CN102325150A - 一种实现多屏互动移动学习的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种实现多屏互动移动学习的装置及方法，该装置包括：移动学习服务器、连接适配器、至少一个学习终端和至少一个管理终端，学习终端和管理终端通过连接适配器实现与移动学习服务器互连；移动学习服务器为学习终端和管理终端提供移动学习和管理服务。该方法包括：搭建移动学习服务器，支持用户登陆、学习素材及试题录入、数据库信息保存；搭建连接适配器，包括无线WiFi、有线以太网接口和手机短消息接口；搭建至少一个学习终端，访问移动学习服务器，针对同一个学习素材进行互动学习；搭建至少一个管理终端，访问移动学习服务器，增加学习素材或试题，实现互动学习。本发明使移动学习用户之间实现实时交互，并且通过移动终端进行管理和学习。

Description

一种实现多屏互动移动学习的方法和装置

技术领域

本发明属于教育技术领域，涉及移动学习技术，尤其是一种实现移动学习的方法和装置。

背景技术

随着互联网技术的发展，提供普通台式计算机接入互联网进行远程学习的方法非常多，互联网上有很多可以在线学习的素材，对于高等院校，校园网中也有很多提供在线学习的网站，可供学习的课件也非常丰富。比如公开号：CN1324036的中国专利就提到了移动式网络教学学习方法与装置，装置包含主服务器和数据库及数字化教材，还包括移动学习点，移动学习点包括移动服务器、教学电脑及局域网络，移动载具可以为公共汽车，虽然考虑到移动式学习，在移动性方面还很不灵活。随着无线技术的发展，手机支持WAP(Wireless ApplicationProtocol，无线应用协议)访问互联网，为手机移动学习发展带来了契机，比如公开号：CN101102331的中国专利就提到了一种新业务学习系统手机应用拓展的装置，该装置包括客户端、服务器端、数据提供端三部分，其中客户端是具有WAP浏览器的手机或者电脑，通过向学习后台系统发送请求，获取系统中数据，展示到手机上，方便使用人员快速便捷学习新知识。再在比如公开号：CN201194392的中国专利就提到一种手机网上学习系统，利用手机网络功能，结合资源转换处理模块，解决手机学习资源不够丰富的问题。

随着支持移动3G(3rd-generation，第三代移动通信技术)技术及无线WIFI(WirelessFidelity，IEEE 802.11b/g/n标准)技术的智能手机、电子阅读器及平板电脑的普及，支持接入互联网、大屏幕的移动终端为移动学习提出了更高的要求，高性能的移动终端需要更丰富的移动学习素材，需要更便捷的实时互动。上述技术都已无法满足手机互动学习的需求，主要表现在以下方面：1.在移动学习互动性方面，学习者只能从学习网站上选择学习内容，缺少和教师的实时互动方，缺少移动学习者之间的学习互动；无法在课堂上集中实现移动学习及一对多实时互动；2.在移动学习终端兼容方面，主要支持智能手机，无法兼顾普通手机，使得移动学习无法得到真正的普及；3.在移动学习界面上，无法根据移动学习终端屏幕大小进行适配，无法得到更好的移动学习效果；4.在移动学习管理方面，缺少使用移动终端进行移动学习管理，使得作为移动学习管理者的教师无法和学生实现充分地实时互动；5.移动学习素材方面，主要是网页和视频方式，缺少可以在高端手机终端上运行的3D(three-dimensional，三维图形)动画演示模型相关素材。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的“无法兼顾普通手机，无法使用仅仅支持短消息的普通手机终端进行互动学习，移动学习用户无法和教师及其它用户实时交互，无法使用移动终端进行课堂学习管理，无法对课堂互动和课后学习进行结合，移动学习素材类型单一”等的问题，提供一种实现多屏互动移动学习的方法和装置，实现了普通手机用户的课堂互动，使移动学习用户可以和教师及其它用户实现实时交互，并且可以使用移动终端进行管理和学习，可以使仅支持短消息的普通手机终端进行课堂互动学习和课后交互讨论，使课堂和课后学习进一步结合。

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：

本发明所述实现多屏互动移动学习的装置包括以下模块：

本发明装置包括至少一个学习终端、至少一个管理终端、连接适配器和移动学习服务器组成，其中学习终端和管理终端支持通过连接适配器实现与移动学习服务器互连，移动学习服务器为学习终端和管理终端提供移动学习和管理服务。

学习终端和管理终端包括普通的台式电脑、笔记本电脑、上网本、平板电脑，还包括手机。

连接适配器实现学习终端和管理终端连接到移动学习服务器上，包括无线WiFi和有线以太网接口，还包括手机短消息接口，短消息网关通过串行和移动学习服务器互连。上网本、平板电脑和手机还可以通过GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)接口、3G网络接口、LTE(Long Term Evolution，长期演进)接口通过无线运营商网络，再通过以太网接口和移动学习服务器互连，为跨地域、跨国界互动学习提供保证。

移动学习服务器主要包括用户管理模块，学习素材管理模块，试题管理模块，在线学习模块，数据库模块，还包括互动学习模块。

其中用户管理模块，接受学习终端和管理终端的注册及登录请求，检验输入的用户名和密码，还支持学习终端、管理终端通过短消息登陆；

学习素材管理模块，支持通过管理终端管理学习素材，包括新增、修改、删除学习素材，支持对学习素材分类管理等，学习素材格式支持文本、图片、WORD、PPT、音频、视频、Flash动画，还支持基于OpenGL(Open Graphics Library)的3D动画课件；

题库管理模块，支持新增、修改、删除题目，题型支持单选、多选、判断题，题目内容支持文本、图片、flash动画格式，还支持基于OpenGL的3D动画格式；

在线学习模块，支持学习终端访问学习素材及素材下载，还支持根据不同的学习终端的显示屏幕大小，将学习素材或者题库中试题进行转换并适配到不同尺寸的学习终端屏幕上，素材下载还支持根据不同终端的操作系统，将学习素材进行转换，以适配不同的学习终端；

互动学习模块，支持针对学习素材进行留言、邮件及即时通讯，实现一对一交互学习，还支持针对课堂上一对多交互学习，教师通过管理终端可以指定学习素材或者题目，学习终端可以同步显示相应素材或者题目，并支持对素材进行实时评价或者对题目进行实时作答。评价结果及作答结果可以在教师管理终端上实时统计显示，实现一对多的互动学习。学习终端还可以通过手机短消息的方式参与互动，移动学习服务器通过串口对连接适配器中接收的短消息内容进行分析，根据手机号定位到具体学习用户，同时获取实时作答信息，实现通过短消息进行互动学习。管理终端也可以通过手机短消息方式参与互动，移动学习服务器通过串口对连接适配器中接收的短消息内容进行分析，根据手机号定位到具体教师用户，同时获取指定的学习素材或者题目信息，并能通过短消息获取评价结果及实时作答结果，实现通过短消息进行互动学习管理。

数据库模块存储学生和教师信息，存储学习素材信息，存储题库，还支持保存互动学习统计信息，供后续互动学习参考，比如可以保存某一道题目不同学校不同班级作答结果，供后续进行数据分析。

本发明所述实现多屏互动移动学习的方法包括以下步骤：

第一步搭建移动学习服务器，提供HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)服务及数据库服务，支持用户登陆，支持学习素材及试题录入，支持数据库信息保存；

第二步搭建连接适配器，包括无线WiFi、有线以太网接口和手机短消息接口，短消息网关通过串行和移动学习服务器互连，方便学习终端、管理终端接入到移动学习服务器所在的网络，访问移动学习服务器上HTTP服务；

第三步搭建至少一个学习终端，访问移动学习服务器，针对同一个学习素材，通过留言、邮件、即时通讯或模型交互控制方式进行一对一、一对多的互动学习；

第四步搭建至少一个管理终端，通过连接适配器访问移动学习服务器，为在线学习增加学习素材，为互动学习增加学习素材或试题，实现互动学习。

其中，管理终端通过网页浏览器，访问移动学习服务器管理主页，登陆后录入学习素材和试题，丰富移动学习服务器学习内容。

学习终端通过网页浏览器，访问移动学习服务器主页，注册用户信息，登陆后访问学习素材，下载学习素材进行学习。

如果同时接入两个学习终端，可以是两个学生，也可以其中一个是教师，另外一个是学生，通过网页浏览器访问移动学习服务器主页，可以针对同一个学习素材，通过留言、邮件、即时通讯、模型交互控制等方式进行一对一互动学习。

如果管理终端和多个学习终端同时连入移动学习服务器，登陆到指定课堂中，其中学习终端可以以手机短消息方式登陆课堂，进行一对多互动学习，教师管理终端选定题目，和学生学习终端进行实时互动学习。

由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：与现有技术相比，支持学习终端通过移动网络访问移动学习服务器，丰富了移动学习接入方式；移动学习服务器针对手机屏幕进行适配，更好地支持通过手机进行的移动学习，更好地体现移动性和移动学习的效果；支持基于OpenGL的3D动画课件，丰富了移动学习素材；支持课堂实时交互，且支持通过手机短消息的方式进行实时交互，比起课堂应答系统(clicker)来说，更好的利用学生自身的手机终端，节省clicker终端成本，在保证效果的情况下，极大的减少投资成本和维护管理成本。

附图说明

图1是支持移动学习网络示意图。

图2是支持多屏互动移动学习装置图。

图3是在线学习终端适配处理流程图。

图4是在线学习素材下载处理流程图。

图5是加入互动学习实时课堂处理流程图。

图6是通过手机短消息实现互动学习流程图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

图1是在校园网中部署移动学习服务器的示意图，依靠校园网中的交换机和WI-FI无线热点覆盖，再依靠校园网出口路由器路由，可以实现移动学习终端通过WI-FI、无线网络接入校园网，访问校园网中移动学习服务器，比如图1中管理终端1采用无线网络接入方式，管理终端2采用WI-FI网络接入方式，管理终端3为非移动终端，采用有线网络接入方式。同时可以支持互联网上其它学习终端访问校园网服务器，实现跨校区、跨城市甚至不同国家用户同时进行在线和互动学习。

图2是对图1网络的简化，是本实施方案的模型，其中硬件模块部分包括：支持WI-FI的安卓(Android)操作系统平板电脑(图2中学习终端2)和支持短消息手机(图2中学习终端1)作为学习终端，笔记本电脑(图2中管理终端)作为管理终端，支持WI-FI无线路由器及短消息网关作为连接适配器，安装微软WINDOWS 2003server服务器作为移动学习服务器。

移动学习服务器通过以太网口连接到无线路由器上，短消息网关通过串口和服务器互连，平板电脑、笔记本电脑通过WI-FI登陆到无线路由器，支持短消息手机通过短消息网关连到服务器，进而实现平板电脑、手机、笔记本电脑和服务器通过连接适配器实现互连互通。

流程部分的处理步骤如下：

步骤一，先将移动学习服务器安装WINDOWS 2003server操作系统，配置好WI-FI无线路由器，用网线将移动学习服务器网口和无线路由器以太网口相连，配置好服务器IIS(InternetInformation Services，互联网信息服务)服务，支持WAP网页和普通HTML格式网页显示，配置支持ASP(Active Server Page，动态服务器页面)动态网页显示，同时安装好SQL SERVER数据库。

步骤二，配置平板电脑WI-FI以接入到无线路由器上，配置笔记本电脑WI-FI也接入到无线路由器中，为短消息网关安装手机用户识别卡，并将短消息网关通过串口和移动学习服务器互连。

步骤三，移动学习服务器上安装移动学习软件，主要包括支持用户在线学习、互动学习的一组动态网页，支撑移动学习的数据库表项及查询接口，同时包括一个处理串口短消息的控制程序，用于控制短消息发送和接收，并能将接收到的短消息处理后保存到数据库中。

步骤四，创建移动学习涉及的数据库表项，主要包括学生信息表，教师信息表，班级信息表，课程信息表，学习素材表，学习素材附件表，试题表，试题附件表，试题选项表，学生试题作答表。其中学生信息中要支持手机号码信息，且支持学习终端类型及操作系统类型；学习素材附件表中增加附件适用操作系统选项。

步骤五，笔记本电脑访问移动学习服务器管理网页，输入管理员账号和初始密码后，对移动学习服务器进行配置管理，导入用户信息，包括用户学号、班级及手机号码，增加学习素材，增加试题，同时可以创建互动课堂，对于需要区分操作系统的学习素材，比如3D动画程序，需要指定该素材可以执行的操作系统，将这些信息统一保存到数据库中。

步骤六，学习终端通过WI-FI登陆，访问移动学习服务器学习网页，服务器学习动态网页判断学习终端浏览器类型及浏览器分辨率，根据判断结果进行重定向，区分学习终端访问的网页和普通电脑访问的网页，确保学习终端访问网页效果，见图3所示。

步骤七，学习终端访问到移动学习主页后，进行用户注册，同时提供手机号码，方便后续通过短消息进行课堂互动学习，登陆成功后，就可以浏览服务器上的学习素材，可以在线浏览，也可以下载到本地。

步骤八，学习终端在下载学习素材时，对于3D动画素材，素材下载动态网页判断学习终端浏览器的操作系统，自动下载可以在安卓操作系统上运行的3D动画程序，对于安装Windows操作系统的学习终端，自动下载可以在Windows操作系统上执行的3D动画程序，如果通过IPHONE(苹果公司生产的智能手机)来下载3D动画程序，素材库中没有可以在IPHONE上运行的动画程序，则需要通过告警，提示用户该动画素材还不支持在IPHONE上运行，见图4所示。

步骤九，教师通过管理终端登陆移动学习服务器，创建一个实时课堂，指定可以参加的班级及课堂开始和结束时间，并选择好学习素材和试题，启动实时课堂，学生通过学习终端访问移动学习服务器，可以加入默认课堂，动态网页判断登陆学生的班级信息和实时课堂进行匹配，并根据当前服务器的时间判断实时课堂是否已经开始，匹配成功后加入实时课堂，见图5所示。学习终端可以通过点击当前素材和当前试题按钮，获取当前需要实时交互的素材或者试题，素材和试题由教师通过管理终端实时指定。

步骤十，教师从题库中选择一个试题作为当前指定试题，教师管理终端会显示该题目内容及供选择的答案，学生通过获取实时试题按钮，也可以看到该题目及可供选择的答案，学生通过学习终端可以在线选择答案，确认后并进行提交，动态网页会获取学习提交的信息，提取当前班级信息、题目信息、用户信息及答案，保存到数据库中。

步骤十一，如果学生是通过手机短消息登陆服务器，则学习终端需要编辑短消息，给出自己的用户信息，发送到和移动学习服务器连接的短消息网关，移动学习服务器通过串口提取短消息信息，获取用户的手机号码和用户信息，进行用户身份检查，登陆成功后，将登陆信息构建成短消息格式，通过短消息网关发送给手机学习终端。学生可以编辑短消息，获取当前实时试题，移动学习服务器接受到后，将当前实时试题信息通过短消息发送给手机学习终端，学生可以编辑短消息进行实时试题答案提交，移动学习服务器接受到后，获取用户信息，定位到实时试题，同时提取答案信息，保存到数据库中，见图6所示。

步骤十二，教师通过管理终端上的显示实时结果统计按钮，查询数据库中的答题信息，并将查询结果进行统计分析后，在教师终端中显示出来，显示信息包括当前试题实时应答情况，包括提交答案的人数，答案选项分布图(如柱状图)，方便教师进行分析总结。同时，还可以根据注册的实时课堂的人员信息，匹配数据库中答题信息，查询到还没有答题的人员信息，提醒没有提交答案的学生尽快提交答案，提高实时交互的效果。

步骤十三，如果教师是通过手机短消息登陆服务器，则管理终端需要编辑短消息，给出教师的用户信息，发送到和移动学习服务器连接的短消息网关，移动学习服务器通过串口提取短消息信息，获取教师的手机号码和教师信息，进行用户身份检查，登陆成功后，将登陆信息构建成短消息格式，通过短消息网关发送给手机管理终端。教师可以编辑短消息，获取当前实时试题的作答情况，移动学习服务器接收到后，将数据库中当前实时试题作答信息进行统计，并将试题作答统计结果构建短消息发送给手机管理终端，教师通过阅读手机短消息可以知道试题作答情况。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种实现多屏互动移动学习的装置，其特征在于：其包括：移动学习服务器、连接适配器、至少一个学习终端和至少一个管理终端，学习终端和管理终端通过连接适配器实现与移动学习服务器互连；移动学习服务器为学习终端和管理终端提供移动学习和管理服务。

2.如权利要求1所述的实现多屏互动移动学习的装置，其特征在于：所述移动学习服务器，包括：

用户管理模块，接受学习终端和管理终端的注册及登录请求，检验输入的用户名和密码，还支持学习终端、管理终端通过短消息登陆；

学习素材管理模块，支持通过管理终端管理学习素材，包括新增、修改、删除学习素材，支持对学习素材分类管理，学习素材格式支持文本、图片、WORD、PPT、音频、视频、Flash动画和基于OpenGL的3D动画课件；

题库管理模块，支持新增、修改、删除题目，题型支持单选、多选、判断题，题目内容支持文本、图片、flash动画格式，还支持基于OpenGL的3D动画格式；

在线学习模块，支持学习终端访问学习素材及素材下载，还支持根据不同的学习终端的显示屏幕大小，将学习素材或者题库中试题进行转换并适配到不同尺寸的学习终端屏幕上，素材下载还支持根据不同终端的操作系统，将学习素材进行转换，以适配不同的学习终端；

互动学习模块，支持针对学习素材进行留言、邮件及即时通讯，实现一对一交互学习，还支持针对课堂上一对多交互学习，管理终端指定学习素材或者题目，学习终端同步显示相应素材或者题目，并支持对素材进行实时评价或者对题目进行实时作答，评价结果及作答结果在管理终端上实时统计显示，实现一对多的互动学习；

数据库模块，存储学生和教师信息、学习素材信息和题库，还支持保存互动学习统计信息，供后续互动学习参考。

3.如权利要求1所述的实现多屏互动移动学习的装置，其特征在于：所述连接适配器包括无线WiFi、有线以太网接口和手机短消息接口，短消息网关通过串行和移动学习服务器互连。

4.如权利要求1所述的实现多屏互动移动学习的装置，其特征在于：所述学习终端和管理终端包括台式电脑、笔记本电脑、上网本、平板电脑和手机。

5.如权利要求4所述的实现多屏互动移动学习的装置，其特征在于：所述上网本、平板电脑和手机还能够通过GRPS接口、3G网络接口、LTE接口通过无线运营商网络，再通过连接适配器和移动学习服务器互连。

6.如权利要求4所述的实现多屏互动移动学习的装置，其特征在于：所述学习终端为手机，则通过手机短消息的方式参与互动，移动学习服务器通过串口对连接适配器中接收的短消息内容进行分析，根据手机号定位到具体学习用户，同时获取实时作答信息，实现通过短消息进行互动学习；所述管理终端为手机，则通过手机短消息方式参与互动，移动学习服务器通过串口对连接适配器中接收的短消息内容进行分析，根据手机号定位到具体管理用户，同时获取指定的学习素材或者题目信息，并能通过短消息获取评价结果及实时作答结果，实现通过短消息进行互动学习管理。

7.一种实现多屏互动移动学习的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)搭建移动学习服务器，提供HTTP服务及数据库服务，支持用户登陆，支持学习素材及试题录入，支持数据库信息保存；

2)搭建连接适配器，链接访问移动学习服务器上HTTP服务；

3)搭建至少一个学习终端，通过连接适配器访问移动学习服务器，针对同一个学习素材，通过留言、邮件、即时通讯或模型交互控制方式进行一对一、一对多的互动学习；

4)搭建至少一个管理终端，通过连接适配器访问移动学习服务器，为在线学习增加学习素材，为互动学习增加学习素材或试题，实现互动学习。

8.如权利要求7所述的实现多屏互动移动学习的方法，其特征在于：所述移动学习服务器，包括：

用户管理模块，接受学习终端和管理终端的注册及登录请求，检验输入的用户名和密码，还支持学习终端、管理终端通过短消息登陆；

学习素材管理模块，支持通过管理终端管理学习素材，包括新增、修改、删除学习素材，支持对学习素材分类管理，学习素材格式支持文本、图片、WORD、PPT、音频、视频、Flash动画和基于OpenGL的3D动画课件；

题库管理模块，支持新增、修改、删除题目，题型支持单选、多选、判断题，题目内容支持文本、图片、flash动画格式，还支持基于OpenGL的3D动画格式；

在线学习模块，支持学习终端访问学习素材及素材下载，还支持根据不同的学习终端的显示屏幕大小，将学习素材或者题库中试题进行转换并适配到不同尺寸的学习终端屏幕上，素材下载还支持根据不同终端的操作系统，将学习素材进行转换，以适配不同的学习终端；

互动学习模块，支持针对学习素材进行留言、邮件及即时通讯，实现一对一交互学习，还支持针对课堂上一对多交互学习，管理终端指定学习素材或者题目，学习终端同步显示相应素材或者题目，并支持对素材进行实时评价或者对题目进行实时作答，评价结果及作答结果在管理终端上实时统计显示，实现一对多的互动学习；

数据库模块，存储学生和教师信息、学习素材信息和题库，还支持保存互动学习统计信息，供后续互动学习参考。

9.如权利要求7所述的实现多屏互动移动学习的方法，其特征在于：所述连接适配器包括无线WiFi、有线以太网接口和手机短消息接口，短消息网关通过串行和移动学习服务器互连。

10.如权利要求7所述的实现多屏互动移动学习的方法，其特征在于：所述学习终端和管理终端包括台式电脑、笔记本电脑、上网本、平板电脑和手机。

11.如权利要求10所述的实现多屏互动移动学习的方法，其特征在于：所述上网本、平板电脑和手机还能够通过GRPS接口、3G网络接口、LTE接口通过无线运营商网络，再通过连接适配器和移动学习服务器互连。

12.如权利要求10所述的实现多屏互动移动学习的方法，其特征在于：所述学习终端为手机，则通过手机短消息的方式参与互动，移动学习服务器通过串口对连接适配器中接收的短消息内容进行分析，根据手机号定位到具体学习用户，同时获取实时作答信息，实现通过短消息进行互动学习；所述管理终端为手机，则通过手机短消息方式参与互动，移动学习服务器通过串口对连接适配器中接收的短消息内容进行分析，根据手机号定位到具体管理用户，同时获取指定的学习素材或者题目信息，并能通过短消息获取评价结果及实时作答结果，实现通过短消息进行互动学习管理。

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