杂志之家谈蓝牙网络教育技术

　　摘要：本文主要介绍了当前网络教育中存在的问题、什么是蓝牙技术及蓝牙技术应用在网络教育中会带来什么变革。

　　关键词：杂志之家,蓝牙技术,终身教育,蓝牙无线教学网,蓝牙教室

　　现代信息技术的迅猛发展，为教育革新提供了前所未有的推动力和技术条件。无线通信领域中出现的蓝牙技术，可以同步传输语音和数据，使语音、图像、文字等在网络传输各个方面的技术要求得到满足，是实现移动网络多媒体教学的有效技术。

　　一、 现有网络教育中存在的问题

　　1、教育组织形式缺乏灵活性

　　传统的网络教学大部分是采用传统的班级授课制来进行的，老师面对的学生水平参差不齐，所以很难满足学生因材施教，适应不同个体发展水平。即使是利用现在的网络多媒体教师上课的话，学生也只能是在有限的时空范围内学习，即学习的可移动性很弱，教学组织形式缺乏灵活性。

　　2、教学方法不完善

　　教学中的互动是网络教育技术中要解决的一个重要问题，也是现代信息技术在教育革新中要追求的一个重要目标。传统的教育模式割裂了知识内容与其产生的真实与丰富情景的关系，造成学习被动与知识呆滞的状态，这不利于知识的有效建构和不断创新。所以我们应根据新的信息技术、学习理论、教学理论来为学生创造一种更有益的知识建构的过程和方法，使学生能够与教师、教学资源等通过多途径的互动与合作，能够主动学习，积极协商建构知识，能不断激发和满足学习者的求知兴趣，充分开发学习潜能。

　　3、教育资源及其呈现缺乏多样性和灵活性

　　在传统的教学中教师和教材统治课堂，学生不能获得比较感性的、不能多元表征的学习资源，并且教师与学生、学生与学生之间的交互性很差。学生只能根据抽象的言语信息和单一表征的视、感知觉信息来学习。从而造成感觉力、想象力和实践能力不能协调统一发展。

　　4、网络教育评价方式不健全

　　在传统的学校中，学生学习的评价经常是采用考试的方式来进行：在限定的时间内用一些有固定结构的题目来测验学生，但是这样只能测验出学生有限的认知知识和技能。随着学习定义的进一步拓展，我们渐渐发现用纸和笔来进行的测验只是收集学生学习情况信息的一种方式。与之相适应对学生的评价也要进行相应的拓展。对学生的评价除了纸和笔的方式还要从其他的方面考虑如：等级的衡量、观察学生的绩效、评判学生的成果、进行采访、以及回顾学生的背景和以前的技能。在现有的网络教学环境下如果再用以前的教育评价方法显然是不合适的。这也就是说评价的单一性还不能有效地预测评价出学生的多元智能。

　　*哈佛大学的认知心理学家Howard Gardner已经提出了一个多元能力，才能和技能的理论体系。Gardner指出传统学校教育只强调两个能力：一个是口头语言表达能力(特别是书面表达能力)，一个是数学逻辑能力。然而，还有很多的知识和技能它们不但丰富了我们的生活还可以帮助我们更好的适应环境。如：

　　*视觉空间能力能够正确感知视觉世界并调整或者控制一个人的初始感知。

　　*身体运动知觉能力能够控制一个人的运动并且熟练操作各种物体。

　　*音乐节奏能力可以创作并欣赏节奏、定调、音色和欣赏音乐表现形式。

　　*人际关系能力可以辨别并根据别人的情绪、脾气、动机和期望作出相应的反映。

　　*对自己感情、实力、缺点和愿望的自我认识以及利用这种认识来引导自己行为的能力。

　　*数学逻辑能力可以辨别逻辑或者数字图案并处理复杂的逻辑推理。

　　*对声音、韵律、词义口头语言敏感性能力;对不同的语言功能的比较敏感。

　　所以我们应根据网络教学的特点开发出相应的评价软件，从而使得评价真正成为促进学生学习的有效手段。

　　二、 蓝牙技术简述

　　1、什么是蓝牙技术

　　蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它一低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。其实质内容是要建立通用的无线电空中接口(Radio-air-interface)及其控制软件的公开标准，使通信和计算机进一步结合，使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内具有互用、互操作的性能(Interoperability),代替固定与移动通讯设备之间的电缆。

　　蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道(Hop channel),在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列(伪随机码)不断地从一个信道到另一个通信信道，蓝牙系统内地收发双方是按这个规律进行通信地，而其他无线电设备不可能按同样地规律进行工作。所以从很大程度上抑止了无线电电磁干扰。同时蓝牙采用了扩频技术，使整个蓝牙频段内噪声影响变得最低。与其他工作在相同频段地系统相比，蓝牙调频更快，蓝牙设备与其他无线通信设备相比是低功耗地,蓝牙技术地无线电收发器地链接距离可达10米，使用高增益天线可以将有效通信范围扩展到100米。不限制在直线范围内，甚至设备不在同一个房间内也能相互链接，并且可以链接多个设备，活动最多可达7个，在线设备可达200个，这样就可以把用户身边地设备都链接起来，形成一个"个人微型网"(Personal area net)。

　　此外，这种技术可以延伸到那些完全不同地新设备和新应用中去。例如：把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中，就可以去掉移动电话与膝上型电脑之间地令人讨厌地连接电缆而通过无线使其建立通信。打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其他地数字设备都可以成为蓝牙系统地一部分。除此之外，蓝牙无线技术还为已存在地数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络地个人特别连接设备群。

　　2、蓝牙系统的构成

　　蓝牙系统一般由天线单元、链路控制(固件)单元、链路管理(软件)单元和蓝牙软件(协议栈)单元四个功能单元组成。

　　1、天线单元

　　蓝牙的天线部分体积十分小巧、重量轻，属于微带天线。蓝牙空中接口建立在0dbm(1mW)地基础上，最大可达20dbm(100mW)，遵循FCC(美国联邦通信委员会)有关电平为0dbm 地ISM频段地标准。

　　2、链路控制(硬件)单元

　　目前蓝牙产品的链路控制硬件单元包括3个集成芯片：连接控制器、基带处理器以及射频传输/接收器，此外还使用了3-5 个单独调谐元件。基带链路控制器负责处理基带协议和其它一些低层常规协议。蓝牙基带协议是电路交换与分组交换地结合。采用时分双工实现全双工传输。

　　3、链路管理(软件)单元

　　链路管理(LM)软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。LM能够发现其他远端LM并通过LMP(链路管理协议)与之通信。

　　4、软件(协议栈)单元

　　蓝牙规范接口可以直接集成到笔记本电脑或者通过PC卡或USB接口连接，或者直接集成到蜂窝电话中或通过附加设备连接。蓝牙的软件(协议栈)是一个独立的操作系统，不与任何操作系统捆绑，它符合已经制定好的蓝牙规范。适用于集中不同商用操作系统(Windows,unix,Pocket Pc等)地蓝牙规范正在完善中。微软计划在明年为Windwos XP操作系统加入两种技术的支持：USB 2.0和蓝牙。

　　3、蓝牙技术的特点

　　(1) 将设备无线互联组成小型PAN，并可为其提供接入数据网的功能，能够实现与Internet互联。

　　(2) 工作于2.4GHZ的ISN频段，无需申请频率许可证。

　　(3) 采用1600hop/s的快速调频技术，提供了一定程度的物理层安全保证。

　　(4) 采用正向纠错编码(FEC)技术降低了误码率，保证通信质量。

　　(5) 采用FM调制方式，设备简单。

　　(6) 支持点到多点通信，具有自动查询设备及服务类型的功能。

　　(7) 协议体系完备，充分支持现有高层协议，具有多种工作模式。

　　网络教育是随着计算机网络技术和多媒体技术的发展而产生的一种新型教育模式。但是由于低层网络基础设施建设不齐全以及网速传输的限制，我国的网络教育还存在不少问题与不足。蓝牙技术可以同步传输语音和数据，是实现多媒体网络化网络教室的理想技术。它克服了无线局域网的非同步化语音的问题，使网络传播在声音、图像、文字等各个方面的技术要求得到满足。同时对教育的无纸化发展也是一个促进。它能提高效率、省时、省力、可以把学生从厚重的书包和笔记当中解放出来，同时得到最生动、形象的教学内容的传达。虽然关于蓝牙技术是否能成为信息家电的下一个主流产品的争论很多，但在教育网终结点局域网接入技术领域，作为国家对教育领域的投资，依据国家教育产业化的思想，蓝牙技术以其特有的技术优势必将占有重要的一席之地。

　　三、 蓝牙技术在网络教育中的应用

　　1、蓝牙无线教学网

　　校园网是一个宽带、具有交互功能和专业性很强的局域网络。多媒体教学软件开发平台、多媒体演示教室、教师备课系统、电子阅览室以及教学、考试资料库等，都可以通过该网络运行工作。如果一所学校包括多个专业学科(或多个系)，也可以形成多个局域网络，并通过有线或无线方式连接起来。

　　在传统校园网上增加适当的无线接入点，使得一节点设备尤其便携设备能够不用电缆连接也能接入校园网络，这样就形成了无线校园教学网。如果以上无线接入采用基于蓝牙技术的网络产品，我们相应称之为蓝牙无线教学网。蓝牙无线教学网在校园网的基础上增加了网络教学的可移动性。

　　需要说明的是，无线连接部分是基于有线网络主框架的适当扩充，而不是取代;考虑到不同的应用环境，如距离、带宽等因素，无线连接部分也可能是不同技术标准(如802.11b)并存。

　　蓝牙无线教学网络可包括如下多种的具体应用方式：

　　点对点对等应用方式：其中一台笔记本电脑可以与有线校园网互联

　　集线器应用方式

　　无线接入点应用方式：无线接入点与有线校园网互联

　　无线网蜂窝漫游应用方式：

　　蓝牙技术与学校现有的校园网和多媒体计算机教室的结合能够有效地创设真实的、模拟真实的或者虚拟真实的学习环境，鼓励和支撑学习者的独立和合作探索，从而实现真实世界与数字化虚拟世界的高度融合。利用蓝牙技术构建起来的无线网络可以使得学生的学习受到时空限制更小，使得学习网络的可移动性加强。但是由于蓝牙技术本身的限制，它的可移动距离还受到很大的限制，但是随着技术的发展，我们相信它的发展潜力还是很大的。

　　2、构建蓝牙教室

　　蓝牙教室就是利用蓝牙技术将各种媒体信息工具武装起来的教室。我认为这里教室是一个广义的概念，它是有形教室和无形教室的结合。

　　在蓝牙教室中，面向全体学习者的教学将以生动形象的知识多元表征方式进行，蓝牙教室的大容量也有利于更多的学生共享优秀教师的指导。同时，蓝牙教室又为教师按照实际需要组织学习共同体提供了方便，从而促进知识的协商与合作，培养学生的团队精神。学习者还可以在蓝牙教室中根据自己个人的情况来安排和组织自己的学习，从而充分适应个性化学习的要求，开发自主学习的能力。

　　当前，我国学校小班化教学正在逐渐推广，小班化满足了更好地适应学生个别差异的需要，对于提高教学质量有一定的促进作用。但是，小班化也无可避免带来教育成本的提高。蓝牙教室便于移动、可以任意组合、灵活方便，利用这些特点，我们可以将不同规模、不同方式的教学活动统筹组织，为教师组织教学提供更大的自由，从而大大提高教育质量和教育资源的利用效率。

　　在蓝牙教室中，我们可以通过开发多维评价软件使教育评价应有的诊断性功能、形成性评价功能得到发挥。通过创设多维评估情景，让学生将所学的知识能够应用到具体的情景中，来完成复杂问题的解决。这样不但可以评定学习者知识掌握的实际程度，还可以有效评价学习者多方面的能力如知识创新能力和综合实践能力。

　　3、构建家庭个人微型学习网

　　在知识经济条件下，人们知识更新不断加快，每一个人都要不断地及时充电才能适应竞争日趋激烈的信息社会。终身教育正逐渐被提上日程，随着互连网和多媒体信息工具的不断普及发展，人们就可以在家或者在工作中通过互连网和各种多媒体信息工具实时的接受教育。利用蓝牙技术可以方便地为我们搭建一个实时、快速、交互性教强的多媒体学习空间。因为蓝牙技术的无线电收发器的链接距离可达10米，使用高增益天线可以将有效通信范围扩展到100米。不限制在直线范围内，甚至设备不在同一个房间内也能相互链接，并且可以链接多个设备，活动最多可达7个，在线设备可达200个，这样就可以把用户身边地设备都链接起来，形成一个"个人微型网"(Personal area net)，能够实现与Internet互联。并且它能将所有设备的连接线"去掉"，实现无线连接，使社会的每一个成员、每一件智能化设备都能时时刻刻、随意随地连接在网络上。

　　学习者就可以在互连网上多途径、广范围地学习丰富的教育内容资源。学习者就可以在丰富的资源学习环境中不断搜寻、辨别、筛选、评价和综合运用各种信息以主动构建知识、解决实际问题，使知识的构建可以跨越时间和空间的界限。在教学内容的呈现上，蓝牙技术将充分利用多媒体技术，实现多元表征，促进学习者多元智力的开发。此外，通过蓝牙技术形成的多媒体信息工具网学习者与教学资源、教师以及学生之间的交互性也得到了较好的提高，交互过程中的信息表征方式也比较丰富，因而这种个人家庭微型学习网是进行终身学习的理想环境。

　　四、 总结与展望

　　当然，每一种技术与媒体都不是十全十美的，都不能解决所有的问题，只是在某些特定的方面具有更好的优越性。蓝牙技术也同样具有一定的不足之处，如蓝牙芯片价格偏高、蓝牙模块难生产、全面测试难等等。但是我们相信随着技术的改进和完善，蓝牙技术将会引起网络教育的一次较大变革。

　　参考资料：

　　1、Nathan J.Muller著 周正等译 《蓝牙揭密》 人民邮电出版社

　　2、王胜友 再识蓝牙技术，《现代通讯》2001年第2期

　　3、卜文 蓝牙技术与家域网 《现代通讯》2001年第10期