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基于智慧校园的外语教学环境建设

摘 要:智慧学习环境构建是现阶段信息技术与外语教学融合内在要求,以校园高速网络为基础,实现校园各种信息与数字资源的全面连通与无缝访问.以综合管理与服务软件平台为保障,实现校内信息共享,打造服务于教育教学的智慧校园应用平台;以智慧外语课堂、外语教学资源库应用为核心,逐步建立现代信息技术条件下的外语教学生态新环境.

关键词:学习环境;外语教学;智慧校园

中图分类号:G434文献标识码:A文章编号:1672-7800(2017)10-0061-03

收稿日期:2017-05-19

作者简介:贾巍(1984-),男,甘肃宁县人,硕士,四川外国语大学教育技术中心高级实验师,研究方向为数字化学习资源;陈建国(1971-),男,辽宁本溪人,四川外国语大学教育技术中心高级工程师,研究方向为软件工程.

0引言

教育信息化趋势是智慧教育,智慧教育越来越重视适时为学生提供适当的个性化学习服务,这就为广大教育工作者和从业者提出了“软”和“硬”两方面的要求,“软”即教学者的策略、方法,“硬”即技术融合的教学环境.祝智庭[1]等认为技术中介在智慧环境构建中扮演着重要的角色,本文探讨的智慧外语教学环境以智慧校园为起点,包括但不限于智慧教室、创新实验室、智能语音终端、教育云等多种范型.

1基础环境及教学条件

1.1软硬件基础环境

学校校园网现已建成覆盖率达100%的千兆主干互联,百兆到桌面的高速校园计算机网络.网络出口带宽6 670MB,铺设光缆20余km,布线信息点19 000多个.现有OA办公系统、人事管理系统、财务管理系统等近20个应用系统.此外,还建设有包括多语种外语音视频资源库、英法德日西阿等语种的外语电视(IPTV)、网络辅助教学平台、各类网络课程、课程题库等.

1.2实验实训教学条件

外语语言实验中心拥有各类实验室80多间、3 800多座.另外学校还有多媒体教室220多间, 12 200多座.

2教学环境构架

智慧校园在改变师生工作、学习和生活方式的同时,也推动着教学、管理和服务在IT支持下的模式创新[2].近年来,学校积极尝试差异化教学、群智学习、入境学习等方式,促进教学与学习的智慧融合.学校外语教学环境有以下特点:

(1)一个基础.即以校园高速网络为基础,通过网络升级改造,促进互联网、通信网、物联网的跨网络、跨应用融合,实现校园各种信息和数字资源的全面连通和无缝访问.具体包括:校园主干升级(IPV6)、校园网出口及安全改造、云化数据中心建设、教学区网络优化、无线网络建设、物联网建设.

(2)一个保障.即以综合管理与服务软件平台为保障,通过智慧校园基础软件平台、教学管理与服务应用系统建设,在实现校内信息共享和信息化公共服务框架的基础上,打造服务于教育教学的智慧校园应用平台.具体包括:信息标准体系、智慧校园基础软件平台(包括数据标准、用户服务门户、统一身份认证、公共数据、移动应用门户)、管理与服务应用系统(包括迎新、离校、招生、学工、就业等各类校园应用及服务).

(3)二个应用.即以智慧外语课堂、外语教学资源库应用为核心,不断优化学校现有的外语实验实训条件,逐步建立现代信息技术条件下的外语教学生态新环境,为进一步深化外语教学改革提供支撑.智慧外语课堂主要包括:外语教学实验室及多媒体教室集约化管理、大规模网络化考试平台、3D情景化交互实验室、可视化语言实验室.外语教学资源库主要包括:外语音视频资源库、外语开放课程库.

3技术路线与实施路径

3.1校园高速网络建设

3.1.1云化数据中心

云化数据中心包含虚拟化硬件平台、桌面管理系统、负载均衡系统、应用系统迁移等建设内容.

虚拟化硬件平台由存储系统、业务系统、数据交换网络3个部分组成.存储系统采用2套高性能存储分别部署于东区机房和西区机房,组建成跨校区集群,提供双活存储架构.业务系统由应用服务器虚拟化平台和数据库系统组成.数据交换网络采用扁平化方式组网,根据业务应用类型划分为DMZ区、桌面管理区、校内服务器区、网盘区、运维管理区等区域.

桌面管理系统以服务器虚拟化为基础,同时共享 CPU、内存、存储器和网络连接等底层物理硬件资源.负载均衡系统实现业务的负载均衡及性能优化提升以适应校园网发展需求.在此基础上,将部分现有的应用系统迁移至数据中心,并通过服务器虚拟化平台的高可用及存储的双活功能,实现业务系统容灾.

3.1.2校园网出口安全建设

校园网出口建设包括出口多链路管理、出口安全、流量控制、身份认证、内容审计、VPN、内容缓存等.通过校园网出口的安全网关设备和负载均衡设备的智能DNS解析功能,实现链路的上下行智能管理、安全隔离及防护等.流量控制系统支持弹性智能流控策略,新增万兆审计设备通过读取PPPoE拨号信息对用户身份进行识别,新建支持IPSEC、SSL、PPTP等多种访问方式的VPN系统,要求SSL VPN支持https浏览器访问和SSL VPN客户端访问2种模式.备份系统主要提供应用系统级数据备份功能,减少乃至杜绝因人为误删除、误操作、中病毒以及其他原因造成的数据损失.通过建设云文档资源中心,实现教学资源集中与共享,并提供网盘服务.

3.1.3校园主干升级(IPv6)

对校园网结构进行调整和优化,更换校园网络核心交换机接入IPv6网络,对校园网进行扁平化升级.将校园网划分为核心层和接入层,原汇聚层部分功能上移到核心层,接入层仅提供基本的用户高带宽接入功能和相互之间的VLAN二层隔离功能.学生宿舍区、家属区、办公区采用双栈技术方案,核心交换机支持IPv6路由协议.建设覆盖教学、办公以及学生主要活动场所的无线网络,师生可以通过校园认证成为校园网用户,接受校园网管理、访问校园网资源.延伸扩展一卡通应用范围,实现包括实验室管理,巡更管理等在内的功能,使校园一卡通与学校其它业务管理信息系统紧密结合.

3.2综合管理与服务软件平台建设

3.2.1总体框架

学校的智慧校园建设以“硬件集群、数据集中、应用集成”为指导,在硬件基础设施之上,构建以服务为支撑的各个管理与应用系统,尽可能消除信息孤岛和应用孤岛,建立校级统一认证与信息服务系统,实现部门间的流程接转,为校园各项管理服务工作和广大师生提供一站式个性化服务,总体框架如图1所示.

在校园基础设施建设中,进行了数据中心(服务器、存储、机房环境、数据库)、校园网出口安全、IPv6网络接入等方面的建设与改造.基础服务层包括统一身份认证、公共数据、用户门户、移动应用门户等.管理与应用层是智慧校园的核心,包括学校各方面的应用管理与应用服务,可分为办公管理与服务模块、学生管理与服务模块、教学管理与服务模块、其他等4个类别.办公管理与服务模块为学校的办公和科研业务提供一体化信息服务.学生管理和服务模块以学生在校期间的活动为主线设计,为学校学生管理提供一体化信息服务.教学管理和服务模块,为学校教学一体化提供信息服务,其他应用主要为决策支持系统、大数据分析系统等,目前尚在筹划待建阶段.一站式服务主要实现各类信息服务的注册、发布、重组、调用等服务管理,为学生、教师、校友、访客等校内外用户提供与其身份和权限相适应的信息服务入口.

信息标准体系建设及信息安全与运行维护体系构建是智慧校园建设自始至终需要坚持的,其涵盖的数据标准、技术标准、管理规范等,对保障信息系统安全、稳定、协调、规范运行,系统持续运行意义重大.

3.2.2技术路线及要求

软件平台基于服务的理念进行设计,采用面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture,SOA).遵循SOA相关标准与规范(服务组件架构SCA、服务数据对象SDO),解决异构系统间的集成,建立学校的Web Serivce服务库和服务管理平台(P).基础平台采用J2EE等主流开发技术,依照“高内聚,低耦合”的设计思想,系统开发框架规划为4个层级,从上至下依次为:Web层、业务层、服务层、数据层.同时采用面向对象的组件技术,应用平台模块间相对独立,接口清晰,各应用系统需为第三方软件提供相关接口、开发规范等,尤其是对基础服务平台(用户门户、认证、公共数据、综合查询分析、移动用户门户等)不仅需提供二次开发接口规范、开放源代码、样例程序以及相关技术文档等,还须提供必要的技术培训.

系统要求可运行于Unix、Linux、Windows等操作系统和Oracle、SQL Server等数据库上,业务系统开发应采用J2EE、.NET、组件、工作流引擎等技术,支持SOA架构,支持基于XML的数据交换,采用Web Service等封装接口,并加强安全设计.保证用户的合法性和用户使用信息资源的权力,建立数据完整性检验机制和相应的备份策略.

3.3智慧外语课堂建设

3.3.1新型多媒体教室

优化课堂教学环境有利于英语教学的生活化及挖掘更为丰富的课程资源[3].针对目前学校多媒体教室建设年代早,分布不集中、机器配置差异大、维护工作繁琐,灾难恢复时间长等问题,对学校的多媒体教室进行更新改造,增强交互教学功能,实现教师自助刷卡授课的管理方式.

就改造内容而言主要分为4个方面:采用日渐成熟的云计算等虚拟化技术在多媒体教室中使用教育桌面云代替传统PC,在提升教师的上课用机体验的同时方便集中管理和维护;对接智慧校园,教师刷校园一卡通授课,插卡后教室所有教学设备自行启动,下课取卡后所有教学设备自动关机;启用多媒体教室运行维护平台,对设备资产进行统一管理,对设备运行状态进行实施监控和相应的数据采集,用户及管理人员可以通过扫码等方式进行网络报修,从而降低运维难度,降低TCO,在平台架构和技术形态上,实现高弹性、易扩展、高可用、统一管理调配的IT服务资源平台;采用超短焦交互投影等方式实现初步的交互功能,为语言教学的听、说、读、写、译等的训练及教学模式的创新提供必要支撑.

3.3.2可视化情景交互语言实验室

学校语言实验室规模大,类型多,按照整体规划、逐步实施的原则,逐步对部分老旧设备进行更新改造,打造若干情境交互语言实验室,在原有语言实验室的基础上重点强化以下功能:可视化授课,教师讲课的头像画面直接传送到学员端屏幕上,教师面部表情、发音口型清晰呈现眼前;多窗口交互教学,教师电脑屏幕画面(VGA流)与发言者现场头像画面(视频流)可同屏广播至所有单元屏幕,一屏中视频流窗口可打开多个.无线屏幕广播技术,学生自带的笔记本电脑通过WIFI无线网络接入系统,经教师授权,该学生可将自己笔记本电脑屏幕画面广播到其它学生单元及教师单元屏幕.双通道录音与聆听,双通道录音技术让教师在录音回放时可选择4种声音回放方式:源语播放、译语播放、左源右译、源译混听,口译训练时方便教师点评.

3.3.3大规模网络化考试平台

学校于2010年购买蓝鸽校园网语言学科平台1套(授权并发点数1 500点),自2010-2011学年第2学期开始尝试基于蓝鸽平台的英语机考,现每学期进行机考约2万人次,并取得了显著的应用效果,深受师生好评[4].为了满足全校语言类学科外语网络考试的需求,现需要对整个考试环境进行升级,一方面更新和增加考试机房的软硬件设备,以支持更多的考试类型(口语、听力、翻译),进一步扩大考试的规模;另一方面,升级考试网络,包括划出专网、出口安全设备、数据备份等.

3.3.4智慧教室试点

智慧教室建设的目的正是为了优化教学内容展示、方便学习资源获取、促进课堂交互开展[5].经过前期的走访、学习和研究,结合学校现有条件下实施智慧教室建设的必要性和可行性,将智慧教室建设主要定位在教学设备控制、环境感知与控制、交互教学与录播、教学管理等几个方面.从改造的内容和实现的功能来讲,主要包括:①考勤的常态化,通过常态下人脸识别技术进行智能考勤,减少对教学参与者的干扰;②演示方式的灵活化,配置双投影进行拼接,支持手机、笔记本、pad等终端接入,瞬间将内容同屏至投影机上进行展示;③交互的便捷化,互动书写方式支持电子白板笔书写、手指多点书写、点阵纸张书写、屏幕同步投射等;④环境控制的智能化,教室内温度、湿度、亮度及窗帘全部由智能中控系统自动完成也可手动控制.

3.4外语教学资源库建设

学校现有各类音视频资源10余万条,涵盖英、法、德、日、意、西、阿、韩等语种.发挥学校可以接收境外电视节目的优势,依托现有音视频点播系统,定期录制并更新校园网上的外语新闻及其他节目,并推送到学生手机端,学生在校内可随时随地的访问.建设系列外语MOOC课程,并在此基础上,与国内同类兄弟院校广泛合作,重点打造我校非通用语种(泰语、希伯来语、匈牙利语)SPOC课程群.

4结语

智慧外语教学环境建设不能一蹴而就,是将信息技术融入到外语教学的全过程,通过创新基本语言技能训练,通过实验实训环境改造、引入3D情景交互实训系统、可视化外语教学系统、移动教学应用等,同时加大MOOC/SPOC外语课程资源建设、大规模网络化外语考试等手段,着力提高学生听说口译等外语基本语言技能,最终的落脚点还是推动外语教学模式的改革.

参考文献:

[1]祝智庭.智慧教育新发展:从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间[J].开放教育研究,2016(2):18-26.

[2]蒋东兴,付小龙,袁芳,等.高校智慧校园技术参考模型设计[J].中国电化教育,2016(9):108-114.

[3]熊俊杰.英语生态课堂教学环境的优化研究[J].教学与管理,2017(3):110-112.

[4]罗丽苹,贾巍,邓琴.基于蓝鸽校园网语言学科平台的英语机考应用研究——以四川外国语大学为例[J].软件导刊,2016(2):89-91.

[5]安宁,牛爱芳,齐瑞红,等.高校智慧教室建设的探索与思考[J].实验技术与管理,2017(5):247-251.

(编辑:戴皓)

外语教学论文范文结:

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