国产龙芯CPU和开源软件在中小学英语教学中的应用研究

【摘 要】目前我国教育信息化基础比较薄弱，尤其是中小学由于经费和应用水平等原因，迫切需要低成本的信息化系统集成解决方案。本文通过对北京市教育网络示范工程进行案例分析，对其在英语教学中的应用效果进行实证研究，结果证明使用装载国产CPU的低成本网络计算机，并积极推进开源软件的应用符合我国的教育发展现状。

【关键词】龙芯CPU 网络计算机 开源软件 英语教学

【中图分类号】G40－057 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）09－0041－02

一 引言

为完善和推广国产核心芯片、操作系统等核心技术，以促进国产软件产业的发展为宗旨，利用国家863、科技攻关等科技计划已取得的成果，开展集成创新，构建基于国产软件核心产品的国产基础软件平台，提高在集成环境下的国产软件产品的可用性、适应性及规范性，北京市发展改革委员会和北京市经济信息中心开展了基于国产龙芯CPU的网络计算机应用于教育网络系统示范工程项目。其建设内容是基于国产自主知识产权的CPU系统芯片所研制生产的网络计算机（Network Computer，NC），配备相应的辅助设备及开源软件，建设成基于国产龙芯CPU网络计算机的语音教室兼电子阅览室教育示范点。示范工程在北京市9所中小学（包括北京市第五十六中学、北京市第二中学分校、北京市西城区白云路小学、北京市西城区五路通小学等）开展，共建设基于国产龙芯CPU和开源软件ITALC的语音教室兼电子阅览室9个，网络计算机180台套，服务器9台套，其他网络设备9套。项目落成至今3年里，各所学校的语音教室主要用来进行英语语言教学以及课外辅导阅读。笔者受委托对网络化语音教室给英语教学的影响进行实证研究，以期优化学生在新的语言学习环境中的学习行为，证明装载国产CPU的网络计算机在我国中小学教育信息化改革中具有的优势和发展前景。

二 基于国产龙芯CPU的网络计算机和开源教学软件ITALC

网络计算机是一种基于网络计算环境的信息访问处理终端设备。它能通过网络获取服务器端的计算、应用和存储资源，同时拥有一定的本地计算能力。这是介于哑终端和PC机之间的一类网络设备，也在哑终端和PC机之间有很宽的一条“谱线”，尤其是在特定应用领域、有限功能需求的教育领域有很大的发展空间。

本项目网络终端所采用的是龙芯2号处理器。龙芯2号处理器（Loongson）是我国自主研发的通用CPU。龙芯2F虽然主频相对于现在的“双核”是有点低，可在主张节约型社会的今天，并不是配置越高越好，而是够用就行。龙芯NC应用系统，完全可以满足正常的教学工作使用，同时也能实现阅览电子图书、浏览多媒体、上网等娱乐诉求。

龙芯NC语音教室是通过ITALC（Intelligent Teaching and Learning with Computers）来实现英语视听课堂的教学。ITALC是一个开放源码的电子教室管理软件，能够跨平台运行，目前支持Linux和Windows操作系统。其主要特色如下：

第一，广播教学：可以将教师机的电脑屏幕画面和语音等多媒体信息（如教学课件等）实时传送广播给全体、群组或单个学生。

第二，语音教学：利用该系统，可以将教师机的语音实时传送广播给全体、群组或单个学生。

第三，转播教学：使用转播教学功能，教师可选定一个学生的屏幕及声音转播给其他学生，增加学生对教学的参与感，提高学生的学习积极性。

第四，屏幕监视：教师可实时监视每个学生的电脑屏幕，观察学生的学习情况，这样教师不用离开自己的座位便可在本机上观看到每个学生对计算机的操作情况。

第五，遥控辅导：教师可远程接管选定的学生机，控制学生机的键盘和鼠标，对学生远程遥控，辅导学生完成学习操作，利用这种功能，教师可以对学生进行“手把手”的交互式辅导教学，在此过程中，教师可随时锁定或允许学生操作计算机的键盘和鼠标。

第六，教学示范：教师在进行屏幕监视和遥控辅导时可使用转播教学功能，教师可选定一个学生机作为示范，由学生代替教师进行示范教学，该学生机的屏幕及声音可转播给其他学生，增加学生对教学的参与感，提高学习的积极性。在此过程中，可随时使用电子教鞭功能进行教学示范。

三 教学效果实证研究

1．研究目的和方案

为进一步了解该示范项目的应用情况，以期获取其对网络化英语课堂教学的效果和影响，优化学生的英语学习行为，培养学生的英语综合运用能力，笔者在三年间对9所学校每年采用随机抽取的方式通过问卷调查、观察、访谈、统考成绩分析等手段对实验结果进行定性、定量分析。定量研究在国内外越来越受到重视，研究收集的数据是数字表示的事实，有客观性、准确性、广泛性、普及性特点。本项目实验数据以SPSS 11.5软件（Statistical Package for Social Science）进行处理。以下是项目的实证研究方案：

第一，实验假设：基于NC的英语网络化课堂教学比传统教学法更能提高学生听、说、读、写的能力和综合运用语言的能力。

第二，实验对象：每年3所学校的100名学生。分成A班为实验班，B班为控制班。两个班学生听、说、读、写能力相当。实验班主要采用以网络化课堂教学为主的教学方法，控制班主要采用以传统的课堂讲授法为主。实验时间为1学年。

第三，自变量：两种不同的教学方法――网络化课堂教学法和传统教学法。

第四，因变量：学习成绩（初测、中测、后测），学习动机。

2．研究结果分析

第一，实验班与对照班学习成绩。学习成绩的测试分成3个阶段执行：初测、中测、后测。初测为实验前测试，中测和后测分别在第一学期和第二学期末进行。试卷是从与教材相应级别的试题库中随机选出，满分100分。内容包括听力（20分）、口语（15分）、阅读（40分）、写作（25分）。研究采用独立样本t检验来比较实验班和控制班在接受网络化课堂教学法和传统教学法之后，在听、说、读、写等方面是否存在差别及差别是否显著。相应数据见表1、表2、表3。

表1显示实验班和对照班实验前在听、说、读、写能力方面尚不存在显著性差异，听力和口语能力最为接近。在进行了一学期的差别教学后对两个班进行了中期测试，测试结果见表2。

表2显示实验班和对照班在听、说、读、写能力方面已经产生了较为显著性的差异，经过了一个学期网络环境下的英语教学和学习，实验班学生的听、说、读、写能力相比对照班有了相对的提高。下面是在实验开始一年后对两个班进行的后期测试，结果见表3。

表3和表2相比显示出实验班和对照班在听、说、读、写能力方面出现更为显著性的差异。由此看出，使用网络语音教室进行语言学习可以优化学生的学习方式，对提高学生语言能力有很大的帮助，另外后测成绩分析显示实验班与对照班相比，成绩标准差变大。笔者认为其原因是通过网络语音教室进行教学， 教师注重学生主体作用的发挥，但部分学生的学习有时依然处于被动状态，依赖性强，离开了教师，还是不会学习。甚至有些学生在自主随机访问的条件下，会出现“空中迷失”的问题。这无疑对学生的学习效率造成影响，进而影响其学习成绩。

四 结论

建设基于国产软硬件的教学信息平台，以集中存储、集中/半集中计算模式应用于我国教育信息化建设是一条有效的解决途径。目前我国教育信息化基础还比较薄弱，尤其是中小学由于经费和应用水平等原因，迫切需要低成本的信息化系统集成解决方案，以此来提升信息化建设水平。所以了解教育领域中实际的应用需求，并以此为根据定义需求方案，并基于国产软硬件系统开发完成系统平台解决方案，才能切实有效地做到信息为教育服务的目的。本项目所采用的装载国产龙芯CPU的网络计算机不仅成本低，维护起来也十分方便，和PC机器不同，NC只需维护服务器即可，这样就节省了大量的人力、物力。

另外，由于种种原因，中国教师对于开源软件充满着误解和怀疑，认为免费提供的软件不可能具备商业软件的性能，不能满足教育信息化的要求。其实，现在的开源软件虽然在其背后没有商业化的支持，而都是由志愿者自由开发，并免费供他人使用以及再开发，其功能和性能在总体上不输于商业软件。本项目中所使用的ITALC开源软件在使用过程中系统稳定，界面友好，功能完备，能满足网络语音室教学的所有要求。经过教学实证研究，对于学生的学习有极大的促进作用，因此在教育中大力发展低成本的国产硬件网络计算机，并积极推进开源软件的应用符合我国目前教育的现状。

参考文献

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