CN103546581A - 一种面向学龄前儿童的云教育系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种面向学龄前儿童的云教育系统，至少包括：云数据中心、云教育专用终端、家长相关终端、后台终端和资源提供终端，所述云数据中心用于将专家或内容提供商的资源推送到所述云教育专用终端；所述资源提供终端用于将专家或内容商提供的资源上传至所述云数据中心；所述家长相关终端用于与所述云数据中心通信；所述云教育专用终端用于从所述云数据中心下载所述家长相关终端定制的资源，再将使用资源数据反馈至所述云数据中心；所述后台终端用于对所述云数据中心进行日常运维、资源整合及负载均衡。本发明面向学龄前各阶段幼儿，为幼儿提供立体式教育，并以动态、交互、有指导、有反馈、可控制的方式与内容来提升教育效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种教育系统，特别是涉及一种面向学龄前儿童的云教育系统。
背景技术
目前，市场上面向学龄前儿童的教育系统基本上可分为两类，即终端类与应用类。终端类主要有各种早教机、复读机、点读机、MP3/MP4、平板电脑等，外观设计往往以卡通人物造型为主，通过点读、按键或各种感应器来接收指令，并通过语音、视频等形式输出信息。然而学习内容不易更新或定制，需要家长登录官网下载新内容，也没有幼儿成长计划。应用类是面向幼教的各种App，其中尤以各种视频课程为主，支持多种客户端，如PC、平板电脑、智能手机等。
然而，现有幼教系统主要存在以下几个方面的缺点：
（1）功能有限，个性化不强
现有的幼教系统，功能单一，千人一面，市场规模小，无法满足跨年龄段幼儿的多方面特定需要。
（2）面向资源，无服务理念
目前的幼教终端，主要以向幼儿提供内容为主，动态性与可扩展性不足。
（3）内容死板，新颖性与交互性不足
现有的幼教系统，内容往往固化，或者需要家长登录完成内容更新。因此内容的新颖性不足，无法在吸引幼儿、提高学习兴趣上走得更远。同时交互不足，无法满足大部分好动幼儿的需求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种面向学龄前儿童的云教育系统，在充分调研、分析1-6周岁各成长阶段特性与需求的基础上，从远程教育的角度入手，为儿童健康成长提供陪伴式教育，通过云数据中心、云教育专用终端、基于公用电信网络的云端互联等为学龄前儿童提供系统的基础教育与生活认知，其定制化、交互式、寓教于乐等特性能有效激发儿童积极性，提升学习质量。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种面向学龄前儿童的云教育系统，至少包括：云数据中心、云教育专用终端、家长相关终端、后台终端和资源提供终端，其中，所述云数据中心用于将专家或内容提供商的资源推送到所述云教育专用终端；所述资源提供终端用于将专家或内容商提供的资源上传至所述云数据中心；所述家长相关终端用于与所述云数据中心通信，完成注册认证、资源查询、个性化教育资源定制和反馈；所述云教育专用终端用于从所述云数据中心下载所述家长相关终端定制的资源，再将使用资源数据反馈至所述云数据中心；所述后台终端用于对所述云数据中心进行日常运维、资源整合及负载均衡。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：所述资源对应的教学内容包括生活习惯、日常礼仪、寓言故事、开心童谣和宝宝手工。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：所述资源以课件的单点播放形式在所述云教育专用终端播放。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：所述云教育专用终端到所述云数据中心的连接，需要家长通过密码登录的方式来实现。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：所述云数据中心具备四种接口，分别与所述云教育专用终端、所述家长相关终端、所述后台终端及所述资源提供终端相通信。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：所述家长相关终端采用个人电脑、平板电脑或智能手机。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：所述云数据中心推送到所述家长相关终端的资源经过加密处理。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：所述云数据中心至所述云教育专用终端之间的内容的推送根据MEID，借助OTA来实现的。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：所述云教育专用终端上设置有定时提醒，以提醒停止儿童在所述云教育专用终端上的学习。
根据上述的面向学龄前儿童的云教育系统，其中：在所述云教育专用终端与所述云数据中心的交互中，所述云教育专用终端在完成学习后将学习数据自动发送给所述云数据中心，所述云数据中心判定所述云教育专用终端的合法性；若合法，所述云数据中心则将将对学习数据的分析结果通过短信告知家长，以供家长定制个性化教育资源。
如上所述，本发明的面向学龄前儿童的云教育系统，具有以下有益效果：
（1）本发明实现了基于云计算的幼教系统，能够为教育专家、教育内容提供者提供平台，以高度可扩展的方式整合资源，生成定制服务；根据各年龄段特点与需求，精心设计内容，包括礼仪、生活、英语等，并为家长提供定制、管理与监控接口，还能根据幼教终端的学习情况，通过网络定时完成个性化内容更新、学习建议与效果评分；
（2）本发明面向学龄前各阶段幼儿，以云+端的服务方式，在专家与家长的共同理念下，为幼儿提供立体式教育，并以动态、交互、有指导、有反馈、可控制的方式与内容来提升教育效果；
（3）本发明通过云教育专用终端为学龄前儿童提供一站式陪伴教育，该云教育专用终端以智能手机为蓝本，设计优良，功能完备，可以满足不同阶段儿童的需求。
附图说明
图1显示为本发明的面向学龄前儿童的云教育系统的框架结构示意图；
图2显示为本发明中云数据中心的结构示意图；
图3显示为本发明中后台终端与家长相关终端进行交互的结构示意图；
图4显示为本发明的面向学龄前儿童的云教育系统中获取文件的流程图；
图5显示为本发明的面向学龄前儿童的云教育系统中学习反馈的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明针对学龄前儿童教育，从1-6周岁各年龄段的特性与需求出发，提供了一种能够协助家长、陪伴幼儿完成科学个性化教育的面向学龄前儿童的云教育系统。参照图1，该云教育系统以云教育平台为支撑，包括云数据中心、云教育专用终端、家长相关终端、后台终端及资源提供终端，通过上述模块间的通信连接实现云教育系统的各项功能。
其中，云数据中心的物理实现是服务器集群，系统软件包括分布式操作系统、系统虚拟化套件、分布式处理与存储框架。应用软件主要是各种功能模块，包括数据处理模块、决策模块、管理模块、认证模块、内容管理模块、内容分发模块、内容评分模块、幼儿成长模块等。具体地，云数据中心的结构如图2所示。云数据中心主要是通过服务器集群来构建底层物理环境，通过Xen与内核虚拟化（KVM）来实现系统虚拟化，分布式操作系统采用Linux+OpenStack，分布式处理与存储框架采用HDFS+Hadoop，包括HBase、Hive与Zookeeper，各功能模块是在虚拟机基础上通过Web service来实现，主要是Spring+Hibernate/MyBatis+EXT+Ajax。
整个云教育计算平台架构实现硬件冗余，不管哪层设备出现问题，都不会直接影响服务的运营，防火墙之间做高可用性（High Available，HA）群集。服务器底层通过虚拟化软件把服务器的CPU、内存、网络、存储池化，在虚拟层做相应的基础架构搭建，按照资源池分成两个组：生产组和测试组。由于初期的数据有限，数据封装到本地磁盘，如后期数据有变化，可以平移到存储上，在ISSA上建立相应的应用服务平台，最终实现与各个终端设备之间的数据交互。云数据中心与各接口之间主要是通过互联网或移动互联网实现连接的，而面向幼教终端的连接是在CDMA20001xEV-DO与空中下载技术(Over the Air，OTA）基础之上，通过国际移动设备身份码（International Mobile Equipment Identity，IMEI）来实现接入控制与管理的。
云数据中心是资源汇集点与服务生成点，在系统管理员的控制与协调下，负责将专家或内容提供商的教育资源，在家长的认证、定制与不断反馈中，向云教育专用终端推送，以实现面向成长阶段的、可管控的、交互式科学幼教。
根据需求，配置成功的云数据中心主要面向四类人群，即云教育专用终端、家长相关终端、后台终端及资源提供终端，故相应地具备四种接口。系统管理员通过后台终端负责日常管理，包括数据中心运维、资源调配与整合、负载均衡、客户支持等；专家、内容商是教育资源的提供者，通过资源提供终端的专用接口导入云数据中心；云数据中心向家长提供基于Web的接口，可以经由家长相关终端如个人电脑、平板电脑、智能手机来完成注册、认证、查询、定制与反馈；资源经由云数据中心服务化后，再经由家长定制，便可以向云教育专用终端实现推送了。而儿童在完成相应的内容学习后，相应的数据又可以回云传数据中心，作为反馈方便家长查询及专家指导。
下面详细介绍一下各个终端的功能和结构：
（1）资源提供终端
专家或内容提供商通过资源提供终端的专用web接口，将资源上传至云数据中心；
（2）家长相关终端
云数据中心将消息推送至家长相关终端；家长相关终端通过web接口完成注册认证，并查询定制具体资源；专家或内容提供商根据云数据中心的反馈结果分析后，制定个性化套餐计划，再次向家长相关终端推送；
（3）云教育专用终端
云数据中心将家长相关终端定制的资源通过OTA下载到专用终端；专用终端将使用资源数据上传反馈至云数据中心；
（4）后台终端
后台终端对云数据中心进行日常运维、资源整合及负载均衡。
云与端的交互包括网络协议、接入认证、数据加密与解密等。
在本发明的面向学龄前儿童的云教育系统的使用过程中，面向管理员、专家/内容商、家长与学龄前儿童。云数据中心提供Web接口，基于B/S模式。对于云教育专用终端到云数据中心的连接，需要家长进入高级模式，通过密码来实现，以保护幼儿。对于不同的用户，系统也提供相应的功能，如管理员的资源协调、套餐调整、客户管理等，专家的设计、上传、查询下载频次等，家长的查询、咨询、订单、缴费等，云教育专用终端的认证、上传、评分等。
其中，在云教育专用终端中，生活习惯、日常礼仪、寓言故事、开心童谣与宝宝手工等栏目，主要以课件的单点播放形式，按照不同的年龄段，完成视频教学，并在专家、家长的监督指导下，实现定期更新，以完成特定的成长计划。
另一方面，学龄前儿童学习的阶段性成果可以通过电信网络按移动终端标识号（MobileEquipment Identifier，MEID）自动完成在线提交。为了减少通信对幼儿的影响，可以在幼儿休息后（如每日0点）完成。提交数据在云数据中心进行分析后通过web终端反馈到资源提供终端和家长相关终端。资源提供者根据提交数据分析制定个性化儿童成长教育计划，通过系统后台整合后推送给家长相关终端。家长通过分析反馈数据和推送的信息，为其子女定制个性化教育资源。
具体地，云教育专用终端与家长相关终端通过以下步骤进行交互操作，以实现对学龄前儿童的优化教育：
步骤1：云教育专用终端在儿童使用结束休息后将学习及游戏数据上传到数据中心；
步骤2：云数据中心对云教育专用终端上传的数据进行分析，并将数据结果及分析反馈至家长相关终端和资源提供终端；
步骤3：资源提供终端根据反馈数据制定个性化儿童成长教育计划，并上传至云数据中心；
步骤4：后台终端对现有数据资源进行整合；
步骤5：后台终端将整合后的数据资源通过云数据中心推送至家长相关终端；即云教育专用终端上的教学内容是在专家、家长与管理员的定制、管理下完成动态更新的，而如图3所示，内容的推送主要是根据MEID，通过公用电信网络，借助OTA来实现的。
步骤6：家长根据反馈数据分析和推送信息，为其子女定制个性化教育资源。
通过这样交互式、反馈式教学能够让儿童接收到更科学更个性化的教育资源，并且能够让家长实时了解并参与到儿童的教育中。
在本发明的一个优选实施例中，为了保护教学内容，在推送端与接收端，即云数据中心和家长相关终端之间推送数据资源时，进行必要的加密与解密。优选地，所采用的加密解密算法为MD5。
云教育专用终端的客户认证由家长来完成，以防止学龄前儿童过多的沉迷于云教育专用终端。在本发明中，主要是在专家与家长的共同规范下，在云教育专用终端上设置定时提醒，该定时提醒通过远程设置来实现的。
参照图4本发明的面向学龄前儿童的云教育系统的具体使用流程如下：首先云教育专用终端通过web结构连接云数据中心，云数据中心认证该云教育专用终端是否已经注册，若没有注册，则云教育专用终端需要进入注册页面进行注册，向云数据中心发送客户信息，云数据中心进行数据存储，并同步客户时间轴及分配客户下载描述符（download descriptor，DD）控制字段数据。注册完成后云教育专用终端向云数据中心请求DD文件，云数据中心根据其唯一的IMEI号码进行判定是否合法。若合法，则根据其付费信息，发送给云教育专用终端所请求的DD文件，并对其进行解析获取文件下载地址。然后云教育专用终端向云数据中心请求下载文件。云数据中心再次对其进行合法判定，若合法则对该云教育专用终端所请求的文件进行加密后发送；若不合法则拒绝发送任何信息。云教育专用终端接收到加密的文件后对其进行解密下载安装，不管云教育专用终端下载课件成功与否，都会向云数据中心返回状态。最后云教育专用终端向云数据中心发送请求，服务器判定其身份合法性，将当前系统时间反馈给云教育专用终端进行同步。
如图5所示，云教育专用终端进行完一天的学习后将客户学习及游戏数据自动发送给云数据中心，云数据中心判定其IMEI、课件合法性、游戏名合法性，若合法则将数据同步到数据库，并将分析结果通过短信方式通知家长；若不合法，则不记录、不发送任何信息。
综上所述，本发明的面向学龄前儿童的云教育系统构建在云计算与大数据平台之上，幼教终端既是内容展示点，也是数据采集点。通过定时收集各客户端的数据，并在数据中心完成处理、分析，就可以为客户展现其学习排名，以彰显个性，辅助家长作后续决策；相应地，本发明也可在教育专家的指导下，为客户提供多种不同的学习方案与套餐。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于，至少包括：云数据中心、云教育专用终端、家长相关终端、后台终端和资源提供终端，其中，
所述云数据中心用于将专家或内容提供商的资源推送到所述云教育专用终端；
所述资源提供终端用于将专家或内容商提供的资源上传至所述云数据中心；
所述家长相关终端用于与所述云数据中心通信，完成注册认证、资源查询、个性化教育资源定制和反馈；
所述云教育专用终端用于从所述云数据中心下载所述家长相关终端定制的资源，再将使用资源数据反馈至所述云数据中心；
所述后台终端用于对所述云数据中心进行日常运维、资源整合及负载均衡。
2.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：所述资源对应的教学内容包括生活习惯、日常礼仪、寓言故事、开心童谣和宝宝手工。
3.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：所述资源以课件的单点播放形式在所述云教育专用终端播放。
4.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：所述云教育专用终端到所述云数据中心的连接，需要家长通过密码登录的方式来实现。
5.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：所述云数据中心具备四种接口，分别与所述云教育专用终端、所述家长相关终端、所述后台终端及所述资源提供终端相通信。
6.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：所述家长相关终端采用个人电脑、平板电脑或智能手机。
7.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：所述云数据中心推送到所述家长相关终端的资源经过加密处理。
8.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：所述云数据中心至所述云教育专用终端之间的内容的推送根据MEID，借助OTA来实现的。
9.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：所述云教育专用终端上设置有定时提醒，以提醒停止儿童在所述云教育专用终端上的学习。
10.根据权利要求1所述的面向学龄前儿童的云教育系统，其特征在于：在所述云教育专用终端与所述云数据中心的交互中，所述云教育专用终端在完成学习后将学习数据自动发送给所述云数据中心，所述云数据中心判定所述云教育专用终端的合法性；若合法，所述云数据中心则将将对学习数据的分析结果通过短信告知家长，以供家长定制个性化教育资源。
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Application publication date: 20140129 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |