大数据背景下的智慧型语言实验室的构建

信息与电脑

2019年第1期

China Computer & Communication

软件开发与应用

大数据背景下的智慧型语言实验室的构建

常　伟

（攀枝花学院 外国语学院，四川 攀枝花　617000）

摘　要：

互联网技术和信息技术的迅速发展，为传统教育环境向智慧型学习环境转变提供了可能。基于传统语言实

验室普遍存在的粗放式管理产生的低效和信息孤岛现象，基于此，从智慧型语言实验室基本原理出发，讨论了智慧型语

言实验室的构建思路及具体建设实施方案，使语言实验室在成为教学信息共享中心的同时，也能成为大数据分析研究中心。

关键词：

语言实验室；智慧；建设；管理

中图分类

号：G434　　文献标识码：A　　文章编号：1003-9767（2019）01-093-04

Construction of Intelligent Language Laboratory in the Context of Big Data

Chang Wei

（

School of Foreign Languages and Cultures, Panzhihua University, Panzhihua Sichuan 617000, China

）

shifting to smart language lab. Based on the currently widespread low management efficiency and information island phenomenon

Abstract:

The rapid development of internet and information technology provides the likelihood of traditional language lab

caused by traditional extensive management, this paper, following the fundamental principle of smart lab, makes an exploration on

information sharing center and big data analysis center.

the construction and implement plan of smart language lab. The purpose is to build a new smart language lab serving as both teaching

Key words:

language lab; smart; construction; management

０　引言

于20世纪20年代，由美国夏威夷州立大学沃尔兹（Ralph

2008年，IBM官方首次提出了“智慧地球”的概念。随后，

H．Waltz）首先提出。当时的语言实验室是指人们利用声音

智慧城市、智慧交通、智慧校园等一大批基于互联网和信息技

频谱分析仪、示波器等实验仪器对语言进行分析和实验的场

术的智慧概念纷纷涌现。究其本质，这些智慧概念均代表着以

所，主要用于对语音的各种物理现象进行科学研究，因此被

互联网、云计算、大数据处理等新兴信息技术为基础，借助现

称为语言实验室。今天人们所说的语言实验室是指用现代教

代通信设备、传感器和物联网，依靠现代管理体系建立起来的

学媒体装备起来，进行语言教学和语言训练的现代化教室，

一种新型交互模式。基于此模式的智慧学习环境建设成为了众

主要用于外语教学。随着IT技术的不断发展，语言实验室也

多学者讨论的热点。郭迎从无线WiFi技术角度提出了智慧语言

从满足外语教学需求的语言实验室发展成为了今天的多媒体

实验室的技术策略方案

[1]

。崔升广根据实验室的特点构建了智

语言实验室、数字化网络语言实验室

[5]

。

慧型实验室的软件架构

[2]

。俞伟等通过“课前”“课中”“课后”

我国语言实验室建设从教学设备发展角度来说经历了四

规划有机整合教学，从软件和硬件两个方面探索了智慧教室体

个阶段。第一个阶段是从20世纪50年代开始的利用唱片、

系架构的设计

[3]

。李康康等在分析智慧教室现状的基础上从教

无线电收音机、录音机进行辅助外语教学的实验室建设阶段。

育改革和发展的角度，提出智慧教室应该具有战略转移和纵深

由于我国早期高等院校在教学需要、经济实力等方面差异巨

发展策略的设计理念

[4]

。基于以上研究背景，本文试图进一步

大，所以该阶段语言实验室建设硬件设备均没有一致标准。

具体探索智慧型语言实验室建设，打破实验室信息孤岛现象，

第二个阶段是20世纪70年代后期到80年代中后期的采用

使语言实验室成为教学信息共享中心和共享数据分析研究中心。

进口语言实验室教学设备建设阶段。由于建国以后我国工业

体系发展相对缓慢，所以对语言实验室设备的研发起步较晚。

１　语言实验室建设概述

改革开放以后，随着国际间文化、科技交流的增强，进口专

语言实验室（Language Laboratory）这一名称最早出现

用语言实验室设备成为了满足高校实验室建设的主要途径。

作者简介：

常伟(1979—)，男，陕西宝鸡人，硕士研究生，讲师。研究方向：英语教学技术。

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此阶段采用设备为模拟信号传输封闭型设备，教学功能单一，

仅能满足听说型互动教学，设备主要来自日本索尼公司和挪

威天宝公司等。第三阶段是20世纪80年代中后期到90年

代后期的大规模采用国产化语言实验室设备阶段。随着我国

电子工业体系的迅速发展，国内以蓝鸽、长海集团为代表的

一批教学设备生产厂家迅速崛起，国产化语言设备产品逐步

走向成熟。1993年我国颁布《语言学习系统国家标准》，从

此实验室建设初步实现了专用语言实验室设备标准化。此阶

段实验室设备以模拟信号传输的耳机+卡座式终端的封闭型

设备为主，主控端多为卡座式磁带录放机或微型计算机，在

以前基础上增加视觉呈现功能，基本具有了现代非智能化语

言实验室的雏形。第四阶段为2000年以后逐渐普及的数字

化网络语言实验室建设阶段。此阶段语言实验室建设与计算

图２　智慧语言实验室基本框架

机和互联网的普及紧密相关。设备功能进一步完善，涵盖了

2.2.1　实验系统

教学、实训、测试和点播等方面。设备硬件具备了开放性特

在语言实验室建设中，教学系统的选择决定了实验室的

点，多媒体功能进一步增强，同时依托互联网的开放性特点，

基本用途。由于国内目前语言专业教学软件种类繁多，实践

打破了传统封闭型设备的弊端。尤其是随着近几年物联网、

功能各有千秋，因此在保证基本教学用途的基础上，在使其

大数据技术以及云平台的普及，学生终端逐渐虚拟化，这极

具有对教师信息、学生信息、学习内容信息和学习结果信息

大减少了学生终端对固定设备的依赖性，也为智能化发展奠

进行数据汇总功能的同时，最大化地提供开放端口和对远程

定了基础。

资源的获取服务是人们建设智慧型语言实验室的重要条件。

２　智慧型语言实验室构思

教学系统智能化的目的在于实现实践教学中实践信息数据的

2.1　智慧型语言实验室基本原理

共享化，为教师或者管理部门提供一系列实践原始数据用于

统计分析和各种报表的生成，为教学和教学管理提供决策依

智慧是人类所表现出的对客观事物进行迅速、灵活、正

据。目前，各教学系统还没有对学生实践信息进行远程化共

确理解的能力，主要表现为收集、加工、应用、传播信息和

享的功能，人们需要自行搭建网络共享服务。

知识能力，以及对事物发展的前瞻性看法，能帮助人类有效

2.2.2　环境系统

解决实际问题

[6]

。可见，智慧的来源是信息和知识，而信息

智慧环境系统也是智慧型语言实验室的重要特点之一。

和知识的根本来源又是事实。智慧型语言实验室的目的是将

语言实验室的物理环境的数据化是实现智能管理的必要条

学习者有关的事实以数据的方式全方位提供给管理者，从而

件。环境系统一般包含以下几个方面：智能环境、智能设备、

形成对管理者有用的信息，管理者将这些信息组织成为有用

智能电源和智能监控。具体来说，智能环境包含温度控制、

知识来制定相应的反馈策略，有效解决事实存在的问题。其

灯光控制等方面。智能设备包含带感应传感器的各种实践设

FDIKW模型原理如图1所示。

备，智能电源包含具有远程控制功能的开关电源控制器，智

能监控包含具有面部识别和报警功能的自动化监控设备。

2.3　硬件构架的实现

智慧语言实验室系统根据物联网系统架构设计，由传感

/系统层、设备层、网络层和应用层四个层级结构组成。

图１　“事实—数据—信息—知识—智慧”（ＦＤＩＫＷ）层次模型

基础传感层由多种传感器组成，主要用于对基础信息的

2.2　智慧型语言实验室理论架构设计

收集与反馈。主要设备有网络型指纹传感器、热敏传感器、

红外感应器、光感传感器、声敏传感器和无线射频设备等。

在互联网背景下的大数据时代，传统语言实验室已经

此类传感器对应相关设备，通过预先设定参数实现对基础环

无法满足目前教育对学习者学习信息的获取要求。资源获取

境的智能化调整。

（Accessible）是“智慧教室”SMART的五大特征之一。资

系统层主要通过语言教学系统提供的软件功能实现对数

源获取是“智慧教室”建设成功的重要因素之一

[3]

。语言实

据的收集。

验室借助其设备和网络资源优势搭建智慧型数据获取模式是

设备层主要包括学生终端设备、主控设备、录播设备、

智慧型语言实验室建设的必然趋势。智慧语言实验室基本框

监控设备、温控设备、无线通信设备以及各种多媒体设备。

架如图2所示。

设备层主要通过结合传感层和配套智能远程软件实现对设备

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的各种操控。护卫神异地备份系统、SyncBack Touch和FileGee等。

网络层主要负责数据信息的中转和传输。网络层包括网以坚果云为例，人们在各实验室计算机主控端安装坚果

卡、交换机、集线器、路由器、光纤以及网络技术、智能网关、云后，其会自动成为自启动软件。所以，首先，人们需要选

防火墙等设备与技术。择教学系统软件的数据文件夹，点击右键，将其设置为云同

应用层作为展示大数据处理结果的一层，对大数据的硬步，并设置共享权限为数据中心坚果云账号。然后，在数据

件设备并无特殊要求，智能手机、计算机终端均可作为信息中心计算机上安装坚果云，并用数据中心坚果云账号登录，

接收端。但作为数据中心，服务器中的数据安全、数据库处至此设置完毕。这样一来，各语言实验室在教学系统退出时，

理能力及云计算技术是应用层充分发挥作用的重要条件。坚果云将自动将其新建数据文件同步传输到数据中心的计算

从目前互联网设备以及电子智能设备的发展现状来看，机本地硬盘。

依托云计算和互联网技术已经能够完全实现语言实验室的智通过以上软件的架设，各个语言实验室教学系统产生的

慧化操控和数据中心的打造功能。以上四个层面的硬件设施关于学生的分散数据将实现集中汇聚，教师可以根据需要随

与配套的应用软件的结合是传统语言实验室转型为智慧型语时调阅数据中心学生学习数据，或由中心人员发布于各信息

言实验室的必经之路。共享平台供教师查看。

３　智慧语言实验室软、硬件架构的实现

3.2　环境系统的智能操控

3.1　教学实践系统数据的汇总

如今的语言实验室是一个通过互联网技术连接起来的各

个学习终端的集合。虽然学习终端的发展趋势是走向个人化、

语言实验室往往根据专业的教学需要配备了各自的教学

虚拟化，但从目前来讲，学习终端依旧是标准计算机，或者

实训系统，例如，口语考试平台、笔译教学实训平台、口译

是具有计算机终端功能的标准硬件设备。从学校的管理角度

实训平台、智能题库系统和多媒体点播平台等教学实践系统。

看，只有环境系统实现智能化才能使实验室运行更合理、更

所有这些系统分布在不同教室，学生学习产生的信息数据往

安全、更节能、更环保且更符合学习者的需求。

往都是孤立存在。智慧数据中心就是使所有这些数据及时汇

语言实验室硬件设备除了用于教学的计算机和学生终端

集到数据中心成为共享数据。

设备外，还包含空调设备、照明设备、监控设备、电源设备

目前，常见的实验室教学系统无论是综合教学系统，如“蓝

和打卡设备等，所有这些硬件设备构成了整个语言实验室的

鸽数字网络语音室系统”“绫极多合一教学系统”“同窗多媒

物理环境。智能化的物理环境就是使这些设备能够根据需求

体网络教室”“卓软全数字语言教学系统”，还是专业教学实

自动做出相应的调整，从而实现设备运行的最优化。

训系统，如“睿智商务英语谈判实训系统”“雅信机辅笔译教

目前，WiFi技术与传感器技术的结合可以实现对各设备

学系统”，均会在教学、考试、自主学习和实训等完成后在本

的智能化调整。从市场现状来看，照明、温控、监控和电源

地建立相应格式的记录文件。人们只需要借助同步工具软件对

开关等均已经有现成行业智能控制模块可以使用。现有智能

其进行同步处理或远程备份处理到数据中心，即可实现数据的

模块众多，均已包含无线遥控、远程遥控和无线接入功能，

共享。常见同步工具软件有DSynchronize Portable、GoodSync、

人们只需将其配套对应智能中控系统，便可形成一套智能化

FreeFileSync和坚果云等，常见远程备份工具有cobian backup、

控制系统。智慧型语言实验室布局图如图3所示。

图３　智慧型语言实验室布局图

（下转第99页）

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3.2.8　添加背景音乐

要求高等缺点，因此没有在小成本制作领域得到推广

[6]

。本

添加音乐有两种，一种是循环播放音乐，使音乐贯穿于文使用的方法是利用相机对被拍摄物体进行等距离的360度

整个观赏植物的过程，另一种是自由播放，通过添加按钮控环绕拍摄，再通过object2vr将拍摄得到的照片进行缝合，不

制音乐播放。此次设计为了让使用者在观赏的过程中不感到仅达到了三维建模展示的效果，而且成本低、效率高。

乏味，所以采用全过程循环播放音乐。环物360展示技术可以让用户自主、任意地观看植被的

3.2.9　添加热键

各个位置，还可以配上音乐或解说词，临场感极强，能够突

热键是环物图的重要组成部分，在场景中起指示作用。破时间和地域限制，极大地满足了参观者的需求

[6]

。这是传

主要包括左移、右移、放大、缩小、缩略图以及全屏等，在统的照片展示无法比拟的，目前主要用于物品推介与营销。

photoshop里进行制作，在皮肤编辑器里将这几部分放到同

笔者将环物360展示技术应用于植被导赏中，让用户更加方

一容器，并为每个热键添加相应的动作。便地参与导赏活动的同时，也让用户清楚了解其中的文化知

3.2.10　保存皮肤并重新输出环物图

识，从而满足用户获取植被信息的需求。

在输出文件前保存制作的皮肤效果，然后设置各项参数，

鼠标灵敏度设置成偏低，避免用户在移动时出现眩晕，输出

时设置为满屏，以便在网页中浏览时成100%的视图。

参考文献

3.2.11　预览与发布

[1]梁莉菁.环物360展示技术轻松助力淘宝微商[J].电脑知

预览过程中检查是否有错误，并且导出文件。目前可导

识与技术(经验技巧),2016(10):27-29.

出的格式有HTML5和flash，但flash文件需要安装相关插

[2]董红燕,单鹏飞,马云.多维度视角下地质公园导赏规划

件才能使用。HTML5技术是目前新起的一种技术，它可以

研究[J].苏州科技大学学报(自然科学版),2018,35(2):61-67.

较好的解决这个问题，并且相比之下更加方便

[5]

。

[3]董春侠,司占军.全景图技术在校园全景漫游中的应用研

究[J].电脑知识与技术,2017,13(4):210-211,220.

４　结　语

[4]黄国政.基于Pano2VR的交互式校园全景漫游系统的研

三维建模是虚拟现实技术的传统做法。这种做法以计算

究[J].软件工程师,2015,18(1):17-18.

机图形学为基础，通过多边形重塑现实场景，对环境的光照、

[5]王浩宇,马占邦,杨

樣

如,等.Object2VR软件在数字化动

阴影、物品的纹理等进行设定，最后通过观察的角度实时渲

物标本制作中的应用[J].中国兽医杂志,2017,53(11):118-120.

染画面，给观察者能够身临其境，具有很强的沉浸感和立体

[6]沈晓峰,汪清.苏州博物馆藏品三维展示方式研究[J].软

感。然而三维建模成本高、技术难度大、制作周期长、设备

件导刊,2014,13(11):150-152.

（上接第95页）

智能控制器部分通过WiFi网络与设备传感器形成硬件建设智慧型语言实验室时，不能仅注重其智能操控，更重要

设备层。鉴于教室的分布和距离带来的信号衰减问题，人们的是要突出其所形成的数据集中模式。只有在数据集中模式

将智能控制器和教学系统的数据传输到数据中心服务器时是下，各实验室才能形成对学生学习效果的监控合力，更好地

通过传统布线方式进行以太网传输。助推教师教学方式的改进和科研工作的深入开展。

图3的语言实验室建设，从管理和教学两个层面实现了

智能化管理的功能。各个教室、教学系统的信息在数据中心

都可以被即时获得，并且人们可以远程实现对每个教室物理

参考文献

环境的调整。从管理角度来说，这一设计既节能，又节约了

[1]郭迎.WiFi技术助推外语语音室向智慧语言实验室转型

大量的劳动量，使得硬件管理更高效、更科学。从教学角度

[J].山西科技,2016(3):79-81.

来讲，学生学习数据不再孤立存在，教师也可针对学生的综

[2]崔升广.高等院校智慧实验室建设研究与应用[J].辽宁省

合数据设计出有针对性的教学方案。

交通高等专科学校学报,2016(5):58-60.

４　结　语

[3]俞伟,刘渊."互联网+"时代"智慧教室"建设的研究与

实践[J].教育理论与实践,2017(15):44-46.

智慧型语言实验室的建设是大数据时代语言教学的必然

[4]李康康.赵鑫硕,陈琳.我国智慧教室的现状及发展[J].

发展趋势。在现有信息技术基础上打造智慧型语言实验室已

现代教育技术,2016(7):25-30.

经完全成为可能。虽然目前现成配套的专门针对语言实验室

[5]范姣莲.语言实验室概述[J].中国现代教育装备,2005(1):6.

的专用智慧系统还未形成，但通过对行业智能模块的灵活运

[6]任福兵.信息管理模式的演化与发展——从数据管理到

用，人们完全可以完成对智慧型语言实验室的建设。人们在

智慧管理[J].图书情报工作,2017(2):41-49.

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