李建華，王 睿，胡世軍

（蘭州理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

言傳身教是教師之本，聲音在知識(shí)的傳遞中起到至關(guān)重要的地位。在現(xiàn)代高校教育體系中，教師主要通過(guò)語(yǔ)言和聲音來(lái)給學(xué)生傳遞知識(shí)。近年來(lái)，隨著學(xué)生規(guī)模日益擴(kuò)大，教室空間也相應(yīng)擴(kuò)大，教師在授課時(shí)的聲音很難清晰傳遞到每個(gè)學(xué)生的耳朵里，教學(xué)質(zhì)量受到影響。鑒于此，現(xiàn)代擴(kuò)音技術(shù)在高等院校的授課環(huán)境中被廣泛應(yīng)用，麥克風(fēng)將聲音送至音響設(shè)備放大，保證了學(xué)生的聽(tīng)課質(zhì)量，取得了良好的教學(xué)效果[1]。

實(shí)習(xí)實(shí)踐是構(gòu)成現(xiàn)代高校教學(xué)的重要板塊，為適應(yīng)工業(yè)界對(duì)具有實(shí)踐性、創(chuàng)造性等綜合能力強(qiáng)、素質(zhì)高的工程技術(shù)人才的迫切需要，我國(guó)高等教育逐步由傳統(tǒng)的應(yīng)試教育向現(xiàn)代綜合素質(zhì)教育轉(zhuǎn)型[2],在此背景下，實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)顯得愈發(fā)重要[3]。但是，我國(guó)高校的實(shí)習(xí)實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)質(zhì)量存在問(wèn)題，難以獲得滿意的效果，主要原因是實(shí)踐課程大都在實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)、工廠，這種環(huán)境背景聲音嘈雜，學(xué)生通過(guò)教師聲音獲取知識(shí)困難，另一方面，學(xué)生人數(shù)較多，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境安全因素及實(shí)習(xí)路線等導(dǎo)致學(xué)生隊(duì)伍拉得很長(zhǎng)，大部分學(xué)生難以聽(tīng)清；不僅如此，學(xué)生也缺乏實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)的預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)工具手段，實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量難以提升[4]。

為保證現(xiàn)場(chǎng)教師的語(yǔ)音傳遞，擴(kuò)音器常被用于提高音量，但是部分現(xiàn)場(chǎng)噪音過(guò)大及隊(duì)伍過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致教學(xué)效果較差，鑒于此，無(wú)線耳麥開(kāi)始應(yīng)用，教師聲音通過(guò)無(wú)線電臺(tái)發(fā)送，每個(gè)學(xué)生佩戴一只耳麥，此種方法教學(xué)效果良好，但是，此套設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)成本較高且日常充電維護(hù)困難，應(yīng)用推廣存在困難。

針對(duì)以上問(wèn)題，文章提出一種基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)語(yǔ)音共享平臺(tái)，主要包括手機(jī)移動(dòng)端和后臺(tái)Web端，移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)教師聲音實(shí)時(shí)清晰傳遞，Web端基于移動(dòng)端自動(dòng)收集的教學(xué)語(yǔ)音建立資源庫(kù)，通過(guò)手機(jī)點(diǎn)播方式解決了學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)的預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)難題，本文方法為提高高校實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)質(zhì)量提供了解決方案。

1 實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)語(yǔ)音共享平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)境下的教師聲音共享平臺(tái)解決兩大問(wèn)題，一是現(xiàn)場(chǎng)聲音傳遞問(wèn)題，二是實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)的預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)難題。針對(duì)于此，設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)境下的教師聲音共享平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)境下的教師聲音共享平臺(tái)由數(shù)據(jù)管理及存儲(chǔ)層、應(yīng)用服務(wù)交互層構(gòu)成。

底層為數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)層，在實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中，針對(duì)教學(xué)信息的集成管理是所面臨的首要問(wèn)題。存儲(chǔ)層即平臺(tái)儲(chǔ)存中最基礎(chǔ)的部分，實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)信息數(shù)據(jù)在此匯集、儲(chǔ)存和調(diào)用，是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)管理層是平臺(tái)數(shù)據(jù)云儲(chǔ)存最核心的部分。數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)是用于管理平臺(tái)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)據(jù)集成和系統(tǒng)集成來(lái)獲取、儲(chǔ)存、管理、計(jì)算、分析和顯示平臺(tái)中音頻、用戶等數(shù)據(jù)。用戶登錄平臺(tái)賬號(hào)后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入該平臺(tái)即可享受平臺(tái)提供的服務(wù)，如對(duì)學(xué)生、教師數(shù)據(jù)，以及實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)信息、聲音資源數(shù)據(jù)的管理維護(hù)等功能。

圖1 實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)境下的教師聲音共享平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)圖

上層為交互層，包括兩部分內(nèi)容。一部分是Web服務(wù)平臺(tái)，為用戶提供交互能力。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，平臺(tái)交互層是指用戶訪問(wèn)平臺(tái)的連接口，其訪問(wèn)設(shè)備可以是電腦、手機(jī)、平板等終端。用戶利用終端設(shè)備連接到平臺(tái)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)歷史音頻上傳、搜索和下載，也可以進(jìn)行相應(yīng)歷史實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的聲音圖文學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生更好地了解實(shí)習(xí)實(shí)踐課程，達(dá)到隨時(shí)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的教學(xué)效果。另一部分是移動(dòng)端，為教師和學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)聲音交互及教師聲音清晰傳遞提供支撐。主要實(shí)現(xiàn)教師聲音在移動(dòng)端的實(shí)時(shí)傳輸和音頻資源的錄制。

2 實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)語(yǔ)音共享平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 聲音實(shí)時(shí)共享平臺(tái)

在實(shí)習(xí)實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)，為方便教師和學(xué)生快捷使用，將一部手機(jī)設(shè)置成無(wú)線熱點(diǎn)，所有教師學(xué)生連接熱點(diǎn)，形成聲音共享局域網(wǎng)，教師通過(guò)UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)聲音的廣播服務(wù)，并向所有收聽(tīng)的學(xué)生實(shí)施廣播，為保證實(shí)習(xí)過(guò)程安全，學(xué)生可佩戴單耳機(jī)收聽(tīng)教師聲音，在教師講解的同時(shí)，平臺(tái)完成語(yǔ)音現(xiàn)場(chǎng)收集工作，并將語(yǔ)音自動(dòng)上傳至服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)于此，設(shè)計(jì)聲音實(shí)時(shí)共享平臺(tái)功能流程如圖2所示，程序主要實(shí)現(xiàn)的功能界面如圖3所示。

2.2 音頻資源共享平臺(tái)

針對(duì)移動(dòng)APP端收集的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)音頻，通過(guò)Web提供音頻資源共享功能，從而解決實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)的預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)難題。

教師移動(dòng)APP端收集的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)音頻自動(dòng)上傳后，教師可通過(guò)賬戶登錄Web端，建立自己的實(shí)習(xí)課程、實(shí)習(xí)場(chǎng)景、聲音資源的對(duì)應(yīng)知識(shí)圖譜，并編輯自己的教學(xué)聲音，將整合完成的課程資源上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，也可通過(guò)采集數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)來(lái)管理歷史課程資源。

圖2 移動(dòng)端聲音實(shí)時(shí)共享平臺(tái)功能流程圖

圖3 移動(dòng)端聲音實(shí)時(shí)共享平臺(tái)界面圖

學(xué)生賬戶可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)直接登錄Web端，下載和查閱歷史實(shí)習(xí)實(shí)踐課程的音頻，線上學(xué)習(xí)感興趣的實(shí)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，拓展思維，豐富知識(shí)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)基于Web的音頻資源共享平臺(tái)界功能流程如圖4所示。

圖4 WEB端音頻資源共享平臺(tái)功能流程圖

4 總結(jié)

文章結(jié)合高校實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)授課模式，對(duì)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。針對(duì)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)聲音傳遞質(zhì)量問(wèn)題和實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)難題，提出一種基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)語(yǔ)音共享平臺(tái)。平臺(tái)從高校實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)流程出發(fā)，設(shè)計(jì)線上與線下多維度互動(dòng)結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺(tái)。移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)教師聲音實(shí)時(shí)清晰傳遞，Web端基于移動(dòng)端自動(dòng)收集的教學(xué)語(yǔ)音建立資源庫(kù)，通過(guò)點(diǎn)播方式解決了學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)的預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)難題。