首頁 > 自從1876年貝爾發(fā)明了電話以來，網(wǎng)絡(luò)和通信的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了若干階段，時(shí)至今日，現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在經(jīng)過了一百多年的發(fā)展后，更深刻地影響著人類社會(huì)的方方面面。但是，隨著Internet的興起和隨之而來的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)逐漸暴露出其固有的局限性，已經(jīng)越來越無法適應(yīng)新的形勢，亟需加以變革和發(fā)展。在適應(yīng)大眾需要的過程中，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)逐步呈現(xiàn)出寬帶化、綜合化、多樣化和個(gè)性化的趨勢，并最終催生了下一代網(wǎng)絡(luò)(Next Generation Network，NGN）的產(chǎn)生。今天的人們對(duì)NGN都充滿各種各樣的期待。因?yàn)樵谶@個(gè)融合的、業(yè)務(wù)極為豐富的網(wǎng)絡(luò)上，我們將可以開發(fā)出更多更好的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而不必再受通信技術(shù)的限制。作為教育信息化的一個(gè)重要領(lǐng)域，NGN同樣也將影響遠(yuǎn)程教育方面的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和方式。
NGN對(duì)教育的影響
當(dāng)我們將NGN應(yīng)用到辦公室、家庭、汽車甚至電話、電視，我們永遠(yuǎn)不能忽視的一個(gè)領(lǐng)域就是學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。十年樹木，百年樹人。對(duì)于任何國家來說，教育都是永恒的話題。如何解決社會(huì)需求與教育資源相對(duì)不足和教學(xué)手段落后的矛盾，使有限的教育資源得到合理利用和共享，提高教育的質(zhì)量與效率將成為今后教育的一個(gè)重要課題。我們需要一種新的教育模式和技術(shù)手段來充分利用與整合各種資源。
遠(yuǎn)程教育是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生的一種新型教育方式，它通過現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育手段使師生之間交互不受時(shí)空限制，是多種媒體優(yōu)化、有機(jī)組合的教育方式，可以有效地發(fā)揮各種教育資源的優(yōu)勢，為各種社會(huì)成員學(xué)習(xí)得到更方便的、廣泛的教育服務(wù)。
以前，遠(yuǎn)程教育的形式往往局限于以同軸電纜廣播電視網(wǎng)為主的單向傳輸方式。由教育部門組織專業(yè)教師編寫教材和錄制好所有課程的錄像帶，然后通過廣播電視網(wǎng)進(jìn)行播放，教育部門組織學(xué)生收看，并定期進(jìn)行考試，成績合格后發(fā)放文憑和合理地收取學(xué)費(fèi)。這種方式直到現(xiàn)在仍然是遠(yuǎn)程教育中使用較多的方式之一。這種遠(yuǎn)程教育方式采用單向傳輸方式傳播教育信息，存在收費(fèi)難、交互難的缺陷。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使得通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育成為現(xiàn)實(shí)。1994年底，在國家教委主持下，“中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)示范工程”由清華大學(xué)等10所高校共同承建。1997年，湖南大學(xué)與湖南電信合作，第一個(gè)建立起了網(wǎng)上大學(xué)。NGN的出現(xiàn)，為遠(yuǎn)程教育的發(fā)展提供了更為廣闊的發(fā)展空間。
2004年12月25日，中國第一個(gè)NGN暨中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程核心網(wǎng)（CERNET2）正式開通，這是世界上規(guī)模最大的純IPv6互聯(lián)網(wǎng)，標(biāo)志著我國下一代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)全面拉開序幕。
從CERNET2上，我們看到下一代網(wǎng)絡(luò)將能更好地支持流媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、移動(dòng)接入技術(shù)，而這些技術(shù)的大量應(yīng)用又將引起遠(yuǎn)程教育的深刻變革。
流媒體技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)可分為同步、異步兩種教學(xué)模式。異步教學(xué)模式也就是采用Web瀏覽技術(shù)，工作人員先將多媒體課件放到服務(wù)器上，用戶只需將其下載到本地計(jì)算機(jī)上，需要觀看時(shí)再進(jìn)行播放。這種模式下學(xué)生可以選擇自己認(rèn)為合適的時(shí)間學(xué)習(xí)。目前大部分教育網(wǎng)站都是采用異步教學(xué)模式。由于多媒體信息的數(shù)據(jù)量大，在目前網(wǎng)絡(luò)接入速度較低的情況下需要很長的時(shí)間將課件下載到本地計(jì)算機(jī)上，而且需要占用大量硬盤存儲(chǔ)空間，給用戶帶來很大不便，同時(shí)容易造成課件資料廣泛傳播，這涉及到了知識(shí)版權(quán)的問題。而同步教學(xué)模式就是讓每個(gè)學(xué)員都能感受“面對(duì)面”教學(xué)，即可以和其他學(xué)員協(xié)作學(xué)習(xí)、討論問題，又可以和授課老師實(shí)時(shí)交流。這種模式要求教師授課場景、授課文字、圖片、聲音、動(dòng)畫等內(nèi)容都要實(shí)時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)傳向單機(jī)，學(xué)員的問題和意見也要實(shí)時(shí)反饋給遠(yuǎn)方的教師。但是如何能做到在同步教學(xué)模式中實(shí)時(shí)傳播課件，如何解決異步教學(xué)模式中的不足之處呢?技術(shù)人員根據(jù)其特點(diǎn)引進(jìn)了一種新的技術(shù)——流媒體技術(shù)。
流媒體是一種在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)、流式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。用戶可以一邊下載一邊對(duì)接收部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行播放，而不需要把全部媒體文件下載到硬盤后再播放。流媒體技術(shù)的出現(xiàn)將使得現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育具有更好的實(shí)時(shí)性，教學(xué)內(nèi)容也更加豐富。但是傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)無連接的網(wǎng)絡(luò)，只能提供盡力而為的服務(wù)，無法保證實(shí)時(shí)語音和視頻等多媒體應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。這就限制了流媒體在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用。然而，下一代網(wǎng)絡(luò)將具有更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬、更好的服務(wù)質(zhì)量，流媒體在下一代網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中將成為主流。
流媒體具有流式傳輸、資源消耗少、等待時(shí)間短、媒體類型多、獲取成本低、壓縮多樣性、跟蹤用戶信息、交互性等優(yōu)勢，自然成為“第四代媒體”中最獨(dú)特的一種媒體。流媒體在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用主要分為實(shí)時(shí)教學(xué)和課件點(diǎn)播。
實(shí)時(shí)教學(xué)在一般情況下的實(shí)現(xiàn)過程如下: 實(shí)時(shí)教學(xué)開始后，通過攝像頭和麥克風(fēng)現(xiàn)場采集教師講課的視頻和音頻作為編碼器輸入，經(jīng)編碼計(jì)算機(jī)編碼為媒體流，并發(fā)送到流媒體服務(wù)器，然后服務(wù)器啟動(dòng)服務(wù)模塊，通過多播發(fā)布媒體流，學(xué)生用客戶端播放器接受和播放媒體流。為了提供交互性，在課件制作中可以相應(yīng)地增加所需的功能。例如在課堂上回答問題或討論問題。教師控制發(fā)言權(quán)，得到教師的允許后，學(xué)生可以回答問題或同其他同學(xué)交流來討論問題。這樣遠(yuǎn)程面授就可以成為現(xiàn)實(shí)了，學(xué)生只需要一臺(tái)PC、一個(gè)Modem就可以坐在家里聽課并實(shí)時(shí)地和老師交互。
課件點(diǎn)播功能使得學(xué)生可以向服務(wù)器請(qǐng)求特定課件數(shù)據(jù)流的播放。目前的課件點(diǎn)播多為HTTP加HTML的形式，學(xué)生到網(wǎng)站上下載需要的課件，這種方式耗費(fèi)時(shí)間長，需要較大的存儲(chǔ)空間，限制了課件點(diǎn)播作用的發(fā)揮。有了流媒體技術(shù)的支持，學(xué)生可以自行選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，不受時(shí)間地點(diǎn)的限制，并且可以控制開始、暫停、前進(jìn)和后退等播放過程。
有了流媒體的支持，在下一代網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺(tái)上，現(xiàn)代遠(yuǎn)程多媒體教育將快速地發(fā)展起來。網(wǎng)絡(luò)教育的流媒體化能有效推動(dòng)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，對(duì)于促進(jìn)我國教育的普及和建立終生學(xué)習(xí)體系，實(shí)現(xiàn)教育的跨越式發(fā)展，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用
我們在PC前除了可以遠(yuǎn)程上課、和老師交互，我們還必須重視學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律:
虛擬現(xiàn)實(shí)是從英文Virtual Reality 一詞翻譯過來的，指的是本來沒有的事物和環(huán)境，通過各種技術(shù)虛擬出來，讓你感覺到就如真實(shí)的一樣。
人在現(xiàn)實(shí)世界中是通過眼睛、耳朵、手指等器官來實(shí)現(xiàn)視覺、聽覺、觸覺等功能的，人們可以通過視覺觀察到色彩斑斕的外部環(huán)境，通過聽覺感知豐富多彩的音響世界，通過觸覺了解物體的形狀和特性。虛擬現(xiàn)實(shí)是人們利用計(jì)算機(jī)生成一個(gè)逼真的三維虛擬環(huán)境，將模擬環(huán)境、視景系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)合三為一，并利用人機(jī)交互設(shè)備，把操作者與計(jì)算機(jī)生成的三維虛擬環(huán)境連結(jié)在一起。操作者通過人機(jī)交互設(shè)備，以自然的方式（如頭的轉(zhuǎn)動(dòng)、手的運(yùn)動(dòng)等）向計(jì)算機(jī)送入各種動(dòng)作信息，并且通過視覺、聽覺以及觸覺等多種感知獲得三維感覺世界。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)在已全面展開。有人曾對(duì)全世界范圍內(nèi)進(jìn)行的805項(xiàng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究項(xiàng)目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明: 娛樂、教育及藝術(shù)方面的占據(jù)主流，達(dá)21.4％。在NGN這個(gè)平臺(tái)上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將帶來遠(yuǎn)程教育的革命性的進(jìn)步。
1997年美國標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院“使用VRML的制造系統(tǒng)建�！�，探討了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用。希望將互聯(lián)網(wǎng)變成一個(gè)三維的立體空間。主頁的鏈接也不再是高亮顯示的圖片和文字，而是在三維空間打開一扇門或者觸摸一個(gè)物體就進(jìn)入了另一個(gè)主頁。甚至同時(shí)上網(wǎng)者互相之間都能看到，你在網(wǎng)上可以有一個(gè)虛擬的自己，可以像逛街一樣瀏覽主頁，同時(shí)和路上碰到的人打招呼。你也能在Internet上設(shè)計(jì)自己的三維虛擬空間，可以建造虛擬的房間、建筑物、城市、山脈和星球。還能用虛擬的家具、汽車、人員、飛機(jī)或你能想象的任何東西來填充虛擬的世界。
在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幫助下，我們不妨構(gòu)想一個(gè)虛擬大學(xué)。學(xué)生在PC前，戴上立體眼鏡或頭盔，接入互聯(lián)網(wǎng),進(jìn)入我們的虛擬大學(xué)的課堂。以地理課為例，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將山川河流等相關(guān)地形地貌信息建成模型庫，再通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話工具，使得受教育者通過一次次足不出戶的虛擬經(jīng)歷就能親身領(lǐng)略祖國山川河流的壯美，在獲得知識(shí)的同時(shí)，得到美的感受和啟迪，從而將枯燥的書本知識(shí)以更有效率的個(gè)人親身體驗(yàn)的方式轉(zhuǎn)化為受教育者所掌握的知識(shí)。同時(shí)，特別值得注意的是，一旦各種地形地貌的模型庫建設(shè)好之后，可以被反復(fù)使用，理論上永不損壞，再加之網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用及迅速普及，也為多用戶同時(shí)使用某個(gè)模型庫提供了現(xiàn)實(shí)的可能。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在遠(yuǎn)程教育中起到以下幾個(gè)作用。
移動(dòng)接入技術(shù)對(duì)遠(yuǎn)程教育的影響
下一代的教育應(yīng)該是基于“學(xué)”，而不是基于“教”，遠(yuǎn)程教育是一種比較好的幫助學(xué)習(xí)的手段。電子學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)早已進(jìn)入了我們的生活。但是采用各種技術(shù)的目的除了使學(xué)習(xí)效果更好，還有就是讓學(xué)習(xí)更加方便。隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)是我們要借助下一代網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)目標(biāo)。
NGN將更好地支持移動(dòng)接入，更快的速度、更穩(wěn)定的連接和更高的安全性，這一切為移動(dòng)學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件。
現(xiàn)在我們大量采用電子設(shè)備來提高學(xué)習(xí)效果的這種電子學(xué)習(xí)方式，還只是第二代遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)。新一代技術(shù)對(duì)世界產(chǎn)生影響是在20世紀(jì)末的最后幾年，整個(gè)世界突然在一場無線革命中變得一切沒了線: 移動(dòng)電話似乎哪兒都有，電子商務(wù)變換成了移動(dòng)商務(wù)，有線聯(lián)系被人們遺棄而代之以無線聯(lián)系。移動(dòng)學(xué)習(xí)就是這場無線革命的產(chǎn)物，它代表了下一代的學(xué)習(xí)方式。
全球所有有線連接中所遇到的各種尷尬終將會(huì)被無線連接所替代。這里有一些令人震驚的數(shù)據(jù):
如果說“電子學(xué)習(xí)”的主要設(shè)備是臺(tái)式電腦，那么“移動(dòng)學(xué)習(xí)”的主要設(shè)備就是PDA、智能手機(jī)和移動(dòng)電話等。在一個(gè)能夠比較方便地在手里、背包里攜帶進(jìn)行教育和培訓(xùn)的設(shè)備上，我們將享受移動(dòng)學(xué)習(xí)帶來的樂趣。
移動(dòng)學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)主要有以下幾種方式:
未來屬于無線，這一發(fā)展趨勢目前正影響著教育和培訓(xùn)。移動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)展正處于新的發(fā)展的前沿——電子學(xué)習(xí)之后的下一代學(xué)習(xí)。隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的日益發(fā)展，無線技術(shù)為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育注入了新的生機(jī)和活力，也帶來了遠(yuǎn)程教育中教學(xué)觀念和方法的深刻變革。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育突破了傳統(tǒng)教育在時(shí)間和空間上的局限，擴(kuò)展了教育環(huán)境，從真正的意義上實(shí)現(xiàn)了教育資源的共享。在下一代網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺(tái)上，業(yè)務(wù)將極大的豐富，如何開展適合遠(yuǎn)程教育的業(yè)務(wù)將是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員和教育工作者在今后的時(shí)間里需要重點(diǎn)考慮的問題。
NGN
NGN是“下一代網(wǎng)絡(luò)(Next Generation Network)”或“新一代網(wǎng)絡(luò)(New Generation Network)”的縮寫。NGN是以軟交換為核心，能夠提供話音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體綜合業(yè)務(wù)，采用開放、標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，能夠提供豐富業(yè)務(wù)的下一代網(wǎng)絡(luò)。從發(fā)展的角度來看，NGN是從傳統(tǒng)的以電路交換為主的PSTN網(wǎng)絡(luò)中逐漸邁向以分組交換為主，它承載了原有PSTN網(wǎng)絡(luò)的所有業(yè)務(wù)，把大量的數(shù)據(jù)傳輸卸載到IP網(wǎng)絡(luò)中以減輕PSTN網(wǎng)絡(luò)的重負(fù)，又以IP技術(shù)的新特性增加和增強(qiáng)了許多新老業(yè)務(wù)。從這個(gè)意義上講，NGN是基于TDM的PSTN語音網(wǎng)絡(luò)和基于IP/ATM的分組網(wǎng)絡(luò)融合的產(chǎn)物，它使得在新一代網(wǎng)絡(luò)上語音、視頻、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)成為了可能。下一代網(wǎng)絡(luò)將具有一下幾個(gè)特點(diǎn):
首先是技術(shù)優(yōu)勢給網(wǎng)絡(luò)教育帶來新變化，主要體現(xiàn)在兩點(diǎn):
其一，容量更大。這里的容量指IP地址，我們現(xiàn)在用的第一代互聯(lián)網(wǎng)采用IPv4地址協(xié)議，Ipv4地址將在近年耗盡，這將給服務(wù)器運(yùn)行和用戶接入帶來很多麻煩，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展因而將受嚴(yán)重限制。下一代互聯(lián)網(wǎng)將啟用IPv6地址協(xié)議，它提供了更大的地址容量。采用IPv6協(xié)議后，每個(gè)人的電腦都可以配置成為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，運(yùn)行必要的教育軟件就在家里開辦一個(gè)“網(wǎng)�！�。
再次，CERNET2的開通可以為就當(dāng)前高校網(wǎng)絡(luò)教育帶來新的應(yīng)用機(jī)遇。由于CERNET2首先連接的是高校，因此，最直接的應(yīng)用應(yīng)屬于校內(nèi)與校間資源的共享。有調(diào)查顯示國內(nèi)高校網(wǎng)絡(luò)資源利用率一直是很低的，尤其是輔助教學(xué)，應(yīng)用得更少。通過連接CERNET2，學(xué)校尤其是名牌高校能夠開放更多的教育資源，這些資源包括從多媒體數(shù)字圖書館到教師課堂教學(xué)的錄像資料等，甚至高校間可以互通學(xué)分，學(xué)生可以跨校選課。
最后，CERNET2的開通也可以為社會(huì)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提供網(wǎng)絡(luò)教育機(jī)會(huì)，學(xué)生除了學(xué)習(xí)學(xué)校課程之外，仍然需要學(xué)習(xí)很多新知識(shí)，很多大三、大四的學(xué)生開始有計(jì)劃學(xué)習(xí)實(shí)用性知識(shí)。例如，通過學(xué)習(xí)并考取英語、計(jì)算機(jī)等職業(yè)資格證書來提高自己未來的職業(yè)競爭力，這些教育資源往往并非學(xué)校提供的，學(xué)生多數(shù)在校外學(xué)習(xí)。提供這類教育培訓(xùn)服務(wù)的機(jī)構(gòu)完全可以利用CERNET2來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)教育，讓學(xué)生在宿舍中就可以通過高速網(wǎng)絡(luò)來學(xué)習(xí)知識(shí)。
