一、前言
1.1需求背景
教育部高教司启动的“大学英语教学改革工程”,其核心就是:加强实用性英语教学,全面提高大学生英语综合运用能力,注重培养学生的听说能力。
语言教学不同于其它的科学性学科,它由听说技能和语言知识教学组成,两者是相辅相成,密不可分的。我国高校学生在校人数增长迅速,而可利用的教育资源却相对有限,因而必须充分利用多媒体、网络技术发展带来的契机,改进已往以教师讲授为主的单一的课堂教学模式。新的教学模式应该具备以下特点:
(1)新的教学模式应以现代信息技术,特别是网络技术为支撑,使外语教学朝着个性化学习、不受时间和空间限制的学习、主动性学习方向发展。
(2)新的教学模式应以教师为主导,学生为主体,体现英语教学的实用性、文化性和趣味性,充分调动教师和学生两个方面的积极性,确立学生在教学过程中的主体地位。
(3)新的教学模式应充分考虑外语教师的知识结构,建立友好的用户界面,在技术上体现交互性、可实现性和易于操作性。
(4)新的教学模式既是一个渐进过程,也是一个继承与发展的过程,它必须继承原有教学模式中的优秀部分,并利用现代信息技术使教学模式层层推进。
1.2语言实验室现状
随着科技的发展,语言实验室(Language LAB)领域近几年来无论是在技术上还是在功能都有了许多突破,它已经逐渐成为语言教学特别是外语教学不可或缺的教学设备。在语言实验室的发展过程中,主要经历了模拟语言实验室和数字语言实验室两个阶段。
模拟语言实验室是基于模拟信号的外语教学系统,主要由主控台、电源箱、教师录音机,学生终端四大部分组成,它的出现,超越了传统意义的封闭式、灌输式教学概念,为外语教学过程中的语音模仿、听力训练、口语训练、教学测试、教学方法研究等提供了有利条件,逐渐成为学校外语教学的一种重要教学手段。然而,随着时代的发展,模拟语言实验室无法满足外语教学新的需求,其先天缺陷也逐渐暴露出来,主要表现在四个方面:第一个方面是系统稳定性差。模拟语言实验室的核心设备是录音机机芯,机芯本身就是机械结构,即使是电控机芯,机械部分也占结构中的90%以上的比例,机芯的机械运动,震动,磨损等极易造成系统故障。第二个方面是维护困难。多数模拟语言实验室的产品连接线缆及连接方式均为厂商自定义,产品连接复杂,不仅故障率高,维护也非常困难。第三个方面是功能单一。模拟语言实验室功能设计都集中在音频广播和对讲通话等方面,无法完成文本、图像和视频的教学,也无法实现资源的共享。第四方面是教学互动性差。学生单元的功能基本上依据录音机的功能而设计,主要是对录音带的操作,这样的功能设计正是基于模拟电路的特点而产生,几乎不存在互动性。
数字语言实验室是基于数字信号的外语教学系统,系统建立在标准网络数据交换的基础上,经过A/D转换后的语音数据,通过标准的网络协议,传送给用户终端。其中,系统中的控制信号,音频信号,视频信号都是数字化信号。与传统的模拟语言实验室相比,数字语言实验室具有无法比拟的先天优势。第一,系统稳定性强。数字语言实验室的核心技术是基于计算机传输协议的网络技术,整个系统几乎没有机械部件,故不存在机械故障。第二,能高效实现资源共享。数字化语言实验室是基于网络的系统,我们知道网络的最大特点就是资源共享,利用率高,信息传递准确等。第三,拥有丰富的数字化功能。数字语言实验室不仅包含了传统型系统的所有功能,而且又扩展了几十种应用功能。例如数字化复读、音波比对、视频点播、对谈练习、电子阅览、阅读教材、作业发布、考试测验等等。这些功能的加入不仅仅丰富了课堂教学,而且也改变了语言实验室的应用模式,让语言实验室从单项的语音教学功能变成了多功能的语言、计算机、多媒体课件的整合教室,还可在课后向学生开放,接受来自各年级、各语种、各学科的学生同时在此教室内自由学习。
数字语言实验室是IT技术与外语教学相结合的必然产物,与传统语言实验室相比,数字语言实验室无论是在技术上还是在功能上都有了质的飞跃,它适应了外语教学乃至整体教学改革的需要,得到了国家教育部门和各类学校的高度重视,也得到了用户的普遍认可。数字语言实验室的应用,对实际教学单位的整体教学水平的提高起到了重大推动作用,教育用户的需求规模也随之急剧扩大,数字语言学习系统的市场也已经初具规模。
1.3外语教学新需求
随着大学外语教学改革的进一步深化,现代外语教学正朝着“以教师为主导、以学生为主体、以开放式交互教学为基础”的方向发展,外语教学也逐步形成了三个稳定的教学范畴,即:以教师为主导的课堂教学、以学生为主体的自主学习、以开放式交互教学为基础的校园网络学习。
① 以教师为主导的课堂教学:在外语教学的实际过程中,课堂教学时间相对固定,老师在有限时间内,需完成大量的教学课程。因此,课堂教学对语言实验室设备性能要求比较高,设备必须稳定可靠,宜采用专业的语音终端来实现。
② 以学生为主体的自主学习:自主学习应充分体现学生的自主性和个性化,其教学功能必须多样,并且随着现代教学技术的发展,一些新的教学功能和方法会不断融入到自主学习中。因此,自主学习对语音教学设备的灵活性要求比较高,扩展容易,宜采用支持中英文输入,鼠标图形化界面操作、显示设备采用通用VGA显示器的语言实验室来实现。
ACLASS3100-A3型数字语言学习系统介绍
二、系统结构图
三、系统的总体结构
ACLASS 3100-D-A3语言教学系统中,音频信号完全以数字形式在学生终端和主控制台之间传输,音频信号完全以数字形式在主控制台内混合、存储;
选用固定时迟、固定带宽的专用音频传输交换技术规格(一般称ATM)以获得专业的音频性能,结合世界最新半导体技术,ACCLASS产品音频性能主要规格:在一组内以CD音质(44.1 Khz,16 bit)同时进行64人交谈,任意学生到任意学生的音频延迟时间小于1 ms,基本优于竞争对手一个数量级;
系统采用通用超五类双绞线构成纯星形的网络结构,主交换机通过一通用条网线向学生终端同时传送电源、双向数据信号、高清VGA信号,相对同类产品复杂的连接线,ACCLASS的产品运用技术手段使其高度简化,可靠性、可维护性、可安装性飞跃了一个层次。
四、系统特性
数字音频交换主机采用通用USB 2.0接口和主控电脑连接
此技术为业内我公司独创,较行业内其它公司或采用普通网络接口或采用专用数据卡的方式具有显著优势:
a) 采用普通网络口的传输音频数据的产品,为了保障音频数据的实时性和网络的安全性,必然专门再增加一张网卡连接外网,而双网卡的设置是比较烦琐的,往往因为设置的问题造成系统瘫痪。
b) 采用专用数据卡的传输音频数据的产品虽然避免了双网卡的设置,但安装专用数据卡要打开计算机机箱,安装费事,专用数据卡的数据接口并不支持带电拔插,实际安装使用中损坏率较高。
c) 采用USB接口方式有效的完全避免了上述两种模式的缺点,实现了免设置、安装最简单、支持带电热拔插,同时我公司产品采用3个USB2.0接口同时传输数据,总理论带宽值高达1440Mbps,远高于上述两种模式,能提供更好音质。
系统高度集成
数字音频交换主机和学生终端采用普通超5类双绞网线(兼传送数据及电源及实时高清VGA信号,一线通,此技术为我公司业内独创)连接的纯星型网络;全系统语音终端供电仅采用一台通用PC微机电源(电源内置在数字音频主交换机内,供电及数据传输一体化);音频交换主机自带主录音机接口、外部信号输入接口、耳麦接口(无须外接媒体控制设备);音频交换主机自带USB声卡,支持广播任意播放器软件播放的音频内容而无须连接计算机本机声卡音频输出线(同类产品或只支持专用播放器或需另行连接声卡输出线);数字音频交换主机自带VGA宽带视频平衡传输系统,通过网线传输实时VGA视频信号,相对于传统的VGA专用线方式,可靠性、可安装性、可维护性大大提高,清晰度和传输距离也有很大改善。
多项独特的便利设计
a) 系统电源控制智能化,软件退出,自动关闭全语音系统电源(大大方便日常使用)。
b) 系统软件安装傻瓜化,系统软件安装只需要安装者敲回车确认键而无须任何设置,大大方便老师自行恢复系统,从而大大提高设备的完好率。
c) 系统采用网线提供学生终端的供电,并且网线中的所有电压均为安全电压,连接线可以随意交叉、短路,不会对交换机和学生终端构成损害,而同类产品严禁线路交叉和短路,否则会造成设备永久性损害,这个特性对于设备的安装和日常维护是非常重要的。
d) 采用专利技术的XM-609耳麦,XM-609耳麦采用特制的耳麦插头和“铜铂绞合”螺旋线(专利技术ZL200420034313.0),具有很高的耐用性,教学耳麦不再是易损件!
e) 系统具有自检功能,随时在线侦测,能够自动识别故障并屏蔽故障终端,确保系统正常使用。
f) 维修简便,系统故障自诊/屏蔽故障单元,学生机无编码任意互换(即插即用),使系统安装维护无需专业技术(傻瓜化)。
经济的运行费用
超低功耗的环保设计,典型全系统满载(48座,不包括计算机及显示器用电)总功耗≤100W,为业界最低。
图片 |
名称 |
描述 |
|
ACLASS 3100-D- A3学生终端 |
外接端口:三合一网络口(含馈电、数据通讯、高清VGA信号)、VGA信号输出、耳麦、键盘、鼠标、支持中文输入 |
|
服务器软件 及控制软件 |
服务器软件及控制软件 |
|
教师机 资源服务器 |
运行控制软件及服务器软件,存放资源。(教师机和服务器可以分立配置,也可二机合一) |
|
ACLASS 3100-D-A3数字音频交换主机 |
数字音频交换主机选用固定带宽、固定时延音频交换技术;含全系统供电;含高清VGA信号处理;电源智能开关,无须手动操作;含外部信号接口、教师耳麦接口、主录音机接口。 |
|
彩色LCD显示器 (选件) |
学生终端直接驱动,可显示教师端屏幕信息。 |
|
ACLASS -609耳机麦克组 |
单指向抗噪声讲麦克风;采用高保真内磁式耳机;特制耳麦连接电缆高度抗拉、抗折;采用RJ11接头方式,经久耐用;采用平衡传输模式,抗干扰能力强;采用特殊的屏蔽措施,有效抑制显示器脉冲辐射干扰 |
六、相关技术
6.1系统采用的相关技术
采用了全新设计的由通用超5类双绞线构成的三合一信号传输系统,我们知道,通用超5类双绞线共有4对线,公司创造性地利用其中的三对线分别传输高清VGA信号的红、绿、蓝三种色度信号,利用剩余的一对线完成对学生终端的供电及双向数据通信,相对同类产品复杂的连接线,产品运用技术手段使其高度简化,可靠性、可维护性、可安装性飞跃了一个层次。
采用了90 nm 高速大规模芯片和并行处理技术,使数字音频传输、混频能力达到:一个小组内同时支持64人以上以44.1Khz/16bit CD音频格式讨论(混频),在此模式下任意学生到任意学生音频延时小于1 ms。此项技术指标高同类产品几乎一个数量级。
数字音频交换主机和计算机采用USB2.0交换数据,为了扩大数据流量,ACCLASS公司创造性地采用3个USB2.0接口并行工作(你没有在其它地方见过具有三个USB接口的设备吧?),最大理论数据带宽达到了480Mbps*3=1.44Gbps,远高于采用网络口(最大理论带宽1Gbps)和专用数据卡(最大理论带宽625Mbps)的其它产品,同时USB口具有安装方便,支持热拔插的宝贵特性。
连接电缆采用了抗短路、抗交叉设计:音频交换主机到学生端的网线可以任意短路、交叉而不会损坏任何设备,这对于提高设备的可安装性、可维护性、可靠性也是非常重要的。
6.2设备技术指标参数表
ACLASS 3100-D-A3数字化语言教学系统完全符合教育部发布的《数字语言学习系统行业标准(征求意见稿)》A级产品和国家教育技术协会《数字语言学习系统技术规范(试行)》甲类A级标准,部分指标优于上述标准/规范一个数量级以上。
设备技术指标参数表
设备部件 |
主要技术参数 |
安全可靠性 |
●平均无故障工作时间:主控制设备:5000小时,死机和故障掉线≤1;学生机单元:10000小时,死机和故障掉线≤1; ●终端一次启动成功率 100% ●使用条件:0-40℃;相对湿度:20%-80%;大气压86-106Kpa;电源220V±22V交流电压;电源频率:50±2.5Hz |
音频交换主机 |
●64路44.1Khz/16bit音频数据同时混频,任意学生位置到任意学生位置音频延时<1ms。 ●电源:标准220V±22V电源,智能开关,所有学生终端电源由音频交换主机统一提供。 ●信噪比>80dB ●失真率<1% ● 三合一网络口(含馈电、数据通讯、高清VGA信号) |
学生终端 |
●无级变速不变调范围:40%--200% ●信噪比≥80dB ●频率响应频响:125Hz-10.0kHz(±2dB),16位以上线性采样 ●录音时间≥600分钟 ● 直接驱动VGA彩色LCD大屏幕显示器 ● 三合一网络口(含馈电、数据通讯、高清VGA信号) |
耳机麦克组(立体声) |
●耳机: a) 频率响应: 125Hz~8000 Hz, ±17 dB(0dB=20uPa)(输入功率=1mW); b) 电阻抗: 32Ω±20%; c) 特性声压级(灵敏度):≥100dB/1mW (0dB=20uPa)。 ●麦克: a) 频率响应:40-20000HZ b) 类型:驻极体传声器; c) 自由场灵敏度: -47±2 dB(0 dB=1V/Pa); d) 指向性类型: 双向;
|
声音延迟 |
●广播≤1ms ●对讲≤1ms ●断裂时间 无 |
网络 |
●选固定时延、固定带宽数据传输协议,音频传输最优化 ●三合一网络模式,音频交换主机通过一根通用4对超5类双绞线同时向学生终端供电、传输数据、传输高清VGA信号 |
海翔系列语音学习系统设计参照标准规范:
GB/T14185-93语言学习系统通用技术条件
GB 2423电工电子产品基本环境试验规程
GB 12641视听、视频和电视设备及系统维护和操作的安全要求
GB 6832头戴耳机测量方法
GB 9401传声器测量方法
GB9254计算机抗电磁兼容性指标
ISO 9001国际质量体系认证
七、产品优势
创新的技术优势
◎采用了全新设计的由通用超5类双绞线构成的三合一信号传输系统,主交换机通过一通用条网线向学生终端同时传送电源、双向数据信号、高清VGA信号,相对同类产品复杂的连接线,ACCLASS的产品运用技术手段使其高度简化,可靠性、可维护性、可安装性飞跃了一个层次。。
◎数字音频交换主机采用通用USB 2.0接口和主控电脑连接,为了扩大数据流量,公司创造性地采用3个USB2.0接口并行工作,最大理论数据带宽达到了480Mbps*3=1.44Gbps,远高于采用网络口(最大理论带宽1Gbps)和专用数据卡(最大理论带宽0.625Gbps)的其它产品,同时USB口具有安装方便,支持热拔插的宝贵特性。
◎采用专用的XM-609 RJ11耳麦,XM-609 RJ11耳麦采用特制的近讲麦克风,其灵敏度差异小于1.0dB,有效克服了采用普通耳麦造成的回声问题;同时XM-609 RJ11耳麦采用特制的插头和螺旋线,具有很高的耐用性,教学耳麦不再是易损件。
◎数字音频传输、混频能力:一个小组内同时支持64人以上以44.1Khz/16bit CD音频格式讨论(混频),在此模式下任意学生到任意学生音频延时小于1 ms。此项技术指标高同类产品几乎一个数量级。
◎学生终端支持中/英文章全文真人发声朗读。
八、功能说明
序号 |
功能 |
功能说明 |
1 |
声言广播 |
教师可将自己的讲话或其他声音节目传给指定单个、部分或全部学生,适合教师在课堂上进行讲解。教师也可将任意指定学生的声音转播给其他学生。 |
2 |
屏幕广播 |
教师可将自己屏幕传送给全部学生。 |
3 |
屏幕监看 |
教师观察指定单个、部分学生的屏幕,观察其学习情况。 |
4 |
远程遥控 |
教师可直接控制、操纵学生终端,使教师和学生终端同步运行,包括屏幕界面、运行情况、执行结果等做到手把手式的教学,教师还可以设定遥控时锁定或不锁定学生的键盘与鼠标。 |
5 |
网上影院 |
教师可以通过在自己的计算机上播放VCD/DVD,让其他学生在自己机器上实时地看到VCD/DVD的图像,听到VCD/DVD声音。 |
6 |
黑屏肃静 |
教师可以对单个、部分或全部学生进行肃静,锁定屏幕和键盘,达到让学生专心听课之效果。 |
7 |
语音对讲 |
使教师与学生在教学、学习提问时达到实时语音交流,教师可任意指定学生进行语音交谈。 |
8 |
分组讨论 |
教师可以组织进行问题讨论,参与者之间可用文字或语音交谈;参加讨论的学生都可以看到所有其他人的交流信息;参加语音讨论的学生人数应不受限制,一组最多可达64人以上并保持全通,在此状态下以44.1khz/16bit进行混频而音频延时小于1毫秒。 |
9 |
电子白板 |
教师可以对屏幕进行边操作边注解,达到教学提示及注释作用,可以提供文字书写、作图及放大、缩小功能。 |
10 |
作业提交 |
学生可以将自己的作业传送给教师,教师收到学生作业后,可在计算机上进行检查批改,非常方便。 |
11 |
电子抢答 |
教师可以让部分或全部学生参加电子抢答测试,教师根据先后次序指定学生回答问题。 |
12 |
录音跟读 |
教师或学生可以将自己的声音进行录音,随后可以进行跟读训练,便于语音教学。 |
13 |
电子举手 |
学生可以向教师发出举手信息,教师机上有提示信号,并可按呼叫顺序号列表。 |
14 |
教师锁定 |
教师离开机房时,可密码锁定教师机,直到教师回来以密码进入。 |
15 |
系统设置 |
主要有音量调节、命令预置、广播方式、遥控方式、黑屏方式与监看方式。 |
16 |
音频点播 |
点播音频教学资源,以资源管理器的模式进行搜索访问,支持WAV、MP3、WMA、RA、OGG、AC3、APE、AIF,点播AVI、WMV、RM、RMVB、MPEG、ASF、MOV(音频部分)。 |
17 |
文本点播 |
点播文本文件,支持自动翻页阅读,翻页速度可由学生自己调整或由教师指定。支持真人全文朗读,英语、汉语文档不受限制。 |
18 |
IP电话功能 |
学生可浏览在线学生并选择其中之一与他交谈。 |
19 |
电子词典 |
学生端具有英汉双向真人发声电子词典功能,学生可在线查阅生词,词库丰富,容量大于100万条。 |
20 |
变速不变调播放 |
学生可对点播的音频文件进行无级变速不变调播放,调整语音播放速度范围0.4~2(-60%~+200%)。 |
21 |
自主考试与评估 |
学生如点播方式调用题库中的试卷,交卷后系统自动回送正确答案、解释及教师的注解等内容,供学生进行学习效果评估。 |
22 |
考试模式与发送试卷 |
1)自由考试:支持AB卷和多选答案,支持书面试卷、语音试卷和电子文本试卷考试,形成试卷向学生发送。 |
23 |
学生答题 |
1)自由考试:标准答案答题模式,支持单选、多选,可提前交卷、教师定时统一收卷,答题结果按学生学号或姓名保存,以供分析用。 |
24 |
试卷制作 |
1)制作标准考试试卷。 |
25 |
远程监控 |
监测数字系统设备的运行情况,在设备发生故障时可以识别故障类型、故障的位置,同时自动通过网络向设备维护中心发出维护请求信号。 |
26 |
远程委托管理 |
根据用户委托远程管理该学校的数字语言室,统计使用时间、故障次数等信息,同时将该信息发送到客户服务中心的数据库中。嵌入监控模块后,用户可以放心地使用数字化语言教学平台而无后顾之忧。 |
27 |
支持网络 |
远程备课、教学资源共享,课件库全面开放。 |
28 |
网络控制功能 |
教师可在任意状态下监听和监视学生终端,以维护教学正常秩序。 |
29 |
监控 |
教师对学生机进行个别、分组或全体控制。 |
30 |
电子点名 |
支持点名功能,点名后,在教师端的学生座位上即可实时显示学生姓名,方便教学; |
31 |
系统记忆功能 |
教师可根据自己的教学习惯设置自己授课音量大小并可自行设置密码保护,避免每次上课都要调试授课声音大小等不必要的繁琐工作,提高教学效率; |
32 |
学生耳麦自动检测 |
学生终端可以自动检测耳麦,并将检测结果随时汇报教师电脑,利于保持设备的完好率。 |
33 |
学习交流 |
包括分为自选聊天以及聊天室,让学习交流更为轻松、有趣!支持中文、英文输入法,自由切换,中文输入法采用联想拼音输入法,使用更为方便、快捷!
|
九、系统功能列举
超级语音变速不变调、AB复读
授课模式下,教师通过对语声速度进行控制,既可降低听力难度,方便学生理解,又能增加难度,保证同样的教材适应不同水平学生的学习,达到因学施教的目的。指定开始点(A)和结束点(B),即可实现两点间循环复读。
自习模式下,学生自主点播的音频,也可以调节速度(0.4x~2.5x精确1%变速),而且变速效果处于国际领先水平,可与同类进口产品一比高下。
多路节目广播
多路节目播出,支持10路任意分组广播,动态增删节目,动态选择学生,使用方便,快捷。
多媒体切换
8路节目任意切换,并能对AB两路主录音机遥控控制,播放状态显示同步,方便教师在软件界面上操作。
电子白板
当讲解过程中遇到生词的时候,或遇到大段的文章时需要解释时,教师只要在软件上的窗口输入文本,或是调入已有的文档,学生端显示器上就可即时显示,窗口同步滚动。
丰富齐全的语言素材库
素材库丰富齐全,存储量大,随系统已赠送相当于几百盘磁带地学习资料。避免了教师频繁更换磁带,反复机械操作地烦恼,与传统语音室相比,又节约了大笔开支。本系统的资料来源广泛,可从Internet网上下载,或从电脑光盘、录音机磁带上转载,教师或学生可根据实际情况,选择同等级的其它英语资料,广泛地进行学习,达到真正掌握地目的。
动态设定学生点播范围。由于点播资料库内容广泛,包括课堂教材、科技、时事、文化、乃至休闲资料。教师有时需要让学生有针对性的补充课外知识,若是完全开放,就有失初衷。若是能在资料库目录中设定学生可以点播的范围,这种情况就能有效控制。
自由考试、口语考试、考试分析
实用的无纸化考试功能,有支持两套试卷的自由考试和随堂即时测验,自由考试模拟常规考试环境,学生可以按自己的进度上下翻阅试卷和答题。考试结果实时分析、评估,将结果马上发给学生,并可打印输出。
试题制作
完整的考试试卷制作模块,包括考试文本编辑、时间设置、标准答案及分数设定。
实名登录
学生在学生端选择或者输入自己的实际姓名进行登录,可以对1个或者多个进行登录命令:
计费
系统备有完善的上机管理功能,学校可以在自习时间开放语言室,并且计费使用。
音文点播
学生可以自主点播音视频及文本文件,音视频文件类型不受限制,文本文件包含TXT、DOC、HTML、HTM等。
直播节目
学生可以在线选择直播教师端4路节目
自主考试
学生可以选择考试题目进行自主考试,包含自主听力考试等。
自由讨论
学生可以加入退出讨论组,讨论人数不受限制。
学习交流
分为自选聊天以及聊天室,让学习交流更为轻松、有趣!
自主录音
学生自行录音,超长录音时间,可以暂停、播放等,是检测学生口语能力的有力工具。
超级词典
超级全面的(100万条记录)英汉词典数据库,学生随时查询并且可以朗读生词。
资料库
包含点播资料、考试资料和录音片段,学生可以随即访问,在录音片段中,学生只能访问自己的录音并可以删除录音片段。