優(yōu)化數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 共享數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源

【摘要】二十一世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)、信息高速發(fā)展時(shí)代，優(yōu)化數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建立虛擬局域網(wǎng)VLAN，使得多個(gè)數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室共享數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)化;語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室;VLAN構(gòu)建;共享資源

【中圖分類(lèi)號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009—8097(2010)04—0150—03

引言

隨著教育信息化技術(shù)不斷發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在外語(yǔ)教學(xué)中得到普及。在《大學(xué)英語(yǔ)課程教學(xué)要求》中，建議學(xué)生在計(jì)算機(jī)上自主學(xué)習(xí)外語(yǔ)的時(shí)間能夠達(dá)到總學(xué)時(shí)的30%-50%;數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室已成為現(xiàn)代外語(yǔ)教學(xué)的重要場(chǎng)所和自主學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建的核心。我?，F(xiàn)有語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室17間、1201座。由于分別在不同時(shí)期建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、硬件、軟件、資源庫(kù)的功能和實(shí)現(xiàn)方式各不相同;沒(méi)有統(tǒng)一的“多個(gè)語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室共享資源平臺(tái)”。為滿(mǎn)足新形勢(shì)下的新要求，優(yōu)化數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)外語(yǔ)教學(xué)資源數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化毋容置疑。

一 數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的數(shù)字化語(yǔ)言教學(xué)系統(tǒng)主要采用數(shù)字終端型和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)型兩種。數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室采用數(shù)字終端型語(yǔ)言教學(xué)系統(tǒng)將音視頻多媒體處理技術(shù)、流媒體播放技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合，即學(xué)生端采用嵌入式學(xué)生終端，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言教學(xué)的各種功能。其優(yōu)勢(shì)在于嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性，缺點(diǎn)是學(xué)生終端不可能具備標(biāo)準(zhǔn)PC的全部功能，雖然有些公司開(kāi)發(fā)的設(shè)備已具有網(wǎng)頁(yè)瀏覽和AOD/VOD等點(diǎn)播功能，但卻無(wú)法支持所有類(lèi)型的教學(xué)資源。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)型語(yǔ)言教學(xué)系統(tǒng)更像一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室，學(xué)生端配置標(biāo)準(zhǔn)PC，利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言教學(xué)系統(tǒng)的各種功能。雖然計(jì)算機(jī)的功能十分強(qiáng)大，但其不穩(wěn)定性及病毒侵?jǐn)_是該系統(tǒng)不可避免的致命傷。

1 數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)

(1) 按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分類(lèi)[1]

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備和鏈路(連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信信道)的構(gòu)型。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用的信道有點(diǎn)到點(diǎn)信道和共享信道。數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)分為:ATM網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)+以太網(wǎng)絡(luò)三種。① ATM(Asynchronous Transfer Mode)是一種傳輸模式，在這一模式中，信息被組織成信元，因包含來(lái)自某用戶(hù)信息的各個(gè)信元不需要周期性出現(xiàn)，這種傳輸模式是異步的，采用時(shí)分多地址網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它采用基于信元的異步傳輸模式和虛電路結(jié)構(gòu)，根本上解決了多媒體的實(shí)時(shí)性及帶寬問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了面向虛鏈路的點(diǎn)到點(diǎn)傳輸，它通常提供155Mbps的帶寬，常用于專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)數(shù)字控制信號(hào)，使顯示部分和聲音部分以數(shù)字信號(hào)形式進(jìn)行傳輸。ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好、聲音無(wú)延時(shí)斷裂、穩(wěn)定性較好、技術(shù)先進(jìn)、價(jià)格便宜、線路簡(jiǎn)單安全等?？蓪?shí)現(xiàn)課堂教學(xué)(教師授課、分組學(xué)習(xí)，監(jiān)聽(tīng)、對(duì)講等;實(shí)現(xiàn)播放資料庫(kù)中的資料和外部DVD、錄像帶、磁帶、展示臺(tái)等功能);實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)(學(xué)生自主點(diǎn)播資料庫(kù)中所有資料、還可進(jìn)行自主錄音、自我測(cè)試等)。在網(wǎng)絡(luò)化考試功能中，可進(jìn)行聽(tīng)力、口語(yǔ)、寫(xiě)作考試，并可進(jìn)行試卷分析。使用變速不變調(diào)功能，適合不同程度的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。② 太網(wǎng)絡(luò)(Ethernet)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主體，通過(guò)數(shù)字控制信號(hào)控制，使顯示部分和聲音部分以數(shù)字信號(hào)形式在以太網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行傳輸，數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室中的圖象、文本、課件等其它格式聲音文件通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議傳輸。以太網(wǎng)的開(kāi)放性與兼容性使得數(shù)字網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)功能更強(qiáng)大?？蓪?shí)現(xiàn)課堂教學(xué)(教師授課、分組學(xué)習(xí)、播放DVD、磁帶、展示臺(tái)等功能);學(xué)生自主點(diǎn)播學(xué)習(xí)(進(jìn)行音頻和視頻點(diǎn)播、學(xué)生自主操作變速播放、根據(jù)自己的水平在學(xué)生終端上調(diào)整播放速度);網(wǎng)絡(luò)化考試功能(進(jìn)行聽(tīng)力、口語(yǔ)和寫(xiě)作考試)，以及同聲傳譯等。并可聯(lián)接校園網(wǎng)使用學(xué)校數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。③ ATM網(wǎng)絡(luò)+以太網(wǎng)絡(luò)，采用兩套系統(tǒng)。語(yǔ)言傳輸采用ATM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，充分保證語(yǔ)言傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性并可實(shí)現(xiàn)同聲傳譯、英語(yǔ)接龍、口譯培訓(xùn)等。而以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)字化語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室是由強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放的英語(yǔ)教學(xué)與輔助學(xué)習(xí)功能，學(xué)生可自主點(diǎn)播素材庫(kù)中的全部資源、瀏覽校園網(wǎng)、英語(yǔ)網(wǎng)站等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。如一些互動(dòng)、人機(jī)對(duì)話(huà)功能的優(yōu)秀教學(xué)課件:《21世紀(jì)英語(yǔ)》、《新視野大學(xué)英語(yǔ)》等在本系統(tǒng)里得到充分發(fā)揮應(yīng)用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性尤為重要。

(2) 按硬件設(shè)備分類(lèi)[2]

從硬件設(shè)備來(lái)看，主要有嵌入式終端型、PC終端型、PC+嵌入式終端型三大類(lèi)。其中PC終端型又分為純軟件和軟硬件結(jié)合兩種，PC+嵌入式終端型又可分為內(nèi)置終端和外置終端兩類(lèi)。

2 數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)[3][4]

我校數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用ATM網(wǎng)絡(luò)+以太網(wǎng)絡(luò)，硬件設(shè)備是PC+外置終端。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)由“語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)”和“計(jì)算機(jī)教學(xué)網(wǎng)”組成，如圖1所示，采用兩網(wǎng)分離模式;“語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)”由教師機(jī)、學(xué)生終端、語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)基本語(yǔ)言教學(xué)的功能;“計(jì)算機(jī)教學(xué)網(wǎng)”由教師計(jì)算機(jī)、學(xué)生單元計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成，提供更豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源?！坝?jì)算機(jī)教學(xué)網(wǎng)”還可拓展到校園網(wǎng)其它節(jié)點(diǎn)，共享優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源;多媒體中央控制平臺(tái)還提供了多路AV信號(hào)及VGA信號(hào)輸入輸出端口，使各種外部多媒體設(shè)備能夠方便接入教學(xué)系統(tǒng)中。

二 運(yùn)用虛擬網(wǎng)VLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室間用戶(hù)和服務(wù)器的邏輯集成

我校實(shí)行多校區(qū)辦學(xué)體制，數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室分別建立在不同的校區(qū)，而管理數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一歸口在外國(guó)語(yǔ)學(xué)院的語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)中心。由于人員編制緊缺，不可能每個(gè)校區(qū)都設(shè)有技術(shù)管理人員。為更好地優(yōu)化數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，拓展數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的應(yīng)用，充分發(fā)揮數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)實(shí)踐作用。在實(shí)際的應(yīng)用中，我們使用虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將物理位置分散的數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)建立成多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，使用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理。

虛擬局域網(wǎng)(VLAN或Virtual LAN)在邏輯上等于OSI7層模型的第2層的廣播域，VLAN是將一組物理上彼此分開(kāi)的用戶(hù)和服務(wù)器邏輯地分成工作群組，這樣的邏輯劃分與物理位置無(wú)關(guān)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是把一組用戶(hù)分配在一個(gè)單一的廣播域，在該廣播域上的廣播流量只有其成員才能收到。

1 利用外部路由器實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間的通信

將不同校區(qū)的數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室交換機(jī)的連接通過(guò)路由器設(shè)置，實(shí)現(xiàn)VLAN之間的通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如圖2所示。

進(jìn)行VLAN之間的路由設(shè)置，并對(duì)交換機(jī)端口及路由器的以太網(wǎng)端口進(jìn)行配置，分別劃分子網(wǎng)端口。在各個(gè)VLAN內(nèi)所連的計(jì)算機(jī)上設(shè)置缺省網(wǎng)關(guān)。

2 利用內(nèi)部路由模塊實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間的通信[5]

路由交換模塊(RSM)，即安裝在交換機(jī)內(nèi)的路由處理模塊，這種交換機(jī)也就是第3層交換機(jī)，如Catalyst 4006S3。

在含有路由交換模塊的交換機(jī)上創(chuàng)建所有需要的VLAN，并將相關(guān)的端口添加到各個(gè)VLAN，將交換機(jī)之間的級(jí)聯(lián)端口trunk打開(kāi)。

為每個(gè)要進(jìn)行數(shù)據(jù)路由的VLAN對(duì)應(yīng)的VLAN接口分配一個(gè)唯一的IP地址:

(config)# interface vlan

(config-if) # ip address <子網(wǎng)掩碼>

(config-if) # no shutdown

配置VLAN之間的路由:

(config)# ip routing

(config)# router <路由協(xié)議名>例如:(config)#router rip

(config-router)# network <某VLAN接口對(duì)應(yīng)的IP網(wǎng)段地址>

(config-router)# network <另一VLAN接口對(duì)應(yīng)的IP網(wǎng)段地址>

將相應(yīng)VLAN中的各計(jì)算機(jī)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置為路由交換模塊中該VLAN接口的IP地址。

通過(guò)數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、虛擬局域網(wǎng)VLAN在英語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐環(huán)境中的應(yīng)用，有如下優(yōu)點(diǎn):

(1) 大量使用內(nèi)部地址，節(jié)省了IP地址資源。

(2) 提高管理效率。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)出現(xiàn)了移動(dòng)、增加或改變時(shí)，只要該站點(diǎn)仍舊保持在同一個(gè)VLAN中，則不必對(duì)該站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行修改;只要把該站點(diǎn)遷移到的端口配置到相應(yīng)的VLAN中即可。

(3) 增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分成一個(gè)個(gè)互相獨(dú)立的廣播組(VLAN)是一種有效而又易于管理的增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性的方法?？梢韵拗颇硞€(gè)VLAN中的用戶(hù)數(shù)量，可以禁止那些沒(méi)有得到許可的用戶(hù)加入到某個(gè)VLAN中。VLAN提供了一道安全性防火墻，以控制用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問(wèn)，控制廣播組的大小和構(gòu)成，并借助于網(wǎng)管軟件在發(fā)生非法入侵時(shí)通知管理人員。

(4) 實(shí)現(xiàn)虛擬工作組。在整個(gè)數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)VLAN后，外國(guó)語(yǔ)學(xué)院的所有成員不論老師還是學(xué)生將可以像處于同一個(gè)LAN上那樣進(jìn)行通信。當(dāng)老師從一個(gè)數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室到另一個(gè)數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室上課時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享教學(xué)資源。

三 多媒體數(shù)字網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源體系

通過(guò)優(yōu)化數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了共享多媒體數(shù)字語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源及校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。具有“數(shù)字語(yǔ)言教學(xué)”、“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”、“媒體庫(kù)”、“資源在線”“VOD點(diǎn)播”等功能，給學(xué)生創(chuàng)建了自主學(xué)習(xí)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)教與學(xué)空間。我校采用“自主、互動(dòng)、創(chuàng)新”的協(xié)作式自主學(xué)習(xí)模式是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探索、強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)為主要特征的課堂教學(xué)模式。其核心目標(biāo)是在學(xué)生的自主探索活動(dòng)中，以學(xué)生為本，充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。教師引導(dǎo)學(xué)生“學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)”，采用立體化信息輸入模式，圍繞教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供大于學(xué)生目前語(yǔ)言能力(i+1)的信息輸入量，創(chuàng)設(shè)輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍，是學(xué)生在心理障礙最小的狀態(tài)下學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下自主、互動(dòng)、創(chuàng)新的協(xié)作式學(xué)習(xí)已成為教育中重要的學(xué)習(xí)方式。建設(shè)豐富的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)多媒體語(yǔ)言教學(xué)資源中心，如圖3所示。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建教與學(xué)的多媒體數(shù)字網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言教學(xué)資源體系，是充分利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)施大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)新模式的必然趨勢(shì)。

四 結(jié)束語(yǔ)

在數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室更新設(shè)備、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建中，除了要考慮系統(tǒng)的功能和性能外，系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性也非常重要。由于本系統(tǒng)采用了虛擬局域網(wǎng)VLAN技術(shù)，確保了系統(tǒng)遠(yuǎn)離病毒和惡意破壞的困擾，極大地減少了管理的難度。但是，數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，功能較多，操作相對(duì)繁瑣。為此，數(shù)字語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)人員在今后的教學(xué)實(shí)踐中要不斷地探索管理的新思路、新方法，積極搭建共享數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)，為語(yǔ)言教學(xué)突破時(shí)空限制及語(yǔ)言教學(xué)現(xiàn)代化教學(xué)手段的實(shí)施提供有力的保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳宇鋒.數(shù)字網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，(4):76-77.

[2] 王曉予.網(wǎng)絡(luò)化是外語(yǔ)語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的趨勢(shì)[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2006，(3):61-62.

[3] 陳昌川，王曉予，武芳.語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2005，(3):103-104.

[4] 范姣蓮.充分利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)施大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)新模式的改革[J].中國(guó)電化教育， 2007，(6):100.

[5] 蔣理.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)操作教程[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2003:354.