现代远程教育和移动教育系统的集成与实现

刘胜男

摘 要：构建开放的远程教育体系，充分利用无线网络通信技术（WI-FI/GPRS/EDGE/3G）和移动设备（如笔记本电脑、智能手机、UMPC、MID等），提高远程教育的覆盖范围，使更多的人能够更方便的接受高等教育；采用C/S模式的实时课堂，提供完整的多媒体教学功能，如视频教学、电子白板等，增加学生与教师的互动，提高远程教育的教学质量。

关键词：远程教育；流媒体；ASP；WIFI；移动教育

1 课题的理论意义和应用价值

现代远程教育遍及世界各地，满足了不同层次人们的需求。在大学，远程教育为更多的人创造了接受高等教育的机会。在公司，远程教育可用于员工的技能培训，使他们适应技术的进步。对于个人，通过远程教育接受职业技能培训，可为自己创造更多的就业机会。对于政府，利用远程教育的在线师资培训，提高了中小学校的教学质量。而对于边远地区，远程教育解决了课程传授难、受教育难的问题。

另一方面，无线网络通信技术的发展也在悄然兴起。WI-FI、GPRS/EDGE、3G等无线网络通信技术的逐步成熟使得远程教育资源可以被移动设备访问：如拥有WI-FI功能的智能手机、笔记本电脑等移动设备可以随时随地、没有空间限制的访问互联网资源，这使得移动教育变得切实可行。

2 国内外研究概况及发展趋势

远程教育在中国的发展经历了三代：第一代是函授教育，这一方式为我国培养了许多人才，但是函授教育具有较大的局限性；第二代是20世纪80年代兴起的广播电视教育，我国拥有全世界最大的广播电视大学；20世纪90年代，随着信息和网络技术的发展，产生了以现代信息技术(计算机技术、网络技术和通信技术)为基础的第三代远程教育，即现代远程教育。

我国现代远程教育发展非常迅猛。1998年，教育部正式批准清华大学、北京邮电大学、浙江大学和湖南大学为国家现代远程教育第一批试点院校；2000年，现代远程教育试点院校的数量猛增至31所；目前，教育部批准的开展现代远程教育的院校已达67所。

在移动教育方面，传统的基于短消息的提醒式移动教育正在逐渐淡出，随着近几年WI-FI、GPRS/EDGE、3G等无线网络通信技术的发展，移动教育正在逐渐向基于浏览器甚至是流媒体资源的方向发展。移动教育的发展依赖无线网络，目前主要的无线网络技术：

WI-FI：Wi-Fi全名Wireless fidelity，是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准(IEEE 802.11)。Wi-Fi第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层（MAC层）和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式。两个设备之间的通信可以自由直接的方式进行，也可以在基站或者Wi-Fi接入点的协调下进行。随着Wi-Fi标准的进一步发展，1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力解决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。

GPRS/EDGE：GPRS与EDGE是GSM移动电话用户可以使用的移动数据业务，作为第二代通信技术（2G）的升级，GPRS又被称为2.5G，EDGE又被称为2.75G。在报文模式，EDGE的理论速率可达384Kbps。目前中移动的全球通用户、动感地带用户和神州行用户均可办理GPRS/EDGE业务。

3G：第三代移动通讯技术（3rd-generation，3G）。是支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音（通话）及数据信息（电子邮件、即时通信等）。3G的代表特征是提供高速数据业务，速率一般在几百Kbps以上，可以支持如可视电话这种高数据流量的通信服务。3G规范是由国际电信联盟（ITU）所制定的IMT-2000规范的最终发展结果。全世界目前有三种3G标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA。

3 研究的内容：

3．1 功能：

根据现代远程教育和移动教育系统（以下简称系统）的设计结构，研究解决下列问题：

设计并部署Active Directory目录服务（AD），并在AD中组织、管理系统中的用户。配置边缘服务器，使其能够根据用户的请求将操作转发至相应的服务器。使用LDAP（轻型目录访问协议）协调WEB、OCS、流媒体服务和AD中的用户数据，做到一次注册，随处使用，方便用户操作。 使用XHTML作为WEB的描述语言，为各种移动设备提供最大兼容性。并针对小型移动设备（如智能手机）设计专属的WEB页面，使用户可以在较小的屏幕上浏览信息。为教师使用的OCS客户端设计录制策略，并整合流媒体服务机制，学生可以通过流媒体服务在线收看或者下载以往的课程，使学生的学习时间不受限制。

3．2 现代远程教育和移动教育系统各部分简介：边缘服务器：即直接与用户的请求相接触的前端服务器，除分配用户的各种请求到相应的服务器之外，还负责运行整个系统的Active Directory实现，协调Active Directory中各种资源的LDAP请求/查询也是被这个服务器处理的。

OCS服务器：负责运行Office Communications Server 2007，教师可以主持实时的课堂，进行多媒体教学，包括课件点播与电子白板等；学生也通过OCS与教师互动。

WEB服务器：负责处理用户的所有HTTP请求，运行由C#编写的ASP.net WEB组件，并最终使用XHTML语言在用户的浏览器上描述页面，用户可以使用WEB完成如课件下载、播放流媒体资源、网上作业、信息查询和论坛等功能。另外，现代远程教育和移动教育系统的后台管理程序也是运行在这个服务器上的。

流媒体服务器：负责运行流媒体服务，存储录制好的视频、音频教学资源，并且负责响应用户的流媒体播放请求。

数据库服务器：运行SQL Server 2005数据库服务，负责存储WEB服务器所使用的各种如用户数据、课件数据、成绩数据、论坛数据等。

客户端：远程教育或移动教育用户可以使用计算机或移动设备（智能手机、笔记本电脑、UMPC、MID等）作为客户端。通过浏览器访问WEB服务，通过Office Live Meeting访问OCS服务，教师可以主持课程，学生可以实时参与、与教师互动。

4 结论与展望：

本文分析和探讨了基于IP网的现代远程教育和面向未来的移动教育的现状和发展形势，根据现有的网络环境、市场需求和应用情况，设计并实现了一套集成现代远程教育各种功能模块和移动教育功能的综合性教学平台。本课题的主要工作和成果如下：

在参考大量新闻报道和国内外文献资料的基础上，对目前远程教育和移动教育的国内外发展状况作了系统分析和深入探讨。提出一套以基于IP网的远程教育为主，移动教育为补充的网络教育解决方案，并根据此方案实现了一个完整的网络教学系统。

根据目前网络教育现状与师生教学特点等因素，以方便实用为主要目的，兼顾安全性与形式多样性，对系统架构进行了科学的设计，采用合理的实现模式与实现技术，最大程度的优化配置各个服务器使得整个系统整齐划一。

通过对远程教育系统工作原理和关键技术的深入研究，开发出一套结合B/S和C/S结构的基于IP网的远程教育系统。系统主要包括前台功能模块与后台管理系统。其中前台有多媒体教学：课件点播、实时课堂与电子白板、视频教学；在线教学系统：在线课件、网上作业；教学辅助：站内搜索、资源下载、新闻和论坛等。各个功能模块紧密结合、分工合作。在实用的基础上，本系统提供了丰富的现代远程教育手段，为现代远程教育提供了一个很好的教学平台。

本课题的创新点如下：面对目前手机用户越来越多和人们对知识的需求越来越迫切的情况，实现了一套基于WI-FI、GPRS/EDGE、3G无线网络的与互联网的移动教育系统，使人们能够随时随地查询相关教学信息。这套系统可以作为目前传统远程教育一个有益补充，也可以作为未来移动教育的尝试。

实时课堂与电子白板的集成，使教学同时具备文字、图画和视音频的功能，更加生动有趣。视频教学的应用，特别适用于一对一的教学模式，在日常远程教学如音乐教学、实验教学中有很大的用武之地。

课程设计模板，教师只需准备好教学资料，就可以利用网上平台方便地制作课件，供学生浏览学习。通过制订难易不同的课件，来满足文化水平掺差不一的学生的需求，从而达到因材施教，多层次教学的目的。

目前，系统各项功能都已经比较完善，然而技术不断更新发展，客户的需求不断在改变，加上时间关系，部分功能还需进一步研究和探讨：

移动教育部分后台管理还不完善。可以尝试架设本系统的邮件服务器，并将用户、教学信息、课件和邮件与远程教育部分作统一管理。

基于IP网的互联网后台管理系统登录还没有细分用户角色，不同用户应当拥有不同的管理范圍。可以对数据库的优化设计来进一步分清管理员和老师的权限。

参考文献

[1]http://www.cnnic.cn/uploadfiles/doc/2008/7/23/170424.doc

[2]http://down.iresearch.cn/Reports/Charge/1144.html

[3]王心，沈琴.流媒体技术与远程教育的完美结合.中国有线电视.2004年第02期：101-103

[4]黄德群,移动学习研究对远程教育的影响.中国远程教育.2005.12