一种调频听力口语教学系统的制作方法

本发明涉及一种基于无线调频发射和无线调频接收的教学系统，尤其是在校集中训练学习为目的英语听力口语学习系统。

背景技术：

随着全国逐步推行的英语中考、高考改革，对学生英语听力和口语能力的要求逐渐加大，很多学校都在想应对和解决办法。目前针对上述需求的有以下几种解决方式：

一是利用学校已建设的有硬件设施，如语音教室，轮流使用。但是由于全国一线二线三线四线城市经济水平差异，大多数学校的硬件设施远远不能满足学生学习听力口语的需求。全校几千学生轮流使用有限的几百台设备，并且由于种种管理上的问题，学生实际每周能够使用语音教室的时间只有1-2节课。并且，许多的中小学规定，学生在学校内是不允许携带手机、mp3、ipad等电子设备的。因此学生在校期间，除了老师统一播放的英语听力内容，是没有任何其他途径能够听到英语资料的。学习语言如果没有语言环境，学习效果大打折扣。

二是一部分学校还在采用最原始的方式，就是每个老师在上课时，手提一个录音机在教室里面播放，这种方法只能练听力，而且通过喇叭外放的音质效果很难让学生听清英语发音中的清辅音、浊辅音、连读音等，坐在前排的学生和坐在后排的学生所听到的音量也有很大差别，而且在放音过程中，邻近班级也会受到影响。而且，目前教科书配套音频文件都是听力文件，不适合学生复读和跟读，老师需要在有录音机上进行手动的暂停，比如放一句课文，老师按暂停键，学生跟着读一遍，老师接着按播放键，继续播放一句，然后按暂停键，学生再读一句，老师再按播放键。操作非常不方便。这种依靠老师的主观能动性进行的教学方式，很难得到长期坚持，有的认真负责的老师会坚持一段时间，有的老师怕麻烦，干脆让学生回家自己听磁带，学生回家是否有执行，执行程度如何，效果如何，老师无法掌控。

三是一种口语测评系统，利用语言识别技术，和网络大数据平台，以及家长的app端。在学校机房安装口语测评的软件，这种系统主要进行模拟的口语考试场景及口语考试试题，学生完成录音之后，软件系统可以对所读的内容进行评分，平时老师可以发布口语作业在app端，孩子回家借助家长的手机完成作业，但是必须有家长的监督指导。这种方式对硬件基础设备要求非常高。用于学校机房的设备由于人数多，设备少，人均使用率低。如果要增加设备，需要有场地、有教室、有经费、并且还要搭建网络系统，和足够的带宽，还有设备管理的问题。项目周期长等等问题。这些环节有可能造成再好的项目无法实现。

综上上述一些针对中小学外语听力口语训练的一些方式，仍存在很多问题：学生英语听力学习时间少，受到硬件条件的限制，无法随时随地自由学习。现有英语听力教学需安排专用课时，课间和午休时间没有学习内容播放。上述的一些方式都需要老师进行备课、授课或者借用设备、准备听力口语的音频文件、还要进行设备的操作。非常麻烦。全中国有很大一部分的中小学资金短缺，没有实力建设能够满足全校几千学生的语音教室。如果想要把三四线城市的中小学硬件设施建设得与一、二线城市一样，国家需要投入大量的资金，对学校来说短期内很难实现。对学生来说，每周一两次口语课程并不能形成学习习惯，也不能进行系统的循序渐进的学习，只能用作检验学习情况或听力考试。造成学生“哑巴英语”，并不是完全因为知识掌握成都不够，很大一部分问题是因为学生不肯张嘴说，而不肯张嘴说的原因，很大一部分是因为自己发音不标准、不自信、不好意思说。

目前市面上有非常多的学习资料和学习方式，最常见的就是利用app客户端实现，但是最终依靠的还是学生的主动学习和家长的监督。特别是中小学的学生，自律性和自觉性不高，如果给孩子一个手机或者平板电脑，没有家长在旁边盯着，大多数孩子肯定会用来玩游戏。目前中国教育资源分配存在严重的不平等，好的城市教育资源好，师资力量强。但是县级城市学校硬件设施差、师资力量弱、教师自身水平不高。有很多农村教师，自己的口语发音就不标准，学校有没有足够的硬件设备和软件资源供老师和学生使用，学生可能学到的是“乡村英语”。

基于网络和大数据的平台，虽然功能强大、但是投资巨大，学校需要投资几百上千万搭建网络平台和服务器。学生需要购买几千元的平板电脑，才能实现语言学习。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的缺点，本发明专利的目的是提供一种调频英语听力口语教学系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种调频听力口语教学系统，包括年级端调频发射系统和调频接收端，所述年级端调频发射系统包括智能播控机、调频发射子系统，所述调频发射子系统包括调频发射机、馈线以及天线，所述调频接收端为耳机，所述调频发射机由发射机电源模块、发射机主控制器模块、发射机显示及按键模块、音频信号输入预处理模块、信号调制、高频信号放大模块组成,所述智能播控机的音频输出端连接调频发射机的音频输入端，调频发射机的射频输出端通过馈线连接天线进行调频信号的发射。

进一步的，所述耳机为具备调频广播接收功能和声音放大回传功能的无线调频头戴式耳机，所述耳机由电源模块、调频解码模块、接收端操作显示模块、接收端主控模块、喇叭、话筒输入模块、话筒扩声模块组成，所述接收端操作显示模块与接收端主控模块电性连接，通过各功能按键操作,接收端主控模块经与显示屏连接的端口驱动显示屏实时显示相应信息，同时通过和调频解码模块与话筒扩声模块连接的控制端口，控制相应功能模块的工作模式及工作状态。

更进一步的，所述智能播控机包括播控机主控模块、音频数字解码模块、播控机电源模块、时钟计时模块、播控机操作界面模块、受控输出电源接口模块以及音频模拟处理电路，所述播控机电源模块通过对外部输入的交流电进行变压、整流、稳压，提供智能播控机内各模块工作所需的直流电源，所述播控机操作界面模块包含显示屏及按键，所述播控机主控模块接受所述按键输入各种命令，并通过驱动显示屏显示实时运行信息，所述音频模拟处理电路包含话筒输入接口、音量调节电路、音频合路器以及放大电路，所述音频模拟处理电路完成来自音频数字解码模块及话筒输出音频模拟信号的幅度调节，放大及合路，并通过智能播控机上的智能播控机音频接口向调频发射机输出模拟音频信号。

所述播控机主控模块经时钟计时模块触发，执行预设置的定时节目命令，所述受控输出电源接口模块在播控机主控模块的电平信号控制下，可连通或断开连接在智能播控机的受控输出电源插座上调频发射机的输入交流电源。

更进一步的，当播控机主控模块向音频数字解码模块发送播放指令时，音频数字解码模块解码存储在存储器介质上的指定音频文件，并向音频模拟处理电路模块输出模拟音频信号。

进一步的，所述调频听力口语教学系统还包括班级端调频发射系统，所述班级端调频发射系统包括微功率调频发射器以及音频播放设备。

优选的，调频发射机的电源接口连接智能播控机上的电源管理接口。

作为本发明的使用的技术方案：本发明可以通过使用所述年级发射系统和接收端，播放听力口语学习课件，利用学校现有的英语早自习时间进行的教学活动。利用早读时间，学生带上所述耳机，进行英语听、跟读、听写等学习活动。解决目前大多数学校的英语早自习是学生自由学习，想读什么就读什么，嘈杂不堪，学生捂住耳朵仍然受到旁边学生的影响，学习和记忆效率非常低。学生学习的目的和目标性也不明确，也没有系统的、科学的学习计划。即使有老师或课代表带着领读，其领读者自身发音的标准性和准确性不能保证等问题。

本发明还可以通过使用班级发射端和接收端播放音频课件。弥补年级发射端个性化不足的缺点，教师可以根据所带班级的特点，自行安排学习内容，例如快班听难度大的内容、差班级听基础内容。如相邻的班级同时使用，只需将微功率发射器设置为不同频率即可。还可以安排随堂英语听力测试。

在本发明使用的过程中，所述智能播控机的音频输出端连接调频广播发射机的音频输入端，调频广播发射机的射频输出端通过馈线连接天线进行fm调频信号发射。调频广播发射机的电源接口连接智能播控机上的电源管理接口。通过在智能播控机操作界面设置播放时间、播放内容、可以定时开关调频广播发射机和定时播放指定节目内容。学生佩戴耳机，通过调节耳机上的显示与操作模块进行设置，实现收听发射机所发射的学习节目、音量调节、开启话筒等功能。

本发明的班级发射端可以由微功率调频发射器和手机、mp3等音频播放设备组成，老师可以自由操作播放所需的音频文件，实现一个班级覆盖范围内的调频发射。学生佩戴接收端可实现收听。本发明的所述听力口语跟读课件是一种mp3或其他声音播放格式的音频文件(包括但不限于这些文件)。该课件其特点是：把与教材配套的音频文件(包括但不限于这些文件)，在电脑中，通过音频编辑软件，将课文按句子进行拆分。句子之间间隔一定的时间，学生可以听一句，跟着读一句，读的时间就是间隔时间，间隔时间比原句的时间要长1-5秒。(包括但不限于这个时间)或者模拟老师报听写的方式和速度，制作成单词专项强化训练、或句型强化训练课件。

本发明专利的有益效果是：系统安装简便，后期维护容易。此系统搭建非常简单，无需繁琐的布线，只需要找一间办公室放一套调频广播发射机，一台智能播控机，将调频广播发射机通过馈线连接天线，将天线安装在楼顶即可。安装简便、快速、一天就能搭建完成。极易实现。

改变现有英语早自习的学习模式，无人值守，不用增加老师额外工作量，减轻老师负担，统一组织的专项强化训练也只需要利用学校现有的早自习时间，在班级教室里就可以进行；老师也不用提前去学校打开设备，准备播放的课件，只需要在学期初的时候设置一次时间和内容即可。机器会根据设置的时间和内容自动开机、自动关机、自动播放。把自由散漫、无目标、无指导、无直接结果的英语早自习变为有组织、有内容、有目标、标准化的专项强化训练，无需人工报听写，听写成绩由课代表统计汇报给老师，老师可掌握学生学习情况。

本发明系统可帮助学生建立良好学习习惯，每周2-3天的早读固定时间让学生跟着原音进行单词或课文的跟读、听写。让大脑和身体逐渐习惯在一种高度集中、专心致志的状态下学习。而通过声音的刺激，形成一种包含视觉记忆、听觉记忆的综合记忆模式，使学生慢慢养成良好的学习习惯。本发明的听力口语跟读课件和其他听力资料所使用的是mp3格式音频文件，兼容性高，资源广，更容易获得。

附图说明

图1为本发明年级端调频发射系统工作原理结构示意图；

图2为本发明接收端工作原理示意图；

图3为本发明班级端调频发射系统示意图；

图中：1、年级端调频发射系统；2、智能播控机；3、调频发射子系统；4、播控机主控模块；5、音频数字解码模块；6，播控机电源模块；7，时钟计时模块；8播控机操作界面模块；9、受控输出电源接口模块；10、音频模拟处理电路；11、调频发射机；12、馈线；13、天线；14、发射机电源模块；15发射机主控制器模块；16、发射机显示及按键模块；17、音频信号输入预处理模块；18、信号调制；19、高频信号放大模块；20、接收端电源模块；21、调频解码模块；22接收端操作显示模块；23接收端主控模块；24、喇叭；25、话筒输入模块；26、话筒扩声模块；27、微功率调频发射器；28、播放设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明专利的原理及优点作进一步阐述。

实施例1

一种调频听力口语教学系统，包括年级端调频发射系统和调频接收端，年级端调频发射系统1主要由智能播控机2和调频发射子系统3组成，其中调频发射子系统由调频发射机11、馈线12、天线13构成。该系统各设备间协同工作可完成录制语音文件定时播放和调频发射，所述智能播控机的音频输出端连接调频发射机的音频输入端，调频发射机的射频输出端通过馈线连接天线进行调频信号的发射。通过使用所述年级发射系统和接收端，播放听力口语学习课件，利用学校现有的英语早自习时间进行的教学活动。

调频接收端，由电源模块20，调频解码模块21，接收端操作显示模块22，接收端主控模块23，喇叭24，话筒输入模块25，话筒扩声模块26组成。接收端操作显示模块22与接收端主控模块23电性连接，通过各功能按键操作,接收端主控模块23经与显示屏连接的端口驱动显示屏实时显示相应信息，同时通过和调频解码模块21与话筒扩声模块26连接的控制端口，控制相应功能模块的工作模式及工作状态。调频解码模块21在接收端主控模块23的控制下，可完成接收fm调频信号，频率，音量大小等功能参数的设置，以及调频收音功能的开启与关闭。从而实现所述年级发射端所播放的听力口语学习课件。

学生听到所接收到的原音后，对着所述耳机话筒输入模块25进行跟读，话筒输入模块25所收录的音频信号，经话筒扩声模块26，传回到所述耳机喇叭24，实现声音放大回传功能。话筒输入模块25在主控模块23的控制下，可实现话筒扩声功能的开启与关闭，以及话筒扩声音量大小的调节。通过调频解码模块21和话筒扩声模块26所获得的音频信号最终送到喇叭24，实现使用者既可以听到调频发射系统所发射的声音，又可以听到经过放大后的自己说话的声音。

实施例2

一种调频听力口语教学系统，包括年级端调频发射系统、班级端调频发射系统、调频接收端，所述年级端调频发射系统包括智能播控机、调频发射子系统，所述调频发射子系统包括调频发射机、馈线以及天线，所述班级端调频发射系统包括微功率调频发射器以及音频播放设备，所述调频接收端为耳机，调频发射机11由发射机电源模块14、发射机主控制器模块15、发射机显示及按键模块16、音频信号输入预处理模块17、信号调制18、高频信号放大模块19组成。发射机电源模块14对外部输入的交流电进行交直流变换，向调频发射机11内部其它有源模块提供工作所需的直流电压；智能播控机2音频处理电路10输出的音频信号通过音频信号输入预处理模块17进行滤波、幅度调节及限幅、加重等处理，处理后的输入音频信号由信号调制模块18对载波信号进行频率调制，并产生频率调制的高频信号；高频信号放大模块19由多级放大链路构成，可将信号调制模块18输出的已调高频信号逐级放大到目标功率，通过高频接口输出。调频发射机11高频接口输出的高频信号通过馈线12连接至天线13，经天线13将高频电信号辐射至所需覆盖的空间，完成无线语音调频广播功能。

主要通过班级端调频发射系统进行发射，并由学生接收端实施接收。班级端无线调频发射系统，是无线调频广播应用于小范围空间实例场景下的系统配置。由微功率调频发射器27和mp3等音频播放设备28构成。音频播放设备28可以为具有音频播放功能及输出端口的手机，mp3播放器，vcd，磁带机等设备（包括但不限于以上几种），通过音频线连接微功率调频发射器27的输入端口和mp3等音频播放设备28的音频输出端口，经调制及单级放大，通过内置天线将已调的高频信号发射出去，受限于较小辐射功率，可实现小范围内无线调频广播。学生同样带着所述接收端的耳机进行收听和跟读学习。

班级端调频发射系统方便实现小班教学和个性化教学，以及临时随堂听力测试等。通过使用班级发射端和接收端播放音频课件。弥补年级发射端个性化不足的缺点，教师可以根据所带班级的特点，自行安排学习内容，例如快班听难度大的内容、差班级听基础内容。如相邻的班级同时使用，只需将微功率发射器设置为不同频率即可。还可以安排随堂英语听力测试。

实施例3

实施例3具有与具体实施方式1和2的基本相同的系统框架，不同之处在于，所述智能播控机包括播控机主控模块、音频数字解码模块、播控机电源模块、时钟计时模块、播控机操作界面模块、受控输出电源接口模块以及音频模拟处理电路，所述播控机电源模块通过对外部输入的交流电进行变压、整流、稳压，提供智能播控机内各模块工作所需的直流电源，所述播控机操作界面模块包含显示屏及按键，所述播控机主控模块接受所述按键输入各种命令，并通过驱动显示屏显示实时运行信息，所述音频模拟处理电路包含话筒输入接口、音量调节电路、音频合路器以及放大电路，所述音频模拟处理电路完成来自音频数字解码模块及话筒输出音频模拟信号的幅度调节，放大及合路，并通过智能播控机上的智能播控机音频接口向调频发射机输出模拟音频信号。

工作过程：智能播控机2由播控机主控模块4，音频数字解码模块5，播控机电源模块6，时钟计时模块7，播控机操作界面模块8，受控输出电源接口模块9，音频模拟处理电路10组成。播控机电源模块6通过对外部输入的交流电进行变压、整流、稳压，提供智能播控机内各模块工作所需的直流电源；播控机操作界面模块8包含显示屏及按键，播控机主控模块4接受按键输入各种命令，并通过驱动显示屏显示实时运行信息。播控机主控模块4经时钟计时模块7触发，执行预设置的定时节目命令。当播控机主控模块4向音频数字解码模块5发送播放指令时，音频数字解码模块5解码存储在sd卡、u盘等存储器介质上的指定mp3数字音频文件，并向音频模拟处理电路模块10输出模拟音频信号。音频模拟处理电路模块10包含话筒输入接口，音量调节电路、音频合路器，放大电路，可完成来自音频数字解码模块5及话筒输出音频模拟信号的幅度调节，放大及合路，并通过智能播控机2上的智能播控机音频接口向调频发射机11输出模拟音频信号。受控输出电源接口模块9在播控机主控模块4的电平信号控制下，可连通或断开连接在智能播控机的受控输出电源插座上调频发射机11的输入交流电源。

所述播控机主控模块经时钟计时模块触发，执行预设置的定时节目命令，所述受控输出电源接口模块在播控机主控模块的电平信号控制下，可连通或断开连接在智能播控机的受控输出电源插座上调频发射机的输入交流电源。当播控机主控模块向音频数字解码模块发送播放指令时，音频数字解码模块解码存储在存储器介质上的指定音频文件，并向音频模拟处理电路模块输出模拟音频信号。

实施例4

实施例4具有与具体实施方式3的基本相同的系统框架和功能，不同之处在于，所述音频数字解码模块能加载听力口语跟读课件的音频文件。所述听力口语跟读课件，是一种mp3或其他声音播放格式的音频文件(包括但不限于这些文件)。该课件其特点是：把与教材配套的音频文件(包括但不限于这些文件)，在电脑中，通过音频编辑软件，将课文按句子进行拆分。句子之间间隔一定的时间，学生可以听一句，跟着读一句，读的时间就是间隔时间，间隔时间比原句的时间要长1-5秒。(包括但不限于这个时间)或者模拟老师报听写的方式和速度，制作成单词专项强化训练、或句型强化训练课件。

应该指出，上述详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

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