数字语言教学系统的研究论文

　　摘要：数字网络技术主导学校语言教学系统是目前中国各级教育机构中外语教学发展的必然趋势。它丰富了高校语言的教学手段，提高了教学中语言的表现力，也满足了学生对语言交流和综合语言能力锻炼等多方面的需求。该文以对高校中数字化语言实验室的阐述作为开端，具体的研究和设计了数字语言教学系统的终端显示平台。

关键词：数字语言教学系统；终端；显示平台

　　数字语言教学系统是取代传统模拟语言教学系统的新时代产品。它的功能更加灵活和具体，实现了实时通信、自由点播、多通道资源分享、环境模拟等数字化特性，提高并多元化了高校语言教学的视听层次和教学手段，也转变了我国在语言教学方面的传统观念。当然，如此多维度的语言教学模式也为数字语言教学系统中的终端显示平台提出了更多新的要求。

1 高校语言教学模式

　　1.1 发展

　　教学模式是基于教学理论而设立的教学活动制度框架。以英语为例，我国多年来在英语教学方面都存在行为主义理论的思想，这种思想对教学方式和硬件条件的制约相当之大。例如传统教学中最为经典的教师单人对多人的讲课记录模式，学生的听讲和记录都是被动的，它并不利于调动学生学习的积极性，严格说这是违背了语言学习规律的，对学生语言实际应用能力的培养也毫无益处；而相对而言，函授教育虽然从科学角度讲是略为先进的远程教育模式，但它的缺点依然是学习者主动性的无从发挥。这两种扼杀了学生创造力和个性的封闭教育模式，已经逐渐不能适应现代教育发展的需求，到了必须更新换代的时候。

　　进入21世纪，“教学模式应该更注重多维度的个性化学习方式，不应该受到时间和地点的约束而要变得更加主动”，这样的理念已经昭示了课堂教学与网络多媒体相结合的发展方向，网络技术成为语言教学的主导核心已经逐渐成为现实。

　　目前的语言教学系统都是基于校园网络平台而建立的，它充分的利用了校园内部的网络资源，取代了传统模拟语音教学系统，成为了高校语言教学的主流模式。在1993年的美国计算机学会多媒体技术国际会议上，程序委员会主席Rangan就指出：“数字视频与音频技术的进步是计算机与网络界的一场革命，它们为计算机系统的应用和发展开拓了新的设计空间。”这句话充分表明了数字技术与多媒体技术已经走入我国教育领域，已经有了逐渐成为主流的趋势。

　　总体而言，一套完整的数字语言教学系统应该具备数字音频的压缩编码技术、解码技术，还应该具有网络存储、通讯以及液晶显示等高科技功能，它应该是一套集成多媒体教学的完整体系。教师仅仅利用一台PC和一个控制台，学生方面利用终端设备，就可以让教师通过数字通信功能实现课件运行及设计等操作，还能够直接对学生一方的终端通讯系统进行控制。所有学习资料都可以通过网络渠道进行交换和共享，而经过A/D转换，所需要的音频及视频数据就会通过协议传送给用户终端显示平台。这样的高效智能组合目前已经逐步被运用到了各个高校的数字化语言教学系统之中。

　　在中国，高校数字语言教学系统主要分为两类：简易的数字语言实验室和网络数字语音室。简易数字语言实验室就是指将模拟语音信号转换为数字信号，它的转化其实是文字与图像信号的数字化转化传输。而网络数字语音室则可以达到文字、视频、音频的全数字信号传输。所以说前者也叫做模拟语言实验室，后者叫做数字语言实验室。另外，网络数字语言实验室的最大特色是网络，目前比较主流的两种网络模式是常见的以太网模式，还有就是ATM网络模式。这两种网络模式都采用了双向的数据交换，所自带的资源库拥有网络共享功能，可以帮助学生实现数码录音、口语考试、模拟听力等等功能，更加利于他们的自主学习。

　　1.3 数字语言教学系统的结构

　　大体来说，数字语言教学系统的结构就是一台教师机（包括PC机、控制台、显示设备）以及众多学生终端机。这些机器通过电缆和网线相连，再通过交换机形成最终的局域网络，这样就能够实现教师对多个学生的语言教学功能。

　　学生终端部分主要由视频显示屏幕、语音和输入接口三部分组成，它是师生之间相互交流的主要载体。教师所有的教学内容、资料和命令指示都可以通过此传输给学生终端设备，当然学生也可以将自己的资料和要求通过终端传达给教师，还可以进行语音交流，形成互动。

　　整个系统的模拟电路采用了可编程逻辑器件来完成模拟信号与数字信号之间的转换传输，而语音数据单独通过语音芯片来编程逻辑电路及时序电路。液晶和键盘部分则由液晶板、键盘以及单片机构成，它们能够实现对键盘的操作、与交换机的通讯、数据的读写存储以及液晶板的显示控制。交换机分为主交换机与次交换机。它为师生之间的`学习交流提供信息通道。这些信息数据主要是通过上位机而发出并行进入接口板卡的，最终以差分状态转化为串行数据并传输。数据传输到交换机以后，会进行串行数据到64路数据的转化，分别传送给64个终端（终端设备数量因地而异）。反之，从终端传输出去的数据也会通过交换机进行逆处理传输给教师控制设备。

　　通常来说，数字语言实验室通过网络的A/D或D/A转换和网络标准协议，在服务器与用户终端之间进行语音资料与视频等数据文件的交换。这样的转换可以帮助教学实现多方面需求，充分的发挥教学效果。而软件系统会结合实际硬件将整个数字语言教学划分为几大模块，比如自主学习模块、资料管理模块、教案制作模块、课堂教学模块、电子考场模块和系统管理模块。

2 数字语言教学系统中终端显示平台的设计

　　2.1 系统的组成

　　本文所阐述的数字语言教学系统是基于FPGA（Field-Programmble Gate Array）技术的终端显示平台。FPGA是一种现场可编程的门阵列技术，它起步于PAL、CPLD、GAL等编程器件，是专用集成电路领域中的一种半定制电路。这套终端显示平台体系完全适用于多媒体数字语言教学系统。系统的主要组成部分是教师控制设备、以太网及ATM两种交换机、学生显示终端机。以太网可以进行视频、文字、图像等数据的传输并提供普通的网络服务。ATM交换机则可以传输一些要求具备实时性的数据，比如语音、文本和CAD绘图等等。学生的终端显示平台主要分为处理器和Windows操作系统两部分，它们负责接收来自以太网交换机的视频图像数据。另外还有CPLD模块，它是负责接收并处理来自ATM交换机的语音及文本数据。