新兴信息技术背景下远程教育发展与变革*

韩泉叶， 王馥庆，张耀民

(1.陕西省远程教育研究中心，陕西 西安 710068；2.陕西开放大学 资源建设与支持服务中心，陕西 西安 710068；3.陕西开放大学 信息与智能技术学院，陕西 西安 710068 ；4.陕西开放大学 教育研究中心，陕西 西安 710068；)

现代远程教育是教育与现代信息技术相融合的产物，信息技术的高速发展推动着远程教育的不断创新和发展，更好地助力构建服务全民终身学习的教育体系，实现教育民主化，鼓励积极主动的学习者的自主学习，服务学习型社会。

一、现代远程教育

现代远程教育是学生与教师、学生与教育机构之间采取多种媒体方式进行系统教学和通信联系的教育形式。它利用网络、多媒体等信息技术手段，通过直播、录播、实时和非实时在内的计算机技术，构筑知识经济时代的终身学习体系。其特点是：学生与教师分离；采用特定的传输系统和传播媒体进行教学；信息的传输方式多种多样；学习的场所和形式灵活多变。远程教育的优势在于它可以突破时空的限制；提供更多的学习机会；扩大教学规模；降低教学的成本。

随着信息技术的发展，特别是互联网、人工智能、大数据和云计算等的飞速发展，现代远程教育、网络教育和在线教育在研究内容、研究热点、受众体、教学载体等方面都相通，在教育部已出台的一些文件中，也称现代远程教育为网络教育[1]，其与线下教育是互相促进、协同发展的关系，是当前教育发展的两个车轮。近年来线上教育占比逐年增大，特别是2020年，世界新冠疫情的出现，使得在线教育出现井喷式增长，据中国互联网信息中心发布的第47次统计报告，截止2020年12月，我国在线教育用户规模达3.42亿[2]。

二、现代远程教育中的信息技术

快速发展的移动学习、多媒体交互学习和以慕课、微课、在线课程等为代表的远程(网络)共享教学资源正在改变着当前的教育教学方式和学习方式，推动着远程教育朝着智能化、数据化、沉浸式、交互式等方向加速发展。

(一) 现代远程教育教学环境

现代远程教育是在泛在网络空间下，以各类信息系统为基础，学生、教师和教育机构使用电脑、手机等智能终端，实现线上教学、辅导、考核、管理等环节。其中各通用平台、系统、网络空间和人共同构成了现代远程教育教学环境，如图1所示。

图1 现代远程教育教学环境

信息技术的深度发展和应用，推动着管理平台(包括教务管理、学分银行等)、教学平台、资源平台、录播和直播系统的不断创新和完善，通过数据融合技术，消除各平台和系统之间的信息孤岛，运用大数据分析挖掘技术，实现现代远程教育的决策支持科学化、管理过程精细化[3]和教学分析即时化。

(二)信息技术支撑远程教育教学

从构成上讲，现代远程教育教学环境由人、信息系统和网络空间三部分构成，从技术上讲，现代远程教育教学环境主要由以下关键信息技术融合构成。

1.网络技术

网络既是信息科技的标志性成果，也是大数据、学习分析、人工智能等信息科技作用于教育的重要载体[4]，是促进教育变革的重要技术支撑。网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物，随着网络技术的发展，通信网络、计算机网络和有线电视网络都已统一到IP网络。

IPv6是数字基础设施的基础技术[5]，采用128位地址长度，从容量上讲，它可以提供超过3.4×1038种充足的地址空间；从安全上讲，在IPv4阶段，全球共有13台DNS根服务器，1台主根服务器，12台辅根服务器，其中，美国10台，英国、瑞典和日本拥有3台，到了IPv6阶段，全球已完成25台DNS根服务器架设，我国部署了4台，其中主根服务器1台，辅根服务器3台。从功能上讲，IPv6能快速链接到网络上，无需人工配置，实现即插即用，大大降低网络延迟的同时还能保证网络层端到端通信的完整性和机密性。

光通信技术在发展上，一方面主干网的传输不再需要电/光、光/电相互转换，而是直接向高速率、大容量的光传送网络发展，最终实现全光网；另一方面接入网向低成本、综合接入和宽带化光纤接入发展，最终实现光纤到桌面。

宽带接入技术是目前通信技术中最为活跃的领域之一，主要解决传输、复/分接、资源共享等问题。计算机网络只有通过宽带接入技术，各种宽带服务与应用才能开展。也就是只有解决了接入网的带宽瓶颈问题，骨干网和城域网的容量潜力才能真正发挥。宽带接入技术主要包括铜线宽带接入技术、HFC(Hybrid Fiber-Coaxial)技术、光接入技术和无线接入技术，其中只有和光纤或光结合的技术，才能在下一代网络中得以应用。

下一代网络简称NGN(Next Generation Network)，NG通信系统中，3G以多媒体业务为基础，4G、5G是以宽带多媒体业务为基础，使用更高、更宽的频带，传输容量会更大，是构成下一代移动互联网的基础设施。

我国IPv6部署的收官和5G商用步伐的不断加快，为互联网、人工智能、云计算、大数据的发展提供了重要的信息技术基础。

很多优秀的教师都非常注重导语的作用，精彩的导语能快速地将学生目光吸引到课堂活动中来。在口语交际教学中，教师可以在导入环节精心设计语言，结合学生已有的生活体验，创设语境，以调动学生的体验，更好地进行口语交际活动。此外，教师还可以在课中通过问题的提出，引导学生进入情境。如：“你坐在公园的长凳上，这时走来一个衣衫褴褛的乞丐向你乞讨，而你身上正好没带钱，你该怎么说？”“你在一家饭店当服务员，一个顾客吃了饭后没有付钱准备走人，你会怎么说呢？”

2.多媒体技术

媒体即载体，在信息技术中，媒体是指传输、处理、存储各种信息的载体，这种信息包括数字、文字、声音、图形、图像等。

多媒体技术涵盖广泛，包括多媒体数据压缩、多媒体处理(音频信息处理、语音识别、音乐合成、文字与语音相互转换、图像处理、虚拟现实)、多媒体数据存储(多媒体数据库)、多媒体数据检索(基于内容的图像检索、基于内容的视频检索)、多媒体通信与分布式多媒体(CSCW：Computer-Supported Cooperative Work、会议系统)、多媒体专用设备技术(多媒体专用芯片技术、多媒体专用输入输出技术)等。

多媒体技术的应用正向更深层次发展，包括视频压缩和解压技术、下一代用户界面、智慧融合媒体、多媒体引擎压缩与传输通信、互动沉浸式媒体、点云(Point Cloud)技术等。随着全球视频流量激增，网络带宽承受着巨大压力，高效的多媒体压缩传输技术就显得至关重要。今天的学习者已不满足于观看传统二维视频，而是渴望更真实更具沉浸感的体验，沉浸式媒体通过实现物理世界和虚拟世界的融合共生，被认为是改变未来生活、工作、学习方式的颠覆性趋势之一。多媒体技术和它的应用正在迅速发展，新的技术、新的应用、新的系统不断涌现。

3.人工智能技术

人工智能是随着计算机的出现而诞生的，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的技术。从1950年计算机科学先驱图灵提出使用图灵测试来判断机器是否有足够的智能开始，凡是在机器上编写程序来模拟人类行为的都属于人工智能。从生物识别和计算机视觉到智能设备和自动驾驶，都可看到人工智能的身影。人工智能包括知识库建设、知识表示和推理，智能体自动规划等问题。其核心技术包括计算机视觉、自然语言处理、神经网络、语音识别和机器学习等。人工智能技术在现代远程教育中主要发挥辅助教学作用，包括提高课堂效率、协助开展语言教学、加强反馈与互动、及时诊断学情等，以便开展有针对性的教学指导。

4.数据库技术

数据库技术被称为计算机领域的常青树，广义上指数据管理技术，即如何组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据。数据库发展经历了三个时代，成就了三种商业模式，第一个时代是2011年左右的以Oracle为代表的商业数据库时代；第二个时代是2016年以MySQL为代表的的开源时代；第三个时代是当前SQL和NewSQL交融，成就了云和大数据的开源商业时代，也称“大数据时代”。目前，教育大数据的研究主要集中在个性化学习研究、学习分析研究、教育评价研究等。

5.芯片技术

芯片是一种电路结构，将能够进行复杂计算的电路集成到一小块硅上，狭义的芯片主要包括计算机的CPU(Central Processing Unit)和GPU(Graphics Processing Unit)，广义上还包括其他控制芯片。芯片是驱动计算机的底层技术，没有芯片，所有计算机技术都无从谈起。美国对中国技术封锁后，从阿里的平头哥、华为的鲲鹏到比特大陆的矿机芯片，凡是有计算场景的地方都部署了国产自研芯片，芯片之上的编译器和相关软件也将跨速发展，芯片及相关产业将会驱动整个科技届的换代升级。

从广播电视教育到现在的互联网+教育，上述信息技术的快速渗透改变了现代远程教育的格局，使我国现代远程教育进入了大数据治理新阶段。

三、新兴信息技术引领远程教育变革

随着数字经济在全球范围内强势崛起和国家政策的支持，新一代信息技术的蓬勃发展深刻改变了人们的生产生活方式的同时也迎来我国远程教育(网络教育/在线教育)的蓬勃发展阶段。新兴信息技术赋能教育，可帮助远程教育同时应对来自数量和品质的双重挑战，无缝衔接终身教育体系的各个阶段，最大程度地以个性、灵活、精准、优质的形态来支持终身教育。

(一) 打造终身教育一体化平台

数据融合技术是利用计算机将多信息源、多平台和多用户系统内获得的数据信息，在一定准则下，转化为统一的数据资源的信息处理技术。

现代远程教育中，教育机构拥有或共享各自的学习平台(如：Moodle平台、奥鹏学习平台等)、资源平台、直录播平台和管理平台(如：教务管理平台、学分银行、社区教育管理平台等)等。学习者一方面通过学习平台，认识专业课程结构，学习课程资源，实现与教师的互动，完成线上学习；另一方面登录资源平台完成在线课程等的学习。教师和学习者通过直播平台完成“面对面”教学；教育机构通过管理平台完成教师的日常教学管理和学习者学习过程的累计与管理。各平台系统中很多数据信息是一致的、相互关联、相互影响，使用数据融合技术，消除各平台系统之间信息孤岛，打造终身教育一体化平台，为无缝衔接终身教育体系的各个阶段提供平台支持。

在终身教育一体化平台中，学习者根据自身职业需求、爱好需要，选择在资源平台、学习平台或直播平台中进行学习，学习结束后，通过预约考试完成测试并获得相应的学习证明；学习过程、学习证明等学习经历都被纪录在管理平台(如：学分银行系统)中；用人单位或使用部门可通过管理平台(如：学分银行系统)搜索出符合需求的人员信息；政府每年可为每一位学习者赋予一定数额且只能用于终身学习的学习经费，以鼓励其终身学习。

(二)引领教育管理的决策方式变革

智慧教育的基础是教育大数据，它使教育过程从“非量化”到“可量化”，教与学的行为信息精确、频繁地被记录下来，通过对积累的数据做各种粒度的分析，为每个学习者进行“真实”的画像，结果可以获得更加客观真实情况的展示，使教育管理从“不可见”到“可视化”，使教育决策从“经验化”到“科学化”，为教育决策提供支持，以实现教育“精准化”服务的新形态，有效提升管理水平。

(三)引领教育教学方式变革

新兴5G和多媒体等信息技术将远程教育从“灌输多、交互少”的传统讲授层面向“个性化学习”“交互式学习”和“沉浸式学习”层面转变，打造“人人皆学、时时能学、处处可学”的学习新体系。

移动学习具有便携性和随时可访问性，可以真正满足学习者的需求和生活方式，因此移动学习是最受欢迎的线上学习方式之一。因为学习者喜欢将学习掌握在自己手中，即，采用“自助式”学习方法，调查显示，超过60%的学习者喜欢个性化学习内容，超过56%的学习者喜欢按需学习。

微学习由小型或短期课程或相对狭窄的学习单元或学科组成。根据学习者的特定需求，将内容设计和学习过程分为小单元，内容示例包括图像、测验、文本、音频、视频和游戏，让学习者在任务驱动下探索新知、完善思维、迁移应用。让学习者在执行某个特定任务前观看简短的教学视频，指导他们如何完成任务，这些简短、直接的学习内容可以更好地吸引学习者。

基于视频的交互式学习主要解决视频学习中的一些先天性问题，如被动观看和无法跟踪学习者的进度等问题，采用嵌入式问题、导航菜单、关键字和指针短语等的视频交互式方式可解决。

教育互动体验薄弱，一直是远程教育中存在的一个很大的问题。将5G集成到学习系统中，采用AR和VR的沉浸式课程、沉浸式视频服务，充分还原线下教学的场景与形式，寓教于乐，可全面提升线上教学体验。

(四) 优化教育教学效果

应用大数据分析和人工智能等新兴信息技术开展智慧化教育，开发智能学习助手，加强学习互动数据的收集和处理，精准识别师生、生生互动关系，形成稳定的学习共同体，契合学习者的个性化差异和多样化需求，实现教育教学信息的精准推送，为教育教学提供精准决策和服务。如，形成性评价、智能导学、自动阅卷、个性化资源推送、个性化学习指导等。

在优化“教学”方面，根据学习者经常喜欢学习的内容、抓拍到的专注度、学习时间、学习完成率和课程合格率等信息，采用大数据分析技术判定其课程设计的有效性，向老师推送学生对课程内容的投入以及可以改进的领域等合理建议，优化教育教学效果。

面临高辍学率，学习者分心等远程教育挑战，人工智能和机器学习辅助的个性化学习途径可以帮助创造更多吸引学生的学习经验，增加学习动力，降低辍学率，帮助学习者集中注意力进行课程学习。如：自动推荐系统可根据学生的行为，个人资料和表现并与他们互动，通过测试跟踪学生对某个知识点或技能的掌握程度，给他们推荐相匹配的视频、实验和高质量的学习内容等资源。

(五) 引领教育教学评价方式变革

基于大数据的过程评价，可以实现数据说话的结果导向教育。相比较而言，传统教育评价过于依赖考试成绩，难以准确衡量学生的高级认知技能和非认知学习成果，一定程度上助长了“唯分数”的倾向。利用大数据分析技术对学生进行多维度、全过程、立体式的考查，而远程教育正好在数据采集、处理、丰富性上具有明显优势，在自然情境中采集学习过程数据，实现数据的全过程采集和结果的适时反馈，跟踪学生的学习路径，描述学生成长的动态过程，通过对学生进行精准数字画像，提供个性化评价服务，改变传统教育评价过于强调甄别与选拔的现状，促进学生全面发展、健康成长。实现从“考试成绩”到“数字画像”的教育教学评价变革。

四、结束语

将新兴信息技术与远程教育进一步深度融合，继续完善基础设施建设水平，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设学习型社会，是现代远程教育建设和发展的方向。2020年8月，教育部印发的《国家开放大学综合改革方案》中指出，经过5年左右时间，使国家开放大学成为我国终身教育的主要平台、在线教育的主要平台和灵活教育的平台、对外合作的平台，成为服务全民终身学习的重要力量和技能社会的有力支撑[6]。陕西开放大学紧跟这一建设目标，结合陕西地方经济发展，加快信息化建设步伐，构建具有自身特色的陕西开放大学终身教育体系，开创陕西开放大学新篇章。