現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育和移動教育系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)

劉勝男

摘 要：構(gòu)建開放的遠(yuǎn)程教育體系，充分利用無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（WI-FI/GPRS/EDGE/3G）和移動設(shè)備（如筆記本電腦、智能手機(jī)、UMPC、MID等），提高遠(yuǎn)程教育的覆蓋范圍，使更多的人能夠更方便的接受高等教育；采用C/S模式的實時課堂，提供完整的多媒體教學(xué)功能，如視頻教學(xué)、電子白板等，增加學(xué)生與教師的互動，提高遠(yuǎn)程教育的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教育；流媒體；ASP；WIFI；移動教育

1 課題的理論意義和應(yīng)用價值

現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育遍及世界各地，滿足了不同層次人們的需求。在大學(xué)，遠(yuǎn)程教育為更多的人創(chuàng)造了接受高等教育的機(jī)會。在公司，遠(yuǎn)程教育可用于員工的技能培訓(xùn)，使他們適應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步。對于個人，通過遠(yuǎn)程教育接受職業(yè)技能培訓(xùn)，可為自己創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會。對于政府，利用遠(yuǎn)程教育的在線師資培訓(xùn)，提高了中小學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量。而對于邊遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)程教育解決了課程傳授難、受教育難的問題。

另一方面，無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展也在悄然興起。WI-FI、GPRS/EDGE、3G等無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的逐步成熟使得遠(yuǎn)程教育資源可以被移動設(shè)備訪問：如擁有WI-FI功能的智能手機(jī)、筆記本電腦等移動設(shè)備可以隨時隨地、沒有空間限制的訪問互聯(lián)網(wǎng)資源，這使得移動教育變得切實可行。

2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢

遠(yuǎn)程教育在中國的發(fā)展經(jīng)歷了三代：第一代是函授教育，這一方式為我國培養(yǎng)了許多人才，但是函授教育具有較大的局限性；第二代是20世紀(jì)80年代興起的廣播電視教育，我國擁有全世界最大的廣播電視大學(xué)；20世紀(jì)90年代，隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了以現(xiàn)代信息技術(shù)(計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù))為基礎(chǔ)的第三代遠(yuǎn)程教育，即現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育。

我國現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育發(fā)展非常迅猛。1998年，教育部正式批準(zhǔn)清華大學(xué)、北京郵電大學(xué)、浙江大學(xué)和湖南大學(xué)為國家現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育第一批試點院校；2000年，現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育試點院校的數(shù)量猛增至31所；目前，教育部批準(zhǔn)的開展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的院校已達(dá)67所。

在移動教育方面，傳統(tǒng)的基于短消息的提醒式移動教育正在逐漸淡出，隨著近幾年WI-FI、GPRS/EDGE、3G等無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，移動教育正在逐漸向基于瀏覽器甚至是流媒體資源的方向發(fā)展。移動教育的發(fā)展依賴無線網(wǎng)絡(luò)，目前主要的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：

WI-FI：Wi-Fi全名Wireless fidelity，是IEEE定義的一個無線網(wǎng)絡(luò)通信的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 802.11)。Wi-Fi第一個版本發(fā)表于1997年，其中定義了介質(zhì)訪問接入控制層（MAC層）和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種無線調(diào)頻方式和一種紅外傳輸?shù)姆绞健蓚€設(shè)備之間的通信可以自由直接的方式進(jìn)行，也可以在基站或者Wi-Fi接入點的協(xié)調(diào)下進(jìn)行。隨著Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步發(fā)展，1999年工業(yè)界成立了Wi-Fi聯(lián)盟，致力解決符合802.11標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的生產(chǎn)和設(shè)備兼容性問題。

GPRS/EDGE：GPRS與EDGE是GSM移動電話用戶可以使用的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，作為第二代通信技術(shù)（2G）的升級，GPRS又被稱為2.5G，EDGE又被稱為2.75G。在報文模式，EDGE的理論速率可達(dá)384Kbps。目前中移動的全球通用戶、動感地帶用戶和神州行用戶均可辦理GPRS/EDGE業(yè)務(wù)。

3G：第三代移動通訊技術(shù)（3rd-generation，3G）。是支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音（通話）及數(shù)據(jù)信息（電子郵件、即時通信等）。3G的代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，速率一般在幾百Kbps以上，可以支持如可視電話這種高數(shù)據(jù)流量的通信服務(wù)。3G規(guī)范是由國際電信聯(lián)盟（ITU）所制定的IMT-2000規(guī)范的最終發(fā)展結(jié)果。全世界目前有三種3G標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA。

3 研究的內(nèi)容：

3．1 功能：

根據(jù)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育和移動教育系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)）的設(shè)計結(jié)構(gòu)，研究解決下列問題：

設(shè)計并部署Active Directory目錄服務(wù)（AD），并在AD中組織、管理系統(tǒng)中的用戶。配置邊緣服務(wù)器，使其能夠根據(jù)用戶的請求將操作轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的服務(wù)器。使用LDAP（輕型目錄訪問協(xié)議）協(xié)調(diào)WEB、OCS、流媒體服務(wù)和AD中的用戶數(shù)據(jù)，做到一次注冊，隨處使用，方便用戶操作。 使用XHTML作為WEB的描述語言，為各種移動設(shè)備提供最大兼容性。并針對小型移動設(shè)備（如智能手機(jī)）設(shè)計專屬的WEB頁面，使用戶可以在較小的屏幕上瀏覽信息。為教師使用的OCS客戶端設(shè)計錄制策略，并整合流媒體服務(wù)機(jī)制，學(xué)生可以通過流媒體服務(wù)在線收看或者下載以往的課程，使學(xué)生的學(xué)習(xí)時間不受限制。

3．2 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育和移動教育系統(tǒng)各部分簡介：邊緣服務(wù)器：即直接與用戶的請求相接觸的前端服務(wù)器，除分配用戶的各種請求到相應(yīng)的服務(wù)器之外，還負(fù)責(zé)運(yùn)行整個系統(tǒng)的Active Directory實現(xiàn)，協(xié)調(diào)Active Directory中各種資源的LDAP請求/查詢也是被這個服務(wù)器處理的。

OCS服務(wù)器：負(fù)責(zé)運(yùn)行Office Communications Server 2007，教師可以主持實時的課堂，進(jìn)行多媒體教學(xué)，包括課件點播與電子白板等；學(xué)生也通過OCS與教師互動。

WEB服務(wù)器：負(fù)責(zé)處理用戶的所有HTTP請求，運(yùn)行由C#編寫的ASP.net WEB組件，并最終使用XHTML語言在用戶的瀏覽器上描述頁面，用戶可以使用WEB完成如課件下載、播放流媒體資源、網(wǎng)上作業(yè)、信息查詢和論壇等功能。另外，現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育和移動教育系統(tǒng)的后臺管理程序也是運(yùn)行在這個服務(wù)器上的。

流媒體服務(wù)器：負(fù)責(zé)運(yùn)行流媒體服務(wù)，存儲錄制好的視頻、音頻教學(xué)資源，并且負(fù)責(zé)響應(yīng)用戶的流媒體播放請求。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：運(yùn)行SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫服務(wù)，負(fù)責(zé)存儲WEB服務(wù)器所使用的各種如用戶數(shù)據(jù)、課件數(shù)據(jù)、成績數(shù)據(jù)、論壇數(shù)據(jù)等。

客戶端：遠(yuǎn)程教育或移動教育用戶可以使用計算機(jī)或移動設(shè)備（智能手機(jī)、筆記本電腦、UMPC、MID等）作為客戶端。通過瀏覽器訪問WEB服務(wù)，通過Office Live Meeting訪問OCS服務(wù)，教師可以主持課程，學(xué)生可以實時參與、與教師互動。

4 結(jié)論與展望：

本文分析和探討了基于IP網(wǎng)的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育和面向未來的移動教育的現(xiàn)狀和發(fā)展形勢，根據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、市場需求和應(yīng)用情況，設(shè)計并實現(xiàn)了一套集成現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育各種功能模塊和移動教育功能的綜合性教學(xué)平臺。本課題的主要工作和成果如下：

在參考大量新聞報道和國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對目前遠(yuǎn)程教育和移動教育的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r作了系統(tǒng)分析和深入探討。提出一套以基于IP網(wǎng)的遠(yuǎn)程教育為主，移動教育為補(bǔ)充的網(wǎng)絡(luò)教育解決方案，并根據(jù)此方案實現(xiàn)了一個完整的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。

根據(jù)目前網(wǎng)絡(luò)教育現(xiàn)狀與師生教學(xué)特點等因素，以方便實用為主要目的，兼顧安全性與形式多樣性，對系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了科學(xué)的設(shè)計，采用合理的實現(xiàn)模式與實現(xiàn)技術(shù)，最大程度的優(yōu)化配置各個服務(wù)器使得整個系統(tǒng)整齊劃一。

通過對遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)工作原理和關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，開發(fā)出一套結(jié)合B/S和C/S結(jié)構(gòu)的基于IP網(wǎng)的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括前臺功能模塊與后臺管理系統(tǒng)。其中前臺有多媒體教學(xué)：課件點播、實時課堂與電子白板、視頻教學(xué)；在線教學(xué)系統(tǒng)：在線課件、網(wǎng)上作業(yè)；教學(xué)輔助：站內(nèi)搜索、資源下載、新聞和論壇等。各個功能模塊緊密結(jié)合、分工合作。在實用的基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)提供了豐富的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育手段，為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育提供了一個很好的教學(xué)平臺。

本課題的創(chuàng)新點如下：面對目前手機(jī)用戶越來越多和人們對知識的需求越來越迫切的情況，實現(xiàn)了一套基于WI-FI、GPRS/EDGE、3G無線網(wǎng)絡(luò)的與互聯(lián)網(wǎng)的移動教育系統(tǒng)，使人們能夠隨時隨地查詢相關(guān)教學(xué)信息。這套系統(tǒng)可以作為目前傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育一個有益補(bǔ)充，也可以作為未來移動教育的嘗試。

實時課堂與電子白板的集成，使教學(xué)同時具備文字、圖畫和視音頻的功能，更加生動有趣。視頻教學(xué)的應(yīng)用，特別適用于一對一的教學(xué)模式，在日常遠(yuǎn)程教學(xué)如音樂教學(xué)、實驗教學(xué)中有很大的用武之地。

課程設(shè)計模板，教師只需準(zhǔn)備好教學(xué)資料，就可以利用網(wǎng)上平臺方便地制作課件，供學(xué)生瀏覽學(xué)習(xí)。通過制訂難易不同的課件，來滿足文化水平摻差不一的學(xué)生的需求，從而達(dá)到因材施教，多層次教學(xué)的目的。

目前，系統(tǒng)各項功能都已經(jīng)比較完善，然而技術(shù)不斷更新發(fā)展，客戶的需求不斷在改變，加上時間關(guān)系，部分功能還需進(jìn)一步研究和探討：

移動教育部分后臺管理還不完善?？梢試L試架設(shè)本系統(tǒng)的郵件服務(wù)器，并將用戶、教學(xué)信息、課件和郵件與遠(yuǎn)程教育部分作統(tǒng)一管理。

基于IP網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)后臺管理系統(tǒng)登錄還沒有細(xì)分用戶角色，不同用戶應(yīng)當(dāng)擁有不同的管理范圍?？梢詫?shù)據(jù)庫的優(yōu)化設(shè)計來進(jìn)一步分清管理員和老師的權(quán)限。

參考文獻(xiàn)

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