一、概述
KH-ATM3100A數(shù)字化語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)上，將經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的語音數(shù)據(jù)或音頻的數(shù)據(jù)文件，通過ATM網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，傳送給用戶終端，達(dá)到語言學(xué)習(xí)的良好音質(zhì)，滿足教學(xué)多樣性的需求，充分合理的組建和利用資源的一種全新的語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
數(shù)字化語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，它代表一種技術(shù)發(fā)展的趨勢。我們以前接觸的語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)都是基于模擬信號的系統(tǒng)，就像我們以前應(yīng)用的卡式錄音機(jī)，模擬手機(jī)等等。長期以來，模擬信號的產(chǎn)品為我們的生活提供著服務(wù)，但隨著時代的發(fā)展，模擬產(chǎn)品的功能已經(jīng)不再滿足社會多變的需求。以語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)型語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，音質(zhì)不理想，系統(tǒng)功能單一，教學(xué)交互性差，所有的傳統(tǒng)型語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)在上課后只能閑置，沒有任何利用的空間。
近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及以及校園網(wǎng)上的資源的應(yīng)用的豐富多彩，傳統(tǒng)型語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)愈來愈不能滿足教學(xué)應(yīng)用的需求。怎樣發(fā)揮語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)的教學(xué)作用？怎樣使網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)資源在語言教學(xué)上得以應(yīng)用？
數(shù)字化語音教室是以ATM協(xié)議為網(wǎng)絡(luò)信息傳輸協(xié)議搭建的數(shù)字化、互動式語言教學(xué)平臺。系統(tǒng)全面采用支持多種各式的數(shù)字音頻文件和接入多路實(shí)時模擬音頻信號，并可無縫接入校園網(wǎng)絡(luò)，共享教學(xué)資源，全面支持傳統(tǒng)多媒體語言授課的所有功能和習(xí)慣，同時充分發(fā)揮數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢，創(chuàng)造性的提出了構(gòu)建以學(xué)生為主體的語言教學(xué)環(huán)境，同時為教師和學(xué)生創(chuàng)造了互動氛圍，教師可以在豐富教學(xué)資源的支持下進(jìn)行生動活潑的教學(xué)，學(xué)生可以在交互式的語言學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行有效的語言學(xué)習(xí)。
新一代全數(shù)字化語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，不僅支持傳統(tǒng)語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)的所有功能，還提供了數(shù)字化實(shí)時廣播，可視化音頻點(diǎn)播，分組教學(xué)等新穎的教學(xué)模式。整個語音傳輸過程數(shù)字化，音質(zhì)大幅提高。是一套真正成熟的全數(shù)字語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
本公司開發(fā)的“KH-ATM3100A數(shù)字化語音學(xué)習(xí)系統(tǒng)”是根據(jù)當(dāng)前外語教學(xué)的時代發(fā)展要求，充分聽取教學(xué)一線授課老師的應(yīng)用需求設(shè)計開發(fā)出的具有多項(xiàng)新穎特性的前瞻性的專業(yè)化產(chǎn)品。它是建立在ATM專業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，采用ATM協(xié)議。軟件控制與硬件處理相結(jié)合的方法，通過教師計算機(jī)的控制和KH-ATM3100主控交換機(jī)音頻處理，學(xué)生數(shù)字語音終端的數(shù)字信號處理，完成語言的教學(xué)和訓(xùn)練功能。
學(xué)生數(shù)字語音終端中應(yīng)用了微處理芯片和電子音量控制技術(shù)。終端控制程序固化在EEPROM中。學(xué)生語音終端既可獨(dú)立完成部分操作，又可在教師計算機(jī)的控制下工作，操作靈活方便，功能強(qiáng)。電子音量控制解決了普通音量電位器壽命短效果差的問題，提高了學(xué)生語音終端的使用壽命和無故障工作時間。
系統(tǒng)應(yīng)用了KH-ATM3100主控交換機(jī),控制音頻信號和外部節(jié)目源，將外部模擬音頻信號輸入到計算機(jī)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，通過網(wǎng)絡(luò)向?qū)W生終端發(fā)送，提高教學(xué)音質(zhì)效果，并可在服務(wù)器軟件上控制各路節(jié)目源以便老師教學(xué)。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)：
系統(tǒng)功能：
廣播教學(xué) 分組討論 教師插話 個別通話
學(xué)生呼叫 示范教學(xué) 教師監(jiān)聽 自主學(xué)習(xí)
無紙考試 變速播放 學(xué)生錄音 電子白板
音文同步 信息管理 海量錄音 計費(fèi)管理
電子備課 斷線恢復(fù) 教師監(jiān)看 電子閱讀
自主點(diǎn)播 隨堂測試 系統(tǒng)判分 自我測試
成績統(tǒng)計 自動收卷 重復(fù)收聽
KH-ATM3100A多媒體數(shù)字語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)
A、功能強(qiáng)大，適用范圍廣：
無論是與國內(nèi)的語音系統(tǒng)產(chǎn)品還是與進(jìn)口的語音系統(tǒng)產(chǎn)品相比，“ATM3100A數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)”都具有強(qiáng)大的功能和廣泛的適應(yīng)性。這不僅體現(xiàn)在無故障工作時間上，而且在技術(shù)連接、工程布線等方面都優(yōu)于模擬語音教室。系統(tǒng)繼承了以往語音教學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用了新的計算機(jī)和多媒體技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了教材編輯、聲音文件同步﹑分組教學(xué)、點(diǎn)名﹑收費(fèi)功能和自由練習(xí)等功能，還實(shí)現(xiàn)了分組討論，示范，自由點(diǎn)播、考試、閱卷等功能。
支持主流的MP3,WAV音頻格式，效果達(dá)CD音質(zhì)。對光盤資源直接兼容，無須轉(zhuǎn)換。學(xué)生機(jī)和教師機(jī)之間僅采用標(biāo)準(zhǔn)的雙絞線連接。
多種音頻實(shí)時廣播：數(shù)字音頻和外部模擬音頻（如錄音機(jī)、錄像機(jī)、VCD等）都可作為節(jié)目源使用。實(shí)時的變速不變調(diào)功能，無須事先編輯音頻文件，在播放的過程中就可以直接改變聲音的速度！
可視化音頻點(diǎn)播：學(xué)生能查詢并點(diǎn)播教學(xué)資料庫中豐富的語音資源，自主控制播放進(jìn)度，比如停止、快進(jìn)、快退等。即使教師離開，學(xué)生仍然能自主學(xué)習(xí)。
硬盤數(shù)字錄音：學(xué)生機(jī)錄音數(shù)據(jù)海量存儲，并可添加到教學(xué)資源庫長期保存。學(xué)生錄音時間無限制。背光顯示，采用128*64的FSTN液晶，可視角度寬，學(xué)生終端菜單全中文顯示，給初學(xué)者極大方便。
系統(tǒng)采用44.1K 16位高品質(zhì)采樣和回放，效果不是模擬語音室可比. 語音傳輸損耗小.
考試成績管理﹑學(xué)生管理和試題庫管理提高了教學(xué)效率。系統(tǒng)中的考試管理延時低，最大延時小于10MS，系統(tǒng)使用維護(hù)方便，建設(shè)成本低廉，教師機(jī)既可以作為語言教室服務(wù)器單獨(dú)建設(shè)使用，也可以與校園網(wǎng)合為一體建設(shè)使用，或?qū)⒍鄠�語音室互聯(lián)，以共享教師機(jī)資源。
B．實(shí)用性強(qiáng)，易于操作：
系統(tǒng)控制軟件基于Windows2000/XP，操作簡單易學(xué)，介面通俗易懂。
系統(tǒng)硬件安裝方便，連接可靠，易于施工。
系統(tǒng)可以與各種媒體播放設(shè)備連接并用，學(xué)生終端預(yù)留了音頻輸出接口，可以掛接錄音機(jī)、復(fù)讀機(jī)等學(xué)習(xí)工具。
C．模塊化設(shè)計，兼容性好：
系統(tǒng)在軟件和硬件的設(shè)計上都采用了模塊化的設(shè)計方法。軟件方面，建立了系統(tǒng)管理模塊、通信控制模塊、教學(xué)模塊，分別用于實(shí)現(xiàn)各種管理控制、通信命令處理和教學(xué)控制。硬件方面，建立了語音交互處理模塊、系統(tǒng)控制模塊、電源模塊、信號接口模塊，分別用于實(shí)現(xiàn)信號交換、系統(tǒng)控制、集中供電、輸入輸出接口。
1．采用獨(dú)立+9V供電方式，可統(tǒng)一管理學(xué)生開/關(guān)機(jī)，保證系統(tǒng)的安全性。
2．系統(tǒng)可靠性提高：采用高速DSP嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)，具備自檢功能，斷線自恢復(fù)功能，系統(tǒng)維護(hù)簡單，故障率低。
3．優(yōu)異的自動靜噪功能，無聲音時可以關(guān)閉通道，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸，禁止噪音。
4．輸入輸出接口技術(shù)是影響產(chǎn)品安裝連接和穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵因素。采用合理的連接接口不僅會使得系統(tǒng)安裝連接方便，而且還可以提高系統(tǒng)信號傳輸質(zhì)量和可靠性。因此我們選擇了RJ45接口。在施工上有專用接線工具和線路檢測工具，五類雙絞線布線方便、信號傳輸質(zhì)量好、頻帶寬、損耗小。
5．系統(tǒng)在確保功能完善和質(zhì)量的前提下，采用相關(guān)的硬件新技術(shù)優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的性能。
D．工藝完善：
1．使用了著名廠家生產(chǎn)的元器件，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
2．專業(yè)的焊接加工及檢測工藝，系統(tǒng)的可靠性得到保證。
3．建立了專用的外殼和包裝加工模具。學(xué)生終端外觀色彩柔和美觀，操作按鍵觸摸舒適靈活。
三、功能介紹
A、課堂教學(xué)
全面的教學(xué)方式、先進(jìn)的教學(xué)手段、豐富的教學(xué)資源為教師、學(xué)生帶來新鮮、理想的教與學(xué)感受。
1、變速廣播
除了支持一般播放器快進(jìn)、快退、停止、復(fù)聽的功能，語速±30%可調(diào)，達(dá)到了變速明顯、語調(diào)不變、語感自然的效果。這在一定程度改變教材難易程度，符合語言學(xué)習(xí)由慢到快的規(guī)律，提高教材利用率。
2、本地庫資料廣播
豐富的語音素材聲文同步、按句處理，清晰明了地呈現(xiàn)給學(xué)生，完全符合語言學(xué)習(xí)習(xí)慣。
3、多媒體廣播
錄像機(jī)、DVD、視頻展示臺等外部設(shè)備播放的多媒體資料，均可進(jìn)行生動活潑、聲像并茂的課堂語言學(xué)習(xí)。將校園網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中、國際互聯(lián)網(wǎng)上各種形式的資料實(shí)時地廣播給全體學(xué)生。
4、小組討論
實(shí)現(xiàn)橫向/縱向2人、4人小組討論，聲音飽滿、發(fā)音清晰。保證對話時語音交互的實(shí)時、無斷裂、高保真、全通，提高學(xué)生聽、說應(yīng)變的綜合能力。
•無延遲、無斷裂→采用ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，徹底保證語音交互實(shí)時無斷裂。
•高保真→未經(jīng)過任何壓縮的“原汁原味”的聲音，即完全保證小組討論的聲音和空氣中直接對話的聲音一模一樣。
5、監(jiān)聽/監(jiān)看輔導(dǎo)
隨時監(jiān)聽學(xué)生說話或收聽資料的情況、監(jiān)看學(xué)生屏幕信息，隨時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況并進(jìn)行相對輔導(dǎo)。
6、示范教學(xué)
教師與任意選擇的學(xué)生進(jìn)行對講，將對講廣播給全班學(xué)生，達(dá)到示范廣播作用（最多可以選擇4個學(xué)生）。
7、電子舉手
學(xué)生出現(xiàn)問題或疑問，直接在座位上按“呼叫”鍵，呼叫老師，教師機(jī)上立即顯示學(xué)生座位號，方便老師回答疑問、解決問題。
B、 開放式語言實(shí)驗(yàn)室
自主的學(xué)習(xí)氛圍，逼真的口語訓(xùn)練，便捷的統(tǒng)計管理，是學(xué)生主動學(xué)習(xí)，節(jié)省師資，提高教學(xué)效果的好環(huán)境。
1、自學(xué)課堂
課堂上學(xué)生根據(jù)教師規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，包括閱讀資料、點(diǎn)播音頻資料、自我測試、口語錄音。
2、語音課件音文同步點(diǎn)播
學(xué)生可自主點(diǎn)播資料庫中文本、語音資料進(jìn)行聽音訓(xùn)練。任意點(diǎn)播句段，具備人性化搜索功能：即點(diǎn)播到哪，聲音到哪，極易閱讀。保證聲文同步，完全符合語言學(xué)習(xí)規(guī)律。
3、自我測試
學(xué)生可進(jìn)行自我測試。試畢，計算機(jī)立即統(tǒng)計分?jǐn)?shù)，直接顯示答案、對錯參照。為學(xué)生提供一體化的全自動計算機(jī)考試。
4、隨堂測試
教師在進(jìn)行教學(xué)過程中，可進(jìn)行隨堂測試，讓學(xué)生進(jìn)行輕松學(xué)習(xí)。
5、多媒體教學(xué)資源
能利用服務(wù)器中多媒體教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互式的學(xué)習(xí)。
6、電子化聽力室
豐富的聽讀教材，學(xué)生可在課余時間自主選擇收聽、閱讀。
7、學(xué)生終端變速點(diǎn)播
可自主調(diào)節(jié)資料播放速度±30%，達(dá)到語調(diào)不變、語感自然的效果，令學(xué)生自主選擇，真正實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。
8、口語訓(xùn)練
學(xué)生還可自主進(jìn)行口語錄音，錄音自動存儲在教師服務(wù)器上，學(xué)生可反復(fù)收聽、反復(fù)練習(xí)，達(dá)到口語訓(xùn)練的最佳效果。
C、 標(biāo)準(zhǔn)化無紙考試系統(tǒng)
專業(yè)的考試題庫、周到的閱卷系統(tǒng)、詳細(xì)的試題分析，為學(xué)校提供整套可行的專業(yè)試實(shí)施環(huán)境。
1、聽力選答考試及計算機(jī)自動閱卷
利用錄音卡座播放試題或本地資料庫中調(diào)用考題，學(xué)生通過終端按鍵作答。試畢，系統(tǒng)自動評卷，其中為教師提供多種評估方式并將學(xué)生的考試成績存檔，便于復(fù)查。成績統(tǒng)計：學(xué)生測試后的綜合評分及各分?jǐn)?shù)段成績分布情況用圓形分析圖表述。
2、口語考試及計算機(jī)輔助閱卷
針對原有傳統(tǒng)型口語考試因錄音、存儲與閱卷過程復(fù)雜而難以廣泛推廣的現(xiàn)狀，基于數(shù)字語言實(shí)驗(yàn)室，我們推出網(wǎng)絡(luò)化口語考試，極大的提高考試效率。
3、口語考試方式：
一問一答，如朗誦、復(fù)述、口譯、發(fā)表觀點(diǎn)、看圖說話(此項(xiàng)需要借助電腦顯示器顯示圖象)等。
4、數(shù)字錄音：
問題與學(xué)生回答內(nèi)容存儲于本地服務(wù)器中，便于網(wǎng)絡(luò)閱卷。
5、計算機(jī)輔助評分
考題分?jǐn)?shù)與語音內(nèi)容自動存為一體，考試總分與學(xué)生信息連接存儲，便于成績存檔或成績復(fù)查。數(shù)字化口語考試最大特點(diǎn)：語音清晰。在學(xué)生會話或教師播放錄音時，均能明顯感受到專業(yè)化語音效果：發(fā)音清晰，圓潤飽滿！
6、閱讀訓(xùn)練
日常學(xué)生可進(jìn)行快速閱讀訓(xùn)練，教師對閱讀資料設(shè)置定時翻屏?xí)r間，在規(guī)定時間內(nèi)，學(xué)生利用大屏幕顯示器進(jìn)行快速閱讀。閱讀中可以使用在線電子字典功能得到即使幫助
7、閱讀選答考試及計算機(jī)自動閱卷
教師播放閱讀試題，學(xué)生終端進(jìn)行閱讀，選擇答案。完成測試的學(xué)生即可交卷，教師機(jī)即可顯示該學(xué)生測試成績。
D、 教師備課
豐富的授課資料，為教師安排合理的教學(xué)空間。教師通過資料管理可以制作教案，該教案制作好后，存放于本地教師機(jī)中，待上課后直接調(diào)用，方便教師安排授課進(jìn)程。
1、制作教案
教案可以是音頻+文本。教師可以在素材庫中直接調(diào)用授課素材，利用系統(tǒng)自帶的教案制作工具自主制作教案。
2、資料管理
自主的聲音、文本、答案制作，為教師提供更廣泛的授課資源，并為教師學(xué)生管理，提供最便捷的方式。
3、文件制作
教師可進(jìn)行聲音、文本、答案等的制作，文件可對“MP3、WAV”主流音頻格式文件轉(zhuǎn)換識別，為教師進(jìn)行資料的采集提供更廣闊的空間。教師也可根據(jù)課程需要，自主進(jìn)行外設(shè)輸入，包括“DVD”“卡座”等。叫是還可以自主錄音，將錄音保存到本地服務(wù)器中，進(jìn)行課堂教學(xué)。
E、 用戶信息管理
服務(wù)程序包括學(xué)生數(shù)據(jù)庫管理和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，可以顯示、增加、刪除和修改學(xué)生信息（只有超級用戶才可以修改用戶信息），另外，因?yàn)樯婕暗接嬞M(fèi)功能，用戶還可以設(shè)置計費(fèi)費(fèi)率、為學(xué)生購買機(jī)時等。其中一些有權(quán)限的作會提示輸入管理員密碼教師可“添加”或“刪除”用戶，添加年級、班級、學(xué)號等學(xué)生信息。
學(xué)生使用時間計費(fèi)管理：
完成對學(xué)生使用交費(fèi)、續(xù)費(fèi)等費(fèi)用使用情況的查看及管理。查看學(xué)生學(xué)習(xí)情況：學(xué)生自學(xué)過程中，可以查看學(xué)生屏幕，方便校方監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)情況。
四、多媒體數(shù)字語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)
語音傳輸延時：小于10MS
頻率響應(yīng)：50HZ-10000HZ
失真度：小于1%
語音性噪比：72DB
學(xué)生單元功耗:小于2W
采樣率:44.1k,16位
顯示內(nèi)容：3100A（3寸液晶128*64點(diǎn)陣）可顯示50個漢字，100個英文。
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