书城社会科学网络学习:崛起、挑战与应对
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第11章 现代远程教育的技术基础

3.2.1 地球村与万维网

不言而喻,支撑现代远程教育迅速崛起的基础技术是因特网和多媒体。20世纪最后10年里,有几个重要的统计数字可能鲜为人知:1993年,全世界个人计算机的数量达到了4000万台,第一次超过了汽车的销量。1994年,个人计算机的数量又激增至5000万台,把电视机和录像机的销量也甩到身后。1995年,全球各种电子光盘读物大约有10000种。其中,电子百科全书的销售量,第一次超过了用纸张印刷的百科全书。

统计数字是枯燥的,但它们却昭示着人类获取和传播信息的途径和方式,已经悄然发生了根本性的改变。

英语中信息“传播”和“通信”是同一个单词(Communication)。从某种意义上讲,人类的教育是广义上的信息传播或通信过程,现代远程教育同样是一种特殊的远程信息传播或通讯。即按照一定的教育目的要求,选择合适的信息内容,通过有效的媒体通道,把知识、思想、观念和技能等远程地传送给教育对象,教育者和受教育者之间还能实时进行双向交流活动。

正如加拿大著名传播学家、首创“地球村”概念的马歇尔·麦克卢汉所指出的那样:任何传播都需要媒体,媒体是人体的延伸,媒体就是信息。第二代远程教育主要借助广播、电视等充当传播媒体,而辅助教学的媒体则主要由幻灯机、录音机等电子设备担任。未来学家奈斯比特说:“信息时代的生命线是通信。”现代远程教育首先需要解决的,同样是高效的远程通信媒体和教学媒体等关键性技术。从20世纪80年代末开始直到今天,全球互联网络和网络化的多媒体以令人惊异的速度发展,正好充当了催生现代远程教育的关键性技术条件。被中国译为“因特网”的Internet,是目前世界上影响最大、用户最多、信息资源最丰富的跨越全球的计算机互联网络,是由已注册的数十万个大小网络集合而成的“国际网络”,也是信息高速公路的雏形和前身。因特网上计算机主机的数量每天都在迅速扩张。1987年12月全世界联网的主机数量不过2.8万台,发展到1995年7月,联网主机增加为664万台,然后在一年内急剧增长为1280万台,终端用户达7000万人;截至1997年9月,全世界联网的主机数已突破2000万台,上网人数则激增至1亿,平均增长速度超过了160%,全球所有国家几乎全部进入了这个巨大的网络。据网上提供的资料,1999年1月,全世界的主机数再次剧增到4323万台。进入新世纪后这些数字又有了飞跃式的发展,至2002年6月底,中国公民上网人数已经超过4500万。全世界上网人数已达5亿。2005年中国的网民数量就超过一个亿。因特网正以惊人的速度突进到它的全盛期,就像电话、电视和报纸一样,成为人们工作、生活的必需。

在这个无边无际的全球网络里,人们可以远程登录到任何一台主机。成为它的一个终端来运行软件(远程登录Telnet);可以连接到任何地方的大型计算机去查看、下载和传送文件(文件传输F TP);可以发送电子邮件(E-mail)与网上所有用户联系;还可以参加网络新闻组(Usenet)讨论你所关心的任何话题;以及通过电子公告板(BBS)发布个人的信息。

因特网具有潜在的遍布全球的庞大用户群。从理论上说,只要有一台个人计算机、一只调制解调器和一根电话线,就可以拨号上网,使更多的人有可能加入到因特网的行列中。因特网奇妙之处还在于能够集多种信息传递功能的优点于一体,它提供的服务,已不仅仅是单纯的信息传递,如上述电子公告板、电子邮件、新闻讨论组、远程登录和文件传输等功能,而且具有教育、会议、商务、金融结算、医疗保健、购物、娱乐、浏览虚拟图书馆和旅游观光等各种功能。

同时,因特网又拥有世界上最重要最丰富的信息资源,是全球信息集散地。20世纪90年代初,万维网(World Wide Web)技术发明给因特网注入了极大的活力。万维网是借助因特网构建的分布式全球信息资源,它采用超文本(Hypertext)链接来提供信息服务,将全球链接为一个巨大的多媒体信息库。超文本文件被麻省理工学院尼葛洛庞帝教授称为“没有页码的书”,其基本特征是非线性的,按照多线索多层次交叉编辑,读者可以按照个人最感兴趣的路径或线索来组织阅读活动。为了保证各种类型的计算机和终端都能“看懂”超文本,万维网显示超文本都用一种“超文本标识语言”(H TML)编制,人们不必事先学习枯燥乏味的命令,甚至可以根本不懂计算机,只要一个小小的鼠标,通过个人计算机或者电视上的机顶盒,就可在浏览器软件帮助下进入网络“漫游”和“冲浪”,不知不觉中就从一个国家到达另一个国家,从一个站点到达另一个站点。

3.2.2 信息资源与传播手段

万维网让全球相互分割的信息转化为一个超链接的信息网络,变成一个巨大的虚拟存储器,装满了一切可能的信息。更有意义的是,链接的内容不仅可以是文字字符,还可以包容图像、声音、动画、电影等多媒体信息。近年来,万维网的增长呈现出十倍于因特网的整体增长态势。1995年,这个巨大的“怪物”就已经把全球近1200多万台计算机和近50万个局域网上的信息资源连成了一个整体,而且每天还在不停地在扩大。1993年,万维网仅有130个站点,而到了1999年3月,站点数已经增加到439万个之多。据说,在这个全球信息资源库里,大约有600个大型图书馆、400个学术机构文献库、几十个超级计算中心和超过100万条各类信息,平均每53天信息资源总量就翻一番。自诞生之日起,万维网就引起教育界极大的关注,世界上第一次成功的联网试验,即阿帕网的四个节点都设在美国的大学里面;万维网丰富的信息资源和便利的传播方式,更为现代远程教育创造了极为有利的条件。

目前,能够在网络上实现的远程教学手段包括:

●网络教室

每个学生使用一台计算机,不仅各自相连,而且可以连接到因特网。学生独立动手操作,在干中学。教师容易监控不同学生的进展,进行有针对性的及时指导。学生之间也可分小组研讨。

●校园局域网

学校把课程教材内容与教学指导放在校园网络服务器上,学生可自行安排学习进度,自主学习,也可连接图书馆快速查阅电子版资料,师生之间也能够同步或异步对话,有针对性地指导和答疑。

●联网的个人计算机

通过调制解调器和电话线,将个人计算机直接连接到因特网,到外地或外国的学校接受远程教育。

●电子邮件与可视电话

通过收发电子邮件和可视电话,与教师或同学交流讨论。

●视频会议

教师在直播教室或演播厅里讲课,师生分别在不同的地理位置同步进行教学活动,就如同在同一教室里上课一样。

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通讯网(ISDN)等共同构建了这种高速、立体的传输通道。光纤通信的应用虽然是近20年的事,但它越来越显示出强大的生命力。光纤是一种很细的玻璃纤维,用光来传导信息,比电传导的容量大成千上万倍。过去用铜线实行电传导,传送一套33卷的《不列颠百科全书》需要13个小时,改用光纤后只需要4.7秒。美国国会图书馆所积累的人类古今知识,可以在20秒内通过宽带光缆全部传完。

综合业务数字网(ISDN)是用来实现电话、电报、数据通讯、传真和可视电话等各种通讯业务的一体化通讯网,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。另外,美国正在建设的第二代因特网,专门提供给科研人员和远程学习者使用,传输速度将达到每秒10亿比特,被称为是“21世纪的数字式桥梁”。美国教育界对第二代因特网的要求,是能够支持“虚拟大学”,要求及时传送多媒体教育内容,能够在学生和教师之间提供分布式教学、远程会议、虚拟实验室等技术支持,并能同时服务于学术、政府和研究机构。除了远程传播媒体外,目前,现代远程教育的教学媒体,主要是多媒体教学课件和多媒体自学软件,用来辅助教师教学和提供给学生自学。

自诞生之日起,多媒体计算机技术就被大量引入教育和培训。据20世纪90年代初的统计,全世界多媒体产品的应用,当时只有38.8%用于信息系统服务,只有0.8%应用于商业领域,用于教育与培训的就占到61.1%。多媒体技术首先在于把各种媒体,如文字、声音、图像、动画、视频等综合为一体,最大限度地调动人的感官来获取更丰富的信息。它从文字处理开始,扩展到诸如影片欣赏、电视点播、书刊阅读、可视电话、音乐作曲、卡拉OK、录像录音、照相摄影、美术创作、动画游戏……多媒体技术一经导入教育领域,以海量储存信息CD-ROM光盘为载体的多媒体图书和多媒体教材,当即使得多年进展不大的CAI(计算机辅助教学)发生了质的变化,也使“计算机辅助自学”浮出水面。一张普通的CD-ROM光盘可容纳50亿比特信息,相当于500部经典书籍,即使那些每周能读两本小说的人也需要读5年。更先进新型光盘DVD-ROM,储存量更超过CD-ROM数十倍。

多媒体比其他任何一种技术更加强烈地抓住教育家的心。教育对象通过视觉和听觉的组合获得能够更高的学习效率,与单一媒体相比,它能同时开发左脑和右脑的功能。美国教育学者研究多媒体教学后发现:“我们从视觉获得80%的知识,但仅记住了它的11%。听觉与视觉的组合可以获得更高的效率,使记忆效率上升到50%。”但是,多媒体计算机的最大效果不仅仅在于多种媒体的组合,否则,电视也可称为某种“多媒体”。美国著名计算机杂志《Byte》为“多媒体”下了一个不太严格的定义:“多媒体技术是计算机能够交互式处理诸如文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体信息。”这就是说,“交互性”才是多媒体技术的核心。就好比看一场有声有色有文字有动画的电影,哪怕情节再感人,你也只能在一旁观看。只有当观众掌握了航行权在电影里任意游弋,可以停在某一点,也可以让它重演,甚至能够控制或改变剧情的发展,与电影故事交流和互动,才是真正具有了多媒体的特点。这种交互式能力,使人主动地获取而非被动地接受信息;反过来讲,当计算机具备了交互式多媒体功能时,它带来的将是人类信息表达、获取和处理方式的又一场革命,也给主动式、参与式教学带来了可能性。

交互式多媒体技术的深入发展,还催生了虚拟现实技术。如果我们把因特网视为现代远程教育向空间的扩展,那么不妨把虚拟现实技术看成是远程学习深度的开拓。虚拟现实一种是高度逼真模拟现实世界视觉、听觉和触觉行为的交互式人机界面。学习者穿戴上头盔显示器和数据手套,随即沉浸在虚拟情节里,在极富真实感的状态下与计算机交互。这种即将成为全新教学手段的技术,已经是现代远程教育所关注的热点。可以设想,远程学习者通过互联网络沉浸在虚拟的分子、原子模型结构中学习物理化学;或者沉浸在虚拟的环境,请来司马迁宣讲《史记》,让爱因斯坦介绍相对论,“亲身”来到英国爱丁堡罗斯林实验室,请维尔穆特博士讲授基因工程,“亲手”再克隆出一个多利……这样的学习方式将是一幅多么振奋人心的图景!

3.2.3 网络课程与超文本语言

无论多么先进的技术手段都必须与远程教育的学习环境、教学课程相结合后,才能发展其传播和教育效力。英国开放大学成立10周年时曾举行过一次国际研讨会,远距离学习工作组的专家提出的若干原理,仍然值得现代远程教育解决教育目标与媒体选择之间的矛盾时借鉴。这些原理指出,远程教育系统应将学习材料的设计制作放在优先考虑的地位,制作出高质量的课件,这与传统教育系统的做法有很大差异。此外,远距离学习课程使用的媒体越广泛,学生的学习效率就越高。

根据这些原理,现代远程教育必须在网络上构建良好的学习环境,于是产生了第一代的网络课程。第一代网络课程主要基于超文本标识语言(H TML),采用超链接技术连接各种媒体来表达知识,并以异步或同步方式在网上问答。学校需要把大量的课程上网,例如,美国印第安纳大学有370门课程上网,今后上网的课程甚至准备达到50000门。此外,网络还必须为学生准备数字图书馆,即把图书和其他印刷文字数字化,供学生自由检索和调用,充分发挥现有图书的作用。例如,美国各大学的图书馆都有网络站点,加拿大也有一半的图书馆连在网上。有关图书馆另一个令人振奋的可能性,是用统一的方式把国家或全世界的图书馆全部互联,每个图书馆都以电子方式提供文献,在学习者看来,他们将拥有一个数以亿计书籍、文献的人类文化遗产资源。

网络课程的质量更不能忽略。网络课程和教材决不能是传统课程的“书本搬家”,它更注重多媒体和交互特征,实际上应该是一种计算机化的课程软件。目前的CAI(计算机辅助教学)软件是一个基础,但在很大程度上并不能满足远程学习的需要,必须开发大量在线学习新软件,引入更好的多媒体性能。初期的课程软件可能是一种简化的“在线学习辅导系统”,针对某一课程经常遇到的问题,事先录制好回答;如果程序中找不到现成的答案,它将按一定途径呼叫某位教师,由教师从远处答疑。20世纪90年代初,美国麻省理工学院就试验过“雅典娜计划”中的几种自动辅助教师软件。信息技术对课程学习的高级应用是“自动学习系统”,在人工智能科学的指导下,要求计算机初步具有人类一般理解力,与学习者交互问答,但目前的进展离实用还非常遥远。

第一代网络课程是发展的基础,对于有学习能力的学生自学指导有一定的作用,但是它并非就是远程教育最好的课件。有学者提出,必须发展第二代的网络课程软件,其原则应该是:有明确学习目标,对学习内容与方法区别对待,提供方便查询的有针对性知识库,提供自己做笔记,并条理化保存的环境,开发除阅读之外还可操作的教材,改进写作工具等等。也就是说,必须从问题和项目开始,提供相关案例库,如找不到合适的案例,则提供丰富的信息库。提供支持建构知识的工具环境,让学习者自己进行探索。提供合作讨论的环境,如自己解决不了,能方便地与老师、同学讨论。学习者主要通过自己探索问题,培养解决问题的能力。如果基础知识不够,无法主动探索,也需要老师给以适当的指导。