一个在线英语互助学习社的构建

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【摘要】针对高校英语教学中普遍存在的“高投入低产出”问题，提出了一个在线英语互助学习社的构建方案。旨在通过虚拟化与云计算等技术，模拟语言学习环境，并通过小组协作来激发学习兴趣与热情。仿真实验表明，方案可行有效，还有利于学生团队协作能力的培养。

【关键词】虚拟化，云计算，团队协作

一、引言

英语是事实上的国际通用语，也是世界上学习人数最多的外语。世界上70%以上的邮件是用英文写或用英文写地址的。全世界科技出版物70%以上用英语发表。全世界的广播节目中，有60%是用英语进行的。90%以上的国际会议用英语召开，同时，它也是联合国的正式工作语言之一。语言是交流的媒介，中国人与外国人交流，主要通过英语，因此凡将来需要直接（即不需要通过翻译）与外国人进行某种交流的人，都应该学习并掌握一定程度的英语。基于此，我们国家才制定并坚持了三十多年的公共英语教育政策。

然而，由于各种历史与现实原因，英语教学水平仍面临着一些亟待解决的问题，如应试教育为导向，过分注重基础语法，语言环境塑造能力差，学习方法单一等，致使英语学习覆盖面大，但应用效果不容乐观的局面。随着学生迈入高等学府，英语这个伴侣依然不能放，而且还需主动接近，搞好关系，为踏入职场做好准备。此时，英语学习更需进行定制与改革，比如由语法、结构向语感转变，由读写向听说蔓延，从广度学习到专业精深过渡，从被动学习到主动创造语言环境，都需要学生在主观能动性方面提高认识并积极投身实践。

本文从主动性与协作性两方面入手，以云计算技术为基础，构建了“以学生为中心”的学习环境，旨在提高英语学习的积极性与创造性，改善学习质量。

二、英语学习现状与分析

北京外国语大学中国外语教育研究中心副主任陈国华教授提出，由于全球化是一个持续不断的进程，大多数人最终都有可能直接与外国人进行某种交流，国家教育政策的制定者把英语作为国民教育的一项基本内容，把英语能力作为学生的一种基本素质来培养，这一大方向是正确的。早在20世纪80年代，全球化趋势渐显，由于历史遗留原因，英语成为最多国家使用的语言，使得英语成为一种国际语言。而在如今信息时代，与英语关系密切的计算机科学领域飞速发展，再加上互联网的普及，使得英语流传更广。由于英语的广泛使用，大量的信息以英语为表现载体。在信息的获取已经十分快捷的现在，理解英语信息所需的成本远远大于获得它们的成本。英语的确是全球化时代、信息时代不可忽略的竞争优势。在这种情况下，英语自然而然就成为促进交流合作或国际化的必备条件，非英语系国家英语教育的推广逐渐成为普遍现象。

然而这项大方向正确的国民教育政策，其执行结果却不令人十分满意。陈教授认为英语教育“高投入，低产出”的原因主要有两个：一是应试教学模式不能有效激发学生的学习兴趣，二是违背语言习得和学习规律的教学方法不能有效提高学生的语言运用能力。其表现形式有以下几个方面：

1.应试教学模式有两大弊病。首先，它不利于激发学习动力。由于教学内容主要集中在课本学习和备考上，内容乏味，形式零散，所以难以引起学生的兴趣。另一个弊病是，不能提供足够的言语输入。应试教学要求学生死记硬背课本内容、辅导材料或教师课堂讲授的内容，而这些内容作为语言输入，远远不够，不能使学生达到对语言的自然吸收。我们知道，自然吸收是语言习得的基本途径，而大量带情境的语言输入和产出是自然吸收的先决条件。目前中国普遍存在的应试英语教学模式可以说是违背语言习得和学习规律的。

2.语言环境塑造不利。与过去相比，虽然中国的英语环境已经有了很大改善，可是英语在中国仍是外语，而不是第二语言。也就是说，人们日常生活中接触英语的机会很少，学生除了有限的英语课堂，一般无法进入英语环境。另外，受应试教育思维影响，教学上往往采取任务式教育法。虽然此举比“单词+语法+翻译”模式有所进步，然而任务的真实性与趣味性却相对较差，难以引起学生兴趣，加之课后一般没有环境去进行任务实践，结果教学效果就大打折扣了。

3.强度不够。语言不仅是知识，更是一种技能，而技能的训练，必须要有一定的强度才能达到较高的熟练程度。但在目前课程方式的制约下，学生一般只能每周上两次英语课，这种断断续续的教学方式对于语言教学来说，是最不可取的，因为课上接触到的英语如果课下不再接触，几天后学生会忘得一干二净。而课本英语本身的内容很少能好到足以吸引学生课下主动复习的程度。在目前实行的教学模式和方法的制约下，学生所接触的英语量受到极大限制。仅凭一套从小学到大学的英语课本就想让学生们学好英语是不可能的。这就像每天只给儿童喂几片维生素片，就希望他健康地长大成人一样。

考虑到课堂教学的不可替代性，本文试图从学生的课余时间入手，利用现代计算模式，以学生为中心来主动创造语言环境，增进学习效果。

三、在线英语互助学习社的设计

鉴于对英语教育现状的分析，我们提出了一个在线英语互助学习社的设计方案。该方案的设计目标在于充分挖掘学生的课余时间，扩大学生接触英语的机会，借鉴社会关系网络的优势，将学生通过互联网聚集，以小组协作方式来完成学习目标。方案基于计算机通信网络，具有以下特性。

1.在线学习。互助社的学习是课堂教学的有益补充，学生无需面对面坐在一起，时间安排可以灵活把握，按照自己的安排随时接入，这样既方便了学生，又节约了成本。

2.主动学习。不同于课堂被动接受，学生在互助社中的学习完全是自主的，而基于当前计算机技术，如Web service与云计算等，亦可以充分发掘学生的学习兴趣，让学生乐在其中，实现从“要我学”到“我要学”，甚至“我乐学”的高度。

3.协作学习。事实表明，与独立学习相比，小组学习更能激发学生的积极主动性与创造性，加深知识记忆，提升学习质量。

在学习模式方面，我们首先针对单词学习进行了团队协作上的探索，如图1所示。假设，某小组（有学生A，B，C）正在学习新单词（X，Y，Z），而A是组长。

1、自主学习。首先，学生必须自学内容的一部分或全部。假定组内每个学生必须学会内容的一个子集。将学习内容分块并分发给每位学生的工作是由系统根据学生申请自动完成的。假设A学习X，B学习Y，C学习Z，这样就为每个学生节省了至少的2/3的时间。

另外，除第一个单词外，其他单词都是经过其他成员思维加工之后才被传递过来的，无形中增加了语境与理解信息，方便了后续学生的掌握。

2、讨论。自主学习完成后，小组组长便可以发起组内讨论。通过讨论，学生间不同的学习内容子集就得到了交换（如A学到了Y和Z；B学到了X和Z；C学到了X和Y）；因此，虽然自主学习没有覆盖全部内容，但讨论后每个人都有了整体认知。小组成员之间的讨论由组长主持，可以利用网络服务（如公告板）进行，以利于浏览器访问。

3、工程。完成自主学习和讨论之后，小组需要协作完成一个针对学习内容的工程，以巩固所学的知识。如果没有交流和合作，这个工程是无法顺利开展的，即工程需要的不仅仅是个体学习。项目的完成主要由组长在公告板上进行主持，然后由组员在自己的虚拟机上开展具体的工作。

就新单词学习为例，这个工程可以是“比较X，Y，Z间的不同，并分别选句”。

4、评估。得到工程协作完成结果之后，系统进行成绩评估，并将成绩反馈给小组。评估结果对学生和系统双方来说都较有意义。每次的生成的评估结果都会被存储到数据库中，以为后续的系统设置提供重要参考，例如学习内容的划分粒度，分发项目的等级与小组规模等。

四、一个在线英语互助学习社的实现

在学术界与产业界，云计算正受到越来越多地关注与认可。云计算是2007年左右在业界逐渐兴起的一种新的IT交付模式，发展至今，云计算已经基本上完成了其理论与技术的体系化，基于云计算的应用也在国内外形成了较大的规模。云计算以分布式数据中心为基，以自动化、标准化与虚拟化技术为支撑，能够向“云”外的“端”用户提供各种集成服务。云计算最重要的特性是：1）网络交付；2）高可用；3）高可扩展；4）按需取用；5）节能环保。作为新的计算模式，它可以向用户提供效用为导向的即付即用IT服务。

为了最大限度地提高学生的灵活性，每位学生都拥有给定的虚拟机的超级权限。小组环境一般是通过虚拟网络技术实现的。出于效率上的考虑，我们将小组规模限制为3到6人。教师的角色可以由系统和组长联合扮演，一方面可以给多个协作组并行地下达通用的指令，另一方面也可以将特殊的想法在特定的组内实施。

（一）架构

该系统的体系结构总体上是基于B/S结构，包含四个层次（参见图2）。层与层之间的通信通过Web服务接口实现，共享信息由数据库维护。

1、物理层：这一层位于系统最底部，作为整体结构的基础。在物理上，它由几个异构/同构物理服务器组成。基于虚拟化，这一层可以向上层提供虚拟计算、虚拟存储以及虚拟网络服务。

2、支持层：逻辑上来说，这是“教室”与学习内容之所在及相互融合的地方。为了有效发挥虚拟化技术的优势，该层设计成由两个模块组成。

A.学习池：这里配置了众多虚拟机，可以通过内容管理系统的管理将这些虚拟机预先分配给学生。协作小组在逻辑上表现为虚拟机小组，保证了通信的独立性和私密性。学生在这里被分配进入相应的小组。

B.数据中心：数据中心对学生和云服务提供者来说都具有重要意义。定制虚拟机镜像及学习内容就储存在此。

3、管理层：系统在该层进行决策，并进行整个系统的管理，该层也由两个模块组成。

A.学习管理系统（LMS）：这个模块从网络接口层接收请求，并将该请求按照预定义的策略列入计划。根据用户配置文件和支持层的状态，决定是新建一个协作小组，还是将该学习请求调度到特定的小组，并在学习池中与之保持通信。该模块还可以接受动态重配置的请求，将之分配到相应的虚拟机上。调度器得到LMS的处理结果并执行，包括准备虚拟机镜像及相应的学习内容。

B.学习内容管理系统（LCMS）：该模块接受来自网络接口层和LMS的请求。它通过调度器与分发器来处理这些请求。调度器可以做出一些决策（比如提供哪个工程），这些决策是根据用户配置文件（如教育配置文件、年龄等）和在数据库中的评估历史来生成的。分发器将决策付诸执行，把内容提供给目标小组。

3、接入点：是学生访问系统的集中入口，学生可以加入一个协作小组然后开始学习。访问系统服务只需要一个具备标准输入输出的终端和网络连接即可，如台式机、笔记本电脑、手机或专用的“瘦”客户端。通过学生的个人浏览器，他就能选择想要学习的内容，创建一个学习组或者是加入一个已经存在的组。

4、响应需求。系统支持需求的动态变更。例如，当一个小组正在进行学习时，其组长可以随时增加或删除一个虚拟机。此操作可以由系统按需完成，并且将会在数秒内返回最新结构。

（二）实验

为了验证架构方案，我们搭建了仿真测试系统。系统由4台HP电脑组成，每台电脑配置都为4核，4G内存，300G硬盘空间，它们之间通过百兆以太网连接，操作系统选用CentOS 5.8 x86_64。我们选择其中的一台电脑作为系统调度器（配置LMS，LCMS和数据库），其余电脑作为工作节点（学习池和数据中心）。

我们使用KVM、Eucalyptus 3.3和Hybridfox搭建了基本运行环境。方便起见，我们生成了两类镜像，组长专用型与一般学生型。组长专用型中，实现了两类接口（即与系统通信、组内通信）。与系统的通信通过telnet服务实现，而组员间讨论是通过BBS实现的。

仿真实验中，单词学习小组中有3名学生（Li Lei，Jim与Han Meimei），其中Li Lei为组长。学习内容为单词who、whom与whose。自主学习阶段，系统首先根据小组规模将学习内容分割为三个子集，{who}、{whom}与{whose}，并通过telnet服务向小组内成员随机分发。之后，学生登录由组长创建、管理的电子板，进入讨论环节，以使学习内容在小组内达到全覆盖，并通过彼此交流深化理解。讨论之后，系统将根据此次学习内容及该小组历史得分，从数据库中选取难度适合的工程（辨析who、whom与whose之间的异同，并分别造句）至组长实例。组长收到工程后，便通过电子板启动组内的分工合作，以协同互助完成任务。任务完成并提交后，系统就可以根据工程得分与成员表现作评估了。

我们分别使用了两种系统镜像，分别是Ubuntu server 9.10 AMD64与Windows XP；每个系统都有上述两个版本，即组长版本和普通版本。学生虚拟机的平均响应时间（从请求开始到准备登录）被限制为15秒。在请求即响应机制方面，添加新实例的操作，平均花了12秒的时间，基本不影响学生的正常学习进程。

五、结论

英语学习已经成为经济全球化形势下教育教学中不可或缺的一环。多年教育实践下来，我们取得了一些成绩，但也存在着问题。其中如何提高学生的自主性与积极性是个不容回避的问题。通过云计算技术搭建系统平台，利用虚拟云服务为学生提供模拟语言环境，以团队协作方式来增进学习效果，我们提出了一个在线英语互助学习社的架构方案。实验表明，方案可行、有效，既方便了学生，又补充了课堂，还能提高学生的团队合作能力。

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项目支持：上海市大学生创新活动计划项目，编号2012scx09。