对外经贸大学构建网络智能化的数字语言学习环境

　　对外经济贸易大学是一所商贸语言类综合院校，语言教学在日常教学中占有重要的地位。网络与教育技术中心负责外语类院系和留学生的语言教学工作，现有的一部分语言学习设备建设于20世纪90年代中期，为传统的模拟设备，即音频信号采用模拟信号传输，以磁带录播的形式进行教学。
　　随着数字时代的来临，数字技术在语言学习系统的发展中得到广泛的应用，目前国内不少公司已经开发出多款性能稳定、功能强大的产品。并且，模拟实验室在教学功能和教学模式上存在较大的局限性，教师对数字设备的需求也越来越强。为了适应这种需求，网教中心对八间语言实验室进行了升级改造，构建了网络智能化的数字语言学习环境。
　　1 建设思路
　　教师教学需求 语言实验室设备的改造更新首先要满足教学需求，使先进的技术设备能够更好地服务教育教学。为了深入了解一线教师的需求，组织外语学院、英语学院、中文学院的一线教师进行集中座谈，了解到教师对语言教学环境的要求表现在以下各方面。
　　1）数字化。模拟语言设备虽然具有音质逼真、性能稳定的优点，但不利于数字文件的转换、移动和保存。现在的多媒体资源类型日趋多样性，模拟设备在播放不同类型的资源上存在很大的局限性。
　　2）稳定性。稳定性是所有教师一致公认的语言设备所应具有的最重要的一项性能，也是《数字语言学习系统技术规范：JJXHB301-2004》的重要指标。所以在采购新的数字设备时，应尽量选择那些技术成熟、稳定性强、可靠性高的产品，这样才能保证教学过程的流畅性。
　　3）功能性。语言实验室设备要提供尽可能全面的教学功能，除了实现对话、监听、播放这些基本功能以外，应提供更加丰富实用的教学功能，以便于新的教学模式的开展和学生自主性学习的进行。
　　4）易操作性。在提供全面教学功能的前提下，应确保实验室设备的简易性和易操作性，优化操作界面和操作过程，最大程度地减少授课教师的使用难度。
　　产品性能特点 语言实验室从硬件结构上可分为三种：嵌入式终端型、PC型、PC+嵌入式终端型[1]。这三种产品在结构、功能、优缺点上的对比如表1所示。
　　由表1可知，嵌入式终端具有系统性能稳定、运行速度快的优点，在功能上具有了AOD（音频点播）和VOD（视频点播）功能，并且支持学生端的Web网页浏览操作，已经完全满足了基本的教学需求和学生自主学习的需要[2]。除此之外，嵌入式学习系统还具有低能耗、高性价比的优势，便于利用有限的资金改造更多的语言实验室。
　　因此，此次改造选用的是北京东方正龙公司的New-ClassDL-910语言学习系统，该系统基于以太网架构，符合通用的TCP/IP网络协议，以嵌入式技术作为核心，操作面板设计简单，在教师、学生终端使用高速度的Marvell ARMADA作为CPU，在声音传输上利用碎片传输技术，以16 bit/PCM 44.1 kHz作为采样指标，保证了语音在网络上实时无损地进行传输。
　　管理维护需求 智能化、网络化管理是这次语言实验室改造的一个重要目标。在以往的语言实验室的管理中，管理人员需亲自到场进行开关门、打开语言设备和教师机等操作，教师在上课出现设备故障时需派学生求助，这极大地增加了管理流程的复杂性和零散性，也浪费了教师授课的宝贵时间。
　　为实现管理的集中性和有效性，此次语言教学环境的建设中选用了北京竞业达数码科技公司的多媒体中控设备。该设备采用TCP/IP网络协议，可实现远程设备控制、IP电话通话、教学过程监控、音视频直播的一体化控制。管理过程中所传输的数据信息、音视频信息和控制命令等都以数据流的形式在校园网上进行传输。
　　2 系统架构
　　数字语言实验室的整体系统架构如图1所示，该架构又可细分为数字语言教学系统、集中控制管理系统、多媒体教学资源系统三个子系统。这三个子系统相互联系、密不可分，它们共同构成统一的语言教学环境。
　　数字语言教学系统 数字语言教学系统由教师机与主控端、学生终端、语言系统中央控制器、以太网交换机通过网络连接而成。
　　中央控制器连接实物展台、音箱、录音机、影碟机、录像机等外接设备，教师可以通过主控端的屏幕广播功能，将PowerPoint、音频、视频等多媒体教学资料广播到学生端。同时，中央控制器还留有多个AV和VGA信号接口，教师可灵活地将其他外接电子设备接入到教学系统当中。
　　随着无线网络的大力发展，基于IEEE802.11标准的无线终端（包括笔记本、Pad、智能手机等）越来越多地被应用到教学中，为知识的传输带来全新的变革[3]。为了使教师和学生将无线终端灵活地应用到教学中，在每间语言实验室的交换机上都接入无线路由器。该路由器相当于一个无线AP（无线接入点），教师和学生可以将自己的无线终端通过WiFi接入教学系统，在教师授权的情况下，学生可将无线终端上的作业或资料以屏幕广播的形式共享到其他学生终端，这极大地增强了教学过程中的互动性和便捷性，有助于新的教学模式的开展。
　　集中控制管理系统 集中控制管理系统可实现语言教学环境的网络化、智能化管理。管理端中央控制器连接教师端PC机、话筒、IP电话、摄像头和教室门电子锁。该中央控制器与中控室通过TCP/IP协议进行数据传输，管理员在中控室内即可通过管理PC对各个语言实验室进
　　行集中统一的控制管理。
　　1）远程开关教室门锁和教师PC机。管理员利用网络传输控制命令，在上课前打开教室门锁，并开启教师电脑，教师和学生即可直接进入教室上课；下课后，管理员可以远程控制正常关闭教师PC机，通过弱电控制强电，对各个设备进行远程集中的开启和关闭。
　　2）远程监控和录制教学场景。利用中央控制器连接的摄像头，管理员可以远程实时监看各教室的情况，并通过画面分割器的控制，在监控屏幕上进行多画面分割显示，增强了实验室的综合管理能力，有效地保证了教室突发情况的及时处理和设备的防盗能力。此外，在授权的情况下，管理员可通过管理PC机对优秀的教学场景进行实时录制，自动生成多媒体视频资源文件，极大地方便了教学资源的积累和传播。
　　3）IP双向通话功能。通过每个教室的IP电话，教师在遇到设备故障时可以与中控室的管理员直接通话。该IP电话可以跨网段通话，管理员在接到电话后可远程进行指导或赶到现场进行解决，节省了大量的教学时间。通过集中控制管理系统，语言实验室在管理上实现了上课前的准备、上课时的监控保障、下课后的监察整理一体化的全面支持和保障。
　　多媒体教学资源系统 多媒体教学资源在语言教学中具有非常重要的地位，多种类的教学资源是教学质量的基础和保证[4]。为了加强和促进资源建设，网教中心同各个学院加强合作，建立了与教学系统相辅相成的多媒体教学资源系统。
　　教学资源主要采用自建和共享的方式进行积累。各个学院可以推荐具有优秀教学经验的教师，网教中心的媒体制作室对该教师的授课过程进行录播制作，统一上传到学校的资源服务器；每学期末，网教中心会对各个学院优秀的教学课件进行收集整理，并将其分类上传至资源服务器。这些资源在服务器上进行分类存储，在文件类型上分为图片、音频、视频、文本等，在语种上分为英语、俄语、西班牙语、日语、德语等。
　　与此同时，网教中心还购买了大量的优秀资源数据库，通过对这些资源进行网络共享，教师可以随时随地查看和下载自己所需要的资源。
　　3功能特点
　　数字语言学习系统与传统的模拟语言学习系统相比，在多媒体教学、自主学习、文件管理和考核测试上具有很强的优势。改造后的语言教学环境在功能上主要具有以下特点。
　　双轨录音和分组教学 改造后的数字语言学习系统可以同时进行双轨道录音，即源素材文件被录制在左声道，学生的录音被录制在右声道，教师在点评时可以选择四种模式进行播放：源素材播放、学生录音播放、左右声道同时播放、左右声道混合播放。教师在点评时不仅可以让学生各自听取自己的录音，还可以将某一学生的录音广播到其他所有学生终端进行示范讲解。双轨录音和双轨回放的功能为多媒体语言教学带来极大的灵活性。
　　教师在教学中可以对班级学生进行自由分组，可以监听各小组的讨论情况，还可以插入任何一个小组进行参与指导。分组教学的功能大大增强了学生学习的主动性和主体性。
　　学生端MP3文件的生成和压缩 在教师和学生录音的过程中，语言系统会自动地即时生成MP3格式的音频文件，该格式进行了前期的压缩处理，所占容量小、音质好，便于存储和播放，较模拟语言系统节约了大量转化文件格式的时间。同时，生成的录音文件可以集中发送到远程服务器，节省了本地磁盘空间。
　　在每个学生终端都提供了独立的USB接口，学生可以自主地下载自己的录音文件或资源库中的音视频资料。
　　形式灵活的考核系统 教师在授课过程中可以随时对学生进行小型或大型的测试。小型测试只需要教师在主控端发布一道考题，学生即可在学生终端用鼠标选择答案，教师对学生的回答结果进行查看统计。
　　大型测试通过学生终端的Web上网功能来实现。教师在线编辑试卷内容并发布到学生终端，学生通过浏览器完成测试作业。Web方式的考核形式大大突破了语言类考试的局限性，使得考核的内容更加灵活全面。
　　强大的自主学习功能 本次改造选用的NewClass语言学习系统提供了强大的自主学习平台功能，教师可以对平台内容进行维护和管理，将教学课件和材料发布到学习平台，平台内的功能模块可以根据教师需要灵活地进行定制。
　　学生可以在终端对教学资源进行Web浏览，在网页上对课件、音频、视频进行点播和查看。Web终端的访问模式同PC下的访问环境一模一样，消除了设备限制的局限性，增强了学生自主学习的灵活性。
　　4 小结
　　语言教学环境的建设是一项长期系统的工程，它包含了教学系统、管理协调、资源建设等各个方面的全面整合。只有做到优化教学过程、提高管理质量、加强资源建设齐头并进，才能促进语言教学水平的稳步提高。
　　对外经济贸易大学网教中心将会在综合利用和优化配置先进技术设备的前提下，积极汲取各方面经验，争取为教师和学生提供一个良好的教学学习环境，促进语言教学质量不断提高。