1引言
廣播、電視、電信等技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展都為教育提供了機遇，相繼出現(xiàn)了廣播大學、電視大學。而隨著計算機網(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?，F(xiàn)代遠程教育突破了傳統(tǒng)的在教室中教師面授的教學方式（Room-Base Learning），為任何人在任何時間任何地點學習提供了良好的環(huán)境，具有多方面的強大優(yōu)勢，如：跨時空、工學兼顧、網(wǎng)上資源豐富、多媒體表達、互動、個性化、高效率、可重復等等。其中，靈活的互動性是最重要也是最有特點的優(yōu)勢之一，它不僅使傳統(tǒng)教學優(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。
遠程教學系統(tǒng)中的互動，不僅是指教與學、學與學之間的實時交互，還包括教與學、學與學之間的非實時交互。更重要的是在教與學之交互過程中如何更充分地利用信息資源。交互性體現(xiàn)于課程學習、教學答疑、完成作業(yè)、相互談?wù)?、研究問題、協(xié)作學習、實時反饋、在線問卷、自我測試、課程考核、常見問題和解答、自動答疑等各個環(huán)節(jié)上。在技術(shù)上，不同的實現(xiàn)方式在跨時空性、交互對象、交互媒體等方面有很大等區(qū)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(jié)分別對其加以探討，第三節(jié)給出幾點結(jié)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(yīng)用層的HTTP、HTML等協(xié)議實現(xiàn)。這是目前遠程教育系統(tǒng)中使用較多的交互方式。這種方式的特點是反饋以文本表達、按鈕點擊為主。具體可以分為：
（1）HTML網(wǎng)頁
這是一種普遍采用的教學方式。將課件以HTML網(wǎng)頁形式呈現(xiàn)給學習者。學習者使用瀏覽器，通過GET方法以及統(tǒng)一資源定位器（URL），獲取學習資源；通過使用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，從而實現(xiàn)了比較簡單的雙向交互。
但是，用HTML寫成的頁面要實現(xiàn)快速交互有一定的局限性。若要實現(xiàn)具有高度交互性的頁面，應(yīng)使用Java語言。其主要思想是：一個頁面指向一個Java Applet程序，瀏覽器在下載頁面的同時，該程序被下載到客戶機并以一種安全的方式執(zhí)行。采用Java語言實現(xiàn)交互性的優(yōu)點是頁面表現(xiàn)豐富、計算能力強、網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)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(yīng)用層的傳輸協(xié)議。將Flash制作的網(wǎng)頁用網(wǎng)頁制作工具發(fā)布在HTML網(wǎng)頁中再加上超級鏈接即可實現(xiàn)界面友好的人機交互。Flash 是Macromedia公司的網(wǎng)頁設(shè)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(diào)整版面結(jié)構(gòu)，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，使得制作過程簡便快捷。Flash制作的圖均為矢量圖，縮放后仍保持原有的清晰度，動畫演示十分流暢。
（2）電子公告牌（ BBS ）
在教學中用于非實時交流。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(zhuǎn)發(fā)討論內(nèi)容；可以分別設(shè)立每一課程的討論專區(qū)，由學生和教師自由發(fā)表見解，以方便同學之間、教師之間、學生與教師之間的學習討論；還可用于發(fā)布教學信息和通知。
（3）常見問題和解答（ FAQ ）
本質(zhì)上是一種公布欄，把難度較大或易混淆、常常被學生提出來的問題，定期公布，作為學習參考，使學生能較快地掌握這些常見的問題，少走彎路。同時也減輕了老師答疑的工作量。
（4）在線文本（聊天室）
實時的點對點和點對多點的文字交互環(huán)境，支持長文本的討論以及鏈接，并具有在線尋呼的功能，可作為一種即時答疑的場所。
（5）實時反饋
在同步授課過程中，學生通過點擊網(wǎng)頁上的按鈕實時反饋，或通過點擊向教師提交問題、意見等，通過實時反饋，教師可以隨時了解學生對所授知識點的掌握情況，如學生的理解程度和理解率，從而決定教學進程。
2.2基于Email技術(shù)的交互方式
主要采用應(yīng)用層的POP3（Post Office Protocol 3，郵局協(xié)議版本3）、 SMTP （Simple Mail Transport Protocol，簡單郵件傳輸協(xié)議）以及MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions，多用途的網(wǎng)際郵件擴充協(xié)議）等實現(xiàn)。Email是一種通用和廣泛的網(wǎng)上交互方式，可以實現(xiàn)非實時的低成本交流。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、對方可不在線等特點，適合于要求交互的信息量比較大、內(nèi)容比較多、內(nèi)含多種文件格式等情況使用。電子郵件方式適合于專題研討、郵件課程以及作業(yè)批閱等使用。
在專題研討中，參加者各抒己見，通過電子郵件方式表達自己經(jīng)過思考的意見。學生的作業(yè)通過電子郵件遞交，老師批改后再發(fā)給學生?？梢詾閹熒凑n程建立單獨的郵箱賬戶，這樣將不同課程的信件和私人信件區(qū)分開來。還可以按課程分類建立郵件組，老師給這個組發(fā)郵件，該組的所有成員就都可以收到郵件，通過這種方式，教師能方便地發(fā)布教學通知或課程資料。
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控件實現(xiàn)客戶端與服務(wù)端的鏈接，以及相互之間數(shù)據(jù)的傳送?？蛻舳撕头?wù)器端分別在特定端口進行監(jiān)聽、響應(yīng)鏈接請求并進行數(shù)據(jù)傳輸。這種方式比較靈活，但技術(shù)實現(xiàn)比較復雜。如果有一方不在線，需要服務(wù)器進行緩沖。在實際應(yīng)用中，可以采用不同的編程語言和編程方法實現(xiàn)，也可以采用ICQ、NetMeeting等應(yīng)用軟件實現(xiàn)。
利用這種交互方式，可以進行實時的問題解答、模擬訓練和課程考核。教師與學生或?qū)W生與學生之間建立鏈接后，通過文本、文件、視音頻等媒體的交互傳輸，能實時、準確并詳細地解決在學習中遇到的問題。通過TCP/IP協(xié)議，實現(xiàn)仿真模擬訓練器材的互連互通，模擬真實設(shè)備之間的互動行為，可以進行交互操作和模擬訓練?；赥CP/IP的課程考核系統(tǒng)具有更高的可靠性、安全性和監(jiān)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）制訂的會議電視系統(tǒng)有關(guān)數(shù)據(jù)會議的框架協(xié)議，又稱“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等一系列支持實時多點數(shù)據(jù)交換的通信、應(yīng)用和服務(wù)協(xié)議，具有多點數(shù)據(jù)傳送、互操作性、可靠的數(shù)據(jù)傳送、網(wǎng)絡(luò)透明性、網(wǎng)絡(luò)獨立性、平臺獨立性、應(yīng)用獨立性、可量測性、與其他標準共存性、可擴展性等優(yōu)點。T.120標準是一個獨立的標準，可以單獨使用。其中，可以實現(xiàn)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應(yīng)用之間傳輸?shù)撵o態(tài)圖像的協(xié)議，支持不同平臺上的應(yīng)用系統(tǒng)之間進行可視化信息共享，采用該協(xié)議可以實現(xiàn)多個用戶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議或共享白板。協(xié)議中的靜圖來源于應(yīng)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，僅能實現(xiàn)靜圖的傳輸和簡單的注釋，不能提供諸如對象嵌入等協(xié)同交互操作。
（2） T.127 — 文件傳輸協(xié)議
T.127是多點二進制文件傳輸協(xié)議，能實現(xiàn)多點交互、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，該協(xié)議也是共享應(yīng)用的基礎(chǔ)。
（3） T.122、T.125
T.122為開發(fā)人員定義多點可用的通信服務(wù)，T.125實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，它們共同構(gòu)成了多點通信服務(wù)MCS，可以應(yīng)用在協(xié)作教學環(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(shù)據(jù)通信服務(wù)。而真正的交互應(yīng)用、共享工作空間、網(wǎng)絡(luò)層互操作、應(yīng)用層互操作等是由通用會議控制協(xié)議T.123、T.126、T.127、T.122和T.125實現(xiàn)的。通過T.120協(xié)議實現(xiàn)的交互性，對于交互的數(shù)據(jù)信息無任何限制，具有較大的靈活性?？梢詫崿F(xiàn)以下形式的交互。
（1）電子白板
電子白板提供了一個實時的，針對文字、圖形等媒體對象的一對多的討論平臺。能夠支持多人同時接入操作和實時刷新，支持多個白板共同工作，能可視地表示公式及問題求解的過程。電子白板常與同步聊天系統(tǒng)、可視會議系統(tǒng)一起使用，使得異地交流更加通暢。
（2）共享應(yīng)用
共享應(yīng)用包括共享屏幕、共同操作同一應(yīng)用程序等，可用于軟件的交互教學。教師操作軟件，學生學習，或?qū)⒉僮鳈?quán)限交給學生，在教師的指導下由學生操作軟件。
（3）協(xié)同作業(yè)
協(xié)同作業(yè)是指，多個用戶在不同地方對同一個文件的不同部分進行編輯修改，每個用戶都可以看到文件被實時編輯的過程。在協(xié)同教學系統(tǒng)中不同地方的學生可以象現(xiàn)在的同班同學一樣合作完成某個作業(yè)或某個項目。
2.5基于多層架構(gòu)技術(shù)的實現(xiàn)方式
多層架構(gòu)是一種系統(tǒng)架構(gòu)的體系設(shè)計思想，應(yīng)屬于傳輸層范疇。
傳統(tǒng)的遠程教育平臺采用服務(wù)端和客戶端兩層架構(gòu)。這種架構(gòu)模式通常將數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在數(shù)據(jù)服務(wù)器上，業(yè)務(wù)邏輯與處理由客戶端實現(xiàn)，兩者之間是信息通道，以網(wǎng)絡(luò)通信鏈路為載體，輔以專門的通信協(xié)議，完成服務(wù)端與客戶端之間的信息交流與傳遞過程。該模式在管理規(guī)模、傳輸數(shù)據(jù)量、開發(fā)強度和帶寬利用等方面的發(fā)展受限。
多層架構(gòu)系統(tǒng)與傳統(tǒng)Client/Server系統(tǒng)的最大區(qū)別在于將業(yè)務(wù)邏輯層剝離出來，業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)操作及用戶交互分離，構(gòu)成業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層及用戶層三層架構(gòu)，用戶端僅處理圖形用戶界面（GUI），還可以采用具有交互功能的瀏覽器。如果在業(yè)務(wù)層與用戶層之間增加一層Web服務(wù)器層，形成瘦終端的工作方式，構(gòu)成四層體系結(jié)構(gòu)，就可以提供更為有效的交互式手段。該模式使得系統(tǒng)設(shè)計流程分析更加清晰，功能模塊復用性增強，數(shù)據(jù)存儲安全可靠，更加便于分布式部署。
基于多層架構(gòu)的遠程教育支持平臺，分布式的用戶群將業(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，用戶的業(yè)務(wù)請求通信只發(fā)生在用戶與本地業(yè)務(wù)處理中心之間，減少了中央服務(wù)區(qū)的通信負荷；用戶不能直接訪問中央服務(wù)區(qū)的數(shù)據(jù)資料，有效地保證了數(shù)據(jù)的安全；根據(jù)不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用中傳輸媒體的種類，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(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)方式
利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)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(xiàn)實技術(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(shù)據(jù)頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備，利用鍵盤、鼠標和操縱桿輸入設(shè)備，便可以進入虛擬空間，成為虛擬環(huán)境的一員，進行實時交互，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。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有的三個基本特征: 沉浸性、交互性和多感知性，為遠程教育提供了生動、逼真的虛擬空間，從而徹底打破空間與時間的限制，彌補遠程教學條件與交互手段的不足。
利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以將在現(xiàn)實生活中無法觀察到的自然現(xiàn)象或事物的變化過程展現(xiàn)出來，使抽象的概念和理論變得直觀、形象，使學生更易理解；可以建立各種虛擬實驗室，對學習過程中所提出的各種假設(shè)進行設(shè)計并且實現(xiàn)，然后直觀地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果，進行探索學習，從而激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。學生還能夠在虛擬的學習環(huán)境中扮演一個角色，全身心地投入到學習環(huán)境中去，進行各種各樣的技能訓練。
3結(jié)論
本文從功能層面描述了交互性的用途，從技術(shù)層面分類討論了在遠程教學中實現(xiàn)交互性的六個主要技術(shù)途徑，比較全面地總結(jié)了現(xiàn)代遠程教學系統(tǒng)中的交互方式。表1簡要歸納了文章中討論的各種交互方式，可以看到：隨著技術(shù)應(yīng)用層次的深入，綜合運用各個層面的技術(shù)，可以提供更為有效的具體交互形式。從教學的角度來說，在遠程教學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，可以實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下有效的交流。而如何達到先進技術(shù)與現(xiàn)代教育理論與教育技術(shù)真正的融合，從技術(shù)進步的角度，促進網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教學模式的發(fā)展，以及從教學模式的發(fā)展，帶動技術(shù)的進步，從而為遠程教育提供真正便捷、高效的適應(yīng)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遠程教學系統(tǒng)中交互方式比較
交互方式 具體媒體形式 教學應(yīng)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（2）電子公告牌（BBS）（3）常見問題和解答（FAQ）（4）在線文本（聊天室）（5）實時反饋 （1）自主學習（2）專題研討（3）問題解答（4）發(fā)布通知（5）思想交流（6）同步授課 應(yīng)用層 HTTP、HTML等
基于E-mail技術(shù)的交互方式 E-mail （1）專題研討（2）郵件課程（3）作業(yè)批閱 應(yīng)用層 POP3、SMTP、MIME等
基于TCP/IP的交互方式 （1）基于Winsock控件的應(yīng)用（2）ICQ（3）Netmeeting （1）問題解答（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(yīng)用（3）協(xié)同作業(yè) （1）協(xié)作學習（2）交互教學 多層 T.120系列：T.121－T.128
基于多層架構(gòu)技術(shù)的實現(xiàn)方式 （1）遠程教育支持平臺 （1）教學管理（2）教學實施 傳輸層 TCP/IP
基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)方式 （1）虛擬學習環(huán)境（2）虛擬實驗室 （1）技能訓練（2）試驗操作 多層 相應(yīng)的通信協(xié)議
21世紀的教育正在發(fā)生著根本性的變化，而只有真正通暢地實現(xiàn)師生之間和學生之間的相互交流，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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