國產龍芯CPU和開源軟件在中小學英語教學中的應用研究

【摘 要】目前我國教育信息化基礎比較薄弱，尤其是中小學由于經費和應用水平等原因，迫切需要低成本的信息化系統集成解決方案。本文通過對北京市教育網絡示范工程進行案例分析，對其在英語教學中的應用效果進行實證研究，結果證明使用裝載國產CPU的低成本網絡計算機，并積極推進開源軟件的應用符合我國的教育發展現狀。

【關鍵詞】龍芯CPU 網絡計算機 開源軟件 英語教學

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

一 引言

為完善和推廣國產核心芯片、操作系統等核心技術，以促進國產軟件產業的發展為宗旨，利用國家863、科技攻關等科技計劃已取得的成果，開展集成創新，構建基于國產軟件核心產品的國產基礎軟件平臺，提高在集成環境下的國產軟件產品的可用性、適應性及規范性，北京市發展改革委員會和北京市經濟信息中心開展了基于國產龍芯CPU的網絡計算機應用于教育網絡系統示范工程項目。其建設內容是基于國產自主知識產權的CPU系統芯片所研制生產的網絡計算機（Network Computer，NC），配備相應的輔助設備及開源軟件，建設成基于國產龍芯CPU網絡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（包括北京市第五十六中學、北京市第二中學分校、北京市西城區白云路小學、北京市西城區五路通小學等）開展，共建設基于國產龍芯CPU和開源軟件ITALC的語音教室兼電子閱覽室9個，網絡計算機180臺套，服務器9臺套，其他網絡設備9套。項目落成至今3年里，各所學校的語音教室主要用來進行英語語言教學以及課外輔導閱讀。筆者受委托對網絡化語音教室給英語教學的影響進行實證研究，以期優化學生在新的語言學習環境中的學習行為，證明裝載國產CPU的網絡計算機在我國中小學教育信息化改革中具有的優勢和發展前景。

二 基于國產龍芯CPU的網絡計算機和開源教學軟件ITALC

網絡計算機是一種基于網絡計算環境的信息訪問處理終端設備。它能通過網絡獲取服務器端的計算、應用和存儲資源，同時擁有一定的本地計算能力。這是介于啞終端和PC機之間的一類網絡設備，也在啞終端和PC機之間有很寬的一條“譜線”，尤其是在特定應用領域、有限功能需求的教育領域有很大的發展空間。

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

龍芯NC語音教室是通過ITALC（Intelligent Teaching and Learning with Computers）來實現英語視聽課堂的教學。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。其主要特色如下：

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

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

第三，轉播教學：使用轉播教學功能，教師可選定一個學生的屏幕及聲音轉播給其他學生，增加學生對教學的參與感，提高學生的學習積極性。

第四，屏幕監視：教師可實時監視每個學生的電腦屏幕，觀察學生的學習情況，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生對計算機的操作情況。

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

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

三 教學效果實證研究

1．研究目的和方案

為進一步了解該示范項目的應用情況，以期獲取其對網絡化英語課堂教學的效果和影響，優化學生的英語學習行為，培養學生的英語綜合運用能力，筆者在三年間對9所學校每年采用隨機抽取的方式通過問卷調查、觀察、訪談、統考成績分析等手段對實驗結果進行定性、定量分析。定量研究在國內外越來越受到重視，研究收集的數據是數字表示的事實，有客觀性、準確性、廣泛性、普及性特點。本項目實驗數據以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：基于NC的英語網絡化課堂教學比傳統教學法更能提高學生聽、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所學校的100名學生。分成A班為實驗班，B班為控制班。兩個班學生聽、說、讀、寫能力相當。實驗班主要采用以網絡化課堂教學為主的教學方法，控制班主要采用以傳統的課堂講授法為主。實驗時間為1學年。

第三，自變量：兩種不同的教學方法——網絡化課堂教學法和傳統教學法。

第四，因變量：學習成績（初測、中測、后測），學習動機。

2．研究結果分析

第一，實驗班與對照班學習成績。學習成績的測試分成3個階段執行：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期和第二學期末進行。試卷是從與教材相應級別的試題庫中隨機選出，滿分100分。內容包括聽力（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絡化課堂教學法和傳統教學法之后，在聽、說、讀、寫等方面是否存在差別及差別是否顯著。相應數據見表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。在進行了一學期的差別教學后對兩個班進行了中期測試，測試結果見表2。

表2顯示實驗班和對照班在聽、說、讀、寫能力方面已經產生了較為顯著性的差異，經過了一個學期網絡環境下的英語教學和學習，實驗班學生的聽、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、寫能力方面出現更為顯著性的差異。由此看出，使用網絡語音教室進行語言學習可以優化學生的學習方式，對提高學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，成績標準差變大。筆者認為其原因是通過網絡語音教室進行教學， 教師注重學生主體作用的發揮，但部分學生的學習有時依然處于被動狀態，依賴性強，離開了教師，還是不會學習。甚至有些學生在自主隨機訪問的條件下，會出現“空中迷失”的問題。這無疑對學生的學習效率造成影響，進而影響其學習成績。

四 結論

建設基于國產軟硬件的教學信息平臺，以集中存儲、集中/半集中計算模式應用于我國教育信息化建設是一條有效的解決途徑。目前我國教育信息化基礎還比較薄弱，尤其是中小學由于經費和應用水平等原因，迫切需要低成本的信息化系統集成解決方案，以此來提升信息化建設水平。所以了解教育領域中實際的應用需求，并以此為根據定義需求方案，并基于國產軟硬件系統開發完成系統平臺解決方案，才能切實有效地做到信息為教育服務的目的。本項目所采用的裝載國產龍芯CPU的網絡計算機不僅成本低，維護起來也十分方便，和PC機器不同，NC只需維護服務器即可，這樣就節省了大量的人力、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，認為免費提供的軟件不可能具備商業軟件的性能，不能滿足教育信息化的要求。其實，現在的開源軟件雖然在其背后沒有商業化的支持，而都是由志愿者自由開發，并免費供他人使用以及再開發，其功能和性能在總體上不輸于商業軟件。本項目中所使用的ITALC開源軟件在使用過程中系統穩定，界面友好，功能完備，能滿足網絡語音室教學的所有要求。經過教學實證研究，對于學生的學習有極大的促進作用，因此在教育中大力發展低成本的國產硬件網絡計算機，并積極推進開源軟件的應用符合我國目前教育的現狀。

參考文獻

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〔責任編輯：王以富〕