CN104952301A - 一种课堂交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对学生的课堂交互系统，所述系统包含：用于接入课堂网络的第一网络接入装置；用于发送数据的第一数据发送装置；用于获取并输出学生的答题信息的答题模块。本发明还公开了一种针对教师的课堂交互系统，所述系统包含：用于接入课堂网络的第二网络接入装置；用于接收数据的第二数据接收装置；用于显示答题信息的答题信息显示模块。本发明的系统可以提高学生的参与度，帮助教师及时掌握学生的学习状况并根据具体的学习情况对教学过程进行及时调整，从而促进课堂教学效果的提高。

Description

一种课堂交互系统

技术领域

本发明涉及教学领域，具体说涉及一种课堂交互系统。

背景技术

课堂教学中师生之间的交互活动至关对重要。但由于传统的灌输式教育模式的制约，传统的课堂教学中师生之间的交互活动很少。同时随着如今高校扩招导致课堂人数增多，使得课堂教学中教师与学生之间教学信息的交流与反馈变得更加困难。

随着科技的发展，信息技术的应用在人与人交往中占的比重越来越大。为了便于教师与学生之间教学信息的交流与反馈，信息技术被越来越多的应用于教学领域，并由此开发出众多专用的教学设备。由于传统课堂教学的面对面交流有其不可替代的优越性，在当前技术下脱离传统课堂教学的教学方式并不能达到理想的教学效果，因此目前教学领域依然采用课堂教学作为主要教学手段，以专用的教学设备辅助课堂教学的进行。

但是现有技术下的专用教学设备对课堂教学的辅助效果并不十分理想，没有很好的达到提高教师与学生之间教学信息的交流与反馈程度的目的。另外，现有技术下的专用教学设备通常还存在便携性不高以及设备购置成本过高的缺点，这就导致了当前技术下的专用教学设备的适用性和推广度都不高。

因此，针对当前课堂教学存在的问题，需要一种新的课堂交互系统以实现更理想的教学辅助效果。

发明内容

针对当前课堂教学存在的问题，本发明提供了一种针对学生的课堂交互系统，所述系统包含：

第一网络接入装置，用于接入针对当前课堂教学的课堂网络；

第一数据发送装置，其与所述第一网络接入装置相连，用于在所述第一网络接入装置接入所述课堂网络时基于所述第一网络接入装置发送数据；

答题模块，其与所述第一数据发送装置相连，用于获取并输出学生的答题信息从而实现将所述答题信息发送到所述课堂网络的目的。

在一实施例中，所述系统还包含：

第一数据接收装置，其与所述第一网络接入装置相连，用于在所述第一网络接入装置接入所述课堂网络时基于所述第一网络接入装置接收数据；

问题显示模块，其与所述第一数据接收装置相连，用于获取并显示所述第一数据接收装置接收到的数据中的教师的问题信息。

在一实施例中，所述系统还包含签到模块，其与所述第一数据发送装置相连，用于获取并输出所述学生的针对所述当前课堂教学的签到信息。

在一实施例中，所述系统还包含理解状态输出模块，其与所述第一数据发送装置相连，用于获取并输出所述学生针对所述当前课堂教学的课堂疑问和/或理解程度。

在一实施例中，基于手机或平板电脑构造所述系统。

本发明还提出了一种针对教师的课堂交互系统，所述系统包含：

第二网络接入装置，用于接入针对当前课堂教学的课堂网络；

第二数据接收装置，其与所述第二网络接入装置相连，用于在所述第二网络接入装置接入所述课堂网络时基于所述第二网络接入装置接收数据；

答题信息显示模块，其与所述第二数据接收装置相连，用于获取并显示所述第二数据接收装置接收到的数据中的学生的答题信息。

在一实施例中，所述答题信息显示模块包含答题信息统计单元，所述答题信息统计单元用于统计处理所述答题信息以获取并输出答题信息统计结果。

在一实施例中，所述系统还包含：

第二数据发送装置，其与所述第二网络接入装置相连，用于在所述第二网络接入装置接入所述课堂网络时基于所述第二网络接入装置发送数据；

提问模块，其与所述第二数据发送装置相连，用于获取并输出教师的问题信息从而实现将所述问题信息发送到所述课堂网络的目的。

在一实施例中，所述系统还包含签到统计模块，其与所述第二数据接收装置相连，用于获取并统计所述学生的签到信息以生成并输出签到信息统计结果。

在一实施例中，所述系统还包含理解状态获取模块，其与所述第二数据接收装置相连，所述理解状态获取模块包含课堂疑问获取单元和/或理解程度统计单元，其中：

所述课堂疑问获取单元用于以私信的方式接收获取所述学生针对所述当前课堂教学的课堂疑问；

所述理解程度统计单元用于获取并统计所有所述学生针对所述当前课堂教学的理解程度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的系统可以提高学生的参与度，帮助教师及时掌握学生的学习状况并根据具体的学习情况对教学过程进行及时调整，从而促进课堂教学效果的提高；

本发明的系统还可以对教学过程进行记录，从而帮助教师和学生分析教学/学习过程，更好的促进教学方式的调整。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例系统结构框图；

图2是根据本发明一实施例系统实际应用场景示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为了更好的辅助课堂教学，降低课堂教学中教师与学生之间教学信息的交流与反馈的难度，本发明提出了一种课堂交互系统。由于本发明的系统的使用者为课堂教学的双方(学生以及教师)，因此本发明的系统分别针对学生以及教师构造了不同的交互系统。其分别为针对学生的课堂交互系统以及针对教师的课堂交互系统。为便于描述，接下来将上述两种课堂交互系统分别命名为学生端以及教师端。

本发明的系统的主要原理是在进行课堂教学时构造相应的课堂网络，课堂中的学生和教师分别利用学生端以及教师端接入课堂网络，通过课堂网络进行教学信息的交流与反馈。这样课堂网络中的教学信息的交流与反馈可以和课堂教学中的面对面交流同时进行，在发挥面对面交流的优越性基础上利用课堂网络辅助交流。从而大大增强了课堂教学中教师与学生之间教学信息的交流与反馈。

接下来结合附图以一具体实施例来说明本发明的系统的结构以及运行方法。这里需要说明的是，只要不构成冲突，实施例中的系统可以通过增加/减少自身的功能性模块来构成新的实施例，所对应的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本发明提出了一种针对教师的课堂交互系统(教师端)以及一种针对学生的课堂交互系统(学生端)。这里需要说明的是，在本实施例中，在进行课堂教学时，同一课堂中包含一个教师端以及多个基本相同的学生端，每个学生端对应一个参与当前课堂教学的学生。如图1所示，课堂交互系统包含教师端120以及学生端110。为方便描述，在图1中只描绘了一个学生端110，接下来描述学生端时也主要基于学生端110进行描述。课堂中的其他学生端的基本结构与学生端110相同，就不再赘述。

考虑到当前大部分教室中都配备有固定的台式个人电脑，为了降低系统的构造成本，在本实施例中，基于教室中的台式个人电脑构造教师端120。当然的，在本发明的其他实施例中，可以根据具体情况选用笔记本电脑、平板电脑等其他硬件构造教师端120。

由于本发明的系统主要是基于特定的课堂网络实现教师与学生之间的交互。因此在本实施例中，在教师端120构造有用于创建课堂网络的网路构造装置128。在开始课堂教学时，教师首先利用网路构造装置128创建课堂网络100，这样接下来教师以及学生就可以分别使用教师端120以及学生端110接入课堂网络100以实现教学信息的交互及反馈。

为了方便教师端120以及学生端110接入课堂网络100。在本实施例中，选用无线路由器构造网路构造装置128。这样，课堂网络100就为特定的无线局域网。例如，在一个具体的应用环境中，使用创建并设置好网关的无线网络(Wi-Fi)通过54M带宽802.11无线路由器在教室内搭建专属于每个课堂的无线局域网，在默认网关和首选域名系统(DNS)服务器中填写拨号计算机(教师的计算机)的网络互连协议(IP)地址，实现载有视窗操作系统(Win2007Server)的教师个人电脑对整个系统的控制。

接下来，利用学生手中手机、平板电脑或者笔记本电脑构造学生端110。这样不仅降低了系统的构造成本(不需要添加新的硬件)，而且大大降低了系统的构造使用难度(无线接入，不需要布线)。考虑到当前学生中手机、平板电脑或者笔记本电脑具有很高的普及率，系统的推广难度也大大降低。

课堂网络的构造如图2所示，利用无线路由器201及教师的计算机202搭建一个硬件平台以构建一个无线局域网，从而实现数据的传输和处理功能。学生的智能终端204(手机，平板电脑等)即客户端，教师的计算机202即该系统的服务器模块，在网络环境中，为教学提供各种服务。

当然的，在某些拥有特定硬件环境的课堂环境中，也可以采用其他方式创建课堂网络100以及构造学生端110。例如在本发明的另一实施例中，教室中为每个学生配备了网络端口以及台式电脑，那么就可以利用现有的设备构造有线局域网以形成课堂网络100并利用台式电脑构造学生端110。

为了接入课堂网络100，在教师端120以及学生端110中分别构造有网络接入装置127以及网络接入装置117。在本实施例中，针对当前的课堂教学构造课堂网络100，即不同的课堂教学(在不同的教室中)构造不同的课堂网络。只有参与当前课堂教学的学生以及教师才接入对应的课堂网络，这样就能避免网络中的交互信息的传输混乱。

在课堂教学过程中，教师经常提问并请学生进行口述或者是书写回答。但是传统的课堂教学方式下口述回答通常是一对一进行，学生参与度很低且回答过程耗时长。同时口述也不能进行特定的复杂问题的回答(例如公式计算、画图等)。书写回答如采用板书则只能少数的学生参与，如采用纸件方式提交答题纸以及教师查看答题纸的过程又会产生大量的时间消耗，同时提交答题纸的过程也会产生课堂秩序混乱。

为了解决上述问题，提高问答的参与度与执行效率，本实施例中学生端110中构造有答题模块111以及数据发送装置115。

数据发送装置115与网络接入装置117相连。当网络接入装置117接入课堂网络100时数据发送装置115就可以利用网络接入装置117发送数据。答题模块111与数据发送装置115相连，用于获取并输出学生的答题信息到数据发送装置115。当教师提出问题时，学生就可以向答题模块111输入自己的答题信息(问题答案)。答题模块111通过数据发送装置115经网络接入装置117将答题信息(问题答案)发送到课堂网络100中。

对应学生向课堂网络100发送答题信息的行为，在教师端120构造有数据接收装置126以及答题信息显示模块121。数据接收装置126与网络接入装置127相连。当网络接入装置127接入课堂网络100时数据接收装置126利用网络接入装置127接收数据。答题信息显示模块121与数据接收装置126相连，用于获取并显示学生的答题信息。当学生将答题信息发送到课堂网络100时，答题信息显示模块121通过数据接收装置126经网络接入装置127从课堂网络100获取每个学生的答题信息并将其显示给教师。

这样，教师提问后就不需要让特定的学生进行当面回答，而是一次性获取所有学生的回答。不仅降低了问答行为的耗时，提高了问答效率，而且极大的提高了学生的参与度。进一步的，答题信息显示模块121针对教师的阅读习惯构造自身的答题信息显示方式，从而便于教师查看，大大缩短了教师审查答案的时间。

在课堂教学的过程中，通常教师会以口述方式或是板书等方式提出课堂问题，但是上述提问方式存在种种弊端。例如：口述方式存在耗时长、不便于复杂描述等弊端；板书存在耗时长、显示不灵活等弊端。采用大屏幕显示虽然可以一定程度上解决上述弊端，但是大屏幕显示是同时针对所有学生，在问题较长无法单屏显示的情况下翻页显示不能考虑到每个学生的阅读速度。快速翻页会导致读题慢的学生无法看清问题，配合读题慢的学生又会造成其他学生的等待，不仅给学生读题带来很大不便，而且造成了教学时间的浪费。

为了解决上述问题，本实施例的教师端120还构造有提问模块124以及数据发送装置125。数据发送装置125与网络接入装置127相连，当网络接入装置127接入课堂网络100时数据发送装置125利用网络接入装置127发送数据。提问模块124与数据发送装置125相连，用于获取并输出教师的问题信息。这样，当教师需要提问时，只需向提问模块124输入问题，提问模块124通过数据发送装置125经网络接入装置127将问题发送到课堂网络100。

对应的，在学生端110(每个学生端)构造有数据接收装置116以及问题显示模块112。数据接收装置116与网络接入装置117相连，当网络接入装置117接入课堂网络100时数据接收装置116利用网络接入装置117接收数据。问题显示模块112与数据接收装置116相连，用于显示数据接收装置116接收到的数据中的问题信息。

这样，当教师将问题发送到课堂网络100时，每个学生就可以用学生端分别获取问题。由于每个学生的学生端是互相独立的，因此学生读题时就可以根据自己的读题速度自行翻页显示。进一步的，问题显示模块112还被构造成根据学生的实际需要对问题进行局部放大、着重显示、标记等辅助处理以进一步便于学生理解问题。图2中方框205内为在学生端显示的一问题的示意图。

为了进一步提高课堂提问效率，在提问模块124中还构造有问题存储模块。教师可以将课堂提问预先存储在问题存储模块中，在课堂教学中根据需要选择相应的问题进行输出，而不需要再次输入问题，这样就避免了教师输入(生成)问题的耗时。

另外，在传统课堂环境下，如果教师希望进行相对复杂的课堂提问(随堂测验)则必须提前准备测验试卷并在课堂上发放。利用本发明，教师就可以将测验试卷预先存储在问题存储模块中，在进行测验时将测验试卷发送到课堂网络100中，每个学生从课堂网络100中接收测验试卷就可以进行答题。这样，不仅简化了教师的教学操作，降低了工作量，还减少了教学成本(试卷纸张成本)。

为了进一步减少教师的工作量，提高课堂教学效率。在答题信息显示模块121中构造有答题信息统计单元131。答题信息统计单元131用于针对学生的答题信息进行统计处理以获取并输出答题信息统计结果。具体的，在教师向问题存储模块中预存问题时，可以将相应的答案一起预存。这样，答题信息统计单元131就可以根据预存的答案自动判断学生的回答正确性(针对测验试卷可以自动判分)。

在本实施例中，答题信息统计单元131不仅可以将最终获取的统计结果输出给教师，还可以将学生的答案正确与否、试卷得分、正确答案等返回给学生端110。学生端110利用问题显示模块显示给学生。同时，答题信息统计单元131还可以针对特定的学生生成学习日志。教师在每个学期导入每个学生的名单，就可以记录每一个学生的学习情况。

进一步的，答题信息统计单元131可以对学生答题情况做综合性总结分析。例如针对某一问题，学生整体的正确率；学生测验分数分布情况等。这样不仅避免了教师阅读审核答案的时间消耗，减少了教师的工作量，还能够使得教师快速直观的了解学生整体的学习情况，从而提高教学质量。图2中方框203(投影仪)内为在教师端显示的某一问题的回答统计情况的示意图。

每次课堂结束，答题信息统计单元131生成课堂日志：每堂课下来后每个学生的表现情况都会以柱状图的形式显示于教师端，例如：张三：答对多少，答错多少，未回答多少；李四：答对多少，答错多少，未回答多少；王五：答对多少，答错多少，未回答多少；便于统计每个学生的表现。若果日后老师可据此数据进行分析学生的学习状态，心理状态等。如果可以的话可以针对每个人的表现情况由助教联系每一个同学，完成一对一教学。

在传统的课堂教学中，如果学生在听讲过程中有疑问通常采用的是当下举手提问或课后集中提问的方式。当下举手提问不可避免的会打断正常的教学进程，影响正常的教学进度；课后集中提问则会大大延长教师的工作时间，增加教师的工作量。同时，不同学生拥有不同的问题，在有限的教学时间内教师无法完美的针对所有学生的所有疑问进行解答。

为了改善学生的课堂提问情况，在本实施例中，学生端110构造有理解状态输出模块113。理解状态输出模块113与数据发送装置116相连，用于获取并输出学生针对当前内容的课堂疑问和/或理解程度。对应的，在教师端120构造有理解状态获取模块122。理解状态获取模块122与数据接收装置126相连，用于获取学生针对当前内容的课堂疑问和/或理解程度。

具体的，在理解状态输出模块113构造有课堂疑问输出单元118，理解状态获取模块122构造有课堂疑问获取单元132。当学生对当前的课堂内容有疑问时，可以将详细的疑问输入到课堂疑问输出单元118，从而以私信的方式将自己的疑问发送到课堂疑问获取单元132。教师阅读课堂疑问输出单元118接收到的私信就可以方便的了解学生的疑问，从而有针对性的调整接下来的讲课内容。教师还可在课间查看，在课上解答。这样不仅能够在不干扰教师授课的同时回答学生问题，还可以避免教师重复的针对同一问题向不同的学生进行多次解答。

进一步的，在在理解状态输出模块113还构造有理解程度输出单元118，理解状态获取模块122构造有理解程度统计单元132。当教师就某一知识点进行讲解的过程中，学生可以在理解程度输出单元118上输入自己的理解程度，例如懂或者不懂，然后理解程度统计单元132统计全体学生的理解程度(例如统计不懂的学生占的百分比)。这样教师就可以随时方便的了解学生的理解情况，并针对具体的理解情况调整接下来的讲课内容(例如重新更深入的解释某个理解程度不好的知识点)。

在传统教学中，为了避免出现学生迟到、早退、旷课的情况，侧面督促学生按照正常的上课日程接受教育，校方/教师需要了解学生的出勤状态。当教室内学生人数不多时，教师可以根据自己的记忆找出没有出勤的学生(这也需要教师记忆自己所有的学生)；当教室内学生人数较多时，教师就无法简单的判断学生的出勤情况，这时就需要点名、签到等辅助手段。

但是利用传统的点名、签到的手段来考察学生出勤会花费大量的时间且不能保证结果的可靠准确。为了解决这一情况，本实施例的学生端110构造有签到模块114，教师端120构造有签到统计模块123。

签到模块114与数据发送装置115相连，用于获取并输出学生的签到信息。当学生进入教室，学生端110接入当前课堂教学对应的课堂网络100时，学生利用签到模块114输出对应的签到信息证明自己的出勤。在本实施例中，每个学生被分配一个独立的用户名，当学生端110接入当前课堂教学对应的课堂网络100时需要利用相应的用户名登录。学生的登录信息就作为对应的签到信息。

签到统计模块123与数据接收装置126相连，用于获取并统计学生的签到信息(登录情况)以生成针对当前课堂网络100的签到信息统计结果。签到统计模块123获取并统计所有学生发来的签到信息以获取当前出勤人数。进一步的，签到统计模块123对比获取到的所有学生发来的签到信息与预存的学生名单就可以自动获得没有出勤的学生名单。同时签到统计模块123还可以在某个时间段内针对特定的学生统计其所有的出勤情况。

本发明的系统还分别针对教师端120和学生端110构造了交互模块102和交互模块101。交互模块102和交互模块101分别用于生成教师端120与教师之间以及学生端110与学生之间的交互界面。

在本实施例中，教师端120和学生端110在功能上分为课堂交互以及日志管理。日志管理部分，本实施例选用Java编程语言，软件开发工具选用Eclipse，后期拓展采用数据库为MySQL，提供日志存储分析，供教师学生进行查询。课堂交互采用专门的客户端，用户通过手机或智能终端向分布在网络上的服务器发出请求，服务器对客户端的请求进行处理，将用户信息进行存储，分析，并以较为直观的方式显示在教师的个人计算机上。服务器的开源设计使开发人员能按需要选择各种各样的软件和工具来实现各种应用和服务，并把注意力从用户界面等细节问题转移到核心问题方面。同时简化了客户端的载荷，减轻系统维护和升级的成本，降低用户的总体成本。

综上，本发明的系统可以提高学生的参与度，帮助教师及时掌握学生的学习状况，对教学过程进行及时调整，从而促进课堂教学效果的提高；本发明的系统还可以对教学过程进行记录，从而帮助教师和学生分析教学过程，更好的促进方式的调整进而更好的促进教学发展。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种针对学生的课堂交互系统，其特征在于，所述系统包含：

第一网络接入装置，用于接入针对当前课堂教学的课堂网络；

第一数据发送装置，其与所述第一网络接入装置相连，用于在所述第一网络接入装置接入所述课堂网络时基于所述第一网络接入装置发送数据；

答题模块，其与所述第一数据发送装置相连，用于获取并输出学生的答题信息从而实现将所述答题信息发送到所述课堂网络的目的。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包含：

第一数据接收装置，其与所述第一网络接入装置相连，用于在所述第一网络接入装置接入所述课堂网络时基于所述第一网络接入装置接收数据；

问题显示模块，其与所述第一数据接收装置相连，用于获取并显示所述第一数据接收装置接收到的数据中的教师的问题信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包含签到模块，其与所述第一数据发送装置相连，用于获取并输出所述学生的针对所述当前课堂教学的签到信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包含理解状态输出模块，其与所述第一数据发送装置相连，用于获取并输出所述学生针对所述当前课堂教学的课堂疑问和/或理解程度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，基于手机或平板电脑构造所述系统。

6.一种针对教师的课堂交互系统，其特征在于，所述系统包含：

第二网络接入装置，用于接入针对当前课堂教学的课堂网络；

第二数据接收装置，其与所述第二网络接入装置相连，用于在所述第二网络接入装置接入所述课堂网络时基于所述第二网络接入装置接收数据；

答题信息显示模块，其与所述第二数据接收装置相连，用于获取并显示所述第二数据接收装置接收到的数据中的学生的答题信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述答题信息显示模块包含答题信息统计单元，所述答题信息统计单元用于统计处理所述答题信息以获取并输出答题信息统计结果。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包含：

第二数据发送装置，其与所述第二网络接入装置相连，用于在所述第二网络接入装置接入所述课堂网络时基于所述第二网络接入装置发送数据；

提问模块，其与所述第二数据发送装置相连，用于获取并输出教师的问题信息从而实现将所述问题信息发送到所述课堂网络的目的。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包含签到统计模块，其与所述第二数据接收装置相连，用于获取并统计所述学生的签到信息以生成并输出签到信息统计结果。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包含理解状态获取模块，其与所述第二数据接收装置相连，所述理解状态获取模块包含课堂疑问获取单元和/或理解程度统计单元，其中：

所述课堂疑问获取单元用于以私信的方式接收获取所述学生针对所述当前课堂教学的课堂疑问；

所述理解程度统计单元用于获取并统计所有所述学生针对所述当前课堂教学的理解程度。