宜的。老師端在授課時(shí)應(yīng)首先上

13、網(wǎng)，申請(qǐng)到一個(gè)多點(diǎn)通訊組固定或臨時(shí)均可的地址，隨后參加該虛擬課堂的學(xué)生登錄，老師端統(tǒng)計(jì)成員列表，同時(shí)將申請(qǐng)到的多點(diǎn)通訊組地址傳送給學(xué)生，這樣，老師和學(xué)生可通過(guò)多點(diǎn)通信方式來(lái)傳送消息。該系統(tǒng)的另外一個(gè)重要問(wèn)題，就是如何解決多媒體數(shù)據(jù)的傳輸？系統(tǒng)中需要傳送動(dòng)態(tài)的視頻數(shù)據(jù)、語(yǔ)音數(shù)據(jù)。首先，如何實(shí)時(shí)地傳送它們是這個(gè)系統(tǒng)工作臺(tái)的關(guān)鍵所在。一般由于未經(jīng)壓縮的音、視頻數(shù)據(jù)具有很大的數(shù)據(jù)量，要實(shí)時(shí)地傳送多媒體數(shù)據(jù)，除了仰仗網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的快慢之外，還需對(duì)視、音頻數(shù)據(jù)作壓縮處理，一方面壓縮減少了聲音、圖像和運(yùn)動(dòng)視頻的存儲(chǔ)容量，另一方面壓縮降低了在網(wǎng)絡(luò)上傳送這些數(shù)據(jù)所必要的比特率。是為運(yùn)動(dòng)視頻的壓縮制定的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)

14、準(zhǔn)不僅利用了每幀數(shù)據(jù)的信息冗余，而且也利用了各幀間的信息冗余，壓縮比率很高，最高可到達(dá)，平均為。此外，是國(guó)際電報(bào) 咨詢委員會(huì)的提供可視 和電視會(huì)議中視頻的壓縮解壓標(biāo)準(zhǔn)。是可視 和電視會(huì)議中音頻的壓縮解壓標(biāo)準(zhǔn)。由于有了這些壓縮標(biāo)準(zhǔn)，使多媒體數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳送成為可能。老師端在多媒體電子教室中，安裝二、三臺(tái)帶云臺(tái)的攝像機(jī)、視頻捕捉卡、計(jì)算機(jī)、麥克風(fēng)及音箱等多媒體設(shè)備。通過(guò)多媒體通信效勞器又稱中的視頻捕捉卡，獲得現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)實(shí)況視、音頻數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件公司的，把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)的多媒體數(shù)據(jù)流格式，傳送到位于遠(yuǎn)程教育中心的效勞器上。一方面，由效勞器直接播放；另一方面，以文件格式的形式存放到效勞器上。客戶端用戶使用普通的多媒體機(jī)，安裝了的客戶端閱讀器軟件后，就可以通過(guò)校園網(wǎng)或網(wǎng)，接收實(shí)時(shí)網(wǎng)上示范教學(xué)。再安裝上視頻頭，用于攝取學(xué)生圖像，便于老師觀察學(xué)生聽(tīng)課情況；耳機(jī)，用于接收老師聲音；話筒，用于搜集和傳輸學(xué)生的聲音。媒體播放效勞器使用版軟件，該軟件可根據(jù)用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬，自動(dòng)提供從、的直到高速局域網(wǎng)的圖象壓縮質(zhì)量。完畢語(yǔ)國(guó)家教委目前也特別重視遠(yuǎn)程教育在我國(guó)的開(kāi)展，以月日國(guó)家教育部高教司召開(kāi)的試點(diǎn)工作會(huì)議為標(biāo)志，“中央電大人才培養(yǎng)形式改革和開(kāi)放教育試點(diǎn)工程正式啟動(dòng)。這一試點(diǎn)工程是教育部組織施行?面向世紀(jì)教育振興行動(dòng)方案?和現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程的重要組成局部，也是教育部改革高等教育人才培養(yǎng)形式、開(kāi)展現(xiàn)代遠(yuǎn)程開(kāi)