基于移動互聯網的實習實踐教學語音共享技術研究＊

李建華，王 睿，胡世軍

（蘭州理工大學機電工程學院，甘肅 蘭州 730000）

言傳身教是教師之本，聲音在知識的傳遞中起到至關重要的地位。在現代高校教育體系中，教師主要通過語言和聲音來給學生傳遞知識。近年來，隨著學生規模日益擴大，教室空間也相應擴大，教師在授課時的聲音很難清晰傳遞到每個學生的耳朵里，教學質量受到影響。鑒于此，現代擴音技術在高等院校的授課環境中被廣泛應用，麥克風將聲音送至音響設備放大，保證了學生的聽課質量，取得了良好的教學效果[1]。

實習實踐是構成現代高校教學的重要板塊，為適應工業界對具有實踐性、創造性等綜合能力強、素質高的工程技術人才的迫切需要，我國高等教育逐步由傳統的應試教育向現代綜合素質教育轉型[2],在此背景下，實習實踐環節顯得愈發重要[3]。但是，我國高校的實習實踐現場教學質量存在問題，難以獲得滿意的效果，主要原因是實踐課程大都在實驗室、企業、工廠，這種環境背景聲音嘈雜，學生通過教師聲音獲取知識困難，另一方面，學生人數較多，現場環境安全因素及實習路線等導致學生隊伍拉得很長，大部分學生難以聽清；不僅如此，學生也缺乏實習實踐環節的預習或者復習工具手段，實習實踐教學質量難以提升[4]。

為保證現場教師的語音傳遞，擴音器常被用于提高音量，但是部分現場噪音過大及隊伍過長導致教學效果較差，鑒于此，無線耳麥開始應用，教師聲音通過無線電臺發送，每個學生佩戴一只耳麥，此種方法教學效果良好，但是，此套設備的購買成本較高且日常充電維護困難，應用推廣存在困難。

針對以上問題，文章提出一種基于移動互聯網的實習實踐教學語音共享平臺，主要包括手機移動端和后臺Web端，移動端實現復雜現場教師聲音實時清晰傳遞，Web端基于移動端自動收集的教學語音建立資源庫，通過手機點播方式解決了學生實習實踐環節的預習或者復習難題，本文方法為提高高校實習實踐環節的現場教學質量提供了解決方案。

1 實習實踐教學語音共享平臺架構設計

實習實踐環境下的教師聲音共享平臺解決兩大問題，一是現場聲音傳遞問題，二是實習實踐環節的預習或者復習難題。針對于此，設計實習實踐環境下的教師聲音共享平臺系統架構如圖1所示。實習實踐環境下的教師聲音共享平臺由數據管理及存儲層、應用服務交互層構成。

底層為數據管理與存儲層，在實習實踐教學的過程中，針對教學信息的集成管理是所面臨的首要問題。存儲層即平臺儲存中最基礎的部分，實習實踐教學信息數據在此匯集、儲存和調用，是整個系統數據庫的基礎。數據管理層是平臺數據云儲存最核心的部分。數據信息系統是用于管理平臺數據的計算機信息系統。通過數據集成和系統集成來獲取、儲存、管理、計算、分析和顯示平臺中音頻、用戶等數據。用戶登錄平臺賬號后，通過網絡進入該平臺即可享受平臺提供的服務，如對學生、教師數據，以及實習實踐教學信息、聲音資源數據的管理維護等功能。

圖1 實習實踐環境下的教師聲音共享平臺系統架構圖

上層為交互層，包括兩部分內容。一部分是Web服務平臺，為用戶提供交互能力。對于使用者來說，平臺交互層是指用戶訪問平臺的連接口，其訪問設備可以是電腦、手機、平板等終端。用戶利用終端設備連接到平臺系統，可以實現歷史音頻上傳、搜索和下載，也可以進行相應歷史實習實踐教學環節的聲音圖文學習，幫助學生更好地了解實習實踐課程，達到隨時預習和復習的教學效果。另一部分是移動端，為教師和學生的現場聲音交互及教師聲音清晰傳遞提供支撐。主要實現教師聲音在移動端的實時傳輸和音頻資源的錄制。

2 實習實踐教學語音共享平臺功能實現

2.1 聲音實時共享平臺

在實習實踐現場，為方便教師和學生快捷使用，將一部手機設置成無線熱點，所有教師學生連接熱點，形成聲音共享局域網，教師通過UDP協議實現聲音的廣播服務，并向所有收聽的學生實施廣播，為保證實習過程安全，學生可佩戴單耳機收聽教師聲音，在教師講解的同時，平臺完成語音現場收集工作，并將語音自動上傳至服務器數據庫。根據于此，設計聲音實時共享平臺功能流程如圖2所示，程序主要實現的功能界面如圖3所示。

2.2 音頻資源共享平臺

針對移動APP端收集的現場教學音頻，通過Web提供音頻資源共享功能，從而解決實習實踐環節的預習或者復習難題。

教師移動APP端收集的現場教學音頻自動上傳后，教師可通過賬戶登錄Web端，建立自己的實習課程、實習場景、聲音資源的對應知識圖譜，并編輯自己的教學聲音，將整合完成的課程資源上傳到服務器數據庫，也可通過采集數據庫數據來管理歷史課程資源。

圖2 移動端聲音實時共享平臺功能流程圖

圖3 移動端聲音實時共享平臺界面圖

學生賬戶可通過網頁直接登錄Web端，下載和查閱歷史實習實踐課程的音頻，線上學習感興趣的實習實踐活動，拓展思維，豐富知識結構。設計基于Web的音頻資源共享平臺界功能流程如圖4所示。

圖4 WEB端音頻資源共享平臺功能流程圖

4 總結

文章結合高校實習實踐環節授課模式，對實習實踐教學存在的問題進行分析。針對實習實踐環節現場聲音傳遞質量問題和實習實踐環節預習或者復習難題，提出一種基于移動互聯網的實習實踐教學語音共享平臺。平臺從高校實習實踐教學流程出發，設計線上與線下多維度互動結合的學習平臺。移動端實現了復雜現場教師聲音實時清晰傳遞，Web端基于移動端自動收集的教學語音建立資源庫，通過點播方式解決了學生實習實踐環節的預習或者復習難題。