第l6卷第4期 海南师范学院学报(自然科学版) ． 2003年 12月 JOURNAL OF HAINAN NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) Vo1．16 N0．4
Dec．2003
文章编号 ：1671—8747(2003)04—0107—04
泛在计算和未来教育
朱爱琴 ，王继新
(华 中师范大 学 信息技术系 ，湖北 武、汉 430079)
摘 要 ：指 出了 目前教 育 中存 在 的 问题 ，介 绍 了泛 在 计 算 的 概 念 以及 泛在 计 算 在 教 育 中运 用
的 前景 ．
关键 词 ：泛在 计 算 ；信 息技 术 ；教 育 ；虚 拟 现 实
中 图分 类 号 ：TP 3—05 文献标 识 码 ：A
众所周知 ，教育质量的好坏直接关系到国民素质的高低 ．为了提高教育水平，国家投人了
大量的人力、财力、物力 ，诸多方面有所改善．在学校教育方面 ，教育硬件环境得到了较大的改
善，教学改革也取得 了一定的成绩 ，素质教育深人人心 ．在远程教育方面，随着计算机技术、多
媒体和网络通信技术的发展 ，继函授大学、广播电视大学后 ，又开办了网络教育学院 ．
尽管教育呈现一派繁荣的景象 ，然而由于各方面的原 因，教育中仍然存在着不少的问题 ．
例如 ，残疾儿童教育平等问题 ，因材施教问题 ；远程教育中，学生如何得到及时的支持和反馈的
问题 ，等等 ．泛在计算时代的到来 ，有望解决以上问题 ，让教育焕发新的生机 ．
1 泛在计算
1．1 泛在计算 的概 念
泛在计算 (ubiquitous computing)指的是计算机广泛存在，泛在计算 是美国的迈克 ·威士
(Mark·Weiser)重新审视了计算机和网络应用后提出的概念 ．他发现，对人们影响最深、作用最
大的是那些我们在使用过程 中不可见的东西 ．于是，他设想把计算机做成各种大小嵌人到每件
事物中，然后 ，让计算机通过无线通信悄无声息地为人们服务 ．
泛在计算的基本特征是将世界上各种东西与计算机联系起来 ，甚至包括微生物界．泛在计
算是继大型主机和个人计算机之后的“第三代”计算机 在过去的 5O年里 ，计算机的发展经历
了2个阶段 ：一是大型主机时代 ，许多人共用一 台计算机 ；二是个人计算机时代 ，一人一机 ．今
天的互联网把我们从广泛的分布式计算机系统带到了泛在计算时代 ．在泛在计算时代 ，可以实
现了一人多机 ．有的计算机是你在几分钟的网上浏览过程中接触到的，还有些计算机是嵌人到
墙壁、椅子、衣服、电源开关 、汽车甚至我们生活的每一个角落中的 ．计算机在执行任务时 ，人们
看不见摸不着 ，好像一切都是事物 自己完成的 ．例如 ，闹钟掉电后 ，能够 自动调整好时间；微波
炉能够 自动帮主人下载新的菜谱 ；小孩玩具使用 的软件能随时更新；墙壁会有选择地进行消
声 ．泛在计算把信息技术带人我们的日常生活琐事中，如钥匙在哪、车子停放在何处 、上个星期
我看到的裙子还在货架上吗这些问题它都能帮你解决⋯．
1．2 泛在计算 与虚 拟现 实
收稿日期 ：2003—02一l5
作者筒介：朱爱琴(1978一)，女，江西进贤人 ，硕士研 究生，科研方向为远程教育
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108 海南师范学 院学 报(自然科学 版) 2003年
1．2 泛在 计算 与虚拟现 实
虚拟现 实(virtual reality)技术是利 用三维 图形 生成技 术 、多传感 交互 技术 以及 高 分辨 显示
技术生成三维逼真的虚拟环境 ，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘，鼠
标输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员 ，进行实时交互，感知和操作虚拟世界
中的各种对象 ，从而获得身临其境的感受和体会 ．
虚拟现实是将人们置于一个由计算机产生的世界 ，一切工作 由计算机完成 ．而泛在计算是
让计算机在人们生活中“消失”(嵌入到我们使用的各种设备中)，我们却随时随地在使用它 ．泛
在计算是一个高难度的整合问题 ，它涉及人的因素、计算机科学、工程学、和社会科学等多门学
科 的整合 ．
1．3 泛在 计算存在 的 问题
从虚拟现 实与泛 在计 算 的区别 中可 以看 出 ，泛在计 算技术 深刻影响未来 生活 的各 个层次 ，
但要实 现泛在 计算环 境 的建构 ，还有许多 问题 亟待解 决 ．
1)体积问题 ：要使计算能遍布我们生活中的每一个角落 ，显然现在 Pc的体积和重量不能
满足要 求 ．生 产超微型计 算机 、超微 型芯片 问题 就提到 了议事 日程上来 ．随着科学 技术 的发展 ，
这些 问题逐 渐能够 得到解决 ．
国外有些公 司对“泛在计算 ”投入 了大量精力进行 开发 与研究 ，生产佩带式 的计算机 ．这 种
计算机的屏幕只有眼镜大小，但视觉效果如同看 6 m以外的 33 em(13 in)的屏幕 ，而计算机 的
主机既轻又小 ，可以放进 121袋里⋯．这种计算机携带非常方便 ，还能解放双手．但大量的面向普
通消费者群体的产品还有待进一步的研究 ．
2)安全 问题 ：泛 在计算环境 实现后 的社会 大致 是这样 ：
“数九寒天，可以通过手机事先调节家里的空调 ，以便到了家里时温度适中”、“出门时慌慌
张张忘记 了把 大门锁 上 ，可 用公 司的计 算机通过 因特 网下达锁 门的指令”、“出发时忘 记 了把 会
议资料交给上司，在旅途中的宾馆里访问公司的计算机，取 出资料 ，用电子邮件发给上司”．“
这确实很方便，一切都通过有线的形式互联起来了，但安全方面就容易出问题了．你可 以
通过因特网下达锁门指令，把忘记关上的大门锁上 ．那么同样地精通因特网的人也就可以把锁
打开 了 ．为成功 实现泛在计 算社会 ，就必须突破 安全技术 方面 的问题 ．
3)成本问题：泛在计算实现后的社会 当然给我们的生活带来诸多好处 ．我们可 以随时地
随心所欲地进行各种活动，但如果构造这样 的环境成本太高，那我们只能望而却步 ．所以，如何
降低 成本 ，为普通 消费者能接 受 ，也是个迫在 眉睫 的问题 ．
如果我们能够解决泛在计算中的各种难题的话 ，我们就有理 由相信它迟早会发生 ．到了泛
在计算时代 ，任何人(anyone)可以在任何地方(anywhere)、任何时刻(anytime)获取所需 的任何信
息(anything)．如果将泛在计算应用于教育领域 ，那么必将促使教育焕发勃勃生机 ．
2 对泛在计算 时代教育的设想
在信息技术不断发展的过程中，我们有理由相信，计算机不久将变得更加便捷、更加普及 ．
只要几个非常简单 的操作 ，计算机就可以帮你完成各种复杂任务 ．泛在计算时代迟早会到来，
到那时，我们的教育将会怎样呢?
2．1 课堂智 能化
目前 ，已经有很多学校建立了自己的多媒体教室 ，相应地也开展一些多媒体教学活动，但
是比起黑板加粉笔来 ，多媒体设备利用率非常低 ．多媒体设备未能充分发挥出其应有的价值 ，
其中设备使用技术要求高、课件制作费是其原因之一 ．
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第 4期 朱 爱琴 ，等 ：泛在计 算和未来 教育 109
到 了泛在计 算时代 ，一切 都“傻瓜化”．教 师只要 几个 简单 的操 作 ，教 室 内的所 有设 备将 全
方 位开始服务 ．智能 化 的课件 生成 系统 把教师准备好 的文字 、音 频、视频 等素材 ，自动生成 相应
的课件 ．教室更加智能化 了，教室内的自动捕捉系统能够捕捉现场各种信息，将教师课件、教师
讲解 、教师 的体态语 言 、上课 浏览 的网页和学生 的发 言等按 时间顺序记 录并保 存下来 ．下课 时 ，
笔记生成系统将捕捉到的信息整合在一起 ，以标准的 HTML网页发布在网上供课后学生复习
使用 ．这样 ，学生 可 以免去上 课记笔记 的麻烦 ，完全投入 到课堂讲 座 中来 ．学生通过浏览 笔记 网
页 ．可 以了解 教学 内容展开过 程 ，有助于培养其 思维能力 ．
2．2 因材施教变得 简单 易行
因材施教 的原则 ，是指 在教育 中既要把握学 生整 体性 特征 ，又要顾 及 学生个 性化 特 点 ，体
现“以学 生发展为本 ”的本 质 ．“因材施教”，能 调动学 生学 习的 主动性 ，突 出培养 学 生 的创新 精
神 和实践能力 ，促进 学生均 衡和谐发 展 ，促进 学生整 体 素质 的提 高和 个性 的发 展 ，激励 学有 余
力 、学 有专长 的学 生超前 发展 ；同时创造条 件 ，鼓励 促进 学习基础较 差 ，学习上暂时存在 困难 的
学生能在学 习 中获 得成功 ，得到 相应 的发展 ，实现“人人 成功 ，个个发展 ”的 目标 ．
但是 ，“因材施 教”的原则难 以在实践 中得 到有 效落 实 ．除 与教 师 的教育 观念 、教育 教 学 目
标的一刀切有关外 ，也与教学条件限制有关 ．教学条件的限制，各种信息无法及时反馈教师 ，因
此教师无法 及时 了解学生存 在 的问题 ，自然 ，在教学 中也就无 法照顾 到每个学生 的差 异 ．
到了泛在计算时代，教学条件得到极大的改善 ．那时教师学生的各种交互活动通过超微型
计算机互联起来 ．在教室里 ，教师机随时跟踪学生手 中的超微型机反馈信息并做好处理，教师
通过 它 ，就 能够及 时 了解学 生 的情况并 做 出相应 的处 理 ．对于学 习上有 困难 的学生 能及 时给于
帮助 ，使之能够跟上班上的进度 ．对于学有余力者 ，在教学内容方面可加大深度和广度 ．这一
切 ，只需简单 的几步操作 ，教师就能完成 ．从此以后，教师不再疲于学习各种媒体操作技能 ，完
全可以腾出更多的时间用到教学活动本身上来 ，真正做到因材施教 ．
2．3 全方位 的学 习支持 服务
自20世纪 90年代 中期起 ，我国政府开始组织教育界和企业界实施跨世纪现代远程教育
工程 ．这是我国社会经济进一步改革开放 ，面对 21世纪信息社会、知识经济和全球化趋势挑战
而做 出的战略决策 ，这也 是落 实 科技 兴 国 战略 、构 建终 生教 育 体 制 和终 生学 习社 会 的重 大举
措 ．教育部 于 2002年初批 准建 立 网络学 院 ，现在 进行 现代 远 程教 育试 点 的高等 院校数 量 已达
到 67所 ．
但 网络 教育 的质量如何 呢 ?只要进行 简单 的调查 ，就可发 现网络课程 中存在 不少问题 ．支
持／服务 系统 不完善 就是其 中之一 ．学 生学 习了半天后 ，碰到 问题 想请教教 师或 同学 ，结果 走进
聊天室一看，一个人也没有 ，写给教师的电子函件也杳无音信 ．学生的问题越积越多 ，渐渐学生
就失 去 了学习 的兴趣 ，教育质 量无法得 到保 证 ．
到了泛在计算时代 ，身边 的超微型计算机只要一打开电源开关 ，就会随时 自动地 向教师汇
报学生碰到的难题 ．教师无论通过声音、文字或手势都可做答 ．广泛存在的各种设备捕捉到教
师回答信息后 ，通过网络传送到学生面前 ，提供全方位地学习支持服务 ．真正实现任何 人可能
在任何地方、任何时刻学习任何东西 J．
2．4 残疾人接 受“平等”教育
据 中国残 联 1998年 调查显示 ，全国共有 6 000万 残疾 人 ．随着全 国人 口总数 的增长 ，残疾
人 的总数还有 上升 的趋 势 ．由于生理 方面 的缺 陷 ，目前许 多残疾 人无法接受 同正常人一 样 的教
育 ，教育不平等的问题普遍存在 ．泛在计算社会的到来 ，这一问题将很快得到解决 ．有肢体残障
碍的学生免去来 回穿梭学校的麻烦 ，他们可以通过笔记本电脑无线连接到课堂，课堂上所有的
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1 10 海南 师范学 院学报 (自然科学 版 ) 2003在
音功能的计算机即能 自动地把屏幕上的信息转换成语音信号 ，帮助他们读取信息 ．
3 结束语
由于计算机科学技术、网络通信技术等各方面发展还不够成熟 ，构建泛在计算环境还有待
时 日．但笔者相信泛在计算时代一定会到来 ．到那时，教育就会呈现出一派新的景象 ．
参 考文 献 ：
【1] Mark Weiser，Brown J S．111e Coming Age ofCalm Technology[DB／OL]．http：／／www．ubiq．corn／hypertext／weiser／ac—
mfuture2endnote．htm ．1996— 1O—O5，2OO3一O2一o4．
[2] 郭建才 ．虚拟现 实技术及其在远程教 学中的应用[DB／OL]．httD：／／www．edu．20010921，3002352．shtm1．
[3] 丁兴富．远程教育研究[M]．北京：首都师范大学出版社。2002．
[4] 祝智庭 ．现代教育技术——走向信 息化教育[M]．北京 ：教育科学 出版社 。2002．
[5] Mark Weiser．Ubiquitous Computing[DB／OL]．http：／／www．ubiq．corn／hypertext／weiser／Ubillome．html[DB／OL]，
1996一O3— 17，2()03一O2一o4．
Ubiquitous computing and future education
ZHU Ai-qin，WANG Ji-xin
(Det：~rtnwrtt ofInformation Technology，Central China Normal C 眈 ，Wuhan 430079，China)
Abstract：This paper points out s0me problems in the present education and introduces SOme notions of ubiquitous
computing and the prospect of obiquitous computing in ed ucation．
Key words：ubiquitous computing；information technology；ed ucation；virtual reality
1．属国家级及省、部级基金资助项 目的研究文章，本刊将在评审后优先刊发，稿
酬从优 ．
2．在读博 士 生、硕 士生 的研 究论 文 ，本刊将尽 快评 审、尽 快反馈 信息 、尽快刊 发 ．
3．在本刊发表的论文，发表后获得省、部级以上奖励 ，以及被收集、摘发、引用的。
请及 时 向本 刊反馈 ，本 刊将 酌情给予奖励 ．
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