侯 婧

山西中醫(yī)藥大學(xué) 山西晉中 030619

教育系統(tǒng)必須進(jìn)行由技術(shù)支持的重大結(jié)構(gòu)性變革，而不是進(jìn)化式的修修補(bǔ)補(bǔ)。教育要?jiǎng)?chuàng)新，就必須在技術(shù)支持下對(duì)教學(xué)模式、評(píng)估模式、學(xué)習(xí)模式、設(shè)施環(huán)境等進(jìn)行變革[1]。技術(shù)的發(fā)展對(duì)教育具有至關(guān)重要的影響，二者相互滲透，相互促進(jìn)。進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，作為高校開展英語教學(xué)重要平臺(tái)的語音實(shí)驗(yàn)室，在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的支持下，逐步朝著智能化方向發(fā)展，集多功能于一身，可以能動(dòng)地滿足教師、學(xué)生的英語教學(xué)和學(xué)習(xí)需求，為實(shí)施個(gè)性化、差異化學(xué)習(xí)提供條件，有利于全面提高學(xué)生聽、說、讀、寫、譯的應(yīng)用能力。

1 語音實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展

20世紀(jì)初，美國開始對(duì)語言聲音進(jìn)行科學(xué)研究，開發(fā)語音識(shí)別系統(tǒng)。隨后研究轉(zhuǎn)向語言培訓(xùn)，語音實(shí)驗(yàn)室應(yīng)運(yùn)而生。20世紀(jì)80年代，我國開始實(shí)行改革開放政策后，國際合作和交流活動(dòng)日益增多，對(duì)英語人才的需求日益凸顯，高校英語教學(xué)的重要性也隨之顯現(xiàn)。在這種背景下，語音實(shí)驗(yàn)室開始在各大高校投入建設(shè)、使用，開創(chuàng)了英語教學(xué)信息化的第一次改革。語音實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)，有助于改善英語教學(xué)環(huán)境，輔助教師高效地進(jìn)行英語教學(xué)，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生跨文化交際的能力。

最初的語音室為模擬語音實(shí)驗(yàn)室，功能相對(duì)單一，是一種僅能提供聽力訓(xùn)練的系統(tǒng)[2]。它由教師端和學(xué)生端構(gòu)成，有控制臺(tái)、錄音機(jī)、音響、擴(kuò)音器、耳機(jī)、話筒等設(shè)備。教師端和學(xué)生端通過電纜相連，傳輸信號(hào)。模擬語音實(shí)驗(yàn)室可以播放聽力教材，學(xué)生進(jìn)行跟讀，同時(shí)教師可以講解知識(shí)、提出問題，學(xué)生回答。教師還可以組織師生對(duì)話和生生對(duì)話等環(huán)節(jié)的活動(dòng)。20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，語音實(shí)驗(yàn)室也得到了進(jìn)一步發(fā)展。教師端配備電腦，學(xué)生端配備顯示器，音頻、視頻信號(hào)同時(shí)傳輸，學(xué)生不僅可以進(jìn)行聽說訓(xùn)練，還可以觀看視頻資源，語音實(shí)驗(yàn)室的功能得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

2 智能化語音實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代的到來，互聯(lián)網(wǎng)和教育跨界融合。互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)大學(xué)英語的教學(xué)理念和培養(yǎng)目標(biāo)提出了新的挑戰(zhàn)，智能化語音實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)迫在眉睫。桌面虛擬技術(shù)、云計(jì)算等運(yùn)用于語音實(shí)驗(yàn)室，將大大拓展語音實(shí)驗(yàn)室的單一功能，豐富教學(xué)資源和教學(xué)手段，創(chuàng)新教學(xué)評(píng)價(jià)，有助于學(xué)生內(nèi)化所學(xué)知識(shí)，提升學(xué)生實(shí)際運(yùn)用英語的能力。

2.1 智能化語音實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備構(gòu)建

為實(shí)現(xiàn)語音實(shí)驗(yàn)室智能化的目標(biāo)，首先必須保證硬件設(shè)備的先進(jìn)性。采用同步以太網(wǎng)技術(shù)和適用于音、視頻等流媒體同步傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)交換主機(jī)，能夠保證系統(tǒng)整體音、視頻傳輸流暢，無延遲、無卡頓；1路千兆數(shù)據(jù)輸入接口，16路百兆數(shù)據(jù)輸出接口，以保證教師播放4K視頻時(shí)學(xué)生端無卡頓、無延遲。主卡采用多媒體數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)服務(wù)器卡，能夠保證語音信號(hào)流暢傳輸；可負(fù)載上百臺(tái)終端；有1個(gè)千兆以太網(wǎng)絡(luò)接口。交換分機(jī)采用以太網(wǎng)交換分機(jī)，以保證系統(tǒng)整體音視頻傳輸流暢；有3路數(shù)據(jù)輸入接口，可負(fù)載16臺(tái)云終端設(shè)備。交換機(jī)為全千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.3，IEEE 802.3u，IEEE 802.3ab，IEEE 802.3x；端口：16個(gè)10/100/1 000 Mb自適應(yīng)RJ45端口(Auto MDI/MDIX)。云終端采用同步以太網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的適用于多媒體數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)脑平K端，支持桌面虛擬化技術(shù)，支持標(biāo)準(zhǔn)鼠標(biāo)鍵盤、顯示器接入；云工作站采用Intel i7 6700處理器，ATM網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)卡。1臺(tái)云工作站可以為12個(gè)云終端提供云計(jì)算服務(wù)。顯示器為LED背光液晶顯示器，屏幕尺寸18.5英寸及以上，屏幕比16:9，VGA接口。教師和學(xué)生的耳機(jī)都是頭戴封閉式立體聲耳機(jī)，動(dòng)圈式工作方式，單元直徑40 mm，頻響范圍20～20 000 Hz。路由器采用企業(yè)級(jí)全千兆(有線)路由，帶機(jī)量80。計(jì)算機(jī)選用Intel i5 6500處理器，Intel H系列主板，雙接口集成顯卡(VGA+DVI)，19寸液晶顯示器。

智能化語音實(shí)驗(yàn)室以同步以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過云桌面管理平臺(tái)，利用桌面虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)云工作站、云終端及各種設(shè)備的有效管理，從而保證學(xué)生端的操作。桌面虛擬化是指用戶通過終端設(shè)備，利用服務(wù)器訪問桌面環(huán)境的技術(shù)。云終端是通過運(yùn)用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與用戶之間的聯(lián)系[3]。語音室各設(shè)備間通過同步以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)音、視頻信號(hào)的流暢傳輸。智能化語音室功能強(qiáng)大，不僅能夠存儲(chǔ)豐富的教學(xué)資源，而且能為教師提供不同教學(xué)模式的選擇(如圖1所示)。

圖1 智能化語音實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 智能化語音實(shí)驗(yàn)室的課堂教學(xué)軟件構(gòu)建

硬件設(shè)備是語音實(shí)驗(yàn)室的基石，在先進(jìn)硬件設(shè)備的保證下，作為語音實(shí)驗(yàn)室核心的課堂教學(xué)軟件才能真正實(shí)現(xiàn)智能化的目標(biāo)。智能化語音實(shí)驗(yàn)室的課堂教學(xué)軟件主要包含“課堂教學(xué)”“多媒體教學(xué)”“課堂輔導(dǎo)”三大功能模塊，從而實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、輔有機(jī)融合(如圖2所示)。

圖2 智能化語音實(shí)驗(yàn)室教學(xué)功能示意圖

在“課堂教學(xué)”模塊中，系統(tǒng)可以自動(dòng)分析課件性質(zhì)，自動(dòng)推薦合適的教學(xué)模式，并匹配相應(yīng)的教學(xué)工具。教師可根據(jù)系統(tǒng)提供的教學(xué)流程完成教學(xué)任務(wù)。它包括聽力教學(xué)平臺(tái)、口語教學(xué)平臺(tái)和自由學(xué)習(xí)平臺(tái)。

聽力教學(xué)平臺(tái)分為聽力講解平臺(tái)和復(fù)聽訓(xùn)練平臺(tái)。在使用聽力講解平臺(tái)時(shí)，教師可任意設(shè)置多個(gè)書簽進(jìn)行精細(xì)講解。同時(shí)教師可通過隨堂提問的功能，針對(duì)當(dāng)堂的聽力資料設(shè)計(jì)問題。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)作答情況，并反饋到教師界面，教師依據(jù)反饋信息進(jìn)行重點(diǎn)講解。當(dāng)教師播放聽力資料時(shí)，通過復(fù)聽訓(xùn)練平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)所有學(xué)生不同步播放，每個(gè)學(xué)生可任意復(fù)聽自己聽不懂的句子。通過系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)、反饋，教師可定位到難點(diǎn)內(nèi)容，做出相應(yīng)講解。

口語教學(xué)平臺(tái)包括計(jì)算機(jī)領(lǐng)讀平臺(tái)、朗讀教學(xué)平臺(tái)、小組討論教學(xué)平臺(tái)。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)讀平臺(tái)模式下，教師選定音頻播放，計(jì)算機(jī)按句領(lǐng)讀，學(xué)生跟讀，系統(tǒng)同時(shí)記錄每一個(gè)人的發(fā)音，并自動(dòng)評(píng)估檢測。領(lǐng)讀結(jié)束后，每個(gè)學(xué)生的跟讀錄音能夠直觀顯示在教師界面，教師可調(diào)取學(xué)生錄音，一對(duì)一講評(píng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互式口語教學(xué)和訓(xùn)練。在使用朗讀教學(xué)平臺(tái)時(shí)，教師選定一篇文章開始朗讀，學(xué)生跟讀，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)錄制。學(xué)生的語音、語調(diào)和語料經(jīng)過前面的訓(xùn)練后，通過小組討論教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)行人人交互的討論式訓(xùn)練。學(xué)生按照教師分配的角色，就某一話題進(jìn)行討論，系統(tǒng)記錄討論錄音。討論結(jié)束后，教師可控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)組內(nèi)自聽、組間互聽或單獨(dú)播放某一組的錄音進(jìn)行講解。

自由學(xué)習(xí)平臺(tái)具有聽力訓(xùn)練、口語訓(xùn)練、閱讀訓(xùn)練、寫作訓(xùn)練等功能。通過自由學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以根據(jù)自身知識(shí)水平自主選擇訓(xùn)練內(nèi)容，同時(shí)根據(jù)平臺(tái)的智能評(píng)估功能反饋的數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)互動(dòng)反饋式的自主訓(xùn)練。

“多媒體教學(xué)”模塊包括分組教學(xué)、學(xué)生監(jiān)控、隨堂作業(yè)、師生對(duì)話等功能。利用分組教學(xué)功能，教師將學(xué)生分組，可以進(jìn)行小組討論話題。應(yīng)用隨堂作業(yè)功能，教師可進(jìn)行單選、簡答題測試，作答以圖表實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。利用師生對(duì)話功能，教師可與學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)對(duì)話、文字交流，支持可視化對(duì)講。當(dāng)教師進(jìn)行以上功能操作時(shí)，可開啟學(xué)生監(jiān)控功能，對(duì)全班進(jìn)行監(jiān)控。

在“課堂輔導(dǎo)”模塊中，包括教師跟蹤輔導(dǎo)、講評(píng)等系統(tǒng)。學(xué)生在教師設(shè)定的范圍自學(xué)時(shí)，教師可實(shí)時(shí)跟蹤其完成率、得分及學(xué)習(xí)內(nèi)容等，并進(jìn)行有針對(duì)性的輔導(dǎo)；系統(tǒng)還能對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將結(jié)果反饋給教師，教師進(jìn)行針對(duì)性的講評(píng)。

3 智能化語音實(shí)驗(yàn)室在英語教學(xué)的應(yīng)用

3.1 提供豐富教學(xué)資源 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

學(xué)生具備了良好的自主學(xué)習(xí)能力，才能有望實(shí)現(xiàn)“教升華為不教”的教育最高追求[4]。智能化語音實(shí)驗(yàn)室為培養(yǎng)學(xué)生英語自主學(xué)習(xí)能力提供了便利條件。學(xué)生在進(jìn)行英語學(xué)習(xí)時(shí)，依托語音室的課堂輔導(dǎo)模塊，自主完成教師設(shè)定的自學(xué)任務(wù)，在教師給出針對(duì)性反饋后再根據(jù)自身知識(shí)水平、認(rèn)知特點(diǎn)、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)需求等因素，依托自由學(xué)習(xí)平臺(tái)，從豐富的學(xué)習(xí)素材中自行選擇適合自己個(gè)性需求的內(nèi)容，自主進(jìn)行聽力、口語或閱讀訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互式學(xué)習(xí)。在訓(xùn)練結(jié)束后，學(xué)生根據(jù)智能評(píng)估的結(jié)果，修正、調(diào)整自己的學(xué)習(xí)行為，從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，學(xué)生的學(xué)習(xí)更加主動(dòng)、靈活，參與度更高，從而能夠?qū)ふ页鲞m合自己的英語最佳學(xué)習(xí)途徑[5]。

3.2 創(chuàng)設(shè)英語學(xué)習(xí)語境 推進(jìn)教學(xué)模式互動(dòng)化

在智能化語音實(shí)驗(yàn)室中，師生依托課堂教學(xué)模塊中的多種學(xué)習(xí)平臺(tái)，不僅能夠獲得豐富的英語學(xué)習(xí)素材，而且能夠創(chuàng)設(shè)英語學(xué)習(xí)氛圍，吸引學(xué)生眼球，展開任務(wù)式、合作式、討論式等多種教學(xué)模式的嘗試，豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)的有效性，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升。教師利用平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)，能夠及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、口語表述的準(zhǔn)確度、流利度、課堂作業(yè)完成情況、小組討論結(jié)果等情況，做出個(gè)性化、針對(duì)性反饋，真正實(shí)現(xiàn)師生、生生、人機(jī)之間的互動(dòng)交流。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，信息技術(shù)的高度發(fā)展是語音實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)智能化構(gòu)建的基礎(chǔ)。智能化、數(shù)據(jù)化、信息化的語音實(shí)驗(yàn)室，能夠?yàn)楦咝熒挠⒄Z學(xué)習(xí)提供高質(zhì)高效的環(huán)境，有助于教師進(jìn)行多種教學(xué)模式的嘗試和多種教學(xué)手段的應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生發(fā)展為中心，以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，以學(xué)習(xí)效果為中心”的新“三中心”教學(xué)范式，真正培養(yǎng)具有較強(qiáng)的英語綜合應(yīng)用能力的人才。