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吴旭
, 陈仁安, 魏德志
WU Xu, CHEN Renan, WEI Dezhi
中图分类号: TP391
文献标识码: A
文章编号: 1006-7167(2017)05-0239-04
收稿日期: 2016-09-10
网络出版日期: 2017-05-20
版权声明: 2017 《实验室研究与探索》编辑部 《实验室研究与探索》编辑部 所有
基金资助:
作者简介:
作者简介:吴 旭(1981-),男,福建福州人,硕士,实验师,计算机语音实验室副主任,研究方向:云计算、网络安全、实验室管理。Tel.:13799771006;E-mail:6505816@qq.com
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摘要
为解决传统语音实验室教学功能较为简单、教学资源不够丰富、管理模式不统一、系统升级不方便等不足,结合高校语音实验室教学和管理的特点以及云计算的优势,设计基于云计算的语音实验室及应用场景,利用云服务器、桌面虚拟化技术、云终端构建功能强大的语音实验室。基于云计算的语音实验室具有功能强、成本低、易管理、高安全的特点,并且真正实现了语音实验室的网络化。使用云计算环境下的语音实验室,可以极大丰富教师的教学手段,改变传统课堂以教师讲授为主学生被动接受的局面,使得师生一对一的教学、异步教学等教学模式成为可能,能极大地提高学生的学习积极性和主动性以及教学效果,同时能有效降低设备维护管理的冗杂度,实现高效管理。
关键词：
Abstract
The traditional language lab has many shortcomings, for example, teaching function is simple, teaching resource is not sufficient, management model is not uniform, system upgrade is not convenient and so on. Combined with the characteristics of college language lab in teaching and management and the advantages of cloud computing, a new speech lab was designed based on cloud computing and application scenarios. The speech lab has the characteristics of strong function, low cost, easy management and high security. Using cloud computing environment of language laboratory can greatly enrich the teachers' teaching methods, change traditional classroom teacher oriented teaching, also make teachers and students form one-to-one teaching, asynchronous teaching mode is possible. It greatly improves students' learning enthusiasm and initiative and teaching efficiency, can effectively reduce the equipment maintenance and management, and realizes the efficient management.
Keywords：
传统的高校语音实验室,配置主要分为模拟版、纯软件版、数字版3种。
模拟版语音室的构成是模拟语音终端加模拟控制端模式。采用模拟版配置的语音室具有设备运行稳定、故障少、维护量小的优点,却有控制端自身无法存储数据、不能进行视频传输、终端无法主动进行数据请求操作、语音教学功能极为单一等缺点,已经被大部分现有高校所淘汰[1]。
纯软件版语音室的构成是PC机语音终端加PC机控制端模式。纯软件版配置的语音室功能较为强大,控制端的硬盘能够存储相对丰富的语音教学资源、控制端与终端能够联网进行各类数据请求操作、教学模式更加丰富,具备了多媒体信息传输功能。但是因为PC机的零配件构成多,所以故障点多,加上容易受到病毒的影响,语音室的维护量就相当大,占用很多的维护资源,所以这种模式也基本被淘汰[2]。
数字版语音室的构成是数字语音终端加数字PC机控制端模式。这种模式是目前使用最为普遍的语音室配置模式,具备终端故障少、维护简单、基本满足目前语音教学需要的优点,具有数字复读、分组教学、视频点播、对话练习、电子阅览、发布作业、考试测验等功能[3]。但是因为软硬件配置的限制,使得教学功能和教学模式都有限,并且语音材料库容量小、师生互动和人机交互都不够友好,在大力提倡创新教学的当下,不能很好适应语音教学的进一步发展。
云计算语音室的构成是云终端、桌面虚拟化加上云服务器模式。云计算的计算机机房已在高校得到许多应用和推广,是未来发展的大趋势[4]。云计算语音室在高校语音实验室应用领域还是比较新颖事物,除了包含传统语音室所有具备的功能,它还具备了和云机房相当的功能,具有功能强大、结构简单、维护方便、功耗低等优点[5]。其控制端可存储海量教学资源、提供丰富的教学模式、控制端与终端间互动性强。
云计算是一种可以实现把动态的、易扩展的虚拟化资源,比如软件、数据通过互联网提供给用户的计算方式[6]。在云计算环境下,用户不需要知道云内部的细节,同时不需要管理支持云计算的基础设施。
桌面虚拟化是指将用户的桌面环境与其使用的终端设备解耦合,在服务器上可为每个用户存放完整的桌面环境,用户可以使用终端设备,通过网络访问其桌面环境[7]。语音室桌面虚拟化原理示意图见图1。
云终端通过SBC(Server Based Computing)方式,用先进的虚拟化技术,可以把运算逻辑、事务逻辑与显示逻辑分离,网络间传输的只是鼠标、键盘点击及屏幕更新的信息:运行用户界面,将鼠标点击数和键盘数据传送给服务器;同时,在服务器上运行用户应用,将视频数据返回至客户机显示。在云终端不需要安装任何实际应用程序,易于部署和维护。
云计算语音室利用云服务器、桌面虚拟化技术、云终端,能方便地构建起功能强大的语音实验室。云终端使用的体验感和普通的PC机一样,完全可以在PC操作系统环境下进行各种复杂操作,而且不需要像PC机那样进行较多的维护[8]。同时,在PC操作环境下设计的语音软件功能大大突破数字版语音室语音软件的局限,给教师提供更为丰富的教学模式选择[9]。
基于云计算的语音实验室结构示意图见图2。
从图2可见,基于云计算的语音实验室结构比较简单,设备布局和布线也都比较简单。维护主体是主机和交换机等核心设备,只需要在语音室建设初期注意合理布置将会降低维护难度。因为终端结构简单,所以日常的维护工作量很少,通过管理好服务器就可以实现对整个工作环境的监控和权限控制,从而实现集中管理,极大地减轻维护负担,提高了工作效率。
(1) 系统广播功能。系统广播功能包括教师、多媒体、屏幕广播功能。教师广播功能是语音室最基本也是最重要的功能,教师可通过语音系统对全班通话,声音广播至全体学生;多媒体广播功能可将DVD、卡座、展台等外部资源广播至全体学生;屏幕广播功能可将教师机授课操作过程实时广播至全体学生[10]。
(2) 师生对讲功能。教师可与任意指定的学生进行对话,也可以与学生私自通话,并且其他学生听不到;也可将对话内容广播至全班。
(3) 示范教学和呼叫功能。示范教学功能是选择被示范的学生与教师组成一个小组,全班其他学生能听到该小组的讨论内容;呼叫功能是学生有问题呼叫教师时,教师应答后可进行单独指导。
(4) 电子画笔功能和录音功能。电子画笔功能是将教学资料内容嵌入电子画笔,利用画笔、波浪线、打钩、矩形、选择字体、画笔颜色、清屏等功能进行资料讲解;录音功能可对各个学生端的说话录音,并统一保存在系统指定的文件夹。
(5) 智能化组卷。利用云服务器上丰富的题库,依据教师给出的设定条件,比如题目类型、题目数量、题目难度等,系统自动组卷给学生进行练习[11]。
(1) 远程管理功能。管理员通过浏览器即可访问语音室云桌面管理平台,对连接到该主机的云终端进行管理,实现随时随地对系统远程管理。
(2) 远程控制功能。管理员可以远程重启、关闭、锁定各云终端和服务器;查询每台云终端的状态并更改操作系统、修改IP等;设置云桌面分辨率、背景图片、密码等基本信息。
(3) 资源池按需分配功能。管理员可根据实际需要,为每台云终端分配适合的CPU、内存等资源。
(4) 远程监视功能。管理员可以通过对所有学生端运行桌面的批量展示,实现远程实时监视。
(5) 多频道环境部署功能。管理员可以为每个教学应用场景分配相互独立的操作系统,批量安装,可快速切换教学应用环境,实现随时恢复全新环境,免受运行速度慢,病毒困扰等。
(6) 镜像链接功能。针对统一系统的环境,通过镜像链接引用,无需虚拟机逐台克隆,实现更快捷的环境部署,且占用更少空间。
通过设计好的桌面管理平台,可以轻松实现将环境部署为不同的教学场景,实现快速环境部署,丰富教学环境。
(1) 学生能够将自己的语音作业、语音材料等通过自己的账户上传保存到云服务器上指定的位置,从而建立个人的资料库,方便在语音课上查找和利用。
(2) 在语音室以外的环境中,学生可以通过其他具备访问网络功能的终端连接到云服务器上,真正实现了课堂的延展,充分利用了语音室的资源。
(3) 教师可在课后对自己云服务器上的空间进行权限内的管理,可提前布置课件材料,而无需携带U盘或者移动硬盘在课堂上进行拷贝操作,浪费课堂时间。
(4) 云服务器的机架式结构,使得需要拓展服务器容量变得极为方便。对软件方面,也只需要升级更新云服务器上的系统,就可以使得所有云终端得到同步共享。
云计算语音室的具体应用,分为教学场景应用和系统管理应用两个方面。
(1) 教学场景应用。利用桌面虚拟化技术 (Virtual Desktop Infrastructure),将服务器虚拟化,根据专有的虚拟桌面协议在云终端为每个学生生成独立的桌面操作系统(虚拟桌面)。云终端通过以太网登录到虚拟主机上,学生通过提前设置分配好的用户名、密码及网关信息,即可随时随地通过网络访问自己的桌面系统,从而实现单机多用户。由于只有图像传输到终端设备上,保证了桌面使用的安全性和灵活性[12]。在这种应用场景下,教师和每位学生可以进行不同的异步操作,如教师可和某一位学生进行一对一教学考核,未被考核的同学可以进行自主听读材料点播、利用服务器上的题库进行自我测验、小组间组网讨论等。
(2) 系统管理场景应用。利用桌面虚拟化技术可将用户使用与系统管理进行了有效分离。语音实验室管理员不再需要进行传统分散、实地的PC系统管理,只要找到一个能上网的设备就可以随时随地连接和使用自己的桌面,对数据中心服务器进行所有的管理工作,实现随时随地的远程在线管理[13]。另外,利用云桌面管理平台,可为每个教学应用场景分配相互独立的操作系统并批量安装,特别是针对统一系统的教学环境,通过镜像链接引用,无需虚拟机逐台克隆,可以实现快速切换全新教学环境、统一部署。
基于云计算的语音实验室应用示意图见图3。
在图3中,每一个机器都是独立的个体,每位学生都可以快速高效使用,实现对于语音室里不同机位的云终端有各自独立的体验,实现了最大化使用主机资源。使用基于云计算的语音实验室。
(1) 极大拓展教学模式。云计算语音室使得设备之间互相可以访问,真正实现了网络化。网络化使得人机之间、使用者之间的互动性得到最大化。以往只能是教师依托控制端发指令让学生在终端进行指定的操作。而在云环境下,教师可以依托控制端给不同的学生在各自终端进行完全不同的操作,学生也可以通过云终端进行PC环境下的各种学习操作。这样的强大功能,教师可以组合出丰富的教学场景,大大超越了传统的设备下所能进行的教学场景[14]。在时下提倡的创新教学、自主学习的大背景下,云计算语音室符合这种发展趋势和要求。
(2) 延展课堂充分利用语音室实验资源。通过网络,师生都可以在语音室以外的环境中,通过能接入网络的终端设备,对语音室云服务器进行访问。无论是学生继续完成课堂上未完成的测验,还是教师提前部署课件都成为可能[15]。通过云服务器,师生之间还可以进行课后交流。
(3) 语音室管理更高效快捷。利用桌面虚拟化技术,可以将用户使用与系统管理进行有效分离。对于语音室云终端方面,实验员不再需要进行传统分散、实地的PC系统管理。对于语音室云服务器,只要找到一个能上网的设备就可以随时随地使用自己的桌面,对云服务器进行所有的管理工作,实现随时随地的远程在线管理,大大提高了响应时间和工作效率,降低了维护强度[16]。语音室实验员的维护重心在于云服务器,云服务器自身具备的故障冗余设计使得使用本身具备可靠的运行保障,不需要担心中心节点某部分损坏导致课堂教学瘫痪。
高校外语教学作为国家“走出去”战略的重要组成部分,其重要依托的高科技教学手段——语音室自然是信息化建设的重中之重。云计算语音室是以计算机网络和语音交换技术为基础构建的一种新型网络教学系统。不仅让教师实现广播教学,遥控教学和监督教学等功能,同时达到实时指导、互动沟通的教学效果。其不但大大地丰富了外语教师的教学手段,改变了传统课堂以教师讲授为主学生被动接受的局面,且实现了师生一对一教学、异步教学等教学新模式,大大地提高了学生的学习积极性和主动性以及教学的效果。同时,其具备自身信息架构简便易用性、安全性、可管理性和总体拥有成本低等优点,必将是未来语音室发展的大趋势。
The authors have declared that no competing interests exist.
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大学语音室发展方向与大学英语改革 [J]. |
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大学英语自主听力语音室管理的现状与对策 [J]. |
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标准化管理在高校语音实验室中的构建与探索 [J].DOI:10.3969/j.issn.1006-7167.2014.01.058 URL [本文引用: 1] 摘要
语音实验室是高校语言教学的重要基础性设施,是高校进行语言教学的重要载体和平台,只有深化规范的标准化语音实验室管理,才能减少语音实验室的管理成本,实现在教学中充分发挥语音实验室功能的目标,语音实验室的标准化管理对高校外语教学的改革发展具有重要意义。对语音实验室施行组织管理、人员操作规程标准化、实施日常保障及设备技术管理的标准化。实践证明:标准化管理使现代化教学的优越性能和特点在外语教学中充分显示,更好地优化外语学习平台,使高校外语教学水平不断登上新台阶。
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云桌面应用概述 [J]. |
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云计算时代虚拟学习社区的特征分析 [J]. |
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云计算概念、技术及应用研究综述 [J]. |
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云桌面应用研究概述 [J].
随着信息技术的发展，数量巨大的PC设备使得企业对于员工个人电脑的日常管理成为了一项复杂的工作，升级补丁、安全策略、日常的设备维护等往往需要企业投入大量的人力与物力. 而随着工作地点的分散、移动设备开始应用于办公，传统的PC设备已不能完全适应企业的办公需求. 近年来云计算概念开始兴起，云桌面这一新型办公设备形式也进入了人们的视野. 作为虚拟化技术的延伸，云桌面依赖于服务器端计算，安全度高、管理方便，而且适用于移动设备. 云桌面在国内外已经有了众多的应用案例，为企业的IT办公设备选择指明了一个新的方向. 整理了云桌面的相关应用，并结合云桌面的技术特性，对云桌面的应用进行了分析.
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云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践 [J]. |
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基于校园网的语音数字化教学模式探讨 [J].
本文根据信息技术与课程整合的 基本要求,针对外语语音教学中存在的诸多瓶颈,提出了基于校园网实现外语语音数字化教学的设计思路,继而研究开发出一个“数字语音网络教学系统”。外语教 师利用这套系统可在任何一个网络终端建立自己的备课模板,再由管理员建立排课模板,然后带着遥控器,即可在普通教室轻松点播教学所需的高品质的数字音频节 目。另外,这套系统还可以实现点对面播音、分区播音、定时播音和学生自主点播学习,并使英语期末考试和四、六级听力考试等应用实现数字化。
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对语音室的功能设计和设备配置的建议 [J]. |
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盐湖校区数字语音室的构建与功能设计 [J].DOI:10.3969/j.issn.1008-8008.2012.02.028 URL [本文引用: 1] 摘要
运城学院盐湖校区的不断建设发展,外语教学科技应用水平的不断提升,对建设新的数字化语音室提出了更高要求。通过数字语音室的各项技术手段和功能设计更为合理地规划语音室,更好地实现数字语音室的各项教学功能模式,了解并掌握数字语音室的优势和发展方向,成为管理者面前的一个新课题。
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计算机桌面虚拟化技术在教学及管理中的实现路径研究 [J].DOI:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2014.07.021 URL [本文引用: 1] 摘要
大数据时代，高校计算机教学及管理平台的规模越来越大，信息的扁平化程度越来越高，原有的教学管理模式弊端日益凸显。在介绍计算机虚拟桌面技术的基础上，结合高校计算机教学及管理的实践，重点研究计算机虚拟桌面技术在计算机教学和管理平台的应用原理和实现路径。实践研究结果表明：计算机虚拟桌面技术在计算机教学及管理中的实现路径运行有效，对提升教学管理水平有现实意义。
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云桌面在教学管理中的应用.实验室研究与探索 [J]. |
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高校外语语音室的建设和管理的问题及对策 [J].DOI:10.3969/j.issn.1002-5227.2004.04.039 URL [本文引用: 1] 摘要
加强高校外语语音室的建设和管理系统的改革,建设一支高效、精干、务实、求新的外语语音室技术队伍,这不仅仅是搞好外语语音室本身的工作问题,更是提高外语教学质量的重要基础.目前高校外语语音室建设仍存在不少问题,还不完全适应新形势下外语教学的要求.根据21世纪新形势发展的需要,必须从队伍、设备、管理、科学规划设计等几个方面加强语音室建设和管理.
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基于校园网拓展语音室教学功能的对策 [J]. |
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建设统一虚拟化教学环境平台的探索 [J].DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.04.032 URL [本文引用: 1] 摘要
在对传统实验室架构以及存在问题进行分析的基础上，探讨了运用服务器虚拟化与桌面虚拟化技术搭建校级虚拟化教学环境平台的架构及其优势。结合山西大学统一虚拟化教学环境实验中心的建设，提出搭建校级虚拟化教学环境平台需要注意的几个关键问题：(1)满足高并发要求，以避免启动风暴；(2)架构要具有可扩展性；(3)要支持各种类型端口的外设；(4)虚拟桌面连接选择不依赖桌面操作系统内部代理程序的方案；(5)能够支持差异更新。
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