1引言
廣播、電視、電信等技術(shù)的出現和發(fā)展都為教育提供了機遇，相繼出現了廣播大學(xué)、電視大學(xué)。而隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )發(fā)展而迅速推廣的遠距離教育，則給教育事業(yè)以有力地推動(dòng)?，F代遠程教育突破了傳統的在教室中教師面授的教學(xué)方式（Room-Base Learning），為任何人在任何時(shí)間任何地點(diǎn)學(xué)習提供了良好的環(huán)境，具有多方面的強大優(yōu)勢，如：跨時(shí)空、工學(xué)兼顧、網(wǎng)上資源豐富、多媒體表達、互動(dòng)、個(gè)性化、高效率、可重復等等。其中，靈活的互動(dòng)性是最重要也是最有特點(diǎn)的優(yōu)勢之一，它不僅使傳統教學(xué)優(yōu)勢得以延伸和發(fā)展，而且有許多新的創(chuàng )造，故如何在網(wǎng)絡(luò )學(xué)習情境中，造成師生之間通暢、有效的交流氛圍日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
遠程教學(xué)系統中的互動(dòng)，不僅是指教與學(xué)、學(xué)與學(xué)之間的實(shí)時(shí)交互，還包括教與學(xué)、學(xué)與學(xué)之間的非實(shí)時(shí)交互。更重要的是在教與學(xué)之交互過(guò)程中如何更充分地利用信息資源。交互性體現于課程學(xué)習、教學(xué)答疑、完成作業(yè)、相互談?wù)?、研究?wèn)題、協(xié)作學(xué)習、實(shí)時(shí)反饋、在線(xiàn)問(wèn)卷、自我測試、課程考核、常見(jiàn)問(wèn)題和解答、自動(dòng)答疑等各個(gè)環(huán)節上。在技術(shù)上，不同的實(shí)現方式在跨時(shí)空性、交互對象、交互媒體等方面有很大等區別，在OSI（Open System Interconnection）參考模型的協(xié)議層面上也不盡相同，主要可以概括為六種技術(shù)途徑，本文第二節分別對其加以探討，第三節給出幾點(diǎn)結論。
2幾種主要的交互方式
2.1基于WWW技術(shù)的交互方式
主要采用應用層的HTTP、HTML等協(xié)議實(shí)現。這是目前遠程教育系統中使用較多的交互方式。這種方式的特點(diǎn)是反饋以文本表達、按鈕點(diǎn)擊為主。具體可以分為：
（1）HTML網(wǎng)頁(yè)
這是一種普遍采用的教學(xué)方式。將課件以HTML網(wǎng)頁(yè)形式呈現給學(xué)習者。學(xué)習者使用瀏覽器，通過(guò)GET方法以及統一資源定位器（URL），獲取學(xué)習資源；通過(guò)使用POST方法以及表單（ Form）、公共網(wǎng)關(guān)接口（CGI-BIN）等，提交反饋信息，從而實(shí)現了比較簡(jiǎn)單的雙向交互。
但是，用HTML寫(xiě)成的頁(yè)面要實(shí)現快速交互有一定的局限性。若要實(shí)現具有高度交互性的頁(yè)面，應使用Java語(yǔ)言。其主要思想是：一個(gè)頁(yè)面指向一個(gè)Java Applet程序，瀏覽器在下載頁(yè)面的同時(shí)，該程序被下載到客戶(hù)機并以一種安全的方式執行。采用Java語(yǔ)言實(shí)現交互性的優(yōu)點(diǎn)是頁(yè)面表現豐富、計算能力強、網(wǎng)絡(luò )通信與數據庫操作能力強以及交互性強。
此外，利用Flash等軟件也能增強HTML頁(yè)面的交互性。該方式在人機交互界面這一層面上，提供了更為便利的交互手段，而底層所采用的依然是應用層的傳輸協(xié)議。將Flash制作的網(wǎng)頁(yè)用網(wǎng)頁(yè)制作工具發(fā)布在HTML網(wǎng)頁(yè)中再加上超級鏈接即可實(shí)現界面友好的人機交互。Flash 是Macromedia公司的網(wǎng)頁(yè)設計軟件。Flash具有良好的兼容性，由于集成了Flash插件，Netscape 、IE等瀏覽器可以直接播放Flash 文件；Flash將WAV、MP3兩種格式的音頻，GIF、JPG、BMP等格式的圖片直接嵌入到文件中，生成較小的文件，提高了網(wǎng)絡(luò )傳輸速度，易于網(wǎng)上傳播；靈活運用各種字體與特殊符號，調整版面結構，解決了理工科網(wǎng)絡(luò )課程制作中的公式描述及顯示的難題，使得制作過(guò)程簡(jiǎn)便快捷。Flash制作的圖均為矢量圖，縮放后仍保持原有的清晰度，動(dòng)畫(huà)演示十分流暢。
（2）電子公告牌（ BBS ）
在教學(xué)中用于非實(shí)時(shí)交流。它為師生提供相互交流的虛擬環(huán)境，能夠發(fā)文章和回復文章，整理、下載、轉發(fā)討論內容；可以分別設立每一課程的討論專(zhuān)區，由學(xué)生和教師自由發(fā)表見(jiàn)解，以方便同學(xué)之間、教師之間、學(xué)生與教師之間的學(xué)習討論；還可用于發(fā)布教學(xué)信息和通知。
（3）常見(jiàn)問(wèn)題和解答（ FAQ ）
本質(zhì)上是一種公布欄，把難度較大或易混淆、常常被學(xué)生提出來(lái)的問(wèn)題，定期公布，作為學(xué)習參考，使學(xué)生能較快地掌握這些常見(jiàn)的問(wèn)題，少走彎路。同時(shí)也減輕了老師答疑的工作量。
（4）在線(xiàn)文本（聊天室）
實(shí)時(shí)的點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的文字交互環(huán)境，支持長(cháng)文本的討論以及鏈接，并具有在線(xiàn)尋呼的功能，可作為一種即時(shí)答疑的場(chǎng)所。
（5）實(shí)時(shí)反饋
在同步授課過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的按鈕實(shí)時(shí)反饋，或通過(guò)點(diǎn)擊向教師提交問(wèn)題、意見(jiàn)等，通過(guò)實(shí)時(shí)反饋，教師可以隨時(shí)了解學(xué)生對所授知識點(diǎn)的掌握情況，如學(xué)生的理解程度和理解率，從而決定教學(xué)進(jìn)程。
2.2基于Email技術(shù)的交互方式
主要采用應用層的POP3（Post Office Protocol 3，郵局協(xié)議版本3）、 SMTP （Simple Mail Transport Protocol，簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議）以及MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions，多用途的網(wǎng)際郵件擴充協(xié)議）等實(shí)現。Email是一種通用和廣泛的網(wǎng)上交互方式，可以實(shí)現非實(shí)時(shí)的低成本交流。電子郵件作為溝通工具,具有傳遞信息快速方便、交互容量大、對方可不在線(xiàn)等特點(diǎn)，適合于要求交互的信息量比較大、內容比較多、內含多種文件格式等情況使用。電子郵件方式適合于專(zhuān)題研討、郵件課程以及作業(yè)批閱等使用。
在專(zhuān)題研討中，參加者各抒己見(jiàn)，通過(guò)電子郵件方式表達自己經(jīng)過(guò)思考的意見(jiàn)。學(xué)生的作業(yè)通過(guò)電子郵件遞交，老師批改后再發(fā)給學(xué)生?？梢詾閹熒凑n程建立單獨的郵箱賬戶(hù)，這樣將不同課程的信件和私人信件區分開(kāi)來(lái)。還可以按課程分類(lèi)建立郵件組，老師給這個(gè)組發(fā)郵件，該組的所有成員就都可以收到郵件，通過(guò)這種方式，教師能方便地發(fā)布教學(xué)通知或課程資料。
2.3基于TCP/IP的交互方式
這種方式主要采用傳輸層的TCP/IP（Transfer Control Protocol/ Internet Protocol）協(xié)議，運用傳輸層端口或Winsock控件實(shí)現客戶(hù)端與服務(wù)端的鏈接，以及相互之間數據的傳送?？蛻?hù)端和服務(wù)器端分別在特定端口進(jìn)行監聽(tīng)、響應鏈接請求并進(jìn)行數據傳輸。這種方式比較靈活，但技術(shù)實(shí)現比較復雜。如果有一方不在線(xiàn)，需要服務(wù)器進(jìn)行緩沖。在實(shí)際應用中，可以采用不同的編程語(yǔ)言和編程方法實(shí)現，也可以采用ICQ、NetMeeting等應用軟件實(shí)現。
利用這種交互方式，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的問(wèn)題解答、模擬訓練和課程考核。教師與學(xué)生或學(xué)生與學(xué)生之間建立鏈接后，通過(guò)文本、文件、視音頻等媒體的交互傳輸，能實(shí)時(shí)、準確并詳細地解決在學(xué)習中遇到的問(wèn)題。通過(guò)TCP/IP協(xié)議，實(shí)現仿真模擬訓練器材的互連互通，模擬真實(shí)設備之間的互動(dòng)行為，可以進(jìn)行交互操作和模擬訓練?；赥CP/IP的課程考核系統具有更高的可靠性、安全性和監考審計能力。
2.4基于T.120協(xié)議的交互方式
T.120是國際電信聯(lián)盟—電信標準化組ITU－T（International Telecommunications Union-Telecommunication Standardization）制訂的會(huì )議電視系統有關(guān)數據會(huì )議的框架協(xié)議，又稱(chēng)“多層協(xié)議―MLP”。T.120協(xié)議包括了T.121、T.122、T.123、T.124、T.125、T.126、T.127、T.128等一系列支持實(shí)時(shí)多點(diǎn)數據交換的通信、應用和服務(wù)協(xié)議，具有多點(diǎn)數據傳送、互操作性、可靠的數據傳送、網(wǎng)絡(luò )透明性、網(wǎng)絡(luò )獨立性、平臺獨立性、應用獨立性、可量測性、與其他標準共存性、可擴展性等優(yōu)點(diǎn)。T.120標準是一個(gè)獨立的標準，可以單獨使用。其中，可以實(shí)現交互性的協(xié)議有：
（1）T.126 — 靜態(tài)圖像和注釋協(xié)議
T.126定義了用于瀏覽和標注兩個(gè)應用之間傳輸的靜態(tài)圖像的協(xié)議，支持不同平臺上的應用系統之間進(jìn)行可視化信息共享，采用該協(xié)議可以實(shí)現多個(gè)用戶(hù)之間一定程度的交互操作和協(xié)同工作。這種功能就是文件會(huì )議或共享白板。協(xié)議中的靜圖來(lái)源于應用程序所顯示的信息，例如WORD文檔或投影片。但T.126協(xié)議只為共享信息提供了最小集合，僅能實(shí)現靜圖的傳輸和簡(jiǎn)單的注釋?zhuān)荒芴峁┲T如對象嵌入等協(xié)同交互操作。
（2） T.127 — 文件傳輸協(xié)議
T.127是多點(diǎn)二進(jìn)制文件傳輸協(xié)議，能實(shí)現多點(diǎn)交互、協(xié)同工作的計算機文件的同步編輯、同步更新，以確保協(xié)同工作和交互操作的文件同步修改、存儲和一致性。同時(shí)，該協(xié)議也是共享應用的基礎。
（3） T.122、T.125
T.122為開(kāi)發(fā)人員定義多點(diǎn)可用的通信服務(wù)，T.125實(shí)現數據的傳輸，它們共同構成了多點(diǎn)通信服務(wù)MCS，可以應用在協(xié)作教學(xué)環(huán)境中。它們利用底層的T.123運輸棧協(xié)議，為交互性提供最基本的可靠的數據通信服務(wù)。而真正的交互應用、共享工作空間、網(wǎng)絡(luò )層互操作、應用層互操作等是由通用會(huì )議控制協(xié)議T.123、T.126、T.127、T.122和T.125實(shí)現的。通過(guò)T.120協(xié)議實(shí)現的交互性，對于交互的數據信息無(wú)任何限制，具有較大的靈活性?？梢詫?shí)現以下形式的交互。
（1）電子白板
電子白板提供了一個(gè)實(shí)時(shí)的，針對文字、圖形等媒體對象的一對多的討論平臺。能夠支持多人同時(shí)接入操作和實(shí)時(shí)刷新，支持多個(gè)白板共同工作，能可視地表示公式及問(wèn)題求解的過(guò)程。電子白板常與同步聊天系統、可視會(huì )議系統一起使用，使得異地交流更加通暢。
（2）共享應用
共享應用包括共享屏幕、共同操作同一應用程序等，可用于軟件的交互教學(xué)。教師操作軟件，學(xué)生學(xué)習，或將操作權限交給學(xué)生，在教師的指導下由學(xué)生操作軟件。
（3）協(xié)同作業(yè)
協(xié)同作業(yè)是指，多個(gè)用戶(hù)在不同地方對同一個(gè)文件的不同部分進(jìn)行編輯修改，每個(gè)用戶(hù)都可以看到文件被實(shí)時(shí)編輯的過(guò)程。在協(xié)同教學(xué)系統中不同地方的學(xué)生可以象現在的同班同學(xué)一樣合作完成某個(gè)作業(yè)或某個(gè)項目。
2.5基于多層架構技術(shù)的實(shí)現方式
多層架構是一種系統架構的體系設計思想，應屬于傳輸層范疇。
傳統的遠程教育平臺采用服務(wù)端和客戶(hù)端兩層架構。這種架構模式通常將數據統一存儲在數據服務(wù)器上，業(yè)務(wù)邏輯與處理由客戶(hù)端實(shí)現，兩者之間是信息通道，以網(wǎng)絡(luò )通信鏈路為載體，輔以專(zhuān)門(mén)的通信協(xié)議，完成服務(wù)端與客戶(hù)端之間的信息交流與傳遞過(guò)程。該模式在管理規模、傳輸數據量、開(kāi)發(fā)強度和帶寬利用等方面的發(fā)展受限。
多層架構系統與傳統Client/Server系統的最大區別在于將業(yè)務(wù)邏輯層剝離出來(lái)，業(yè)務(wù)邏輯與數據操作及用戶(hù)交互分離，構成業(yè)務(wù)層、數據層及用戶(hù)層三層架構，用戶(hù)端僅處理圖形用戶(hù)界面（GUI），還可以采用具有交互功能的瀏覽器。如果在業(yè)務(wù)層與用戶(hù)層之間增加一層Web服務(wù)器層，形成瘦終端的工作方式，構成四層體系結構，就可以提供更為有效的交互式手段。該模式使得系統設計流程分析更加清晰，功能模塊復用性增強，數據存儲安全可靠，更加便于分布式部署。
基于多層架構的遠程教育支持平臺，分布式的用戶(hù)群將業(yè)務(wù)邏輯控制與部分業(yè)務(wù)計算部署在本地的業(yè)務(wù)處理中心，這樣，用戶(hù)的業(yè)務(wù)請求通信只發(fā)生在用戶(hù)與本地業(yè)務(wù)處理中心之間，減少了中央服務(wù)區的通信負荷；用戶(hù)不能直接訪(fǎng)問(wèn)中央服務(wù)區的數據資料，有效地保證了數據的安全；根據不同的業(yè)務(wù)應用中傳輸媒體的種類(lèi)，提供不同帶寬的通信信道，從而更有效地利用網(wǎng)絡(luò )帶寬。
2.6 基于虛擬現實(shí)技術(shù)的實(shí)現方式
利用虛擬現實(shí)技術(shù)實(shí)現的交互是交互的最高層次，是真正意義上的交互，最接近人們自然的交流。
虛擬現實(shí)技術(shù)是利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨顯示技術(shù)，生成三維逼真的虛擬環(huán)境，使用者戴上數據頭盔、數據手套等傳感設備，利用鍵盤(pán)、鼠標和操縱桿輸入設備，便可以進(jìn)入虛擬空間，成為虛擬環(huán)境的一員，進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，感知和操作虛擬世界中的各種對象，從而獲得身臨其境的感受和體會(huì )。虛擬現實(shí)技術(shù)具有的三個(gè)基本特征: 沉浸性、交互性和多感知性，為遠程教育提供了生動(dòng)、逼真的虛擬空間，從而徹底打破空間與時(shí)間的限制，彌補遠程教學(xué)條件與交互手段的不足。
利用虛擬現實(shí)技術(shù)，可以將在現實(shí)生活中無(wú)法觀(guān)察到的自然現象或事物的變化過(guò)程展現出來(lái)，使抽象的概念和理論變得直觀(guān)、形象，使學(xué)生更易理解；可以建立各種虛擬實(shí)驗室，對學(xué)習過(guò)程中所提出的各種假設進(jìn)行設計并且實(shí)現，然后直觀(guān)地觀(guān)察到這一假設所產(chǎn)生的結果，進(jìn)行探索學(xué)習，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )造性思維，培養學(xué)生的創(chuàng )新能力。學(xué)生還能夠在虛擬的學(xué)習環(huán)境中扮演一個(gè)角色，全身心地投入到學(xué)習環(huán)境中去，進(jìn)行各種各樣的技能訓練。
3結論
本文從功能層面描述了交互性的用途，從技術(shù)層面分類(lèi)討論了在遠程教學(xué)中實(shí)現交互性的六個(gè)主要技術(shù)途徑，比較全面地總結了現代遠程教學(xué)系統中的交互方式。表1簡(jiǎn)要歸納了文章中討論的各種交互方式，可以看到：隨著(zhù)技術(shù)應用層次的深入，綜合運用各個(gè)層面的技術(shù)，可以提供更為有效的具體交互形式。從教學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，在遠程教學(xué)中綜合運用各種交互方式，充分發(fā)揮各種交互方式的優(yōu)勢，可以實(shí)現在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下有效的交流。而如何達到先進(jìn)技術(shù)與現代教育理論與教育技術(shù)真正的融合，從技術(shù)進(jìn)步的角度，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下教學(xué)模式的發(fā)展，以及從教學(xué)模式的發(fā)展，帶動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，從而為遠程教育提供真正便捷、高效的適應網(wǎng)絡(luò )虛擬環(huán)境的交互方式，還值得我們不斷地深入加以研究。
表1遠程教學(xué)系統中交互方式比較
交互方式 具體媒體形式 教學(xué)應用形式 OSI參考模型 采用的協(xié)議
基于WWW技術(shù)的交互方式 （1）HTML網(wǎng)頁(yè)（2）電子公告牌（BBS）（3）常見(jiàn)問(wèn)題和解答（FAQ）（4）在線(xiàn)文本（聊天室）（5）實(shí)時(shí)反饋 （1）自主學(xué)習（2）專(zhuān)題研討（3）問(wèn)題解答（4）發(fā)布通知（5）思想交流（6）同步授課 應用層 HTTP、HTML等
基于E-mail技術(shù)的交互方式 E-mail （1）專(zhuān)題研討（2）郵件課程（3）作業(yè)批閱 應用層 POP3、SMTP、MIME等
基于TCP/IP的交互方式 （1）基于Winsock控件的應用（2）ICQ（3）Netmeeting （1）問(wèn)題解答（2）模擬訓練（3）課程考核 傳輸層 TCP/IP
基于T.120協(xié)議的交互方式 （1）電子白板（2）共享應用（3）協(xié)同作業(yè) （1）協(xié)作學(xué)習（2）交互教學(xué) 多層 T.120系列：T.121－T.128
基于多層架構技術(shù)的實(shí)現方式 （1）遠程教育支持平臺 （1）教學(xué)管理（2）教學(xué)實(shí)施 傳輸層 TCP/IP
基于虛擬現實(shí)技術(shù)的實(shí)現方式 （1）虛擬學(xué)習環(huán)境（2）虛擬實(shí)驗室 （1）技能訓練（2）試驗操作 多層 相應的通信協(xié)議
21世紀的教育正在發(fā)生著(zhù)根本性的變化，而只有真正通暢地實(shí)現師生之間和學(xué)生之間的相互交流，以及師生對資源的充分利用，才能充分發(fā)揮遠程教育的優(yōu)勢，從而開(kāi)拓教育的新局面。
致謝
作者感謝遲惠生教授和李曉明教授在論文工作中給予的幫助，也感謝趙洪利教授所提供的資料和研究思路；感謝審稿人對論文的修改所提出的建議。
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