计算机网络在远程教育方面的应用
摘 要
本文首先概述了远程教育，并着重讨论了基于Internet的远程教育模式；其次，对现代远程教育基于Internet系统的基本思想和基本结构进行了分析，对计算机网络技术在现代远程教育系统中应用的相关理论和相关技术进行了讨论；再次，实现基于Internet的现代远程教育。
1 概 述
1.1 远程教育
现代远程教育是基于计算机多媒体技术、计算机网络技术与通信技术建立起来的教育方式，师生之间通过信息通信网络进行异地远距离交互，实现优秀教育资源的广泛共享。“网上学习无疑为人们提供全面的选择，不同内容和不同水平的学习信息都可以很容易地得到，可以说只要进入互联网，没有得不到的培训内容，并且价廉物美，显得更方便、快捷、灵活、有效。通过互联网，教育将不再是长期的投资，互联网改变了人们传统的学习方式”。
现代远程教育最主要的特点是学习者能够实现跨越空间进行实时或非实时的交互。其具有的优点有：
1.跨越学习的时空障碍
2.实现个性化学习。
3.有利于教育资源的共享。
本文提出个人对远程教育的认识：远程教育未来的发展不仅仅是学历学习、职业培训等这种“老师—学生”的模式，而将会是“人人都是老师，人人都是学生”的共同交流学习模式，在这里你能学到你想学的，别人能帮助你得到想学的，你也能帮助别人得到他们想学的，这就是一种共同学习。
2 现代远程教育的技术实现
2.1 基于互联网（Internet）的远程教育
互联网的快速发展，使人们的学习方式正在改变。Internet具有信息交流快、内容丰富、交互性强等特点。由于基于互联网的远程教育可以不受时间、空间和地域的限制，它将教育体系扩展到全球的每一个角落，人们可以在任何时间，任
1
何地点通过网络自由地学习。
基于Internet的远程教育模式主要有以下几种。 1.讲授式教学
基于Internet的讲授型远程教育模式是传统教学模式在时间和空间上的延伸，是以单向传输为主的教学形式，它的最大特点是冲出课堂，走向社会，可以向更广的区域，更多的人传授知识。和传统的讲授式不同的是它可以以多媒体的方式呈现教学内容，从而更形象、生动和逼真。
按是否在同一时间向不同地域的学习者传送教学信息，又可分为同步讲授型和异步讲授型两种模式。
1) 同步讲授式
这是一种在同一时间以同步的形式向各地的学习者讲授知识的模式。它冲出了课堂或者理解为是一个没有地域限制的大课堂，教师传授知识更多的是以多媒体的形式(如文字、图形、动画、声音、图像等)呈现教学内容。因此，更形象、生动、逼真，给学习者多种感官刺激，提高学习效率。这在高速网上，如：光纤分布式数据接口(FDDI)网、异步传输模式(ATM)网、交换式以太网和高速以太网等可以收到很好的效果。
具体的实现方法，通常是教师将要讲授的教学内容以超文本的方式组织，将组织好的教学信息存储在Web服务器上。一般实现下载到学习端的计算机上。授课时，教师通过Web服务器呈现教学内容，借助网络对教学内容进行讲解并实现同步。学生则通过互连网的WWW技术，浏览这些教学信息，达到学习的目的。
2) 异步讲授式
异步讲授式是指教学活动不在同一时间进行，学习者可以根据自己实际情况和需要，在任何时候、任何地点、以不同进度随时都可以方便地接受教师的讲解、具有很大的灵活性，特别适于个别化学习。缺点是难以实现和老师面对面实时交互，缺乏情感交流。
实现方法是教师事先将教学内容编制成超文本标记语言(HTML)文件，存放在Web服务器上，学生利用Internet的WWW服务、电子邮件服务(E-mail)、文件传输服务(FTP)和电子布告牌系统(BBS)等，浏览页面进行学习，或将WWW服务器的教学内容下载到用户计算机上，以便在方便的时候进行学习。
目前有些教学单位建立了教学信息资源中心，该中心包括有光盘库、教材数据库。学习者可以通过Internet，共享教学信息中心的资源。在校园网内或高速网上，还可以根据需要点播视频教育教学节目，实现电视点播(Video On Demand)。如安徽理工大学图书馆网上报告厅。
2
2.个别化学习模式
个别化学习模式是基于认知建构主义学习理论的一种科学的学习模式。基于互连网的个别化教学模式主要有以下几种：
1) 基于WWW服务的教学模式
这种模式常常是教师将教学内容编制成超文本标记语言(HTML)或Java语言文件，存放在Web服务器上，学习者根据自己的时间安排和需要，通过WWW浏览的方式访问远程服务器，选择自己需要的内容进行学习。学习者也可浏览其他教学内容，达到学习目的。
基于这种教学模式，学习者可以在任何时候、任何地点获取教学信息，每个人都可以得到一流教师的指导。
2) 基于E-mail的教学模式
学习者通过网络利用电子邮件形式，提交作业或向教师提出问题，教师通过E-mail或BBS回答学习者的问题、布置作业和发布信息等。学习者也可以利用E-mail的形式，在网上进行探索和讨论，也是协同学习所利用的主要形式，通过互连网利用E-mail形式将教师与学习者，学习者与学习者，紧密联系起来。
3) 文件传送(FTP) 教师将教学内容以CAI软件形式存放在网络服务器上，学生学习时，利用Internet的FTP服务，将CAI软件下载到本地计算机上，然后学习者在本地的计算机上进行个别化学习。
4) 远程登陆(TELNET) 通过Internet的TELNET服务，学习者可以在网络型CAI教室远程登录，获得良好的学习环境，或登录到一些实验室进行远程仿真实验。也可以登录到数字图书馆或教学资源中心，检索和阅读学习资料。
基于互联网的个别化学习，是目前我国远程教育的一种重要的学习模式，它可以不受带宽的限制，易于在网上实现。
3.交互式学习
基于Internet的交互式学习，有实时和非实时两种交互模式。 1) 实时交互式学习模式
目前，基于Internet实时交互式学习方式是教师将教学内容编制成网络CAI教学软件，学习时在网上运行这种软件，学习者根据白己的需要，在网上和服务器进行交互式学习。
为了达到这种在网上实时交互的目的，需要用可跨越平台运行的CAI教学软件，采用Java语言编制内嵌于web页面的CAI教学软件就可以达到这个目的。由于这种CAI教学软件可以跨越所有平台运行，可供更多的学习者在网上进行
3
实时交互式学习。提高了利用率。
这种网上直接运行多媒体CAI软件的实时交互式学习仅在高速网上如FDDI、ATM、高速以太网上可以实现。视频会议系统，也是基于Internet的实时交互式教学模式之一。
2) 非实时交互式学习模式
非实时交互式学习模式的形式很多，第一种是通过电子邮件或电子公告牌，教师将教学信息，编制成超文本标记语言文件，放在WWW服务器上，学习者通过浏览页面学习。第二种通过文件传输服务，学习者利用这种服务技术，将网上的多媒体CAI软件下载到本机，进行个别化交互学习。
4.协同、讨论学习模式
利用CAI教学软件进行个别化交互式学习模式，有利于发挥认知主体的主动性。但是，个别化学习理解问题的深度和广度受自身条件的限制，特别是遇到困难时，就像“山穷水尽疑无路”。如果有一个群体，大家互相启发、讨论，有利于对知识的理解、探索和掌握，就能达到“柳暗花明又一村”。因此，通过CAI的个别化学习对较初级的认知能力的学习目标比较有效，而对于高级认知能力的学习目标，采用协作型学习模式则更为有效，所以，在CAI发展了个别化教学模式之后，在远程教育领域又出现了向协作化方向发展的趋势。协同学习环境是基于计算机支持的协同制作技术实现的，该技术为基于Internet协作学习模式提供了便利条件，它具有群体拥护多点之间的对称交互方式，实现远距离互动，使异地学习者克服空间和时间上的障碍，共同进行协作学习。协同学习也可以采用借助电信通信网络的视频会议系统实现。
讨论式学习模式除了可以在上述的视频会议系统中实现以外，最简单的方法是通过WWW平台上的BBS服务。 2.2 基于ATM网的远程教育
基于ATM网的远程教育信息传输系统可以由实时多媒体授课系统和辅助教学系统组成。ATM将直播教室及分布在各地的多媒体教室联成一个实时、双向、交互的有机整体，以远程课堂教学方式进行教学活动。 2.3 基于视频会议的远程教育
在视频会议远程教学系统中，教师和学生可以通过视频会议系统进行实时授课，并且可以实现双向交互功能。视频会议系统将身处异地的学生和教师聚合在一起，是最接近于传统教学模式的远程教学方式。
基于视频会议的远程教育主要有以下几种方式： 1.双向卫星实时交互系统(VSAT);
4
2.基于ISDN的视频会议系统；
3.基于计算机网络的视频会议系统。 2.4 基于卫星广播的远程教育
基于卫星广播的远程教育分为卫星模拟视音频广播和卫星数字视音频广播两种方式。
基于卫星模拟视音频广播的远程教育将教学内容通过卫星播放到全国各地，它具有接收方便、覆盖面广的优势。但是，这种方式占用卫星信道宽，将会被卫星数字广播取代。
卫星数字视音频广播，与卫星模拟视音频广播一样有接收方便、覆盖面广的优势。另外，它通过视频压缩编码技术，使卫星信道的利用率更高，可以发送更多的节目。同时，通过数字广播可以为用户提供数字多媒体课件。 2.5 基于有线电视网的远程教育
用户接入有线电视宽带信息网主要有三种方式： 1.利用机顶盒接驳有线电视网的宽带信息技术； 2.利用Cable Modem接驳有线电视网的宽带信息技术； 3.利用PC卡接驳有线电视网的宽带信息技术。
3 计算机网络技术在远程教育系统中的应用
3.1 网络传输技术
因特网能够支持远程教育，当然离不开先进的传输技术。是光纤通信、卫星通信、微波通信和综合业务数字网等共同构建了这种高速、立体的传输通道。
综合业务数字网是用来实现电话、电报、数据通信、传真和可视电话等各种通信业务的一体化通信网，具有话音传输、电子报刊阅读、数据库检索、信息处理、娱乐游戏、双向教育传播、医疗远程诊断等综合功能，能够把所有的数字化终端设备集成在一起。当它进一步将光纤通信、卫星通信和无线电通信等方式结合起来，发展为宽带综合业务数字网(B-ISDN)之后，现代远程教育就拥有了更快速更强大的传播手段。 3.2 双向对称传输技术
当两个端系统通过网络连接起来时，该网络的传输量本身是不对称的。即双向通道上，一方的通信量可能远远大于另一方的通信量。一般正向信道是用来设计传送数据流的，而逆向通道则是用来传送少量的跳变数据流。如视频点播VOD
5
应用中的电缆网就是这么设计的。请求方通过逆向信道提出申请，而视频数据则通过正向信道传送给请求方。与这种情况相反，在采用双向对称传输技术的视频会议系统中，如果所有参加者都积极参与，通常所生成的数据流被认为是对称的。 3.3 客户机/服务器（C/S）技术
客户机/服务器（C/S）系统是计算机网络，尤其是Internet中最重要的应用技术之一，其系统结构是指把一个大型的计算机应用系统变为多个能互为独立的子系统、而服务器便是整个应用系统资源的存储与管理中心，多台客户机则各自处理相应的功能，共同实现完整的应用。用户使用应用程序时，首先启动客户机通过有关命令告知服务器进行连接以完成各种操作，而服务器则按照此请示提供相应的服务。 3.4 流媒体传输技术
流媒体是指采用流式传输方式在因特网上播放的媒体格式，流媒体通过将动态多媒体文件分成小数据包进行压缩传输，用户不必等待整个文件下载完毕，只须经过几个数据包的缓冲便可在后台的下载过程中开始文件播放，大大缩短了等待的时间。和常规视频媒体不同，流媒体可边下载边播放。以宽带为基础，流媒体不仅可以进行视频点播，还能够提供真正互动的视频节目，如互动游戏、三维动画等。宽带流媒体彻底改变了传统因特网只能表现文字和图片的缺陷，它集音频、视频及图文于一体，使之成为未来因特网应用的主流。 3.5 基于IP的信息发布技术
IP（Internet Protocol）即Internet网络协议，是处理数据从一个主机到另一个主机的路由选择协议，是传输控制协议／因特网协议(TCP/IP)协议组的一部分。IP与TCP协同工作以保证数据在互联网上准确传送。网上连接的每一台计算机都有其惟一的IP地址。
TCP/IP协议是Internet的正式协议，是一个分组交换协议。信息被分成多个分组在网上传输，到达接受方后把这些分组重新组合成原来的信息。其中TCP是一个面向连接的协议，而IP是无连接协议。
IP网上的信息发布技术是远程教育系统应用最为广泛的技术之一，它同视频会议系统相互配合、相互补充，共同完成远程教育系统的教学资源发布。我们知道视频会议偏重于实时的面对面交互，但由于学生必须在指定的时间到指定购地点去听课，因此对学生来说，还缺乏灵活性和自主性，而IP网的信息发布技术刚好填补了这方面的不足，并且越来越成为远程教育的发展趋势。
基于IP的信息发布技术有很多种，与远程教育密切相关的上要有以下几种。
6
1.Web技术；2.广播和组播技术；3.流技术。 3.6 网络接入技术
网络接入技术所关注的问题是普通个人或企业用户如何与远程教育系统的连接，以便能获取远程教育系统中的教育资源。出于在远程教育系统中的信息以多媒体信息为主，通常情况下，数据量比较大，对于与骨干网直接相连的用户来说获取这些信息可能很容易，而对于绝大部分的普通学生来说，接入带宽的大小直接影响学习的效果。
现行的网络中，最流行的Internet是目前惟—遍及今球的计算机网络，连接了世界各地致数以亿计的计算机，能通过TCP/IP协议进行通信。常用的接入方式可大体分为专线接入和拨号接入两种：所谓的专线接入就是用户与ISP之间通过专用的线路连接，这其中又分模拟专线和数字专线两种；拨号接入就是通过一根普通的电话线，再加上计算机和调制解调器连接到Internet，然而人们最关心的就是它的接入技术，经过对基础设施的改造和重新建设，我国的通信网络已实现了从模拟到数字，从铜缆到光纤的转变：其技术可以分为Modem接入、ISDN接入、DDN接入、ADSL接入、Cable Modem接入、无线接入、光纤接入等。
1.Modem接入；2.ISDN接入；3.DDN接入；4.ADSL网络接入；5.Cable Modem接入。 3.7 网络互联
计算机网络互联是计算机网络和通信技术迅速发展的结果，也是计算机网络应用范围不断扩大的自然要求。网络互联使用户获得更多的网际服务。
由于各种各样的网络已经存在并且还将继续发展，各种类型的网络技术和网络协议同时并存，所以网络互联技术必定需要。网络互联的几种形式有：LAN-LAN、LAN—WAN、WAN—WAN和LAN—WAN—LAN。
互联是指计算机网络之间物理与逻辑上的连接。计算机网络互联的关键设计要求是将对单个网络的影响减少到最小，而且不能改变原网络的硬件平台、软件平台和协议。网络互联要解决的问题是如何让使用不同协议的计算机相互通信。
互联层次是指网络互联设备介入互联网的最高的层次。根据OSI/RM模型,互联的层次可以分为：1.低层互联；2.子网互联；3.高层互联。
4 结 论
本文创新之处在于首先是提出了远程教育并非仅限于学历学习、职业培训等这种“老师—学生”的模式，而且更是一种“人人都是老师，人人都是学生”的
7
共同交流学习模式。
本文不足和下一步改进之处：因为计算机网络技术在现代远程教育中应用几乎是无处不在，所以本文所探讨的应用在基于Internet的现代远程教育系统的网络技术并不是非常全面，如本文仅探讨基于Internet的现代远程教育系统和采用Web模式实现。
计算机网络在远程教育方面的应用，让我更加深刻地认识到这个“二十一世纪Internet的发展趋势——远程教育”所涉及的技术、整体构架、具体实现和未来的改进方向。这是我非常感兴趣的领域之一，能够有幸借这个大作业让我更加深入学习认识这个领域，使我受益匪浅。
参考文献
[1] 李学明,李继,魏芳.远程教育系统及其实现[M].人民邮电出版社.2000 [2] 何莉,徐林英,孟昭鹏,姚鹏海.计算机网络概论[M].高等教育出版社.2005:335 [3] 穆道生.远程教育系统开发[M].中国宇航出版社.2004,1 [4] 方德蔡.虚拟大学—现代远程教育理论与实践[M].中国广播电视体育大学出版.2003,8 [5] 李学明,李继,魏芳.远程教育系统及其实现[M].人民邮电出版社.2000 [6] 郭诠水,高小玲.远程教育系统设计实例[M].人民邮电出版社.2004,1 [7] 内蒙古自治区电化教育馆组编.现代远程教育应用技术培训教程[M].内蒙古出版社.2004 [8] 刘远航,刘文开等.现代远程教育系统原理与构建[M].2002,10 [9] 王宝智.计算机网络技术及应用[J].计算机工程.1999 [10] 王彬华.计算机网络技术[J].计算机工程.2004,7
8
