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KH-ATM3100A 多媒体数字语言学习系统

一、概述

KH-ATM3100A数字化语言学习系统是建立在网络数据交换的基础上,将经过A/D转换后的语音数据或音频的数据文件,通过ATM网络协议,传送给用户终端,达到语言学习的良好音质,满足教学多样性的需求,充分合理的组建和利用资源的一种全新的语言学习系统。
数字化语言学习系统是网络技术发展的必然结果,它代表一种技术发展的趋势。我们以前接触的语言学习系统都是基于模拟信号的系统,就像我们以前应用的卡式录音机,模拟手机等等。长期以来,模拟信号的产品为我们的生活提供着服务,但随着时代的发展,模拟产品的功能已经不再满足社会多变的需求。以语言学习系统为例,传统型语言学习系统的系统稳定性较差,音质不理想,系统功能单一,教学交互性差,所有的传统型语言学习系统在上课后只能闲置,没有任何利用的空间。
       近年来,随着网络的普及以及校园网上的资源的应用的丰富多彩,传统型语言学习系统愈来愈不能满足教学应用的需求。怎样发挥语言学习系统的教学作用?怎样使网络的教学资源在语言教学上得以应用?
  数字化语音教室是以ATM协议为网络信息传输协议搭建的数字化、互动式语言教学平台。系统全面采用支持多种各式的数字音频文件和接入多路实时模拟音频信号,并可无缝接入校园网络,共享教学资源,全面支持传统多媒体语言授课的所有功能和习惯,同时充分发挥数字化和网络化的优势,创造性的提出了构建以学生为主体的语言教学环境,同时为教师和学生创造了互动氛围,教师可以在丰富教学资源的支持下进行生动活泼的教学,学生可以在交互式的语言学习环境中进行有效的语言学习。
新一代全数字化语言学习系统,不仅支持传统语言学习系统的所有功能,还提供了数字化实时广播,可视化音频点播,分组教学等新颖的教学模式。整个语音传输过程数字化,音质大幅提高。是一套真正成熟的全数字语言学习系统。
本公司开发的“KH-ATM3100A数字化语音学习系统”是根据当前外语教学的时代发展要求,充分听取教学一线授课老师的应用需求设计开发出的具有多项新颖特性的前瞻性的专业化产品。它是建立在ATM专业网络结构基础之上,采用ATM协议。软件控制与硬件处理相结合的方法,通过教师计算机的控制和KH-ATM3100主控交换机音频处理,学生数字语音终端的数字信号处理,完成语言的教学和训练功能。
 学生数字语音终端中应用了微处理芯片和电子音量控制技术。终端控制程序固化在EEPROM中。学生语音终端既可独立完成部分操作,又可在教师计算机的控制下工作,操作灵活方便,功能强。电子音量控制解决了普通音量电位器寿命短效果差的问题,提高了学生语音终端的使用寿命和无故障工作时间。
     系统应用了KH-ATM3100主控交换机,控制音频信号和外部节目源,将外部模拟音频信号输入到计算机转为数字信号,通过网络向学生终端发送,提高教学音质效果,并可在服务器软件上控制各路节目源以便老师教学。
二.系统特点:
系统功能:
广播教学    分组讨论     教师插话      个别通话 
学生呼叫    示范教学     教师监听      自主学习  
无纸考试    变速播放     学生录音     电子白板   
音文同步    信息管理     海量录音    计费管理  
电子备课    断线恢复     教师监看  电子阅读   
自主点播    随堂测试         系统判分  自我测试
成绩统计  自动收卷     重复收听      
A功能强大,适用范围广:
  无论是与国内的语音系统产品还是与进口的语音系统产品相比,“ATM3100A数字语言教学系统都具有强大的功能和广泛的适应性。这不仅体现在无故障工作时间上,而且在技术连接、工程布线等方面都优于模拟语音教室。系统继承了以往语音教学系统的优点,应用了新的计算机和多媒体技术。实现了教材编辑、声音文件同步分组教学、点名收费功能和自由练习等功能,还实现了分组讨论,示范,自由点播、考试、阅卷等功能。
支持主流的MP3,WAV音频格式,效果达CD音质。对光盘资源直接兼容,无须转换。学生机和教师机之间仅采用标准的双绞线连接。
多种音频实时广播:数字音频和外部模拟音频(如录音机、录像机、VCD等)都可作为节目源使用。实时的变速不变调功能,无须事先编辑音频文件,在播放的过程中就可以直接改变声音的速度!
可视化音频点播:学生能查询并点播教学资料库中丰富的语音资源,自主控制播放进度,比如停止、快进、快退等。即使教师离开,学生仍然能自主学习。
硬盘数字录音:学生机录音数据海量存储,并可添加到教学资源库长期保存。学生录音时间无限制。背光显示,采用128*64FSTN液晶,可视角度宽,学生终端菜单全中文显示,给初学者极大方便。
系统采用44。1K 16位高品质采样和回放,效果不是模拟语音室可比。语音传输损耗小。
考试成绩管理学生管理和试题库管理提高了教学效率。系统中的考试管理延时低,最大延时小于10MS,系统使用维护方便,建设成本低廉,教师机既可以作为语言教室服务器单独建设使用,也可以与校园网合为一体建设使用,或将多个语音室互联,以共享教师机资源。
B实用性强,易于操作:
    
系统控制软件基于Windows2000/XP,操作简单易学,介面通俗易懂。
    
系统硬件安装方便,连接可靠,易于施工。
    
系统可以与各种媒体播放设备连接并用,学生终端预留了音频输出接口,可以挂接录音机、复读机等学习工具。
C.模块化设计,兼容性好
        
系统在软件和硬件的设计上都采用了模块化的设计方法。软件方面,建立了系统管理模块、通信控制模块、教学模块,分别用于实现各种管理控制、通信命令处理和教学控制。硬件方面,建立了语音交互处理模块、系统控制模块、电源模块、信号接口模块,分别用于实现信号交换、系统控制、集中供电、输入输出接口。
1.采用独立+9V供电方式,可统一管理学生开/关机,保证系统的安全性。
2.系统可靠性提高:采用高速DSP嵌入式实时操作系统,具备自检功能,断线自恢复功能,系统维护简单,故障率低。
3.优异的自动静噪功能,无声音时可以关闭通道,减少网络传输,禁止噪音。
4.  输入输出接口技术是影响产品安装连接和稳定可靠的关键因素。采用合理的连接接口不仅会使得系统安装连接方便,而且还可以提高系统信号传输质量和可靠性。因此我们选择了RJ45接口。在施工上有专用接线工具和线路检测工具,五类双绞线布线方便、信号传输质量好、频带宽、损耗小。
5.    系统在确保功能完善和质量的前提下,采用相关的硬件新技术优化了系统结构,提高系统的性能。
D工艺完善:
1.使用了著名厂家生产的元器件,保证了产品的稳定性。
2专业的焊接加工及检测工艺,系统的可靠性得到保证。
3建立了专用的外壳和包装加工模具。学生终端外观色彩柔和美观,操作按键触摸舒适灵活。
三、功能介绍 
A、课堂教学
全面的教学方式、先进的教学手段、丰富的教学资源为教师、学生带来新鲜、理想的教与学感受。
1、变速广播
除了支持一般播放器快进、快退、停止、复听的功能,语速±30%可调,达到了变速明显、语调不变、语感自然的效果。这在一定程度改变教材难易程度,符合语言学习由慢到快的规律,提高教材利用率。
2、本地库资料广播
丰富的语音素材声文同步、按句处理,清晰明了地呈现给学生,完全符合语言学习习
惯。
3、多媒体广播
录像机、DVD、视频展示台等外部设备播放的多媒体资料,均可进行生动活泼、声像并
茂的课堂语言学习。将校园网络服务器中、国际互联网上各种形式的资料实时地广播给全体学生。
4、小组讨论
实现横向/纵向2人、4人小组讨论,声音饱满、发音清晰。保证对话时语音交互的实时、
无断裂、高保真、全通,提高学生听、说应变的综合能力。
•无延迟、无断裂→采用ATM网络技术,彻底保证语音交互实时无断裂。
•高保真→未经过任何压缩的“原汁原味”的声音,即完全保证小组讨论的声音和空气中
直接对话的声音一模一样。
5、监听/监看辅导
随时监听学生说话或收听资料的情况、监看学生屏幕信息,随时了解学生学习情况并进
行相对辅导。
6、示范教学
教师与任意选择的学生进行对讲,将对讲广播给全班学生,达到示范广播作用(最多可
以选择4个学生)。
7、电子举手
学生出现问题或疑问,直接在座位上按“呼叫”键,呼叫老师,教师机上立即显示学生
座位号,方便老师回答疑问、解决问题。
B、开放式语言实验室
自主的学习氛围,逼真的口语训练,便捷的统计管理,是学生主动学习,节省师资,提高教学效果的好环境。
1、自学课堂
课堂上学生根据教师规定的学习内容,进行自主学习,包括阅读资料、点播音频资料、
自我测试、口语录音。
2、语音课件音文同步点播
学生可自主点播资料库中文本、语音资料进行听音训练。任意点播句段,具备人性化
搜索功能:即点播到哪,声音到哪,极易阅读。保证声文同步,完全符合语言学习规律。
3、自我测试
学生可进行自我测试。试毕,计算机立即统计分数,直接显示答案、对错参照。为学生提供一体化的全自动计算机考试。
4、随堂测试
教师在进行教学过程中,可进行随堂测试,让学生进行轻松学习。
5、多媒体教学资源
能利用服务器中多媒体教学资源,实现人机交互式的学习。
6、电子化听力室
丰富的听读教材,学生可在课余时间自主选择收听、阅读。
7、学生终端变速点播
可自主调节资料播放速度±30%,达到语调不变、语感自然的效果,令学生自主选择,真正实现自主学习。
8、口语训练
    
学生还可自主进行口语录音,录音自动存储在教师服务器上,学生可反复收听、反复练习,达到口语训练的最佳效果。
C、标准化无纸考试系统
专业的考试题库、周到的阅卷系统、详细的试题分析,为学校提供整套可行的专业试实施环境。
1、听力选答考试及计算机自动阅卷
利用录音卡座播放试题或本地资料库中调用考题,学生通过终端按键作答。试毕,系
统自动评卷,其中为教师提供多种评估方式并将学生的考试成绩存档,便于复查。
成绩统计:学生测试后的综合评分及各分数段成绩分布情况用圆形分析图表述。
2、口语考试及计算机辅助阅卷
针对原有传统型口语考试因录音、存储与阅卷过程复杂而难以广泛推广的现状,基于
数字语言实验室,我们推出网络化口语考试,极大的提高考试效率。
口语考试方式:
一问一答,如朗诵、复述、口译、发表观点、看图说话(此项需要借助电脑显示器显示图象)等。
数字录音:问题与学生回答内容存储于本地服务器中,便于网络阅卷。
计算机辅助评分
考题分数与语音内容自动存为一体,考试总分与学生信息连接存储,便于成绩存档或成
绩复查。
数字化口语考试最大特点:语音清晰。在学生会话或教师播放录音时,均能明显感受到专业化语音效果:发音清晰,圆润饱满!
阅读训练
日常学生可进行快速阅读训练,教师对阅读资料设置定时翻屏时间,在规定时间内,学生利用大屏幕显示器进行快速阅读。阅读中可以使用在线电子字典功能得到即使帮助
阅读选答考试及计算机自动阅卷
教师播放阅读试题,学生终端进行阅读,选择答案。完成测试的学生即可交卷,教师机即可显示该学生测试成绩。
D、教师备课
丰富的授课资料,为教师安排合理的教学空间。教师通过资料管理可以制作教案,该教案制作好后,存放于本地教师机中,待上课后直接调用,方便教师安排授课进程。
1、制作教案
教案可以是音频+文本。教师可以在素材库中直接调用授课素材,利用系统自带的教案
制作工具自主制作教案。
2、资料管理
自主的声音、文本、答案制作,为教师提供更广泛的授课资源,并为教师学生管理,提供最便捷的方式。
3、文件制作
教师可进行声音、文本、答案等的制作,文件可对“MP3、WAV”主流音频格式文件转换
识别,为教师进行资料的采集提供更广阔的空间。教师也可根据课程需要,自主进行外设输入,包括“DVD”“卡座”等。叫是还可以自主录音,将录音保存到本地服务器中,进行课堂教学。
E、用户信息管理
服务程序包括学生数据库管理和网络服务功能,可以显示、增加、删除和修改学生
信息(只有超级用户才可以修改用户信息),另外,因为涉及到计费功能,用户还可以设置计费费率、为学生购买机时等。其中一些有权限的作会提示输入管理员密码
教师可“添加”或“删除”用户,添加年级、班级、学号等学生信息。
学生使用时间计费管理:完成对学生使用交费、续费等费用使用情况的查看及管理。
查看学生学习情况:学生自学过程中,可以查看学生屏幕,方便校方监控学生学习情况。
四、参数指标
语音传输延时:小于10MS
频率响应:50HZ-10000HZ
失真度:小于1%
语音性噪比:72DB
学生单元功耗:小于2W
采样率:44.1k,16位
显示内容:3100A(3寸液晶128*64点阵)可显示50个汉字,100个英文
语音教学部分
全通话:教师可对全班学生进行授课,学生无法选择。
插话:教师可对某路节目进行讲解, 这时学生可听到这路节目及教师的混合声。
听节目:在教师授权状态下,学生可自由选择听取某路节目。
组通话:教师可对学生进行分组(两人组、四人组)通话。
组会议:系统将全班学生自动分成二人一组或四人一组,小组可进行通话,组与组
之间互不干扰,教师可对某一组进行讲解插话。
示范:教师可指定某学生的声音送至全班。
音响:可将立体声声音从音箱送出。
座位编辑:教师可将标准座位编辑成汉字姓名。
指定听节目:教师可指定学生听某路节目,学生无法选择。
预听:教师可在播放之前进行预听,以选择更适合的教学内容。
监录:教师可将监听到的学生复习内容录在主录机的磁带上。
监听:教师可手动指定监听某个学生,也可设置一个时间间隔对学生进行自动循环监听。
对讲:学生与教师之间可单独进行对讲,另外老师也可指定两个或多个学生进行对讲。
考题编辑:在“试题编辑”栏内要将试题及标准答案都编辑好。
主控软件界面
主录机部分
采用日本(塔纳辛)电控机芯;可在计算机上进行全部操作
一般录音机功能(录、放、停止、快进、快倒、暂停)
LCD显示状态;采用导电橡胶按钮
书签功能;多级电子音量控制
双声道全立体声播放
双机对录功能
考试分析功能
本设备具备功能强大的考试功能及软件,能进行随机考试, 语音编辑考试,A、B卷自由考试,及其考试结果分析。
随机考试:老师在授课过程中可随时向全班学生发送试题,学生回答的结果可在主控台计算机上显示,以进行随时测试。
语音编辑考试:教师可使用强大的语音编辑考试系统编辑试卷并对学生进行听力考试。
自由考试:教师可将编辑好的试卷送至学生座位显示器,规定考试时间,在考试过程中学生可对自己的答案进行反复检查修改,考试完后系统进行电子收卷。
考试结果输出:系统收卷后会自动进行考试结果分析、统计,打分排名,并可将全班学生成绩自动排名打印输出。
学生机功能
节目选择功能: 可在两路节目间任意切换选听主机送下来的立体声节目内容。
音量选择:四级循环电子音量控制。
LCD显示:播放记数、节目号、音量大小、状态等。
考试功能:可在6个答案中选择正确答案,并最多能保存128道题的答案内容可在收卷前可进行任意修改。
呼叫功能:在学生有问题提出时按呼叫健可向教师发出呼叫指示。
人性化设计:学生机按键和液晶屏采用45°倾斜设计,学生便于查看和操控,专用防尘设计,可使设备使用更良好。
系统主机技术参数
输入电平:-60dB
主录音机:ckx-3.5Minjackx1
输入阻抗:10kΩ
输入电平:-10dB
视频输入:输入阻抗:10KΩ
输入电平:-10dB
RCA连接头:X4
输入阻抗:75Ω
输入电平:1VP-P
输入阻抗:16Ω
节目:63-12500HZ
输出电平:-10Db
对讲:100-8000HZ
室内扬声器:
连接头RCAX1
监听:100-8000HZ
输出阻抗:8Ω
输出电平:-15dB
输出功率:5WX2
节目:55dB
对讲:D-subq pinx96(MAX)
监听:45dB
输出阻抗:500Ω
对讲:45dB
线路输出:
连接头:RCAX2
录音输出:D-sub q pinx1
输出阻抗:200Ω
输出阻抗:200Ω
输出功率:-10dB
输出电平:-10 dB
主录音机技术参数
主控台输入:
耳机话筒组:CKX-3.5Mini jackx
音响频率:63HZ-10KHZ
信噪比:〉52dB
失真度:〈2.6%;
抖晃率:〈 0.2%
消音效果:〉53 dB
环境温度:0℃-40℃
相对湿度: 20%-85%
学生机技术参数
频响效应:100Hz-4KHz
信噪比: 〉50db
环境温度: 0℃-40℃
相对温度: 20%-85%
电源电压:直流+15V
立体声分离度:>60db
失真度〈3%
串音衰减:〉60db
整机容量:≤120座
频响:20-16KHZ+2d
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