CN102509480A

CN102509480A - 一种远程实时互动教学的实现方法

Info

Publication number: CN102509480A
Application number: CN2011103252693A
Authority: CN
Inventors: 万友根; 韩先满; 沈坚勇
Original assignee: Hunan Vocational College of Railway Technology
Current assignee: Hunan Vocational College of Railway Technology
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开了一种远程实时互动教学的实现方法，采集工作现场的视频、音频信号，通过无线网络信号发送到信号运营商服务器，再通过互联网传输到客户端服务器，进入客户端内部局域网，利用多媒体教室的视频、音频输出设备进行视频、音频输出，还原工作现场；多媒体教室内设有数据信息采集设备，采集的数据信息沿原信号传输路径逆向传输，送达工作现场，由此实现双向实时通信。本发明可以拓展教学地点和教学资源，使学生更直观地学习，改善教学效果明显。

Description

一种远程实时互动教学的实现方法

技术领域

本发明属于一种教学方法及系统装置，具体涉及一种远程实时互动教学的实现方法，尤其是一种基于无线传输与有线网络相结合的远程实时互动教学的实现方法，用以实现教师、学生和工作现场专家间的远程实时互动教学。

背景技术

现代职业教育中，很多时候要求现场专家承担部分专业课教学任务。但是由于工作现场场地和安全性的限制，大多数时候并不能向学生开放；或者由于工作现场距离太远，导致教学成本过高而不能实现。

现有的用于职业教育远程教育方法，大部分是通过录制语音视频的方法对工作现场的教学内容进行保存，再把录制的教学视频视频传到互联网上，学生上网观看教学视频，通过这样的方式达到远程教学的目的。这种基于“PC+Internet”模式的数字化远程教育方式具有一定的局限性，尤其在实用、实时上存在一定的限制，适用场合比较固定，移动性差，也不能实现实时交互的功能。

经初步检索，发现与本发明相近的技术方案如下：

一、申请号为201010139379.6的中国发明专利公开了一种基于3G网络的智能手机远程教育系统，其特征在于设置有如下模块：实现系统与用户之间交互功能的应用服务模块；实现信息数据传输及控制的P2P流媒体传输及控制模块；负责用户管理、教学任务、教学过程和网络安全管理的系统管理模块；处理多用户并发有效使用系统的服务驱动模块；以及负责与网络底层连接的3G网络底层数据传输模块。上述技术方案利用了3G网络高传输速度和手机的移动特性，并将二者结合，实现远程教育的可移动性，使用可以户随时随地学习网络上的课程。但是它只是在数据的传输方式和显示工具上做出了改变，将原本的互联网传输改为3G网络传输，将PC改为手机，从而实现可移动性，并未从根本上解决现有远程教育不能实时交互的问题，且手机续航能力弱，不能满足长时间学习的要求。

二、申请号为200310105923.5的中国发明专利公开了一种天地网远程教育系统的实现方法，基于该方法的系统包括直播教室(授课端)、卫星主站和远程卫星接收站点三大部分；在卫星传输网络的基础上，结合地面CERNET/Intemet,直播教室与远程卫星接收站点之间实现了实时课堂传输和文本、语音、视频多种模式的师生交互；实现了多种模式的师生交互对教学现场视频、音频、电子教案、鼠标、电子教鞭的数据流进行同步实时录制和压缩，并通过地面网传输到卫星主站的媒体服务器，经混合并转换成DVB数据格式后由卫星广播到各远程站点，实现教学现场的直播;远程站点还可通过地面网以文本、语音、视频手段和老师进行交互；还可实现教学过程的自动、同步录制，并生成流媒体课件，供学生点播学习。上述技术方案一定程度上解决了实时互动的问题，但是其教学场地仅限于其直播教室，不能满足现代职业教学对于在不同工作场地实施现场教学的要求，而且利用卫星网络进行传播，成本高，非一般职业教育学院所能承受。

通过对现有技术的分析，我们不难得出结论：现有远程教学技术不能适应现代职业教育中教学场地多变、师生和工作现场专家之间的实时互动的要求。因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是：针对现代职业教学中现场专家由于时间、空间的限制而无法完成专业教学任务的问题，本发明提供一种远程实时互动教学的实现方法，主要应用于需要与工作现场和现场专家实时互动的专业课教学，使学生学习时身临职业真实环境，直观地接受知识和技能的传授。

本发明为达到发明目的采用的技术方案是：

一种远程实时互动教学的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、通过视频、音频采集设备采集工作现场的视频、音频数据信号，即时通过无线网络信号发送设备将采集的数据信号经发射出去；

二、无线信号基站接收发自工作现场的无线信号并传送给无线信号运营商服务器，并即时通过互联网传送到客户端服务器；

三、所述客户端服务器接收所述运营商服务器传送的信号，即时通过客户端内部局域网有线传送到多媒体教室终端，再通过视频、音频输出设备进行信号输出，还原工作现场，实现工作现场到多媒体教室之间的单向实时通信；

四、所述多媒体教室设有视频、音频采集设备，用于即时采集多媒体教室内的视频、音频信号，采集到的多媒体教室信号沿步骤一所述信号的传输路径逆向传输，并即时通过无线信号发送到所述工作现场；

五、所述工作现场设有无线信号接收设备，所述无线信号接收设备接收所述多媒体教室信号，并以视频、音频的形式输出，将多媒体教室内的信息反馈到工作现场，即可实现多媒体教室到工作现场的单向实时通信；综合步骤三，即可实现工作现场和多媒体教室之间的双向实时互动教学。

步骤二中，互联网用户通过互联网访问所述无线信号运营商服务器，经过合法性验证后，可以接收工作现场采集的信号并通过视频、音频输出设备输出；再通过互联网用户处的视频、音频采集设备实时采集互联网用户的视频、音频信号，沿步骤一所述信号的传输路径逆向传输，将互联网用户的信息反馈到工作现场，实现互联网用户与工作现场之间的双向实时互动。

步骤三中，所述多媒体教室终端替换成任意客户端内部局域网用户，继续步骤四和步骤五，实现任意客户端内部局域网用户与工作现场之间的双向实时互动教学。

所有经视频、音频采集设备采集的信号，都经信号转换处理成可用于网络传输的信号，若用于工作现场信号转换，其编码方式与无线网络信号编码方式相同；若用于教室端或其他用户终端，其编码方式与有线网络编码方式一致。

优选地，所述无线信号为3G网络信号，或者是WIFI等无线网络信号，也或者是卫星信号。

本发明的有益效果在于：

1、本发明充分利用了现代无线与有线相结合的通信技术，把采集到的信号通过无线信号发进行发送，不受传统有线信号传送的地域性限制，只要有无线信号覆盖的区域都可以作为教学场所，极大地拓展了教学的地点，同时又与互联网与局域网通过有线连接实现多端口的教学，有机地将无线与有线结合在一起，实现网络化的远程互动教学；2、本发明所述方法可使现场专家在自己的工作场地完成教学任务，有利于集合优质教师资源，使得教学更加灵活，节约了教学成本；3、原本因地域限制而无法进行课堂教学的工作现场，也可通过本发明所述方法搬到教室，极大地丰富了教学资源；4、基于视频、音频的信号采集和信号输出，使学生学习时如身临职业现场，更直观地接受知识和技能的传授，有利于提高教学质量。

附图说明

图1是本发明所述方法的示意图；

图2是基于3G网络的具体实施方案的结构图；

图3是基于WIFI网络信号的具体实施方案的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

如图1所示，一种远程实时互动教学的实现方法，包括以下步骤：

一、通过视频、音频采集设备采集工作现场的视频、音频信号，即时通过无线信号发送设备将采集的信号经发射出去；

二、无线网络信号基站接收发自工作现场的无线网络信号并传送给无线网络信号运营商服务器，并即时通过互联网传送到客户端服务器；

五、所述工作现场设有无线网络信号接收设备，所述无线网络信号接收设备接收所述多媒体教室信号，并以视频、音频的形式输出，将多媒体教室内的信息反馈到工作现场，即可实现多媒体教室到工作现场的单向实时通信；综合步骤三，即可实现工作现场和多媒体教室之间的双向实时互动教学。

步骤二中，互联网用户通过互联网访问所述无线网络信号运营商服务器，经过合法性验证后，可以接收工作现场采集的信号并通过视频、音频输出设备输出；再通过互联网用户处的视频、音频采集设备实时采集互联网用户的视频、音频信号，沿步骤一所述信号的传输路径逆向传输，将互联网用户的信息反馈到工作现场，实现互联网用户与工作现场之间的双向实时互动。

所有经视频、音频采集设备采集的信号，经信号转换处理成可用于网络传输的信号，若用于工作现场信号转换，其编码方式与无线网络线号编码方式相同；若用于教室端或其他用户终端，其编码方式与有限网络编码方式一致，以保证信号传输的准确性。

实施例一

如图2，一种基于3G网络的远程实时互动教学的实现方法，工作现场1设有视频、音频信号采集设备A、3G网络信号发送、接收设备B，信号转换设备集成在3G网络信号发送、接收设备B内，在工作现场1采集视频、音频信号后，经信号转换处理成适合3G网络发送的信号类型，通过3G网络信号发送、接收设备B发送到3G网络信号基站D，并传输至3G网络信号运营商服务器2，再通过互联网5传送到客户端服务器3，最后通过客户端内部局域网6将信号传输到多媒体教室4终端，用视频、音频输出设备进行信号输出，还原工作现场1，实现从工作现场1到多媒体教室4的单向实时通信；所述多媒体教室4内设有视频、音频采集设备A，用于采集多媒体教室4内的视频、音频信号，经信号转换后沿所述工作现场信号的传输路径逆向传输，即通过客户端内部局域网6传输到客户端服务器3，再通过互联网5传输到3G网络信号运营商服务器2，3G网络信号基站D将多媒体教室4内的视频、音频信号传输到工作现场1，3G网络信号发送、接收设备B接收信号后通过视频、音频输出设备进行输出，还原多媒体教室4，实现多媒体教室4到工作现场1的单向实时通信；利用3G无线网络信号的大容量传输特性，结合有线传输，将视频、音频信号的延迟控制在可以接受的范围内，实现工作现场1和多媒体教室4之间的双向实时通信。

实施例二

如图3，一种基于WIFI的远程实时互动教学的实现方法，工作现场1设有视频、音频采集设备A，具有WIFI功能的笔记本电脑C，信号转换设备集成在笔记本电脑C内，在工作现场1采集视频、音频信号后，经信号转换处理成相应WIFI信号类型，通过笔记本电脑C发送出去，WLAN网络信号基站D’接收发自工作现场的WIFI信号并传输到WLAN网络信号运营商服务器2’，再通过互联网5传送到客户端服务器3，最后通过客户端内部局域网6将信号传输到多媒体教室4终端，用视频、音频输出设备进行信号输出，还原工作现场1，实现从工作现场1到多媒体教室4的单向实时通信；所述多媒体教室4内设有视频、音频采集设备A，用于采集多媒体教室4内的视频、音频信号，经信号转换后沿所述工作现场信号的传输路径逆向传输，即通过客户端内部局域网6传输到客户端服务器3，再通过互联网5传输到WIFI网络信号运营商服务器2’，由WLAN网络信号基站D’将多媒体教室4内的视频、音频信号传输到工作现场1，笔记本电脑C接收信号后通过视频、音频输出设备进行输出，还原多媒体教室4，实现多媒体教室4到工作现场1的单向实时通信；利用WLAN网络信号的大容量传输特性，结合有线传输，将视频、音频信号的延迟控制在可以接受的范围内，实现工作现场1和多媒体教室4之间的双向实时通信。

上述实施例中的无线信号，还可以实用其他WLAN或卫星信号，只要更换信号运营商，即可达到双向实时通信的目的。

本发明所述方法充分利用了无线网络信号的强覆盖性和大容量传输等特点，将其应用于现代教育实景课堂，通过相应信号采集、发送、接收设备，可以将课堂搬到任意无线网络信号覆盖的区域，可以明显改善教学质量和教学方式，有益效果明显。

Claims

1.一种远程实时互动教学的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

四、所述多媒体教室设有信号采集设备，用于即时采集多媒体教室内的视频、音频信号，采集到的多媒体教室信号沿步骤一所述信号的传输路径逆向传输，并即时通过无线信号发送到所述工作现场；

五、所述工作现场设有无线信号接收设备，所述无线信号接收设备接收所述多媒体教室信号，并以视频、音频的形式输出，将多媒体教室内的信息反馈到工作现场，即可实现多媒体教室到工作现场的单向实时通信；综合步骤三，即可实现工作现场和多媒体教室之间的双向实时互动通信。

2.如权利要求1所述一种远程实时互动教学的实现方法，其特征在于：步骤二中，互联网用户通过互联网访问所述无线信号运营商服务器，经过合法性验证后，可以接收工作现场采集的信号并通过视频、音频输出设备输出；再通过互联网用户处的视频、音频采集设备实时采集互联网用户的视频、音频信号，沿步骤一所述信号的传输路径逆向传输，将互联网用户的信息反馈到工作现场，实现互联网用户与工作现场之间的双向实时互动。

3.如权利要求1所述一种远程实时互动教学的实现方法，其特征在于：步骤三中，所述多媒体教室终端替换成任意客户端内部局域网用户，继续步骤四和步骤五，实现任意客户端内部局域网用户与工作现场之间的双向实时互动通信。

4.如权利要求1所述一种远程实时互动教学的实现方法，其特征在于：所有经视频、音频采集设备采集的信号，经转换转换处理成可用于网络传输的信号，若用于工作现场信号转换，其编码方式与无线网络线号编码方式相同；若用于教室端或其他用户终端，其编码方式与有限网络编码方式一致。

5.如权利要求1所述一种远程实时互动教学的实现方法，其特征在于：所述无线信号为3G网络信号，或者是WIFI等其他无线网络信号，也或者是卫星信号。