IPTV在現(xiàn)代遠程教育中的應用研究

□ 俞建華

IPTV在現(xiàn)代遠程教育中的應用研究

□ 俞建華

隨著計算機網(wǎng)絡技術、通訊技術、數(shù)字電視技術的不斷發(fā)展，IPTV技術已逐步向現(xiàn)代遠程教育領域滲透。遠程教育技術的發(fā)展歷史和IPTV的應用現(xiàn)狀表明，IPTV的發(fā)展應該成為構建全民終身學習的學習型社會的推動力之一。本文首先介紹了IPTV技術的定義、服務方式和技術特點，分析了IPTV應用于現(xiàn)代遠程教育的重要意義。最后，基于實例探討了IPTV技術在遠程教育系統(tǒng)（頻道）中的設計與實現(xiàn)，重點闡述了臺州電大IPTV教育頻道的網(wǎng)絡架構、欄目劃分、資源組成、應用情況、存在問題和遠景展望。

IPTV；現(xiàn)代遠程教育；應用研究

一、引言

遠程教育起源于19世紀中葉，是以印刷教材為主要學習資源、以郵政傳遞書寫作業(yè)和批改評價為主要技術特征的函授教育；20世紀上半葉，在印刷教材和郵政傳遞的基礎上，形成以廣播、電視、錄音錄像和電話為傳播媒體的新型遠程教育；20世紀末，形成以計算機多媒體和網(wǎng)絡等數(shù)字化手段為主的現(xiàn)代遠程教育[1]。遠程教育的發(fā)展史，也是遠程教育技術的發(fā)展史。

隨著全球范圍內通信基礎設施和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，家庭帶寬成本的迅速下降和用戶數(shù)快速增加，一種以電信網(wǎng)絡和電視網(wǎng)絡的融合為基礎，以個性化、交互性、多媒體化為特征的IPTV新技術走向前臺，發(fā)展過程經(jīng)歷了IPTV1.0、IPTV2.0至以高清互動視頻為主的IPTV3.0時代。2008年底全球IPTV用戶總數(shù)達到了2170萬，比2007年增長了63%。2010年底中國IPTV用戶數(shù)已經(jīng)突破800萬戶，2011年中國IPTV用戶數(shù)將突破1200萬戶，估計增長50%左右[2]。

目前，國家教育規(guī)劃綱要已出臺，終身教育和學習型社會的思想也已深入人心，因此，探索IPTV技術廣泛應用于現(xiàn)代遠程教育是一個值得研究的課題。

二、IPTV技術

1.定義

IPTV即交互式網(wǎng)絡電視或寬帶電視，是利用寬帶網(wǎng)基礎設施，以多媒體計算機、手機或機頂盒加上電視機作為主要終端設備，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊等多種技術于一體，通過互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內的多種交互式數(shù)字媒體服務的嶄新技術[3]。

2.技術特點

IPTV技術是一項系統(tǒng)性技術，它能使音視頻節(jié)目或信號，以IP數(shù)據(jù)包的方式，在不同物理網(wǎng)絡中，被安全、有效、保質地傳送和分發(fā)給不同用戶。IPTV的三種基本技術是視頻數(shù)字化、傳輸IP化、播放流媒體化。IPTV技術從應用實現(xiàn)的角度看，包含三個部分：播出與傳輸、接收終端和運營支撐系統(tǒng)。

IPTV技術特點主要表現(xiàn)在以下三個方面：一是用戶可以得到高質量（接近DVD水平的）數(shù)字媒體服務，二是用戶可有極為廣泛的自由度選擇寬帶IP網(wǎng)上各網(wǎng)站提供的視頻節(jié)目，三是實現(xiàn)媒體提供者和媒體消費者的實質性互動。IPTV采用的播放平臺將是新一代家庭數(shù)字媒體終端的典型代表，它能根據(jù)用戶的選擇配置多種多媒體服務功能，包括數(shù)字電視節(jié)目、可視IP電話、DVD/VCD播放、互聯(lián)網(wǎng)游覽、電子郵件，以及多種在線信息咨詢、娛樂、教育及商務功能。

3.服務優(yōu)勢

IPTV既不同于傳統(tǒng)的模擬有線電視，也不同于經(jīng)典的數(shù)字電視。IPTV有效地將電視、通訊和計算機三個領域結合在一起，融合了傳統(tǒng)電視和互聯(lián)網(wǎng)的相關特性，是傳統(tǒng)電視和電信新興業(yè)務的結合體。用戶在家中可以有三種方式享受IPTV服務：一是計算機，二是網(wǎng)絡機頂盒加普通電視機，三是手機。它能夠很好地適應當今網(wǎng)絡飛速發(fā)展的趨勢，充分有效地利用網(wǎng)絡教學資源。

IPTV是利用計算機或機頂盒加電視完成接收視頻點播節(jié)目、視頻廣播及網(wǎng)上沖浪等功能。它采用高效的視頻壓縮技術，使視頻流傳輸帶寬在800Kb/s時可以有接近DVD的收視效果（通常DVD的視頻流傳輸帶寬需要3Mb/s），對今后開展視頻類業(yè)務（如因特網(wǎng)上視頻直播、遠距離視頻點播、節(jié)目源制作等）進行現(xiàn)代遠程教育來講，有很強的服務優(yōu)勢，是一個全新的技術概念。

經(jīng)過多年的發(fā)展，IPTV的音頻/視頻編碼技術、流媒體傳輸技術、數(shù)字版權管理技術、接入及終端技術等趨向完備，IPTV系統(tǒng)架構和分層技術趨向合理，各廠商的IPTV解決方案和各運營商的業(yè)務運營方案已趨向成熟。目前我國通信事業(yè)正在迅猛地發(fā)展，用戶對信息服務的要求越來越高，特別是寬帶視頻信息，可以說中國已基本具備了大力發(fā)展IPTV的技術條件和市場條件。

三、IPTV應用于現(xiàn)代遠程教育的意義

目前，現(xiàn)代遠程教育主要利用互聯(lián)網(wǎng)進行教育、教學活動，具有交互性、網(wǎng)絡化、實時性、綜合性和適應性的特征。但是，建立在網(wǎng)絡技術、多媒體技術、雙向電子通信等技術基礎上的現(xiàn)代遠程教育，與普通教育相比，一直沒能轉化為實踐上的明顯技術優(yōu)勢，教育技術運用手段單一，僅使用互聯(lián)網(wǎng)技術進行遠程教學，學習者在轉變學習習慣和提高學習能力方面仍存在著諸多困難。隨著IPTV應用于現(xiàn)代遠程教育，IPTV已經(jīng)成為現(xiàn)代遠程教學和開放教育文化相互融合的有效載體之一，拓寬了現(xiàn)代遠程教育的內涵，延伸了現(xiàn)代遠程教育的手段，是打造學習型社會的一種創(chuàng)新模式。

IPTV技術應用于現(xiàn)代遠程教育的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一是豐富了教學渠道?，F(xiàn)代遠程教育彌補了傳統(tǒng)教育中教育資源分布不均衡的缺陷，同時也擺脫了地域和時間的限制?；ヂ?lián)網(wǎng)中的信息量大，內容更新快，教學資源豐富，但教學渠道相對單一。IPTV應用于遠程教學，又增加了一個教學渠道，使教學資源呈現(xiàn)更為豐富，可滿足不同地區(qū)、不同年齡、不同層次的學習者認知要求，同時以圖、文、聲等多重刺激吸引學習者的注意力，提高學習興趣，使學習者更容易掌握所學的知識，激發(fā)學習的積極性。

二是加強了師生交互[4]。加強遠程教育的互動能力，可以發(fā)揚教師言傳身教的作用和學習者之間的交流互通，有效提高學習者的學習能力和適應社會的能力，促進學習者的全面發(fā)展，達到教育的最終目的。除了互聯(lián)網(wǎng)技術外，IPTV技術將會提高現(xiàn)代遠程教育的互動能力，使現(xiàn)代遠程教育不僅是傳輸信息和促進知識教育的技術環(huán)境，而且使學習主體在電視環(huán)境中主動建構知識結構和知識意義的同時，更自然地建構人的素質智能，創(chuàng)造更加適合學生的教育環(huán)境。

三是改變了學習習慣。目前，中國人均看電視時間約3小時/天，低于日本和美國的人均數(shù)，且大部分時間是收看娛樂節(jié)目，用于學習的時間比例極少。相對歐美發(fā)達國家的國民素質，我國的整體國民素質還處于較低水平，大學文化水平人數(shù)還不到國民人數(shù)的10%。通過收看IPTV的學習資源，學習者可以更加便捷地根據(jù)個人需要有選擇地學習，有了更大的學習與思考空間和學習自由度，進而改變學習習慣。

四是凸顯了個性化服務與選擇。現(xiàn)有的遠程教學，一定程度上可以認為是靜態(tài)教學，尚未實現(xiàn)“因人施教和因材施教”，對學習者學習效果的評價手段單一，學習課程基本相同，和國外開放大學的個性化教學差異較大。應用IPTV，可運用數(shù)據(jù)庫技術對每個學習者的個人資料和學習情況實現(xiàn)完整的記錄，結合采用互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)上學習記錄，為個性化教學提供了現(xiàn)實有效的實現(xiàn)途徑和條件。

四、基于IPTV的遠程教育系統(tǒng)（頻道）設計與實現(xiàn)

（一）臺州電大IPTV教育頻道的網(wǎng)絡架構

臺州電大IPTV教育頻道是臺州電大和臺州電信校企合作的產(chǎn)物。該頻道由臺州廣播電視大學主辦、臺州電信協(xié)辦，既是實現(xiàn)臺州市打造學習型社會和服務型社會的一種創(chuàng)新模式，也是臺州電大、臺州電信校企合作的一種共贏模式。臺州電大IPTV教育頻道的網(wǎng)絡架構如圖1所示。

臺州電大IPTV教育頻道功能模塊由以下組成：一是節(jié)目提供系統(tǒng)，主要完成節(jié)目的數(shù)字化，即節(jié)目的編碼壓縮、轉換和傳送，使原始節(jié)目成為能夠在IP網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)字節(jié)目；二是內容管理系統(tǒng)，主要功能是對IPTV的節(jié)目和內容進行管理，包括內容審核、內容發(fā)布、內容下載、用戶管理及用戶認證計費等；三是流媒體傳送系統(tǒng)，主要包括設備中心／邊緣流媒體服務器和存儲分發(fā)網(wǎng)絡；四是城域網(wǎng)接入系統(tǒng)，主要為IPTV終端提供接入功能，使STB(Set-Top-Box)能夠順利接入到IP網(wǎng)絡，主要采用xDSL和LAN接入方式；五是IPTV終端，可分為三種形式，即PC平臺終端、IP-STB平臺終端和手機平臺終端；六是運營支撐系統(tǒng)，完成IPTV的業(yè)務受理、用戶管理、計費管理、賬務管理、資源管理、ICP(Internet Content Provider)管理、產(chǎn)品管理、工單管理以及內容服務訪問控制等功能，是IPTV系統(tǒng)實現(xiàn)“可運營、可管理”的關鍵。

圖1 臺州電大IPTV教育頻道網(wǎng)絡架構

（二）教育頻道的欄目與資源

1.欄目

臺州電大IPTV教育頻道分開放教育（視頻）、社區(qū)教育（視頻）、繼續(xù)教育（文字、圖片）和校園文化四個部分，其中校園文化細分為校園新聞（文字、圖片）、教學信息（文字、圖片）、招生信息（文字、圖片）、培訓信息（文字、圖片）、師生風采（視頻）、校園專題（視頻）和社科大講堂（視頻）七個部分，欄目架構如圖2所示。

圖2 臺州電大 IPTV教育頻道欄目架構

首頁欄目有：開放教育、社區(qū)教育、繼續(xù)教育、校園文化。

一級頁面中開放教育欄目有：會計、工商管理、市場營銷、金融、法學、行政管理、商務英語、漢語言文學、學前教育、教育管理、廣告學、電子商務、信息管理、計算機科學、建筑工程、數(shù)控機械；社區(qū)教育欄目有園藝技術、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)管理、社區(qū)學習園地、農業(yè)技術指導；繼續(xù)教育欄目有：研究生教育、函授教育、特色教育、崗位培訓；校園文化欄目有：校園新聞、教學信息、招生信息、培訓信息、師生風采、校園專題、社科大講堂。

二級頁面為對應專業(yè)的課程列表、相關視頻列表或文字圖片列表，如會計專業(yè)有：管理學基礎、基礎會計、人力資源管理、會計學、西方經(jīng)濟學等課程。

三級頁面為課程視頻頁面列表、部分視頻播放頁面或文字圖片信息顯示頁面。

2.資源

目前，臺州電大IPTV教育頻道可提供的視頻資源有：開放教育視頻約2315課時，RM格式視頻容量約130GB，如管理學基礎、西方經(jīng)濟學、高級日常英語等課程的講課視頻；社區(qū)教育視頻約1243課時，RM格式視頻容量約40GB，如學畫、學做菜、插花等教學視頻；校園文化中“教師風采”視頻約10GB，主要是本校教師所錄制的教學視頻；校園文化中“校園專題”視頻約4GB，主要是校園活動、校慶活動所錄制的視頻；校園文化中“社科大講堂”視頻約20GB，主要是從中央電視臺教育頻道所錄制的視頻。

（三）應用中存在的問題及其遠景展望

1.問題

為了推廣IPTV教育頻道在師生中的應用，了解師生對教育頻道的需求狀況，以制定教育頻道的宣傳和使用方案，2011年3月在臺州電大200位教師和100位學生中進行試用，并進行問卷調查。問卷調查結果如表1所示。教師認可推廣的占83%，基本認可的占12%，不認可的占5%；學生認可推廣的占76%，基本認可的占16%，不認可的占8%。師生在問卷調查中反映了較多的問題，如欄目劃分不夠清晰、層次太多，部分欄目不能返回上一頁，視頻資源不夠清晰，內容不夠豐富，IPTV每月使用費太貴等。

表1 問卷調查結果數(shù)據(jù)

根據(jù)師生的問卷調查結果，總結了IPTV教育頻道主要存在的三大問題：

一是高清視頻資源匱乏。從現(xiàn)有視頻資源清單看，各類視頻資源分類較為完善，能基本滿足開放教育和社區(qū)教育的需要。實際上，電大現(xiàn)有各種視頻資源采用的是VCD格式制作，視頻質量相對較差，大部分資源較為陳舊，無法與IPTV要求的視頻格式（MPEG4或H.264）對接?，F(xiàn)有視頻資源中2008年后的資源較少，采購DVD格式（MPEG4或H.264）視頻資源也很少。如何不斷補充新的高清教學視頻資源，是IPTV教育頻道建設中的一個核心問題。

二是視頻資源存儲空間需求巨大。電信IPTV的未來，是高清視頻。若假設每課時視頻為500MB，則4000課時的視頻空間為2TB。目前，臺州電大各類視頻資源全部轉化為IPTV上可用的視頻格式，估計需要存儲空間約2TB。按業(yè)務量的要求，臺州電信對臺州電大IPTV教育頻道只能提供較少的存儲空間，離2TB存儲空間的差距很大。要提供如此大的視頻資源存儲空間，是需要臺州電大、臺州電信協(xié)作解決的難題。

三是學習留痕功能有待完善。IPTV技術已能夠實現(xiàn)用戶使用頻道及視頻資源點播情況的記錄，對用戶進行收費。如何在此基礎上進一步進行技術開發(fā)，以根據(jù)遠程教育對學習者學習過程考核的需要進行考核？如何利用IPTV技術和IPTV教育頻道記錄學習者的學習過程，使之成為學習者學習過程考核的一個重要依據(jù)，也是學習者個性化學習的重要支撐？這就要求IPTV教育頻道具有較為詳細的留痕功能，以滿足現(xiàn)代遠程教育教學考核的需要。

2.展望

面對IPTV教育頻道應用中存在的諸多問題，似乎IPTV技術很難適用于現(xiàn)代遠程教育，但從多視角深入分析，可以認為IPTV技術必將是現(xiàn)代遠程教育的重要支撐技術之一。

從IPTV技術發(fā)展的視角看，國內外IPTV用戶將會每年成倍的增長，國內廣電數(shù)字電視和電信IPTV之間的矛盾會隨著市場化進程而逐步得到解決。另外，臺州電信IPTV每月使用費已經(jīng)降到15元/月，若不計寬帶月使用費，已低于臺州廣電數(shù)字電視22元/月的使用費，故全國各地IPTV月使用費也應能降到每個遠程學生所能接受的范圍。

從計算機存儲技術和網(wǎng)絡技術發(fā)展的視角來看，視頻資源存儲空間和點播帶寬需求在一至二年后可能就不是問題了?；ヂ?lián)網(wǎng)存儲將會越來越便宜，目前一個硬盤已能容納1TB至2TB的存儲空間?；ヂ?lián)網(wǎng)的帶寬也會進一步拓展，國內通信運營商的總寬帶將會成倍增加，十兆到戶在一線城市已經(jīng)成為現(xiàn)實。

從國內電大系統(tǒng)為主的開放大學建設雛形來看，必將以豐富開放大學的教學資源為突破口，以互聯(lián)網(wǎng)、IPTV高清電視、手機相互融合的教學平臺為支撐，著力構建新型的、世界一流的中國開放大學。因此，對建設中國開放大學來說，IPTV教育頻道應能夠發(fā)揮其重要的作用。

五、結束語

實踐探索表明，IPTV應用于遠程教育優(yōu)勢和效果明顯，它可以輔助提高遠程教學的性能和效率，增強師生的交互手段，特別是增強學生個性化服務渠道。隨著IPTV業(yè)務的發(fā)展，及全民終身學習思想的普及，人們坐在家中寬帶電視機前即可獲得需要的學習資料，不再受地域、經(jīng)濟條件的限制，為實現(xiàn)教育公平提供了又一技術支撐。

致謝

感謝中國電信臺州分公司的資金和技術支持，感謝浙江電大和中央電大無償給予了大量教學視頻資源，感謝臺州電大李一研究員的關心與指導，感謝許多同事的辛勤參與。

[1]王繼新，張屹.遠程教育原理與技術[M].北京大學出版社，2008.

[2]蔣力.IPTV業(yè)務現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[EB/OL].http://it.sohu.com/20110826/n317490845.shtml.

[3]萬曉榆等.IPTV技術與運營[M].北京：科學出版社，2010.

[4]楊定中，趙剛.IPTV技術在網(wǎng)絡教育中的應用[J].計算機技術與發(fā)展，2009，19（3）：215-219.

G40-057

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1009—458x（2012）01—0078—04

2011－09－30

俞建華，高級工程師，講師，碩士，臺州廣播電視大學教育技術資源中心主任（318000）。

責任編輯 三 川