國產(chǎn)龍芯CPU和開源軟件在中小學(xué)英語教學(xué)中的應(yīng)用研究

【摘 要】目前我國教育信息化基礎(chǔ)比較薄弱，尤其是中小學(xué)由于經(jīng)費和應(yīng)用水平等原因，迫切需要低成本的信息化系統(tǒng)集成解決方案。本文通過對北京市教育網(wǎng)絡(luò)示范工程進行案例分析，對其在英語教學(xué)中的應(yīng)用效果進行實證研究，結(jié)果證明使用裝載國產(chǎn)CPU的低成本網(wǎng)絡(luò)計算機，并積極推進開源軟件的應(yīng)用符合我國的教育發(fā)展現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】龍芯CPU 網(wǎng)絡(luò)計算機 開源軟件 英語教學(xué)

【中圖分類號】G40－057 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）09－0041－02

一 引言

為完善和推廣國產(chǎn)核心芯片、操作系統(tǒng)等核心技術(shù)，以促進國產(chǎn)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為宗旨，利用國家863、科技攻關(guān)等科技計劃已取得的成果，開展集成創(chuàng)新，構(gòu)建基于國產(chǎn)軟件核心產(chǎn)品的國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件平臺，提高在集成環(huán)境下的國產(chǎn)軟件產(chǎn)品的可用性、適應(yīng)性及規(guī)范性，北京市發(fā)展改革委員會和北京市經(jīng)濟信息中心開展了基于國產(chǎn)龍芯CPU的網(wǎng)絡(luò)計算機應(yīng)用于教育網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示范工程項目。其建設(shè)內(nèi)容是基于國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)的CPU系統(tǒng)芯片所研制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)計算機（Network Computer，NC），配備相應(yīng)的輔助設(shè)備及開源軟件，建設(shè)成基于國產(chǎn)龍芯CPU網(wǎng)絡(luò)計算機的語音教室兼電子閱覽室教育示范點。示范工程在北京市9所中小學(xué)（包括北京市第五十六中學(xué)、北京市第二中學(xué)分校、北京市西城區(qū)白云路小學(xué)、北京市西城區(qū)五路通小學(xué)等）開展，共建設(shè)基于國產(chǎn)龍芯CPU和開源軟件ITALC的語音教室兼電子閱覽室9個，網(wǎng)絡(luò)計算機180臺套，服務(wù)器9臺套，其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備9套。項目落成至今3年里，各所學(xué)校的語音教室主要用來進行英語語言教學(xué)以及課外輔導(dǎo)閱讀。筆者受委托對網(wǎng)絡(luò)化語音教室給英語教學(xué)的影響進行實證研究，以期優(yōu)化學(xué)生在新的語言學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)行為，證明裝載國產(chǎn)CPU的網(wǎng)絡(luò)計算機在我國中小學(xué)教育信息化改革中具有的優(yōu)勢和發(fā)展前景。

二 基于國產(chǎn)龍芯CPU的網(wǎng)絡(luò)計算機和開源教學(xué)軟件ITALC

網(wǎng)絡(luò)計算機是一種基于網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境的信息訪問處理終端設(shè)備。它能通過網(wǎng)絡(luò)獲取服務(wù)器端的計算、應(yīng)用和存儲資源，同時擁有一定的本地計算能力。這是介于啞終端和PC機之間的一類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，也在啞終端和PC機之間有很寬的一條“譜線”，尤其是在特定應(yīng)用領(lǐng)域、有限功能需求的教育領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間。

本項目網(wǎng)絡(luò)終端所采用的是龍芯2號處理器。龍芯2號處理器（Loongson）是我國自主研發(fā)的通用CPU。龍芯2F雖然主頻相對于現(xiàn)在的“雙核”是有點低，可在主張節(jié)約型社會的今天，并不是配置越高越好，而是夠用就行。龍芯NC應(yīng)用系統(tǒng)，完全可以滿足正常的教學(xué)工作使用，同時也能實現(xiàn)閱覽電子圖書、瀏覽多媒體、上網(wǎng)等娛樂訴求。

龍芯NC語音教室是通過ITALC（Intelligent Teaching and Learning with Computers）來實現(xiàn)英語視聽課堂的教學(xué)。ITALC是一個開放源碼的電子教室管理軟件，能夠跨平臺運行，目前支持Linux和Windows操作系統(tǒng)。其主要特色如下：

第一，廣播教學(xué)：可以將教師機的電腦屏幕畫面和語音等多媒體信息（如教學(xué)課件等）實時傳送廣播給全體、群組或單個學(xué)生。

第二，語音教學(xué)：利用該系統(tǒng)，可以將教師機的語音實時傳送廣播給全體、群組或單個學(xué)生。

第三，轉(zhuǎn)播教學(xué)：使用轉(zhuǎn)播教學(xué)功能，教師可選定一個學(xué)生的屏幕及聲音轉(zhuǎn)播給其他學(xué)生，增加學(xué)生對教學(xué)的參與感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

第四，屏幕監(jiān)視：教師可實時監(jiān)視每個學(xué)生的電腦屏幕，觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這樣教師不用離開自己的座位便可在本機上觀看到每個學(xué)生對計算機的操作情況。

第五，遙控輔導(dǎo)：教師可遠(yuǎn)程接管選定的學(xué)生機，控制學(xué)生機的鍵盤和鼠標(biāo)，對學(xué)生遠(yuǎn)程遙控，輔導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)操作，利用這種功能，教師可以對學(xué)生進行“手把手”的交互式輔導(dǎo)教學(xué)，在此過程中，教師可隨時鎖定或允許學(xué)生操作計算機的鍵盤和鼠標(biāo)。

第六，教學(xué)示范：教師在進行屏幕監(jiān)視和遙控輔導(dǎo)時可使用轉(zhuǎn)播教學(xué)功能，教師可選定一個學(xué)生機作為示范，由學(xué)生代替教師進行示范教學(xué)，該學(xué)生機的屏幕及聲音可轉(zhuǎn)播給其他學(xué)生，增加學(xué)生對教學(xué)的參與感，提高學(xué)習(xí)的積極性。在此過程中，可隨時使用電子教鞭功能進行教學(xué)示范。

三 教學(xué)效果實證研究

1．研究目的和方案

為進一步了解該示范項目的應(yīng)用情況，以期獲取其對網(wǎng)絡(luò)化英語課堂教學(xué)的效果和影響，優(yōu)化學(xué)生的英語學(xué)習(xí)行為，培養(yǎng)學(xué)生的英語綜合運用能力，筆者在三年間對9所學(xué)校每年采用隨機抽取的方式通過問卷調(diào)查、觀察、訪談、統(tǒng)考成績分析等手段對實驗結(jié)果進行定性、定量分析。定量研究在國內(nèi)外越來越受到重視，研究收集的數(shù)據(jù)是數(shù)字表示的事實，有客觀性、準(zhǔn)確性、廣泛性、普及性特點。本項目實驗數(shù)據(jù)以SPSS 11.5軟件（Statistical Package for Social Science）進行處理。以下是項目的實證研究方案：

第一，實驗假設(shè)：基于NC的英語網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)比傳統(tǒng)教學(xué)法更能提高學(xué)生聽、說、讀、寫的能力和綜合運用語言的能力。

第二，實驗對象：每年3所學(xué)校的100名學(xué)生。分成A班為實驗班，B班為控制班。兩個班學(xué)生聽、說、讀、寫能力相當(dāng)。實驗班主要采用以網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)為主的教學(xué)方法，控制班主要采用以傳統(tǒng)的課堂講授法為主。實驗時間為1學(xué)年。

第三，自變量：兩種不同的教學(xué)方法——網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)法和傳統(tǒng)教學(xué)法。

第四，因變量：學(xué)習(xí)成績（初測、中測、后測），學(xué)習(xí)動機。

2．研究結(jié)果分析

第一，實驗班與對照班學(xué)習(xí)成績。學(xué)習(xí)成績的測試分成3個階段執(zhí)行：初測、中測、后測。初測為實驗前測試，中測和后測分別在第一學(xué)期和第二學(xué)期末進行。試卷是從與教材相應(yīng)級別的試題庫中隨機選出，滿分100分。內(nèi)容包括聽力（20分）、口語（15分）、閱讀（40分）、寫作（25分）。研究采用獨立樣本t檢驗來比較實驗班和控制班在接受網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)法和傳統(tǒng)教學(xué)法之后，在聽、說、讀、寫等方面是否存在差別及差別是否顯著。相應(yīng)數(shù)據(jù)見表1、表2、表3。

表1顯示實驗班和對照班實驗前在聽、說、讀、寫能力方面尚不存在顯著性差異，聽力和口語能力最為接近。在進行了一學(xué)期的差別教學(xué)后對兩個班進行了中期測試，測試結(jié)果見表2。

表2顯示實驗班和對照班在聽、說、讀、寫能力方面已經(jīng)產(chǎn)生了較為顯著性的差異，經(jīng)過了一個學(xué)期網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的英語教學(xué)和學(xué)習(xí)，實驗班學(xué)生的聽、說、讀、寫能力相比對照班有了相對的提高。下面是在實驗開始一年后對兩個班進行的后期測試，結(jié)果見表3。

表3和表2相比顯示出實驗班和對照班在聽、說、讀、寫能力方面出現(xiàn)更為顯著性的差異。由此看出，使用網(wǎng)絡(luò)語音教室進行語言學(xué)習(xí)可以優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，對提高學(xué)生語言能力有很大的幫助，另外后測成績分析顯示實驗班與對照班相比，成績標(biāo)準(zhǔn)差變大。筆者認(rèn)為其原因是通過網(wǎng)絡(luò)語音教室進行教學(xué)， 教師注重學(xué)生主體作用的發(fā)揮，但部分學(xué)生的學(xué)習(xí)有時依然處于被動狀態(tài)，依賴性強，離開了教師，還是不會學(xué)習(xí)。甚至有些學(xué)生在自主隨機訪問的條件下，會出現(xiàn)“空中迷失”的問題。這無疑對學(xué)生的學(xué)習(xí)效率造成影響，進而影響其學(xué)習(xí)成績。

四 結(jié)論

建設(shè)基于國產(chǎn)軟硬件的教學(xué)信息平臺，以集中存儲、集中/半集中計算模式應(yīng)用于我國教育信息化建設(shè)是一條有效的解決途徑。目前我國教育信息化基礎(chǔ)還比較薄弱，尤其是中小學(xué)由于經(jīng)費和應(yīng)用水平等原因，迫切需要低成本的信息化系統(tǒng)集成解決方案，以此來提升信息化建設(shè)水平。所以了解教育領(lǐng)域中實際的應(yīng)用需求，并以此為根據(jù)定義需求方案，并基于國產(chǎn)軟硬件系統(tǒng)開發(fā)完成系統(tǒng)平臺解決方案，才能切實有效地做到信息為教育服務(wù)的目的。本項目所采用的裝載國產(chǎn)龍芯CPU的網(wǎng)絡(luò)計算機不僅成本低，維護起來也十分方便，和PC機器不同，NC只需維護服務(wù)器即可，這樣就節(jié)省了大量的人力、物力。

另外，由于種種原因，中國教師對于開源軟件充滿著誤解和懷疑，認(rèn)為免費提供的軟件不可能具備商業(yè)軟件的性能，不能滿足教育信息化的要求。其實，現(xiàn)在的開源軟件雖然在其背后沒有商業(yè)化的支持，而都是由志愿者自由開發(fā)，并免費供他人使用以及再開發(fā)，其功能和性能在總體上不輸于商業(yè)軟件。本項目中所使用的ITALC開源軟件在使用過程中系統(tǒng)穩(wěn)定，界面友好，功能完備，能滿足網(wǎng)絡(luò)語音室教學(xué)的所有要求。經(jīng)過教學(xué)實證研究，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)有極大的促進作用，因此在教育中大力發(fā)展低成本的國產(chǎn)硬件網(wǎng)絡(luò)計算機，并積極推進開源軟件的應(yīng)用符合我國目前教育的現(xiàn)狀。

參考文獻

［1］江衛(wèi)華.開源軟件的興起與MOODLE的教育應(yīng)用創(chuàng)新［J］.西藏科技，2009（3）：75～77

［2］董艷麗.開源軟件在基于網(wǎng)絡(luò)的信息化教學(xué)環(huán)境建設(shè)中的應(yīng)用研究［D］.華東師范大學(xué)，2008

［3］馬小強.基于開源軟件的研究與教育應(yīng)用［J］.中國電化教育，2006（11）：94～97

［4］莫曉柏. Linux在教育領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.中國電化教育，2006（11）：100～103

［5］王民.開源軟件與教育［J］.中國電化教育，2006（11）：98～100

［6］Agnes，K. and B. Susan. Theory－based Support for Mobile Language Learning：Noticing and Recording，2009

〔責(zé)任編輯：王以富〕