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編者按：“憶往昔，崢嶸歲月稠。”1901 年，上海市教育委員會教育技術裝備中心的前身—科學儀器館在上海黃浦江畔創辦。它作為中國人創辦的第一家科學儀器公司，在近代科學的中國化實踐史上，留下了濃墨重彩的一筆。隨著我國綜合國力的不斷增強，教育技術裝備事業也逐步開創了體系健全、規模宏大、現代化程度較高的新局面，為中國教育的發展提供了物質保障和技術支持。值此中國共產黨百年華誕，《上海教育技術裝備》推出“回眸雙甲子，奮進新時代”百年教育裝備專題，從單位變革、裝備應用等多個維度，以小見大，展現百年來上海教育裝備事業的歷史沿革、文化傳承和發展軌跡，激勵大家傳承裝備文化，以實際行動助推高質量教育體系建設。 語言是人類最重要的信息傳遞工具，主要通過聲音來傳播信息。自古以來，人們就希望將聲音保存下來，直到19世紀末，隨著圓筒留聲機的發明，人們才擁有了記錄聲音的能力。 在教育領域，有很多需要記錄聲音的場景，比如：專家講座、師生訪談、聽力錄音等，教育領域的錄音設備不需要一味追求技術高大上和功能全面復雜，但需要簡單、易用、穩定性好。隨著技術的發展，教師使用的錄音設備從重達10多斤的磁帶收音機發展到了僅重幾十克的錄音筆，甚至只是智能手機中的一個錄音App；記錄聲音的載體也從一盒盒磁帶到一個個音頻文件，聲音信號從模擬信號轉變為數字信號；甚至可以通過人工智能將錄音中的文字轉寫成文本格式，為教育工作者減輕了工作負擔。20世紀80年代至今的40年間，教育錄音設備發生了哪些變化，又如何推動了教育信息化的發展呢？ 一、模擬信號時代 1.龐然大物之錄音機 20世紀八九十年代的錄音設備幾乎是被錄音機和磁帶壟斷的。當時，筆者和班級同學家中一般都有一臺磁帶收錄機，它往往重達10多斤，兼具了收聽電臺廣播、播放磁帶、錄音的功能。學校里的英語教師經常需要手拎肩扛這個“大家伙”走到各個教室上課(圖1)。 圖1 磁帶錄音機 當時錄音絕對是一個技術活，教師需要接上一個麥克風，并準備好空白的磁帶，同時按下“播放”和“錄音”按鈕才能開始錄音，能夠參加錄音任務的教師、同學一般都是學校里的“精英”。但由于當時懂錄音技術的人少，麥克風、線材質量也不夠專業，錄音的效果往往不理想。 每次英語考試前，教師不僅要錄制聽力磁帶，還要將錄制好的母帶翻錄到多盤磁帶中，確保各個教室同時播放，翻錄就成了一項重要工作。當時的錄音機分單卡和雙卡，如果僅有一臺單卡錄音機，是不能將一盤磁帶的內容復制到另一盤磁帶中去的；而雙卡錄音機則可以通過一個磁帶卡位播放、是一個磁帶卡位錄音完成；還有一種方法就是用對錄線連接兩臺單卡錄音機，一臺播放一臺錄音，如果翻錄一盒磁帶就要把母帶完整播放一遍。由于工作復雜又耗時，翻錄工作往往由學校里的專職電教教師承擔。 一直到筆者也成為教師，龐然大物錄音機依舊陪伴著英語教師，到2005年左右，教室里陸續安裝了計算機和多媒體音響后，它才淡出了師生的視野。 2.走向便攜的隨身聽與采訪機 20世紀90年代初，一種叫隨身聽(walkman)的便攜式磁帶收音機進入了筆者的生活。今天看來它依舊有點笨重，和一塊板磚差不多大小，但和碩大的錄音機相比已經很輕巧了。但它不自帶喇叭，需要配上耳機才能使用。而且隨身聽的主要功能是播放磁帶，所以并不是每臺隨身聽都有錄音功能，即使可以錄音，也需要連接上外置麥克風，而且當時的麥克風不夠靈敏，離聲音源距離稍遠就無法確保聲音質量了。 但即使在磁帶年代，也存在令人贊嘆的設備，比如配有微型磁帶的采訪機(圖2、圖3)。 圖2 采訪機與微型磁帶 圖3 微型磁帶與普通磁帶對比 這臺索尼采訪機生產于20世紀末，整機大小約和一部智能手機差不多，它采用了微型磁帶(microcassette)，僅有普通磁帶的四分之一大小，但同樣可以錄制60分鐘，而且它還配備了碩大的麥克風作為拾音設備，并且有講座、會議、聽寫三種模式，大大改善了錄音的效果，也終于實現了錄音設備的便攜化，但這也是模擬信號時代最后的輝煌了。 磁帶陪伴著筆者度過了整個學生時代和職初階段，當時一盒空白磁帶就要5元，如果是流行歌曲磁帶則要10元；對比當時的收入，磁帶簡直是一種奢侈品。而且當時的磁帶還分45分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘等幾種，一般都會根據錄音時長來選擇，以免浪費。磁帶不僅價格昂貴，還容易纏繞、損壞，因此當時還有一門“黑科技”—磁帶修復，“高手”可以將部分損壞磁帶剪掉后，再用專業膠水或膠帶粘接起來。 模擬信號是連續的，在理想情況下，它具有無窮大的分辨率。但它也有很多缺點，比如：模擬信號容易受到干擾，磁帶多次播放后會有磨損，放到磁性物體旁邊，記錄的信息容易被損壞。最關鍵的是磁帶是線性錄音線性播放的，每次錄音過程中，如果A面錄滿了就要趕緊拿出磁帶換到B面，中間還經常會有幾十秒的空白。播放時，如果要在60分鐘的磁帶里找到某一個時間點是一件麻煩事，需要反復使用“快進、暫停、播放”來尋找位置。如果要對錄音內容進行編輯就更加麻煩了，需要使用兩臺錄音機，一臺播放一臺錄音；當播放到不需要的內容時，關閉錄音的錄音機，等播放到需要的內容時再按下錄音機的錄音鍵，往往一小時會議的錄音，編輯就要花上幾個小時…… 進入21世紀，隨著智能終端的普及，采用模擬信號作為存儲介質的磁帶漸漸淡出了視野，人們開始使用數字信號作為存儲方式了。 二、數字信號時代 1.奢侈神秘的計算機錄音 1996年，筆者讀大學時買了第一臺計算機，接觸到了數字音頻。當時最新的Windows3.1系統加入了對聲音輸入、輸出的基本多媒體功能，還可以播放CD和WAV格式的聲音文件，程序中還自帶了一個錄音機軟件，給計算機連接上麥克風后就可以錄音了(圖4)。 圖4 Windows3.1附件中的錄音機 但當時的錄音機軟件默認只能錄制60秒聲音，如果需要錄一段長時間的錄音，就需要先找到一個時間足夠長的WAV文件，打開它再開始錄音，而且錄音的長度也不能超出這個打開的WAV文件。當年掌握了這個小技巧的教師往往都被認為是計算機高手，而這個不合理的錄音時長問題一直到Windows7中自帶了錄音機功能才被真正解決。但Windows3.1中的錄音文件只能用WAV格式導出，一分鐘的錄音動輒就要占用10MB，對于當時只有幾百MB的硬盤來說，一小時的錄音就可能把整個硬盤撐爆。 2000年左右，MP3格式的音頻文件逐漸普及，這是一種有損壓縮格式，以當時常用的128Kbps為例，能將WAV文件的存儲容量壓縮到約十分之一，卻依舊能保持較高的音質。當時還誕生了一大批能將WAV格式文件轉換成MP3格式文件的軟件。筆者還曾經花了大量的時間嘗試通過隨身聽連接計算機的方式將大量的磁帶轉錄為數字音頻文件。 2010年后，隨著技術的發展，計算機硬盤容量快速擴容，麥克風的精度也不斷提升，WAV，FLAC等無損格式錄音文件再次受到了歡迎。為了讓教師能錄制出質量更高的音頻，不少學校里建設了標準錄音棚，配備了專業的錄音器材和電腦軟件，為考試音頻錄制、朗誦配音等提供了更好的環境。 2.輕巧便攜的MP3隨身聽和錄音筆 除了錄音棚、電腦、麥克風等專業設備外，數字音頻發展的另一條路徑是輕巧便攜。隨著MP3格式音頻的普及，MP3隨身聽出現了。筆者在2001年購買了一個愛國者月光寶盒MP3隨身聽，雖然整整花了一個月的工資，但在當時看來它絕對值得。它的重量只有32克，可以輕松放進任何口袋或掛在脖子上，使用一節7號電池就能讓它連續工作12小時，它不僅可以播放WAV和MP3等格式的音頻文件，還可以進行長時間的錄音，于是它一度成為筆者參加教研活動、聽專業講座時的錄音利器(圖5)。 圖5 帶錄音功能的MP3隨身聽 但MP3隨身聽畢竟不是專業的錄音設備，其內置的麥克風靈敏度也無法和專業的錄音設備相媲美，因此錄音效果還是不盡如人意。 隨后，市場上出現了錄音筆，但價格卻比MP3隨身聽貴很多，因此直到2008年，筆者才擁有了一支現代錄音筆，它的體積比MP3隨身聽略大，一端內置有專用麥克風，另一端有內置的揚聲器，直接可以播放錄音。機身上還有一個明顯的紅色錄音按鈕，仿佛時刻提醒著你按下就可以開始錄音，它還有輸入、輸出兩個音頻接口，輸入用于外接更專業的麥克風或者對錄線，輸出用于外接耳機或音響(圖6)。 圖6 功能較為豐富的錄音筆 錄音筆的菜單里多了很多錄音相關的選項，這些功能都是普通的MP3隨身聽所不具備的，但錄音筆卻同樣能夠播放MP3音頻文件，所以筆者一度將錄音筆作為主要的隨身聽設備。此后，隨著對錄音質量要求的提高，筆者還使用過一些更為專業的錄音筆，但萬變不離其宗，總體的功能與感受是相似的。 數字信號是模擬信號經過采樣、量化和編碼后實現的，它可以直接用計算機處理，更便于存儲和復制傳播，還有更強的抗干擾性。數字時代的錄音設備有兩個巨大的優勢：一是音頻文件的播放和編輯不再是線性的，不必在磁帶上反復播放尋找，直接在播放軟件的進度條里就可以找到時間點，并且突破了按時間順序編輯聲音的限制，還可以很方便地把多個錄音文件進行拼接，甚至還可以將多個音軌合成一個聲音文件實現配音；二是聲音在計算機中是以一個個文件進行存儲的，使用U盤、移動硬盤或光盤作為存儲傳播介質，還可以將音頻文件傳到網上進行傳播，大大提升了聲音復制與傳播的效率。 三、走向智能時代 1.一機多能的智能手機 手機作為通信工具，本身就內置了麥克風和揚聲器，因此在2000年左右，一些高端手機中就已經內置了錄音功能，但當時手機的內存都很小，往往只有幾MB，所以只能錄幾分鐘的聲音，一直到2010年左右，大部分手機的內存容量都達到了100MB，還可以支持以GB為單位的存儲卡，錄音時長的限制才被打破了。 而智能手機的出現更是為錄音與聲音的編輯、傳播帶來了跨越式的發展。2011年，筆者購買了一部iOS系統的iPodTouch4和一部安卓系統的智能手機，正式進入了智能手機時代。 這兩臺智能設備除了在操作系統中自帶了錄音功能，還能從各自的應用商店中下載第三方錄音和音頻編輯軟件。隨著技術的發展，一部智能手機里除了主麥克風以外，還配備了降噪麥克風，它能夠與主麥克風共同工作，通過算法從降噪麥克風接收到的聲音中分離出人聲和噪音，通過加強人聲、抑制噪聲，從而提高錄音的質量，這種技術被稱為雙麥克風降噪。現在，幾乎所有的智能手機都具有雙麥克風降噪功能，手機錄音效果越來越清晰。智能手機除了讓教育工作者的錄音成本降到了最低，還能隨時隨地錄音、編輯、發送，形成了輸入、處理、輸出的“一條龍”服務。 近年來，語音識別技術的成熟使智能手機中的錄音功能如虎添翼。以目前常見的安卓智能手機中自帶的錄音機App為例，已經可以將一整段錄音快速識別轉換成文字，為教育工作者整理各種專家講座、教研活動資料提供了便利(圖7)。 圖7 左下方的“文”按鈕可以進行轉寫 2.走入尋常生活的智能錄音筆 隨著人工智能技術的發展，錄音筆也得到了智能化的提升。盡管智能手機的錄音功能已經非常強大，但錄音時如果突然來電或者有其他操作就會產生沖突或干擾；而智能錄音筆的功能專一，而且都已經配備了拾音效果更好的麥克風陣列，因此在滿足高精度錄音和高質量語音轉寫的需求方面具有優勢。 2019年，筆者首次接觸到了一款微型智能錄音筆，它僅有17克重，小得就像一條口香糖，還有一個小小的背夾，可以夾在書包、衣領等位置。整個設備上只有一個開關按鈕、一個USB接口、一個指示燈和兩個小小的麥克風孔，乍一看并無特殊之處，但在智能手機上安裝專用App并連接上錄音筆后就大有不同了。App中除了可以選擇各種錄音模式外，還具有同聲傳譯、對話翻譯、實時轉寫和導入音頻轉寫文字等功能(圖8)。 圖8 智能錄音筆的主要功能 更神奇的是，智能錄音筆不僅能識別多國語言和多種方言，還能自動識別掌聲、笑聲等環境音，并能根據會議中不同發言人的聲紋和音色特點，對錄音和轉寫文字進行標注，最后還能以聲音格式和文字格式分別導出文件。 智能錄音筆基于人工智能技術，將錄音、錄音轉文字、同聲傳譯、云端存儲等功能集中為一體，近兩年來，這類智能錄音筆如雨后春筍般出現在筆者身邊，而且功能不斷完善，有的配有10個麥克風組成麥克風陣列、有的帶液晶屏幕、有的有攝像頭、有的可以插SIM卡……App中也增加了更多的附加功能，為教育工作者的錄音與聲音編輯提供了更多的便利。此外，高精度的錄音設備在人工智能的賦能下，還被用于英語聽說考試的機器評分。 四、結語 從兒時的收錄機和磁帶，到如今使用的各種智能錄音設備，筆者在40年間經歷了錄音設備的發展與變遷，目睹了錄音設備從10多斤的龐然大物到小巧精致的錄音筆，記錄載體從一盒盒磁帶到一個個音頻文件，從手動錄音、人工整理到智能識別；從中也感受到錄音技術對教育的支持從播放、復讀的經驗模仿到人工智能支持的聽說測試，將教師從繁重、重復性的工作中解放出來。更為可喜的是，筆者常用的錄音設備逐漸從外國品牌轉變為國產品牌，由此也見證了中國信息技術的迅猛發展與技術實力的不斷提升。 |
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