CN101777273A

CN101777273A - 一种多方互动式学教系统

Info

Publication number: CN101777273A
Application number: CN201010106934A
Authority: CN
Inventors: 李长云; 何频捷; 王志兵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2010-07-14

Abstract

一种多方互动式学教系统，其包括多方互动式学教系统客户端和多方互动式学教系统服务器，多方互动式学教系统客户端与多方互动式学教系统服务器通过网络连接，多方互动式学教系统客户端包括多方互动式学教机和计算机，多方互动式学教机和计算机通过网络或同步线连接。本发明能因材施教，能实施完整的学习和辅教过程，能实现学生、教师、家长的多方互动；学生可单独使用学教机自主学习，教师和家长也可使用学教机并辅以投影仪或电视机对学生进行多媒体教学和辅导；学生使用学教机并通过无线网络进行学习，教师使用计算机或学教机并通过网络对学生进行指导；家长使用学教机并借助无线网络和校方进行教学信息互动。

Description

一种多方互动式学教系统

技术领域

本发明涉及一种学教系统，具体地说，是涉及一种多方互动式学教系统。

背景技术

当前，作为学习辅助工具的电子科技产品层出不穷，有功能比较简单、主要进行词汇查询翻译的电子辞典，也有专门学习英语、适合低龄儿童使用的点读机；还有具有较强多媒体功能的学习机。这些电子产品丰富了学生的学习手段和方法，一定程度上促进了学生的学习进程，增强了学习效果，提高了学习成绩。

但是，上述电子产品的设计出发点本质上是电子工具作为教育者角色对被教育者进行施教。相对现实中的教育者——教师和家长来说，电子工具尽管可能具备某些方面的优点，如永不疲劳、资料丰富、不会犯错(假定其教学内容是正确的)，但却存在难以克服的下述缺陷：

1.作为商业产品，上述电子工具的教学内容是面向大多数学生而设计的，难以实施个性化教学，而老师面对面的教学更有针对性，更能因材施教。

2.完整的教学过程，应由“学、练、测、评”等环节构成，电子工具在学生“学、练”环节方面一般做得较好，但在“测、评”方面，尤其在“评”方面天生欠缺很多。

3.上述电子工具强调人--机互动而疏忽人-人互动，但教育学告诉我们：教学过程不仅仅是知识的传递，还应伴以情感的交流和升华。

同时，随着网络的发展，网络化教学做到了信息渠道的畅通无阻，已成为教学的新手段，传统的课堂教学正转变为课堂+网络课堂等多种学习方式。但当前网络课堂的终端主要是通用计算机设备，在成本、便携性等方面存在不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能因材施教，能实施完整的学习和辅教过程，能实现学生、教师、家长多方互动，便于携带、可移动的多方互动式学教系统。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：

其包括多方互动式学教系统客户端和多方互动式学教系统服务器，多方互动式学教系统客户端与多方互动式学教系统服务器通过网络连接，多方互动式学教系统客户端包括多方互动式学教机和计算机，多方互动式学教机与计算机通过网络或同步线连接。

多方互动式学教机包括信号处理单元、输入单元、音频单元、显示单元、存储单元、通信单元，信号处理单元包括中央处理器、多媒体编解码器，多媒体编解码器与中央处理器相连；输入单元与中央处理器相连，输入单元包括无线接收器、触摸屏、面板键盘；中央处理器与显示单元相连，显示单元包括液晶显示屏、视频接口、VGA接口；存储单元与中央处理器双向连接，存储单元包括内存、随机存储器、存储卡；通信单元与中央处理器双向连接，通信单元包括USB主机、USB设备；音频单元包括拾音器、音频放大器、耳机及扬声器、音频转换器，拾音器与音频放大器连接，音频放大器与耳机及扬声器双向连接，音频放大器与音频转换器双向连接，音频转换器与中央处理器双向连接。

优选方案：多方互动式学教系统还配置有对多方互动式学教机进行无线射频遥控、无线鼠标操作，并支持用户通过无线遥控在屏幕上自由书写和标注的手持式指示器。

所述多方互动式学教机内置有WIFI无线网卡。

多方互动式学教系统软件部分包括多方互动式学教系统客户端功能模块和多方互动式学教系统服务器功能模块。多方互动式学教机客户端功能模块包括搜索服务功能模块、课程学习功能模块、学教助手功能模块、讨论交流功能模块、练测评功能模块、屏幕标注功能模块、屏幕录制功能模块、家校联功能模块。

多方互动式学教系统服务器功能模块包括教学活动管理功能模块、教学资源管理功能模块和网络连接管理功能模块三大功能模块。

教学活动管理功能模块主要包括通知发布管理功能模块、网上课堂管理功能模块、课程管理功能模块、学生成绩管理功能模块、练测评管理功能模块、讨论交流管理功能模块、家长反馈管理功能模块；教学资源管理功能模块主要包括精品课程管理功能模块、教学大纲管理功能模块、教学课件管理功能模块、考核信息管理功能模块、参考资料管理功能模块；网络连接管理功能模块主要包括多点连接控制功能模块、级联控制功能模块和教学终端连接功能模块，根据不同的需要为终端提供多种不同的管理方式。

多方互动式学教系统课程学习功能模块的控制方法包括以下步骤：(1)启动操作系统，加载应用程序管理器；(2)进入主菜单；(3)选择学习科目，并选择是否需要辅导；(4)若需要辅导，则将学教机连接电视机，并切换至家长辅导模式，开始辅导学习；(5)若不需要辅导，则进行独立学习；(6)辅导学习或独立学习过程中，用户可选择执行屏幕标注、退出操作系统或返回主菜单操作。

多方互动式学教系统练测评功能模块的控制方法包括以下步骤：(1)启动服务，进入练测评客户端；(2)根据需要可选择进入课后练习，进入试题测试，更新题库或退出练测评客户端。

多方互动式学教系统家校联功能模块的控制方法包括以下步骤：(1)启动服务，检查网络是否连通；(2)若网络连通，则与教学服务器进行数据同步，再进入家校联模块；若网络断开，则直接进入家校联模块；(3)输入家长密码，并检查验证是否通过；(4)若验证没通过，则重新进入家校联模块并输入验证密码，重新验证；(5)验证通过后，用户可选择执行成绩查询，通知公告浏览，信息反馈或退出家校联。

多方互动式学教系统的控制方法包括以下步骤：(1)登陆教学服务器；(2)进行身份验证；(3)若验证没通过，则返回步骤(1)；(4)若验证通过，则根据学生、家长、教师、教务员身份的不同，分别进入学习中心、家长中心、教学中心、管理中心执行相应的学习功能、家长功能、教学功能、管理功能；(5)退出操纵系统至结束。

本发明能使学生、教师、家长和校方都参与进来，实现了人-机-人的多方互动。本发明既有利于发挥教师、家长在教学过程中的主导性，又有利于发挥学生的自主学习能力。多方互动式学教机具备视频接口、VGA接口，能将需要显示的内容分别输出到电视机或投影仪上，学生可单独使用多方互动式学教机进行自主学习，教师和家长也可使用学教机对学生进行多媒体教学和辅导，更好的做到因材施教，实现教师、家长-学教机-学生的现场教与学互动；教师可通过通用计算机将试题、课件、作业上传到教学服务器，学生可使用学教机在教学服务器上下载试题、课件、作业，学生在学教机上完成作业后还可将其上传到教学服务器，教师可通过网络在通用计算机上批改作业并将结果反馈给学生，实现教师与学生的网络教与学互动；校方(含教师)可在通用计算机上将通知消息、调查问题、学生评价等信息通过网络发布到教学服务器上，家长可利用学教机从教学服务器上获取通知消息、调查问题、学生评价等信息，并将反馈信息通过教学服务器回送给校方，实现校方与家长的网络教学信息互动；该系统还具备网上课堂、讨论交流等功能模块，教师和学生可使用学教机或计算机进行网上教学指导、交流讨论等操作，实现教师与学生之间、学生与学生之间的多方互动。

附图说明

图1是本发明多方互动式学教系统结构图；

图2是本发明多方互动式学教机结构图；

图3是本发明多方互动式学教系统功能模块图；

图4是本发明多方互动式学教系统课程学习功能模块的控制方法流程图；

图5是本发明多方互动式学教系统练测评功能模块的控制方法流程图；

图6是本发明多方互动式学教系统家校联功能模块的控制方法流程图；

图7是本发明多方互动式学教系统的控制方法流程图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1，多方互动式学教系统包括多方互动式学教系统客户端1和多方互动式学教系统服务器2，多方互动式学教系统客户端1与与多方互动式学教系统服务器2通过网络连接，多方互动式学教系统客户端1包括多方互动式学教机111和计算机12，多方互动式学教机111与计算机12通过网络或同步线连接。

多方互动式学教机11是一种小型的手持设备，具有携带方便、支持多种接口的音视频输出等特点，可以连接多种音视频输出外设，如投影仪、电视机和显示器；多方互动式学教机11安装有基本的学习软件和辅导工具，在不联网的情况下依然可以在单机模式下学习；多方互动式学教系统服务器2主要对网络连接、教学活动、教学资源进行管理，为学生、教师和家长之间的交流互动提供桥梁，多方互动式学教机11可通过与之相连的多方互动式学教系统服务器2完成资源下载、题库更新和信息同步等功能。

计算机12是一台普通PC，通过互联网可以访问多方互动式学教系统服务器2提供的服务；多方互动式学教机11配置有USB设备接口，可以和计算机12进行同步双向连接，进而实现文件的传输和数据的同步。

参照图2，多方互动式学教机11包括信号处理单元116、输入单元111、音频单元112、显示单元113、存储单元114、通信单元115，信号处理单元116包括中央处理器1161、多媒体编解码器1162，多媒体编解码器1162与中央处理器1161相连；输入单元111与中央处理器1161相连，输入单元111包括无线接收器1111、触摸屏1112、面板键盘1113；中央处理器1161与显示单元113相连，显示单元113包括液晶显示屏1133、视频接口1131、VGA接口1132；存储单元114与中央处理器1161双向连接，存储单元114包括内存1141、随机存储器1142、存储卡1143；通信单元115与中央处理器1161双向连接，通信单元115包括USB主机1151、USB设备1152、WIFI无线网卡1153；音频单元112包括拾音器1121、音频放大器1123、耳机及扬声器1122、音频转换器1124，拾音器1121与音频放大器1123连接，音频放大器1123与耳机及扬声器1122双向连接，音频放大器1123与音频转换器1124双向连接，音频转换器1124与中央处理器1161双向连接。

无线接收器1111用于接收用户通过手持式指示器发出的指令，触摸屏1112为学教机提供一种直观的交互途径，面板键盘1113是学教机常用功能的快捷键，方便用户快速切换某些功能；视频接口1131将学教机显示内容编码成复合视频全电视信号通过电视机呈现电子课教案、媒体文件，VGA接口1132将学教机显示内容编码成模拟VGA信号，通过投影仪展示显示内容；音频单元112实现音频的输入与输出；录音时，外部声音经拾音器1121拾取，音频放大器1123放大，音频转换器1124编码后输入中央处理器1161；放音时，媒体文件中音频数据流在中央处理器1161的控制下，输出到音频转换器1124，经音频放大器1123放大后输入耳机/扬声器1122发声。

USB主机1151接口实现多方互动式学教机与U盘、USB鼠标、USB键盘等USB设备的连接，USB设备1152接口用于通用计算机与多方互动式学教机的通信，实现通用计算机对多方互动式学教机存储卡的访问、多方互动式学教机数据的同步、多方互动式学教机软件的更新，WIFI无线网卡1153使多方互动式学教机具备连接网络的条件，通过WIFI可以连接到校园局域网、国际互联网，及访问学教服务器。

多方互动式学教系统还配置有对多方互动式学教机进行无线射频遥控、无线鼠标操作，并支持用户通过无线遥控在屏幕上自由书写和标注的手持式指示器。

参照图3，多方互动式学教系统包括多方互动式学教系统客户端功能模块和多方互动式学教系统服务器功能模块。

多方互动式学教机客户端功能模块包括搜索服务功能模块101、课程学习功能模块102、学教助手功能模块103、讨论交流功能模块104、练测评功能模块105、屏幕标注功能模块106、屏幕录制功能模块107、家校联功能模块108；其中搜索服务功能模块101包括试题搜索、百科搜索、知识点搜索、目录浏览等模块；课程学习功能模块102包括中小学生各门课程的课前导引、多媒体课件、重点难点、课后练测评、扩展学习等内容；学教助手功能模块103包括一些教学和学习工具，如课堂考勤、日程管理、词典等；讨论交流功能模块104作为教学服务器上讨论交流服务的客户端，使得学生可以方便、快速的参与到互动交流中来；练测评功能模块105是该学教系统的重要组成部分，为学生提供课后练习、试题测试、多方评价和智能反馈等功能；屏幕标注功能模块106支持用户在屏幕上自由书写和标注，以用于现场教学演讲中的补充解释；屏幕录制功能模块107主要为教师提供屏幕录制服务，学生也可以通过学教机的屏幕录制软件来录制网络课堂的内容；家校联功能模块108主要为家长提供家校互动服务，包括学校通知公告浏览、学生成绩查询、学生家庭作业信息反馈、教师建议反馈等。

多方互动式学教系统服务器功能模块包括教学活动管理功能模块21、教学资源管理功能模块22和网络连接管理功能模块23三大功能模块；教学活动管理功能模块21主要包括通知发布管理功能模块211、网上课堂管理功能模块212、课程管理功能模块213、学生成绩管理功能模块214、练测评管理功能模块215、讨论交流管理功能模块216、家长反馈管理模块217；教学资源管理功能模块22主要包括精品课程管理功能模块221、教学大纲管理功能模块222、教学课件管理功能模块223、考核信息管理功能模块224、参考资料管理功能模块225；网络连接管理功能模块23主要包括多点连接控制功能模块231、级联控制功能模块232和教学终端连接功能模块233，根据不同的需要为终端提供多种不同的管理方式。

在不联网的情况下，学生依然可以在学教机上完成课程学习功能。参照图4，多方互动式学教系统课程学习功能模块的控制方法包括以下步骤：从步骤450开始，然后执行步骤451启动操作系统，接着执行步骤452加载应用程序管理器，该应用程序管理器专门设计了规则引擎用于处理应用程序之间的运行期冲突；应用程序管理器加载完毕后，系统将自动执行步骤453进入到学教机主菜单，学生可以执行步骤454选择学习科目，然后通过步骤455选择是否需要辅导，如需要辅导，则执行步骤456将学教机通过AV接口连接到电视机，接着执行步骤458切换到家长辅导模式，将视频和音频信号通过电视机输出，执行步骤459家长辅导学生学习；如不需辅导，则执行步骤457独立学习；在独立学习或家长辅导学习过程中，执行步骤470可选择操作；如果用户需要使用屏幕标注功能，则可以执行步骤460开始屏幕标注，然后通过步骤461查询标注服务是否已经开启，如果是，则直接执行步骤462屏幕标注，如果否，则执行步骤463启动屏幕标注服务，之后再执行步骤462屏幕标注，屏幕标注操作过程中，可通过执行步骤464暂停/停止标注，执行完步骤464后，可返回步骤470继续相关操作；在独立学习或家长辅导学习过程中，如果用户想返回主菜单，则可选择执行步骤467返回主菜单，接着执行步骤453进入主菜单继续相关操作；在独立学习和家长辅导学习过程中，如果用户想退出课程学习功能模块，则可执行步骤465退出学习，再执行步骤466退出操作系统，最后执行步骤480结束。

在不联网情况下，学生依然可以在学教机上完成练测评功能；系统联网后，学生可以同步教学服务器的最新试题库信息，并上传测试信息至教学服务器。参照图5，多方互动式学教系统练测评功能模块的控制方法包括以下步骤：：从步骤640开始，接着执行步骤641进入练测评客户端主界面，接着执行步骤642，学生可根据需要选择执行功能；如果学生需要做课后练习，则首先执行步骤643进入课后练习界面，然后执行步骤644选择对应的课程单元，即可进入步骤645开始课后练习，执行完步骤645后，可返回步骤642继续选择需要执行的功能；如果学生需要到服务器更新题库，将学教机接入互联网后执行步骤652更新题库，执行完步骤652后，可返回步骤642继续选择需要执行的功能；如果学生需要进行试题测试，则首先选择执行步骤646进入试题测试主界面，并配置一些必要的参数，如分值、时间、测试范围等，然后执行步骤647选择组卷方式(系统提供了多种组卷方式，如智能组卷、随机组卷等)，接着执行步骤648进入系统组卷流程，系统根据配置参数和组卷方式自动生成测试试卷，试卷生成后学生即可进行测试，学生测试完毕后，执行步骤649可进行多方评价，让家长和教师参与到主观题评分，接着执行步骤650进行智能反馈，反馈信息主要包括学生对各知识点的掌握情况，所有测试信息、评价信息和反馈信息将会保存到本地嵌入式数据库中，若学教机处于联网状态，则可以执行步骤651将尚未同步的测试信息提交至服务器，执行完步骤651后，可返回步骤642继续选择需要执行的功能；如果学生想退出练测评客户端，则可执行步骤654退出练测评客户端，最后至步骤660结束。

参照图6，多方互动式学教系统家校联功能模块的控制方法包括以下步骤：从步骤701开始，系统开机后会执行步骤702检查网络是否连通，如果网络处于连通状态，程序执行步骤703同步数据，该步骤包括下载与家校联程序相关的服务器数据到客户端，以及上传与家校联程序相关的客户端数据到服务器，然后执行步骤704启动家校联程序；如果网络处于断开状态，则直接执行步骤704进入家校联功能模块；通过这种非实时数据同步支持，使得家长在联网和脱机状态下均能使用家校联程序所提供的服务；进入家校联模块后，执行步骤705输入家长密码，然后系统执行步骤706进行验证，如果验证失败，则直接跳回步骤704，如果验证通过，则可以执行步骤707选择需要操作；如果家长需进行成绩查询，则执行步骤708浏览学生成绩，并可执行步骤709查看每门科目的考核详情，执行完步骤709后，可返回步骤707继续选择需要执行的功能；如果家长需浏览通知公告，则执行步骤710浏览学校的通知公告；如果家长需进行信息反馈，则执行步骤713录入反馈信息，录入的反馈信息包括两类：学生在家表现情况和对校方或教师的建议，录入信息完毕后，执行步骤714提交数据，该数据暂存在多方互动式学教机11上，待设备联网后上传至服务器；如果家长想退出家校联功能模块，则可执行步骤711退出，最后至步骤712结束。

用户可以使用多方互动式学教机11或计算机12与多方互动式学教系统服务器2进行通信。参照图7，多方互动式学教系统的控制方法包括以下步骤：从步骤601开始执行，首先进入教学服务器主界面，然后执行步骤602登陆教学服务器，系统会执行步骤603根据用户填写的帐号、密码和角色进行身份验证，然后执行步骤604查询验证是否通过，如果验证失败，则继续返回至步骤602，让用户继续输入验证信息；如果验证通过，则根据用户的登陆身份进入对应的界面，该系统为用户设置了四种不同的角色：学生、教师、家长和教务员，如果用户身份为学生，登陆后则跳转到步骤606直接进入学习中心，学生可以通过执行步骤607选择所需的功能模块，如讨论交流功能模块、课程学习功能模块、练测评功能模块和屏幕标注功能模块；如果用户身份为教师，登陆后则直接跳转到步骤608进入教学中心，该中心为教师提供了所有教学办公服务，教师可通过执行步骤609选择所需的功能模块，如精品课程管理功能模块、教学大纲管理功能模块、教学课件管理功能模块、考核信息管理功能模块和参考资料管理功能模块；如果用户身份为家长，登陆后则直接跳转到步骤610进入家长中心，家长可通过执行步骤611选择所需的功能模块，如家校联模块；如果用户身份为教务员，登陆后则直接跳转到步骤612进入管理中心，教务员可通过执行步骤613选择所需的功能模块，如通知发布功能管理、学生成绩管理功能模块，无论是学生、教师、家长和教务员，若想退出操作系统，则可执行步骤614退出操纵系统，最后执行步骤615结束。

Claims

1.一种多方互动式学教系统，其特征在于，包括多方互动式学教系统客户端和多方互动式学教系统服务器，多方互动式学教系统客户端与多方互动式学教系统服务器通过网络连接，多方互动式学教系统客户端包括多方互动式学教机和计算机，多方互动式学教机与计算机通过网络或同步线连接。

2.根据权利要求1所述的多方互动式学教系统，其特征在于，所述多方互动式学教机包括信号处理单元、输入单元、音频单元、显示单元、存储单元、通信单元，信号处理单元包括中央处理器、多媒体编解码器，多媒体编解码器与中央处理器相连；输入单元与中央处理器相连，输入单元包括无线接收器、触摸屏、面板键盘；中央处理器与显示单元相连，显示单元包括液晶显示屏、视频接口、VGA接口；存储单元与中央处理器双向连接，存储单元包括内存、随机存储器、存储卡；通信单元与中央处理器双向连接，通信单元包括USB主机、USB设备；音频单元包括拾音器、音频放大器、耳机及扬声器、音频转换器，拾音器与音频放大器连接，音频放大器与耳机及扬声器双向连接，音频放大器与音频转换器双向连接，音频转换器与中央处理器双向连接。

3.根据权利要求1所述的多方互动式学教系统，其特征在于，还配置有对多方互动式学教机进行无线射频遥控、无线鼠标操作，并支持用户通过无线遥控在屏幕上自由书写和标注的手持式指示器。

4.根据权利要求1所述的多方互动式学教系统，其特征在于，所述多方互动式学教机内置有WIFI无线网卡。