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摘要：本文介绍了现代远程教育存在的主要问题，并且提出了基于数字城市的远程教育，展望了其光明的发展前景。
关键词：远程教育；数字城市；网络教育
1．引言
随着社会化、城市化、全球化的迅猛发展,新知识新技术的快速应用,一劳永逸的学习观念已经不能满足社会发展的要求。持续学习、适时学习,构建终身学习体制不仅成为每个人的必然选择，也成为社会发展的必然要求。现代远程教育为构建终身教育体制提供了一个良好的平台。
远程教育, 即运用计算机网络技术和多媒体数字技术等高新技术, 在数字环境下进行交互式的远程教学。它把计算机技术、多媒体技术、现代通讯等高新技术应用于教学中，兼容多种教学方式，优化和有机组合不同媒体。作为现代教育的一个重要组成部分, 远程教育日益受到人们的重视。
网络技术是远程教育中的关键技术，把远程教育架构在当今高速拓展的因特网上, 充分开发和利用网上教学资源, 并利用计算机网络视频会议系统较强的交互性和实时性, 使远程教育中教师和学生的双向交流更便捷、安全、可靠。
然而，基于网络的远程教育由于软硬件的不完善，还存在诸多问题。这些问题包括：网络教学平台建设滞后；网络教学资源质量不高；网络教学手段不完善等等。网络传输质量的不稳定造成了师生间交流的延迟；网络教学资源内容的单调，严重影响了教学的质量；网络教学手段还只是停留在视频广播、网页发布、视频会议和BBS上，要实现真正意义上的实时交流，仍然存在技术和现实的障碍。
因为这些问题的存在，远程教育不能达到预期效果。而数字城市的出现则为解决这些问题的提供了新的出路。
2．基于数字城市的远程教育
数字城市又称为网络城市，或智能城市，更确切地说是信息城市。它是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用3S技术（遥感技术、地理信息系统技术、全球定位系统技术）、遥测、仿真－虚拟技术等，对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的多分辨率、多尺度、多时空和多种类的技术系统。通俗地说，数字城市就是以数字化的方式表示城市及其各种信息，并对各种信息资源做出合理的配置，通过这个体系，普通市民坐在家里就能获得世界各地、国内国外的各种信息资源，还可以将自己的信息和需求快速地传达到网络所能触及的每个角落。
教育对城市居民非常的重要，在数字城市的建设中，基于数字城市的远程教育不可或缺， 虚拟教室、虚拟实验室、虚拟图书馆等就是基于数字城市的远程教育的重要内容。数字城市借着它强大的智能化可视化信息网络让远程教育更加直观有效，能极大地丰富远程教学的内容，提高教学资源的利用率，促进师生的交流，提高教学质量。
2.1 虚拟教室
虚拟教室是指基于网络和多媒体技术构建的实时教与学的环境，广大教员可以在虚拟教室中进行多媒体、网页课件制作技术、教学网站开发技术的培训与交流，以及进行虚拟环境的教学训练，学习者可以在任何时间，任何地点通过可靠的通信系统进入其中进行学习。
虚拟教室集成了各类电子教材和优秀教员、优秀课程的教案、教学课件和教学经验等，形成一个信息丰富、功能齐全的教学信息服务中心，实现了教学资源的共享。教员可以在备课和讲课时直接从该中心调用所需信息，学员也可以直接从中心获取所需资料，自主选择学习内容和学习方法，广泛获取更多的知识，完善自身的知识体系。这样就实现了教与学的自由结合，达到了因材施教的目的。在虚拟教室里，可以进行网上“研讨式”教学，实现了交互对象、交互内容、交互方式、交互媒体的多样性。
数字城市可以让学习者在全国乃至世界范围进入任何一个感兴趣的虚拟教室学习，好像置身于真实的场景中，可以极大的丰富学习者的视野，给学习者一个生动的学习环境，充分的利用了教学资源。
2.2 虚拟实验室
虚拟实验室就是在网络中创建出一个可视化的三维实验环境，其设计与应用有助于教学创新。实验教学相对于理论教学而言更具有直观性、实践性和创新性，实验教学在加强学习者素质教育与培养创新能力方面有着重要的、不可替代的作用。而在现代远程教育中：一方面,远程教育的学习者难以“个别的”、“自主的”到校实验室完成实验；另一方面,实验教学难以适应远程教育的教学模式。在虛拟实验室里，实验者在虚拟实验环境中完成各种实验任务,在某种程度上和在真实实验环境中操作是等价的,随着数字城市的建立,这种差距将会进一步缩小。在该环境下实验结果是学生真实技能的反映，而且因为有计算机参与,实验技能测评的代价将会很小,组织也很方便,测评过程的周期也会缩短。另外，虚拟实验还可以使实验者远离危险，如化学实验中的爆炸、物理实验中的高压电等；免去消耗品的投入，如化学实验中的化学药品、物理实验中的感光材料等。
2.3 虚拟图书馆
虚拟图书馆是指基于信息网络技术的具有传统图书馆功能的网络实体，实现了跨时空的信息采集和管理。它的特点是收藏数字化、操作电脑化、传递网络化、信息存贮自由化、资源共享化和结构连接化。虚拟图书馆的目标就是建成一个全球性的、虚拟的、开放式的高度共享的信息利用平台。它是数字城市的重要组成部分，数字城市的建立能为虚拟图书馆奠定坚实的软硬件基础。通过虚拟图书馆，学生和教师可以共享海量的信息，实现教育信息化。
3．基于数字城市的远程教育的关键技术
随着科技的发展，基于数字城市的远程教育将成为现实，它是诸多技术进步共同推动的结果。其中，关键技术包括网格计算技术，可视化与虚拟仿真技术，互操作技术，3S技术等。
3.1 网格计算技术
网格计算技术的发展把物理层、网页、信息层都连接起来。基于数字城市的远程教育运用了网格技术后,用户可方便地使用高性能计算机, 各大学可以在网络上共享资源,加强合作,甚至组建“虚拟校园”、建立“虚拟实验室”、“虚拟课堂”。在网格计算技术支持下,可实现远程控制和操作实验仪器,解决目前远程理工科实验的教学问题。
3.2 可视化与虚拟仿真技术
计算机仿真技术实际上就是建立仿真模型和进行仿真实验的技术。它是通过建立研究系统的模型，结合环境（实际的或模拟的）条件进行研究、分析和实验的方法。它作为一种研究方法和实验技术直接应用于数字城市的研究，将原来静态、平面、死板的表示转化为多维、动态、交互的现实模拟。
3.3互操作技术
互操作是指两个或多个系统交换信息并相互使用交换信息的能力，是一个系统接收和处理另一个系统发送信息的能力。互操作强调具有不同数据结构和数据格式的软件系统可以集成在一起共同工作。
3.4 3S技术
遥感RS（Remote Sensing）、地理信息系统GIS(Geographical Information System)和全球定位系统GPS(Global Position System)有机的结合在一起来应用，就称为3S技术。RS是通过探测地表物体对电磁波的反射，从而提取这些物体的信息，完成远距离的物体识别。GIS是利用现代计算机图形技术和数据库技术，用以输入、存储、编辑、显示空间信息及其属性信息的地理资料系统。GPS是新一代空间卫星导航定位系统，主要是为陆、海、空提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等军事目的。
4．结论
基于数字城市的远程教育系统是由许多分支网络通过网格构成的一个网络中心, 它是无形虚拟的学校, 当用户的个人电脑接通到该系统后, 可访问集文字、三维仿真声音、逼真的三维立体图像三者合一的多媒体信息, 仿佛自己真正进入到了现实的校园一样, 可以随心所欲地选择进入全球的各个虚拟教室、虚拟实验室、虚拟图书馆、虚拟阅览室、自由组织的虚拟考场、智能化的虚拟管理部门,进入各个虚拟社区进行交流。虚拟现实技术通过虚拟校园能够为学习者提供生动、逼真的学习环境,学习者能够成为虚拟校园中的一名参与者,这对调动学习者的学习积极性,突破教学的重点、难点，培养学习者的技能等, 都将起到积极的作用。作为远程教育的发展方向将突破现在远程教育的局限，势必给我国的教育工作做出巨大的贡献。
参考文献：
[1]夏年军，数字城市与数字图书馆建设.新世纪图书馆,2004(4).
[2]刘兴勤，数字城市中数字图书馆建设探析.现代服务，中国科技信息，2006（22）.
[3]刘焱，网上虚拟仿真实验在远程教育中的应用.内蒙古电大学刊，2007（2）.
[4]孙旭阳，冯一民，数字城市的构建.上海城市规划，2006（1）.
[5]景学宝，连晓燕，基于下一代网络的现代地理远程教育（数字城市）。广西教育学院学报，2007（1）.
[6]王永霞，对远程教育中网络课程教学的探究。山西广播电视大学学报，2007（1）.
关键词：远程教育；数字城市；网络教育
1．引言
随着社会化、城市化、全球化的迅猛发展,新知识新技术的快速应用,一劳永逸的学习观念已经不能满足社会发展的要求。持续学习、适时学习,构建终身学习体制不仅成为每个人的必然选择，也成为社会发展的必然要求。现代远程教育为构建终身教育体制提供了一个良好的平台。
远程教育, 即运用计算机网络技术和多媒体数字技术等高新技术, 在数字环境下进行交互式的远程教学。它把计算机技术、多媒体技术、现代通讯等高新技术应用于教学中，兼容多种教学方式，优化和有机组合不同媒体。作为现代教育的一个重要组成部分, 远程教育日益受到人们的重视。
网络技术是远程教育中的关键技术，把远程教育架构在当今高速拓展的因特网上, 充分开发和利用网上教学资源, 并利用计算机网络视频会议系统较强的交互性和实时性, 使远程教育中教师和学生的双向交流更便捷、安全、可靠。
然而，基于网络的远程教育由于软硬件的不完善，还存在诸多问题。这些问题包括：网络教学平台建设滞后；网络教学资源质量不高；网络教学手段不完善等等。网络传输质量的不稳定造成了师生间交流的延迟；网络教学资源内容的单调，严重影响了教学的质量；网络教学手段还只是停留在视频广播、网页发布、视频会议和BBS上，要实现真正意义上的实时交流，仍然存在技术和现实的障碍。
因为这些问题的存在，远程教育不能达到预期效果。而数字城市的出现则为解决这些问题的提供了新的出路。
2．基于数字城市的远程教育
数字城市又称为网络城市，或智能城市，更确切地说是信息城市。它是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用3S技术（遥感技术、地理信息系统技术、全球定位系统技术）、遥测、仿真－虚拟技术等，对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的多分辨率、多尺度、多时空和多种类的技术系统。通俗地说，数字城市就是以数字化的方式表示城市及其各种信息，并对各种信息资源做出合理的配置，通过这个体系，普通市民坐在家里就能获得世界各地、国内国外的各种信息资源，还可以将自己的信息和需求快速地传达到网络所能触及的每个角落。
教育对城市居民非常的重要，在数字城市的建设中，基于数字城市的远程教育不可或缺， 虚拟教室、虚拟实验室、虚拟图书馆等就是基于数字城市的远程教育的重要内容。数字城市借着它强大的智能化可视化信息网络让远程教育更加直观有效，能极大地丰富远程教学的内容，提高教学资源的利用率，促进师生的交流，提高教学质量。
2.1 虚拟教室
虚拟教室是指基于网络和多媒体技术构建的实时教与学的环境，广大教员可以在虚拟教室中进行多媒体、网页课件制作技术、教学网站开发技术的培训与交流，以及进行虚拟环境的教学训练，学习者可以在任何时间，任何地点通过可靠的通信系统进入其中进行学习。
虚拟教室集成了各类电子教材和优秀教员、优秀课程的教案、教学课件和教学经验等，形成一个信息丰富、功能齐全的教学信息服务中心，实现了教学资源的共享。教员可以在备课和讲课时直接从该中心调用所需信息，学员也可以直接从中心获取所需资料，自主选择学习内容和学习方法，广泛获取更多的知识，完善自身的知识体系。这样就实现了教与学的自由结合，达到了因材施教的目的。在虚拟教室里，可以进行网上“研讨式”教学，实现了交互对象、交互内容、交互方式、交互媒体的多样性。
数字城市可以让学习者在全国乃至世界范围进入任何一个感兴趣的虚拟教室学习，好像置身于真实的场景中，可以极大的丰富学习者的视野，给学习者一个生动的学习环境，充分的利用了教学资源。
2.2 虚拟实验室
虚拟实验室就是在网络中创建出一个可视化的三维实验环境，其设计与应用有助于教学创新。实验教学相对于理论教学而言更具有直观性、实践性和创新性，实验教学在加强学习者素质教育与培养创新能力方面有着重要的、不可替代的作用。而在现代远程教育中：一方面,远程教育的学习者难以“个别的”、“自主的”到校实验室完成实验；另一方面,实验教学难以适应远程教育的教学模式。在虛拟实验室里，实验者在虚拟实验环境中完成各种实验任务,在某种程度上和在真实实验环境中操作是等价的,随着数字城市的建立,这种差距将会进一步缩小。在该环境下实验结果是学生真实技能的反映，而且因为有计算机参与,实验技能测评的代价将会很小,组织也很方便,测评过程的周期也会缩短。另外，虚拟实验还可以使实验者远离危险，如化学实验中的爆炸、物理实验中的高压电等；免去消耗品的投入，如化学实验中的化学药品、物理实验中的感光材料等。
2.3 虚拟图书馆
虚拟图书馆是指基于信息网络技术的具有传统图书馆功能的网络实体，实现了跨时空的信息采集和管理。它的特点是收藏数字化、操作电脑化、传递网络化、信息存贮自由化、资源共享化和结构连接化。虚拟图书馆的目标就是建成一个全球性的、虚拟的、开放式的高度共享的信息利用平台。它是数字城市的重要组成部分，数字城市的建立能为虚拟图书馆奠定坚实的软硬件基础。通过虚拟图书馆，学生和教师可以共享海量的信息，实现教育信息化。
3．基于数字城市的远程教育的关键技术
随着科技的发展，基于数字城市的远程教育将成为现实，它是诸多技术进步共同推动的结果。其中，关键技术包括网格计算技术，可视化与虚拟仿真技术，互操作技术，3S技术等。
3.1 网格计算技术
网格计算技术的发展把物理层、网页、信息层都连接起来。基于数字城市的远程教育运用了网格技术后,用户可方便地使用高性能计算机, 各大学可以在网络上共享资源,加强合作,甚至组建“虚拟校园”、建立“虚拟实验室”、“虚拟课堂”。在网格计算技术支持下,可实现远程控制和操作实验仪器,解决目前远程理工科实验的教学问题。
3.2 可视化与虚拟仿真技术
计算机仿真技术实际上就是建立仿真模型和进行仿真实验的技术。它是通过建立研究系统的模型，结合环境（实际的或模拟的）条件进行研究、分析和实验的方法。它作为一种研究方法和实验技术直接应用于数字城市的研究，将原来静态、平面、死板的表示转化为多维、动态、交互的现实模拟。
3.3互操作技术
互操作是指两个或多个系统交换信息并相互使用交换信息的能力，是一个系统接收和处理另一个系统发送信息的能力。互操作强调具有不同数据结构和数据格式的软件系统可以集成在一起共同工作。
3.4 3S技术
遥感RS（Remote Sensing）、地理信息系统GIS(Geographical Information System)和全球定位系统GPS(Global Position System)有机的结合在一起来应用，就称为3S技术。RS是通过探测地表物体对电磁波的反射，从而提取这些物体的信息，完成远距离的物体识别。GIS是利用现代计算机图形技术和数据库技术，用以输入、存储、编辑、显示空间信息及其属性信息的地理资料系统。GPS是新一代空间卫星导航定位系统，主要是为陆、海、空提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等军事目的。
4．结论
基于数字城市的远程教育系统是由许多分支网络通过网格构成的一个网络中心, 它是无形虚拟的学校, 当用户的个人电脑接通到该系统后, 可访问集文字、三维仿真声音、逼真的三维立体图像三者合一的多媒体信息, 仿佛自己真正进入到了现实的校园一样, 可以随心所欲地选择进入全球的各个虚拟教室、虚拟实验室、虚拟图书馆、虚拟阅览室、自由组织的虚拟考场、智能化的虚拟管理部门,进入各个虚拟社区进行交流。虚拟现实技术通过虚拟校园能够为学习者提供生动、逼真的学习环境,学习者能够成为虚拟校园中的一名参与者,这对调动学习者的学习积极性,突破教学的重点、难点，培养学习者的技能等, 都将起到积极的作用。作为远程教育的发展方向将突破现在远程教育的局限，势必给我国的教育工作做出巨大的贡献。
参考文献：
[1]夏年军，数字城市与数字图书馆建设.新世纪图书馆,2004(4).
[2]刘兴勤，数字城市中数字图书馆建设探析.现代服务，中国科技信息，2006（22）.
[3]刘焱，网上虚拟仿真实验在远程教育中的应用.内蒙古电大学刊，2007（2）.
[4]孙旭阳，冯一民，数字城市的构建.上海城市规划，2006（1）.
[5]景学宝，连晓燕，基于下一代网络的现代地理远程教育（数字城市）。广西教育学院学报，2007（1）.
[6]王永霞，对远程教育中网络课程教学的探究。山西广播电视大学学报，2007（1）.