（教育技术学专业论文）基于java的网络课件包装及其共享研究.pdf

南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 摘 要 以网络教育为特征的现代远程教育是我国当前教育技术研究的重要领域。网 络课件是网络教育的必要工具。为了实现学习资源的共享和重用，我国跟踪国际 教育技术标准的研究工作正在加紧制定具有中国特色的网络教育技术标准体系。 目前在网络课件开发中,所使用的底层技术和数据格式存在差异， 课件系统之 间存在着共享性差、相互独立、自我封闭、没有通用性等问题。学习者在选择学 习资源时往往会受到这样或那样的限制，使得学习资源不能够充分共享。 本文着重研究网络课件的包装问题，用 java 语言将课件进行包装。java 是 一种跨平台的语言，java 所编写的应用程序可以跨平台移植，不会受到平台不同 所带来的课件不能共享的问题。在数据格式上用 xml 将课件进行绑定，xml 支持 多种应用环境，具有跨平台、跨空间和跨设备的优点，适合网络传输。在技术和 数据格式上的问题得到解决，网络课件的共享问题也会迎刃而解。 关键词： 远程教育 课件包装 xml java 共享 南京邮电大学硕士研究生学位论文 abstract abstract modern distance education characterized by network education is an important study area of educational technology. courseware is the essential tool for network education. in order to realize the sharing and reuse of learning resources,china is drawing up the network education technology standards with chinese characteristics following with the research of international education technology standards. currently，there are some differences in courseware development of using the underlying technology and data formats. there are some problems between courseware systems,such as poor sharing 、 independent 、 self-isolation and no-universal.learners in the choice of learning resources are often limited, learning resources can not fully shared. this paper focuses on courseware packaging with java. java is a cross platform language. applications written in java are portable across platforms, courseware can be shared in different platforms. courseware is binded by xml as data format. xml with the advantages of cross-platform、 cross-space and cross-device supports multiple application environments and suitable for network transmission. the sharing of courseware will be solved with the problems resolved in technology and data formats. key words: distance education courseware packaging xml java sharing 南京邮电大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送 交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论 文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文 外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。 论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：_ 日期：_ 研究生签名：_ 导师签名：_ 日期：_ 南京邮电大学硕士研究生学位论文 绪论 1 绪论绪论 以网络教育为特征的现代远程教育是我国当前教育技术研究的重要领域。网 络课件是网络教育的必要工具。为了实现学习资源的共享和重用，我国跟踪国际 教育技术标准的研究工作正在加紧制定具有中国特色的网络教育技术标准体系。 全国信息技术标准化技术委员会中的“内容包装：信息模型规范”定义了一个用 于交换学习内容的标准的结构集合， 这些结构为标准化数据绑定提供了一个基础。 内容包装规范在整个远程教育技术标准体系中属于学习资源相关标准，其目 的是为学习资源定义一种标准的数据结构，并且绑定足够的描述信息，以便于学 习资源的快速检索、有效的共享和交换。这样，只要符合内容包装规范，使用不 同的课件制作工具制作的课件只要发布在网上，就可以很快的被检索到，可以作 为独立单元进行传输和交换，可以在不同的平台被执行，而且可以在不同的制作 工具中被重用。内容包装规范使学习内容成为可以在多个应用与学习环境之间进 行交换和重用的教学组件，有利于不同教育机构之间进行充分的教育资源共享， 减少资源制作的开销。 我国现代远程教育已经取得了很大进展，这是一种全新的教育模式，越来越 多的学校正在用万维网作为教学媒体，传送教学内容，在网上实施教学、管理教 学，并进行网上测试和网上交流。在此大趋势中，网络课件是非常关键的一个因 素。目前许多计算机工作者和教育工作者都在致力于课件的开发，其中不乏内容 新颖、特色鲜明的优秀课件，但是由于在课件开发中各自使用的底层技术和数据 格式的差异，普遍存在着课件系统之间共享性差、相互独立、自我封闭、没有通 用性等问题。如果开发者都可以发挥各自的特点，将精力更多投入具有比较优势 的课件，并能够借助课件资源的共享和交换，相互交流开发成果，那么我国教育 水平将从中受益，全面提高，实现开放式的教育网络。 国际上已有不少国家和组织致力于这一标准的研究。在美国，有航空工业计 算机辅助训练委员会（aicc）最早提出的计算机管理教学标准；美国国防部提出 的可共享课程对象参照模型（scorm） ；还有 ims 全球学习联合公司提出的学习系 统技术规范。在欧洲，有 ariadne（欧洲远程教育多媒体制作与销售网联盟） ， prometeus（促进欧洲社会教育和培训中使用多媒体工程） ，cen/iss（欧洲标准委 南京邮电大学硕士研究生学位论文 绪论 2 员化/信息社会标准化系统） 等组织进行多媒体和远程教学技术标准的研究、 国际 合作及本土化工作。目前在国际电气和电子工程师协会学习技术标准委员会（简 称 ieee ltcs）的主持下，若干个工作小组正开展网络远程教育技术标准的制定 和修订工作，将形成 ieee1484 标准。国际标准化组织 iso 于 1999 年成立了一个 jtc1/sc36 委员会，专门从事学习、教育、培训技术标准的征集、修订和批准工 作，目前已有美国、英国、德国、日本、乌克兰等国提交了标准议案。世界上许 多国家十分重视教育技术国际标准的采用，组织力量参与国际标准制定与本土化 工作，其中法国、德国、西班牙已完成了部分 ieee ltsc 标准的本土化工作，荷 兰、 希腊、 意大利等国家即将推出他们的教育技术标准草案。 美国 ims 公司从 1999 年开始在美国、澳大利亚、新加坡以及欧洲一些国家推广 ieee ltcs 的标准并收 集各地的反馈结果以丰富和完善标准。 由于目前在网络课件的开发中所使用的底层技术和数据格式的存在差异，普 遍存在着课件系统之间共享性差、相互独立、自我封闭、没有通用性等问题。学 习者在选择学习资源是往往会受到这样或那样的限制，使得学习资源不能够充分 的共享。而对网络课件进行包装，并且绑定相应的描述信息，能够便于课件的快 速检索、有效的共享和交换，使学习内容成为可以在多个应用与学习环境之间进 行交换和重用，有利于学习者之间进行充分的教育资源共享，减少资源制作的开 销。这样学习资源就能够得到有效地利用，无论对学习者还是课件的制作者而言 都是十分有意义的。 本课题根据现代远程教育技术标准化委员会制定的学习资源相关标准，使用 xml 对课件进行绑定，提供数据格式。用 java 编程实现对课件内容 xml 的封装， 最后介绍了一种基于 celts 的网络课件资源共享系统的设计方案。 本文共分六个 章节，第一章介绍了在教育技术和教育信息化的发展状况；第二章介绍了远程教 育理论和远程教育中所使用的网络结构；第三章介绍了远程教育教育技术标准体 系，详细介绍了学习对象元数据规范和内容包装规范；第四章介绍了用 xml 对课 件包装的详细过程，制作了一个 xml 课件的实例；第五章设计了一种使用 java 语言对绑定好的 xml 课件进行封装的过程，并编程实现了对样板课件的封装；第 六章介绍了一种基于 celts 的网络课件资源共享系统的设计方案， 以实现课件资 源的共享。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 教育技术与教育信息化 3 第一章第一章 教育技术与教育信息化 教育技术与教育信息化 1.1 1.1 教育技术概述教育技术概述 随着科学技术的进步，人类已经进入了信息时代，教育也随之进入了重大变 革的新纪元。现代科学技术及其相伴而生的教育技术在教育教学中的应用，不仅 丰富了传统的教学手段，增加了信息传递的方式、方法，提高了教育教学的效果 和效率，也极大地改变了传统的教育教学模式和人们的思想观念，推动并促进了 教育教学改革的不断深入和发展。 教育技术其英文名称是 education technology。随着教育技术及其理论研究 的不断发展， “教育技术”这一概念也在不断地更新、拓展。美国是教育技术产生 最早、发展较快、研究也最为深入的国家。美国教育传播与技术协会组织专家， 经过长达五年的搜集资料和研讨工作， 在 1994 年， 美国教育传播与技术协会(aect) 发表西尔斯 （seels） 与里奇(richey)合写的专著 教学技术： 领域的定义与范畴 。 书中对教育技术给出了一个全新的定义，该定义不仅反映了美国教育技术界对教 育技术的新看法，在很大程度上也反映了当前国际教育技术界的新看法。因此， 按照这个定义来认识当代教育技术学的特点及其研究内容，是比较符合当前的世 界潮流，也是比较适应信息社会发展趋势的。 美国教育传播与技术协会(aect)94 定义： 教学技术是对学习过程和学习资源 进行设计、 开发、 利用、 管理和评价的理论与实践 2。 （instructional technology is the theory and practice of design，development，utilization，management and evaluation of processes and resoures for learning.） 在我国，教育技术曾经被称为电化教育。电化教育是我国独有的名词，产生 于 20 世纪 30 年代，这个时期正是由于电学和光学的发展而引起的教育媒体硬件 技术兴起的阶段。因此， “电化教育”一词最初带有鲜明的教育媒体技术的色彩。 随着我国现代教育技术的发展，电化教育这个术语由于它的影响和使用范围而沿 用至今，所以电化教育在我国有较长的发展历史和相当的规模，我国现代教育技 术的发展也就是电化教育的发展。现代教育技术和电化教育在本质上是相同的， 但是，现代教育技术概念的内涵比电化教育要广泛一些，它们的研究对象、研究 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 教育技术与教育信息化 4 领域和研究方法都有所不同，电化教育是现代教育技术的重要组成部分。 我国教育技术经过了几十年的发展取得了一定的成就， 教育技术受到人们前 所未有的关注。 教育技术的发展将对我国教育观念和教育过程的改革产生深刻的 影响，是教育教学改革的制高点。我国教育技术专家学者经过长期研究与实践， 提出结合我国国情创建符合我们进行现代教育技术工作的指导思想和具体措施， 大家对教育技术的定义取得了共识: 教育技术是在先进的教育思想和教育理论的 指导下，充分利用信息技术，通过对教学过程和教学资料的设计、开发、利用、 评价和管理，以实现教学过程优化的理论与实践。教育技术在我国经过几十年的 发展，有了我国自己的特色，也有它自身的特点。 教育技术学是一门新兴的综合性应用科学，它综合了多门相关学科的相关理 论，特别是许多随信息技术的发展而建立起来的新观念、新理论。它们交叉渗透， 形成了本学科的基础理论体系，推动着本学科的持续发展。教育技术借鉴了许多 学科的研究成果，其中哲学、信息论、控制论和系统论为教育技术提供了指导和 科学方法；教育学、教育心理学和教育传播学为教育技术提供了最直接的理论依 据；生物学、管理学、物理学、电子学和计算机科学等相关学科为教育技术提供 了技术和应用的基础。随着科学技术的发展，教育技术自身的理论体系还需要在 实践的基础上不断的探索、研究、发展和完善。 1.2 1.2 教育信息化教育信息化 教育信息化的概念是在20世纪90年代伴随着信息高速公路的兴建而提出的， 在美国“信息高速公路”计划中，特别把it在教育中的应用作为实施面向21世纪 教育改革的重要途径，美国的这一举动引起了世界各国的积极反应，许多国家的 政府相继制定了推进本国it在教育中应用的计划。我国自20世纪90年代末开始， 随着网络技术的迅速普及，整个社会的发展与信息技术的关系越来越密切，人民 越来越关注信息技术对社会发展的影响，“社会信息化”的提法开始出现，联系 到教育改革和发展，“教育信息化”的提法也开始出现了，政府的各种文件已经 正式使用“教育信息化”这一概念，并高度重视教育信息化工作。时至今日， “教 育信息化”在国内经过了十多年的发展，“教育信息化”一词已成为教育领域一 个炙手可热的话题。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 教育技术与教育信息化 5 尽管教育技术信息化这一概念已在我国广泛使用，但对教育信息化的定义确 实众说纷纭，难以统一。通常认为教育信息化是一个在现代教育思想和理论指导 下，在教育教学领域系统的应用，以多媒体计算机技术和网络通信技术为基础的 现代信息技术来促进教育的各个环节的改革和发展，实现教育现代化的过程。在 这里教育信息化涉及社会生活、生产劳动、经济发展、科技进步、文化等各个方 面，是一项复杂的系统工程，其内容包括：教育信息化环境的建设和完善、教育 资源的建设和使用、创新人才的培养以及信息化政策、法规、标准化和管理评估 等，任何一个方面都不能偏废，否则就不能称之为教育信息化。 教育信息化不仅仅是现在教育技术的应用问题，更重要的是教育思想、教育 观念、教育模式和教学方式的转变问题。要通过教育信息化，更新教育观念，改 革传统的、不适合信息化环境下的教育模式、教学方式和教学内容。它是以信息 的观点对教育系统进行重新认识、分享和有效利用信息技术，实现信息环境下创 新人才培养的过程，它离不开多媒体计算机和网络通信技术的支持，但是也不能 把教育信息化仅仅理解为计算机化和网络化，而是应用现代信息技术对教育系统 的教学、交流、研究管理等各个环节进行全方位的变革过程，从而极大地提高教 育的质量和效果，实现教育现代化。 教育信息化是一个过程，一个实现教育现代化的复杂过程。任何科学技术的 发明、应用和发展都有一个由浅入深、由简单到复杂的过程。教育信息化将随着 信息技术的发展和应用而不断深化，也将随着人们对它的认识和接受程度而不断 推进， 其最终目标是建立与知识经济相适应的新型教育形态， 实现教育的现代化。 教育的现代化是一个历史范畴， 有着丰富的内容和深刻的内涵:它是整个教育和社 会现代化的一个有机组成部分，必然受到社会文明进步水平的制约，并且是与后 者大致同步、相生相伴的。其实，教育信息化并非是要否定传统的教学手段和教 学方法，而是在那些必要的与可能的方面利用信息化的技术、观念、手段和教学 方法来提高教育工作，是教育的功能发挥得更广泛、更有效、更及时、更便于全 社会的和社会成员个体终身的享用等。 1.3 1.3 我国教育信息化的进程我国教育信息化的进程 我国的教育信息化虽起步较晚，但发展也比较迅速。中国教育部于 1998 年 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 教育技术与教育信息化 6 12 月 24 日制定、国务院 1999 年 1 月 13 日批准的面向 21 世纪教育振兴行动计 划 ，提出了实施“现代远程教育工程”的方案，对远程教育尤其是网络教育的发 展作了宏观上的规划。这将有效地发挥现有教育资源的优势，是在我国教育资源 短缺的条件下办好办大教育的战略措施。 该工程自 1999 年开始实施以来， 取得了 显著进展。 目前现代远程教育网络传输平台、 中国教育电视卫星改造项目已完成， 成为我国开展现代远程教育的基础平台。同时，围绕现代远程教育发展需要的资 源建设也在加紧进行，远程教育的管理正在深入。 2000 年 12 月 19 日，教育部又颁布了关于在中小学实施“校校通”工程的 通知 ，其中提出了“校校通”工程的目标和资源建设的具体目标。 “校校通”工 程的目标是：用 5-10 年时间，使全国 90%左右的独立建制的中小学校能够上网， 使中小学师生都能共享网上教学资源，提高所有中小学的教育教学质量，使全体 教师能普遍接受旨在提高实施素质教育水平和能力的继续教育。 具体目标是： 2005 年前，争取东部地区县以上和中西部地区中等以上城市的中小学都能上网；西部 地区及中部边远贫困地区的县和县以下的中学及乡镇中心小学与中国教育卫星宽 带网联通。2010 年前，争取使全国 90%以上独立建制的中小学都能上网。不具备 上网条件的少数中小学也可配备多媒体教学设备和教育教学资源。 2001 年 7 月教育部颁布的基础教育课程改革刚要（试行） 将信息技术教 育列为小学至高中的必修课程之一，强调在课程实施的过程中，加强信息技术教 育，培养学生利用信息技术的意识和能力，大力推进信息技术在教学过程中的普 遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生 的学习方式、 教师的教学方式和师生互动方式的变革， 充分发挥信息技术的优势， 为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。 教育部 2003 年工作要点指出，我们要“大力发展现代远程教育，推进教 育信息化，完善以中国教育科研网和卫星视频系统为基础的现代远程教育平台， 加快数字图书馆等公共服务体系的建设，加强“校校通”工程建设，提高中小学 计算机配备水平和信息技术课程开课率，进一步推进农村中小学 dvd 教学光盘播 放系统，农村计算机信息接收站和乡村乡镇中小学学校多媒体教室的建设。加强 教育教学软件的研发和建设，办好网络学院，实现优质教育资源的共享 7。 ” 以上政策和刚要的制定，为我国进年来信息技术教育的迅速发展，提高了政 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 教育技术与教育信息化 7 策支持和方向指导，加速了我国教育信息化进程。 1.41.4 教育技术促进教育信息化发展教育技术促进教育信息化发展 教育信息化的指导思想是：从教育发展的角度看，应用现代教育技术，推进 教育信息化， 带动教育现代化， 实现基础教育跨越式发展； 从人才培养的角度看， 在信息时代，教育、教学要充分利用信息技术与信息资源，提高师生信息素养， 培养信息社会需要的创新人才。 教育信息化有六大任务: 信息化网络建设、 信息化资源建设、 信息化人才培 养、信息技术应用、信息化产业建设、信息化政策制定。其中,教育资源开发中的 媒体素材库和网络课程、题库、网络课件、网络课程、案例、教师资料库、工具 软件库等；以学生多媒体作品中的电脑绘画、电脑动画、学生个人主页、学生游 戏、学生多媒体作品、班刊、校刊、团刊，尤为重要。 加速教育信息化的措施: 中小学校开设信息技术教育课程；抓好英语教学； 实施“校校通”工程；开发网络资源；实施远程教育，构建终身学习体系；重点 抓好信息技术与学科课程整合，使全体教师学会运用信息技术， 提高教学质量， 培养创新人才。 开展教育信息化的教改实验: 基于网上资源的协作学习教改实验； 基于网上资源的个别化自主学习教改实验；基于网上资源的探究学习教改实验； 基于网上资源的综合学习教改实验；基于教室网中学生之间的协作探究学习教改 实验； 基于校园网中班级之间的协作探究学习教改实验； 基于互联网中学校之间、 城市之间、国家之间的协作探究学习教改实验。基于网上资源的协作探究学习的 教学设计: 优化学的设计、自主学习的设计、交互学习的设计、协作学习的设计、 探究学习的设计、教师提出问题的设计、教师创设情境的设计、学生网上浏览的 设计、网上发布的设计、学生互评的设计、教师点评的设计。由学科专家、教育 技术专家、电脑美工专家、数码音乐专家的相互结合，教育与技术、技术与艺术 的相互结合，学校与公司的相互结合，精心设计网络课程和学习网站。其中，对 练习题的学习反馈信息设计，要体现人本主义 9。 我国的各级各类师范院校要在信息技术的普及和应用上加快步伐， 加大力度， 不仅要主动适应基础教育信息化，更要引导和推动基础教育信息化。师范院校要 大力推进信息技术的广泛应用，推进教学与管理的信息化，使未来的教师在接受 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 教育技术与教育信息化 8 专业培养期间就耳濡目染，接受信息技术的熏陶，为他们日后适应信息化的教学 环境铺平道路。师范院校对于促进教育信息化的健康发展可以起到十分重要的作 用，因为他们培养的学生日后多半会直接进入教育领域，如果学生在学校期间就 受到良好的信息技术教育，懂得如何适当地运用信息技术与教学过程，并且具备 一些信息化教学开发的能力， 他们在以后的教学实践中就会起到良好的示范作用， 成为教育信息化实践的中坚力量。 为了适应信息社会知识爆炸、 学不胜学的情况， 教育必须培养学生的学习能 力，使学生能自己管理学习，不断学习新的科学技术；同时，还要培养学生解决 实际问题的能力以及创造性。教育信息化的目的是要为全面推进素质教育服务， 为提高整体教育质量、提高全民族创新能力，促进科研工作服务，逐步建立一个 适应 21 世纪经济社会发展和现代化建设需要的新型教育体系和人才培养模式。 这 种新模式的特征是:在培养目标上， 要求全面发展， 具有高度创新能力和使用信息 化手段的能力；在培养内容上，主要侧重使学生掌握学习方法，使每一个受教育 者都具有自我获取知识和更新知识的能力；在培养方法上，要采取灵活多样，不 受时间、空间限制的方式，能适应各种学科并能满足终身教育、全民教育的需求。 从信息论的观点来看，教育信息化的本质就是要运用现代教育思想、理论和 现代信息技术把学校的教学环境建设成为一种充满信息，而且方便教育者和学习 者获取信息的环境。教育现代化就要建立适应现代社会经济、科技发展需要，以 培养创新人才为目标的新型教育体系。教育信息化是教育现代化的前提和必经之 路。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章 远程教育与远程教育网络 9 第二章第二章 远程教育与远程教育网络 远程教育与远程教育网络 2.1 2.1 远程教育概论远程教育概论 远程教育（distance education），也称为远距离教育，简单地说，就是利 用多种教学媒传递教学信息，所进行的非面对面的各类教育活动的总称。其内涵 为：学生和教师在时间和空间上处于分离状态；以现代教育技术为基础的媒体教 学占主导地位；有组织的系统工程；自学为主、助学为辅；在学生和教师之间存 在某种形式的双向通信和反馈机制。其中“教师和学生在时空上相对分离”是远 程教育的本质属性，并与以最高程度的连续面授教学为本质属性的传统教育相区 别；“以现代教育技术为基础的媒体教学占主导地位”即远程教育是建立在对各 种教育技术和媒体资源的开发和应用的基础上这是远程教育的重要本质属性，是 其赖以发生的必要条件；“有组织的系统工程”明确远程教育的系统性；“自学 为主、助学为辅”指出远程教育的基本形式为个体学习者的独立学习，强调了远 程教育中学习活动的主导性和独立性；“在学生和教师之间存在某种形式的双向 通信和反馈机制”，即教师和学生通过双向通信实现教与学的行为的联系、交和 整合，这也是远程教育的一个本质属性，并以此与个人独立自主学习相区别。 从狭义上来看，远程教育是指由特定的教育组织机构，综合应用一定社会时 期的先进技术，收集、整理、开发、设计、制作和利用各种教育资源建构教育环 境，并基于一定社会时期的技术、教育资源和教育环境为学生提供教育服务，以 及出于教学和社会化的目的进而为学生组织一些集体会议交流活动，这些交流活 动以传统面对面方式或者以现代电子方式进行，以帮助和促进学生继续学习为目 的的所有实践活动的总称。在所有活动中，教师是以教育资源的形式或学习帮促 者的身份与学生保持着一种分离的状态，而学生与教育组织机构(教师)或学生与 学生之间将通过建立双向或多向通信机制保持实时或非实时交流。 从广义上来看，远程教育是指在上述实践活动过程中所涉及的组织机构、技 术、资源、人员与实践活动等构成的整个从事教育活动的系统。远程教育是一种 复杂的社会实践活动(狭义)及一个综合的复杂性系统(广义)。 从认识论的角度看， 认识和研究这种复杂的实践活动和综合的复杂性系统的过程就是远程教育研究， 研究所形成的关于实践活动和复杂性系统的完整理论体系就是远程教育学科。而 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章 远程教育与远程教育网络 10 进行研究、认知和理解这种实践活动或复杂性系统的方法，则属于远程教育研究 的方法论的范畴。 2.2 2.2 现代远程教育的发展现代远程教育的发展 所谓现代远程教育， 是以多媒体技术和网络通信技术为核心的远程教育形态。 习惯上将第三代远程教育称为“现代远程教育”。它是远程教育的时代发展，是 未来远程教育的主要形式。 远程教育中的网络教育其实就是建立一种虚拟的、以学生为主体的、自主学 习为依托的学习环境，它是一种新型的、开放式的没有围墙的学校。它与传统广 播电视教育的不同之处在于，人们可以在计算机网络的环境下，不受时间和空间 的限制，完成随时、随地交互式的教学活动，使人们接受方便、高效的教育，教 育质量得到明显提高。随着现代远程教育的发展，未来的教育思想、教育内容、 教育模式和教育结构都将发生重大变化。 以互联网络和多媒体技术为主要媒介的现代远程教育，真正突破了学习空间 的局限。现代远程教育提供的是师生异地同步教学，提供的是开放的教学内容， 学习者不受职业、条件的限制，在任何地方只要能够连接到网络，就好像坐在教 室里上课一样。它将有利于缓解偏远地区受教育难的矛盾，有助于国家民族整体 教育水平的提高，为全体社会成员获得均等教育机会，为“教育公平”成为现实 提供契机。这种远程教育还可向全社会开放，与社区教育更紧密地结合起来，为 教育社会化和社会教育化创造条件。 现代远程教育能调动多媒体手段为教学服务，与传统班级课堂教学和广播电 视教学相比，它能够实现教师与学生、学生与学生之间多向互动和及时反馈，具 有更强的灵活性。多媒体课件和教材生动活泼，有利于学生理解和掌握知识，有 利于开发大脑潜能，启迪创造和创新意识。 现代远程教育有利于教育的资源共享，提高教育效率和效益。它能让更多人 同时获得高水平高质量的教育，听到世界一流科学家讲演；它可以把最优秀教师 集中在一起授课；它可以让学生到数千里之外的博物馆、图书馆或其他现场做调 研和实习。 现代远程教育给教与学的概念赋予了新的内涵，将给教育带来深刻的变革， 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章 远程教育与远程教育网络 11 推动教育观念、教育思想、教育模式和教学方法的更新。当然，现代远程教育手 段并不是一种万能的教育方式，它不可能完全取代面授，也不一定适用于所有的 教育层次和课程。它要求学生有较强的自学能力，并能够初步使用计算机。在目 前技术手段的支持下，现代远程教育手段比较适合于知识的传授，对职业技能培 训有很大的难度，现代远程教育手段更适宜于开展继续教育课程。利用计算机互 联网络进行远程教育现已受到了许多国家和人们的关注，我国正在加紧建设和发 展。 2.3 2.3 远程教育网络远程教育网络 网络是开展远程教育的基础，是实施远程教育的平台，任何远程教育系统都 必须利用网络技术将各种教育资源连接起来，才能实现资源的共享。通常情况下 远程教育系统覆盖的地域范围都比较大，比如一个城市、一个省、一个国家甚至 延伸到世界上别的国家和地区，在这种情况下如果专门为开展远程教育而建立一 个网络平台不仅耗费的资金多、建设周期长，建成后还需要大量的人力和物力对 网络进行维护，况且通信网络是国家的重点基础设施，普通的单位是不可能自己 建设跨地区的广域网络的，否则将会造成管理的混乱。事实上，经过二十多年的 改革开放，我国在通信基础设施方面已经进行了大量的投资，网络覆盖范围和传 输能力有了非常大的提高，并且还能够承载和提供多种业务，完全可以利用现有 的网络资源来建立远程教育的网络平台，而不必为开展远程教育而专门建立专用 的网络系统。这样一方面可以充分利用现有的网络资源，减少重复投资，提高了 网络的利用率；另一方面也减少了远程教育系统在网络建设方面的运行、维护费 用。 目前，我国已经建成了以电信公网、有线电视网和计算机与互联网为代表的 三大网络体系 11，虽然由于历史的原因，这三大网络都是针对各自的业务而建立 的，都不是现代远程教育所需要的真正意义上的宽带多媒体网，但通过对这些网 络进行一定的改造或增加相应的设备就能充分满足远程教育的需要。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章 远程教育与远程教育网络 12 2.3.1 2.3.1 基于公共电信网络的远程教育基于公共电信网络的远程教育 电信网是我国目前规模最大，技术最先进的网络。通常电信网是由传输、交 换、终端设施、信令过程、协议及相应的运行支撑系统组成的综合系统。从技术 的角度来看，电信网的技术主要包括传输技术、交换技术和信令三大类。传输技 术涉及网络的物理连接，是任何网络都必须使用的。针对不同的传输介质，电信 网采用了不同的传输技术。电信网中使用的传输技术主要有：光纤传输技术、微 波传输技术、卫星通信技术、无线通信技术四大类。交换技术涉及如何让信息通 过传输网络达到目的。电信网中使用的交换方式主要有电路交换、分组交换、帧 中继、atm 和 ip 等几大类，不同的交换技术有不同的性能。比如电路交换总的来 说时延和时延的抖动比较少，但电路的使用效率比较低。分组交换总的来说时延 比较大，但使用效率较高。当然也有例外，atm 的时延性就与电路交换基本相同， 同时还具有分组交换使用效率高的特点。信令是用于控制信息在网络中按照用户 的要求选择适合的路径前进。一个完整的电信网络可以分为基础网、业务网、支 撑网和服务网。 远程教育网络可以在电信网的基础上，利用电信网的技术特点，组建符合教 育资源传输的专用教育网。 比如说， 可以利用综合业务数字网 （isdn integrated service digital network）线路将分布在不同区域的局域网络连接起来构成一个 远程教育的网络平台，网络用户既可以共享本地局域网上的资源，也可以方便地 获取其他局域网上的资源。这是因为当用户需要访问其他局域网上的资源时，可 以利用 isdn 路由器具有的拨号功能，自动拨号，建立连接，而当用户不需要访问 时，isdn 路由器能够自动断开连接，释放资源。由于 isdn 线路是按使用时间的 长短来计费的，因此只需要花很少的运行费用就可以使远程教育系统正常运转， 从而大大节省网络的运行费用等。 2.3.22.3.2 基于计算机网络的远程教育基于计算机网络的远程教育 计算机网络的多媒体远程教学是以计算机网络为依托，以多媒体技术为内涵 的一种现代远程教学方式。基于计算机网络的多媒体远程教育系统是现代远程教 育的发展方向，支持网上教学的多媒体远程教育平台在其中扮演着重要的角色。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章 远程教育与远程教育网络 13 研制开发安全、易用、高效的支撑平台，对于网上教学、网上讨论、网上答疑、 网上实时考试、虚拟实验空和协同工作、课件开发及管理和教学教务管理都有着 积极的意义。 计算机网络教学系统由服务器、教师、主机和学生工作站组成，教师通过主 机控制整个网络的每一个终端，与学生进行交互会话，而学生在自己的计算机前 接受教师的指导进行学习。教学活动中，学生利用计算机的交互功能，首先在局 域网(如校园网)与教师、其他学生进行交流，若教学资源不能满足要求，则可进 入 internet 网，以寻找更多的资源或信息。 从技术上来说，计算机网络教学系统就是把计算机技术、多媒体技术、网络 技术和现代教学方法有机结合起来，不仅让学生看到文字、图形、影像、动画， 听到声音，而且把分散独立的计算机互联起来，实现资源共享以至异地通信。互 联网平台的建立、信息技术的支持、多媒体的综合运用、人类终身教育都为网络 化教学的推行创造了良好条件，可以说计算机网络化教学的推行在引发着教育领 域的新变革。 2.3.3 2.3.3 基于有线电视网基于有线电视网络的远程教育络的远程教育 有线电视系统 catv（community antenna tv） ，将多种视听设备、数字设备、 有线电视部件和器件，用电缆、光缆、微波或这些媒介的组合连接起来，用以传 输、分配和处理声音、图像、数据信号。随着信息高速公路的发展，有线电视和 通信、计算机网络将会融为一体。 我国有线电视网覆盖面广、入户率高、频带宽的特点，有利于传输数字化多 媒体教学信息。基于有线电视网的宽带多媒体数据广播系统是适合中国国情的远 程教育方案之一。利用现有 catv 有线电视网资源来发展 internet，已经成为目 前的一个热门话题。 目前在 catv 有线电视网上可以传送 mpeg-1 数字压缩视频、数据、实时股票 行情；开展视频点播，实现外交互式双向数据传输；开展数字电视播出测试，使 用专用机顶盒接收数字电视节目，以及双向联网。 使用电缆调制解调器（cable modem）进行计算机联网是一种宽带 internet 接入方式。简言之，有线电视网前端安装了 cable modem 终端系统(cmts，cable 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章 远程教育与远程教育网络 14 modem termination system)， 通过网络中心联入校园计算机网， 从而接入教育网， 实现国际互连网的接入。使用 cable modem 通过有线电视上网，不用拨号，不占 电话线，上网同时也不影响收看电视，并且网络连接稳定，速率相对较快，相对 于电话拨号占用电话线路、经常掉线、遇忙难拨入、速率慢等缺点有一定优势。 2.3.4 2.3.4 基于卫星网络的远程教育基于卫星网络的远程教育 尽管基于internet的远程教育备受重视，但是利用卫星传送教学节目，可以 较容易的实现动态画面的大面积传送和实时双向交互，特别在接收点数量大而且 分散的情况下利用通信卫星是目前最有效的教学手段之一。 这种远程教育体系通过卫星传播电视信号，学校只需有计算机就可通过架设 的卫星地面站进行信息接受，它比通过internet传输速度快、传输地域广、接受 费用低，也不会出现拨号入网难和传输瓶颈等问题。 根据我国现阶段的经济发展水平，完全采用internet传输客观上存在着某些 困难，因此，采用非实时的卫星电视在一段时间内仍将是主流，其实，即使在美 国、加拿大等发达国家，他们应用的远程教育体系也主要依靠卫星电视和有线电 视的非对称、 非实时为主。 利用vbi(verticle blanking interval)即场消隐插入， 可以在电视信号的场逆程中分段插入计算机文件，在不影响电视节目正常播出的 情况下，将各种格式的计算机信息输入卫星电视覆盖区域。这种技术覆面广、信 息量大、操作简便、费用低廉，是一种非常适合中国国情的远程教育信息传输技 术。随着基于数据流的广播和非对称交互系统的建成，我国的远程教育将出现前 所未有的蓬勃发展，并将为构建终身学习体系作出重大贡献。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第三章 现代远程教育技术标准 15 第三章第三章 现代远程教育技术标准 现代远程教育技术标准 3.1 3.1 现代远程教育技术标准化的现状现代远程教育技术标准化的现状 国际上许多国家或地区，如美国、日本和欧洲，都成立了专门从事现代远程 教育技术标准化工作的组织。这些组织分为两类：一类是研究机构，它们开发最 初的规范草案，并在实践中进行检验，最后形成各具特色的规范；另一类是国家 级的标准化组织，它们吸取研究机构开发的规范，经过工作组的反复讨论，最后 投票通过以形成正规标准。 美国全球学习联合公司(instructional management systems，ims)是一个全 球性的学习联盟。它致力于开发便利在线分布式学习活动的开放标准，这些分布 式的学习活动如定位和使用教育资源、跟踪学习过程、报告学习成绩和在管理系 统之间交换学生记录等。目前它主要的研究领域包括：学习资源元数据规范、企 业规范、内容组装规范、学习者信息组装规范、问题和测试规范。 美国高级分布式学习研究项目组(advanced distributed learning，adl) 是由美国国防部创立的研究部门，专门负责与高级分布式学习活动相关的研究内 容，如共享式课程对象参考模型、元数据标准及基于 xml 的课程结构格式等。 美国航空工业计算机辅助训练委员会（ the aviation industry cbt committee，aicc）是一个专业性技术培训的国际化组织，开发基于计算机培训 cbt(computer-based training)和相关培训技术， 虽然aicc主要侧重于航空工业， 但它多年来制定的一些标准以及在教育方面的经验都可供其他领域借鉴。 欧洲远程教学创作与销售网联盟(alliance of remote instructional authoring and distribution network for europe，ariadne)是欧洲基金会支持 的，为基于计算机和远程信息处理支持的远程写作、教学和学习服务提供构思和 工具，着重强调电子学习资源的共享和重用。它在开发元数据和可操作性基础框 架方面对国际标准化项目有很大贡献。 促进欧洲社会教育与培训中使用多媒体工程（promoting multimedia access to education & training in european society，prometeus）是欧洲委员会建 立的部级项目，负责阐明各类网络教育规范的需要、收集不同部门的意见，并为 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第三章 现代远程教育技术标准 16 欧洲标准化委员会提供参考资源。 ieee 学 习 技 术 标 准 委 员 会 （ ieee learning technology standards committee，ieee/ltsc）负责研究制定教育系统中与计算机相关的信息标准。他 们开发技术标准、推荐好的实践范例，指导软件内容、工具和技术，并设计一些 方法，为开发、维持和配合那些由计算机执行的教育和培训的系统提供便利。许 多 ltsc 开发标准将由国际标准化组织的 sc36 子委员会提升为国际标准，这个委 员会的研究成果对整个网络教育的重要性。 国际标准化组织 iso/iec jtc1/ sc36 是国际标准化委员会下成立的学习、 教育和培训的信息技术委员会。它目前最主要的研究项目有：网络教育的体系结 构、学习资源的元数据标准、网络教育中术语及协作学习的相关技术标准。 都柏林核心元数据研究行动组（dublin core metadata initiative，dcmi） 是一个致力于规范 internet 资源体系结构的国际性联合组织， 它定义了一个所有 web 资源都应遵循的通用的核心标准。标准涉及资源的标题、创建者、主题、标 识符、类型、格式等 15 个方面信息。其它关于学习资源的数据标准，基本上兼容 dublin core 标准，并对它作了扩展。 欧洲标准委员会/信息社