CN105118342A - 一种农村数学教学系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农村数学教学系统及其方法，所述系统包含有呈矩阵排列的显示单元（101），即多个方形显示单元（101）相互紧密接触排列构成一组合式盒体结构，该组合式盒体结构的前端面上紧密贴附有透明书写板（102）。本发明涉及一种农村数学教学系统及其方法，板书清晰且使得学生能够以第一视角参与授课到过程中。

Description

一种农村数学教学系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种农村数学教学系统及其方法，尤其是涉及一种对农村等教育资源较为薄弱的地区进行远程教学的农村数学教学系统及其方法，以实现师资均衡化，属于电子技术在教育领域的应用。

背景技术

目前，随着社会的发展，人们对教育越来越重视，可是由于城乡差异的客观存在，使得广大农村的师资力量较为薄弱，不利于实现教育均衡化，不利于广大学生享受统一的教学资源；为此，人们开始将越来越普及的网络技术应用到教学上，由此远程电子教学开始逐步应用，从而可以让各地的名师通过网络授课的方式为师资力量较为薄弱的乡村学校进行网络教学，从而使得各地学生均能得到统一的高质量教学；常规的网络远程教学系统有如中国专利ZL200480024405.3公开的“用于建立具有个人交互式通信的虚拟电子数学系统的方法和装置”，以及中国专利ZL02130663.X公开的“一种通过网络改进多媒体电子教学的方法”；

但是，无论上述何种方式，其本质为一种远程音视频的语音系统，利用终端先将授课内容进行录制，在发送至远程端进行播放或者同时录制传输播放；这样一来，在整个教学过程中，板书形式无法完整的体现在学生面前，尤其是在对低年级学生的授课过程中，缺乏板书的清晰及时的展现，容易使得学生产生类似看电视的疲倦感；同时，由于播放视频的显示器不可能很大，进一步导致学生无法看清板书内容；而如若采用多媒体教室人手一机的方式，则对于本来教育设施极为简陋的地区，根本无力承担；另外，录制方式产生的远程教学影响，对于远程受教者来说，教学效果不佳，这是由于录播方式容易让受教者（学生）产生第三者旁观人的感觉，进而影响教学质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种板书清晰且使得学生能够以第一视角参与授课到过程中的农村数学教学系统及其方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种农村数学教学系统，所述系统包含有呈矩阵排列的显示单元，即多个方形显示单元相互紧密接触排列构成一组合式盒体结构，该组合式盒体结构的前端面上紧密贴附有透明书写板；

所述显示单元包含有呈方形设置的透明单元，所述透明单元内设置有方形腔体，所述方形腔体内灌注有黑色液体，所述透明单元的方形腔体内壁上设置有导条，所述透明单元的外表面上还设置有压力传感器，所述压力传感器位于透明单元贴合于透明书写板的一侧面上，所述方形腔体内设置有一显示板，所述显示板的面积与方形腔体的纵截面相等，所述显示板的外壁上设置有导槽，所述导槽供导条插入，所述显示板朝向透明书写板的一面为白色面板，所述显示板的另一面上平行贴附有至少一根滑移磁条，所述显示板上横向设置有多个微孔；所述显示板贴附有滑移磁条的一面与透明单元方形腔体的腔壁之间设置有多个弹簧；一旋转磁条靠近透明单元远离透明书写板的外表面，且旋转磁条的中心与一电机的转轴相连接；所述透明单元上安装有传感器，该传感器位于旋转磁条一端的下方或上方，该传感器为霍尔传感器或者光电传感器，所述微孔为方形孔，所述微孔靠近白色面板的内壁顶部铰接有翻板，所述翻板表面涂覆有白色涂层；

所述电机安装于安装板上，所述电机的供电线上串联的继电器安装于电控板上，所述电控板上插装有一PCB板，所述PCB板上设置有处理器，所述处理器与继电器和传感器相连，所述微处理器上还连接有GPS模块和无线通讯模块，所述GPS模块上还连接有扬声器和麦克风。

一种农村数学教学方法，所述方法的步骤为：

步骤1、初始化，滑移磁条的N、S极分别对应旋转磁条的S、N级，从而使得显示板向右移动离开透明单元的腔壁，此时黑色液体通过微孔填充满方形腔体的左半腔，使得透过透明书写板看透明单元呈现黑色，此时在透明书写板上利用白色有油性笔书写板书；同时，每一农村数学教学系统中的微处理器对各个显示单元进行位置信息标号，位置信息标号的格式为（x，y），x为显示单元在其构成的矩阵横向所处位置，y为显示单元在其构成的矩阵纵向所处位置；

步骤2、各个农村数学教学系统通过无线通讯模块与远程终端建立通讯，并通过GPS模块为各个农村数学教学系统赋予唯一的编号；

步骤3、当需要进行远程教学时，定义该所需远程教学系统为目标系统，然后在步骤2的各个系统中选取某一正在实施教学的系统，定义为该系统为源系统；

步骤4、施教者在源系统的透明书写板上进行正常的书写，在书写过程中透明书写板下方的压力传感器获知该显示单元对应的区域有笔划过，从而将该显示单元所处的位置信息标号通过无线通讯模块发送至目标系统；

步骤5、目标系统接收后，微处理器在目标系统上触发该位置信息标号对应的继电器，使得电机得电旋转，当电机驱动旋转磁条旋转180°后，传感器被触发，此时微处理器触发继电器使得电机失电；当旋转磁条旋转180°，滑移磁条的N、S极分别对应旋转磁条的N、S级，从而使得显示板向左克服弹簧的阻力移动抵置于透明单元的腔壁上，在移动过程中，黑色液体通过微孔填充满方形腔体的右半腔，此时透过透明书写板看透明单元呈现出显示板左侧白色面板的白色，从而实现了板书的同步演示。

本发明一种农村数学教学方法，步骤6，在进行步骤4和5的同时，麦克风录制源系统上施教者的讲解内容，无线传输至目标系统的扬声器上进行播放。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实现了板书和解说同步进行远程授课，并且板书清晰明了，对于系统而言，本身在不进行远程教学的过程时，相当于一块普通黑板；当进行远程教学时，可根据实际需求，充当受教者或者施教者，从而大大降低了系统的使用难度，便于系统的推广应用；并且在整个远程教学的过程中，受教者在观看板书和解说的过程中，犹如教师现场讲解一样，极大的提高了教学质量。

附图说明

图1为本发明一种农村数学教学系统的结构示意图。

图2为本发明一种农村数学教学系统的显示单元的结构示意图。

图3为本发明一种农村数学教学系统的显示板的结构示意图。

其中：

显示单元101、透明书写板102、安装板103、电控板104、PCB板105；

继电器201；

透明单元1、黑色液体2、显示板3、弹簧4、旋转磁条5、电机6、传感器7；

导条1.1、压力传感器1.2；

白色面板3.1、微孔3.2、滑移磁条3.3、导槽3.4、翻板3.5。

具体实施方式

参见图1~3，本发明涉及的一种农村数学教学系统，所述系统包含有呈矩阵排列的显示单元101（显示单元101的数量直接决定了显示的效果，对于小型教室，由于学生距离黑板较近，此时需分辨率较高，因此显示单元101数量较多，且显示单元101可以制作成较小体积，使得显示效果更佳；而当用于大型多媒体教室时，由于学生距离黑板较远，此时可适当较小显示单元101的数量或者增加显示单元101的体积，从而降低成本），即多个方形显示单元101相互紧密接触排列构成一组合式盒体结构，该组合式盒体结构的前端面上紧密贴附有透明书写板102；

所述显示单元101包含有呈方形设置的透明单元1，所述透明单元1内设置有方形腔体，所述方形腔体内灌注有黑色液体2，所述透明单元1的方形腔体内壁上设置有导条1.1，所述透明单元1的外表面上还设置有压力传感器1.2，所述压力传感器1.2位于透明单元1贴合于透明书写板102的一侧面上，所述方形腔体内设置有一显示板3，所述显示板3的面积与方形腔体的纵截面相等，所述显示板3的外壁上设置有导槽3.4，所述导槽3.4供导条1.1插入，从而起到限位及导向滑动的作用；所述显示板3朝向透明书写板102的一面为白色面板3.1，所述显示板3的另一面上平行贴附有至少一根滑移磁条3.3，所述显示板3上横向设置有多个微孔3.2；所述显示板3贴附有滑移磁条3.3的一面与透明单元1方形腔体的腔壁之间设置有多个弹簧4；一旋转磁条5靠近透明单元1远离透明书写板102的外表面，且旋转磁条5的中心与一电机6的转轴相连接；所述透明单元1上安装有传感器7，该传感器7位于旋转磁条5一端的下方或上方，用于监测旋转磁条5的位置，该传感器7可以为霍尔传感器或者光电传感器，

优选的，所述微孔3.2为方形孔，所述微孔3.2靠近白色面板3.1的内壁顶部铰接有翻板3.5，所述翻板3.5表面涂覆有白色涂层，当显示板3向左移动过程中，黑色液体2推开翻板3.5进行右腔体，当显示板3贴紧透明单元1的内腔壁后，由于黑色液体2的压力存在，翻板3.5被压置贴合在透明单元1的内腔壁上，从而使得其白色显示更佳；当显示板3向右移动过程中，黑色液体2推开翻板3.5进行左腔体，从而不会对显示板3的移动造成任何不良影响；

所述电机6安装于安装板103上，所述电机6的供电线上串联的继电器201安装于电控板104上，所述电控板104上插装有一PCB板105，所述PCB板105上设置有处理器，所述处理器与继电器201和传感器7相连，所述微处理器上还连接有GPS模块和无线通讯模块，所述GPS模块上还连接有扬声器和麦克风；

一种农村数学教学方法：

步骤1、初始化，滑移磁条3.3的N、S极分别对应旋转磁条5的S、N级，从而使得显示板3向右移动离开透明单元1的腔壁，此时黑色液体2通过微孔3.2填充满方形腔体的左半腔，使得透过透明书写板102看透明单元1呈现黑色，此时在透明书写板102上利用白色有油性笔书写板书（通过该方式施教者犹如在使用常规黑板书写一样）；同时，每一农村数学教学系统中的微处理器对各个显示单元101进行位置信息标号，位置信息标号的格式为（x，y），x为显示单元101在其构成的矩阵横向所处位置，y为显示单元101在其构成的矩阵纵向所处位置；

步骤2、农村数学教学系统通过无线通讯模块与远程终端建立通讯，并通过GPS模块为各个农村数学教学系统赋予唯一的编号；

步骤3、当需要进行远程教学时，定义该所需远程教学系统为目标系统，然后在步骤2的各个系统中选取某一正在实施教学的系统，定义为该系统为源系统；

步骤4、施教者在源系统的透明书写板102上进行正常的书写，在书写过程中透明书写板102下方的压力传感器1.2获知该显示单元101对应的区域有笔划过，从而将该显示单元101所处的位置信息标号通过无线通讯模块发送至目标系统；

步骤5、目标系统接收后，微处理器在目标系统上触发该位置信息标号对应的继电器201，使得电机6得电旋转，当电机6驱动旋转磁条5旋转180°后，传感器7被触发，此时微处理器触发继电器201使得电机6失电；当旋转磁条5旋转180°，滑移磁条3.3的N、S极分别对应旋转磁条5的N、S级，从而使得显示板3向左克服弹簧4的阻力移动抵置于透明单元1的腔壁上，在移动过程中，黑色液体2通过微孔3.2填充满方形腔体的右半腔，此时透过透明书写板102看透明单元1呈现出显示板3左侧白色面板3.1的白色，从而实现了板书的同步演示；

步骤6、在进行步骤4和5的同时，麦克风录制源系统上施教者的讲解内容，无线传输至目标系统的扬声器上进行播放；从而实现了解说的同时；

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种农村数学教学系统，其特征在于：所述系统包含有呈矩阵排列的显示单元（101），即多个方形显示单元（101）相互紧密接触排列构成一组合式盒体结构，该组合式盒体结构的前端面上紧密贴附有透明书写板（102）；

所述显示单元（101）包含有呈方形设置的透明单元（1），所述透明单元（1）内设置有方形腔体，所述方形腔体内灌注有黑色液体（2），所述透明单元（1）的方形腔体内壁上设置有导条（1.1），所述透明单元（1）的外表面上还设置有压力传感器（1.2），所述压力传感器（1.2）位于透明单元（1）贴合于透明书写板（102）的一侧面上，所述方形腔体内设置有一显示板（3），所述显示板（3）的面积与方形腔体的纵截面相等，所述显示板（3）的外壁上设置有导槽（3.4），所述导槽（3.4）供导条（1.1）插入，所述显示板（3）朝向透明书写板（102）的一面为白色面板（3.1），所述显示板（3）的另一面上平行贴附有至少一根滑移磁条（3.3），所述显示板（3）上横向设置有多个微孔（3.2）；所述显示板（3）贴附有滑移磁条（3.3）的一面与透明单元（1）方形腔体的腔壁之间设置有多个弹簧（4）；一旋转磁条（5）靠近透明单元（1）远离透明书写板（102）的外表面，且旋转磁条（5）的中心与一电机（6）的转轴相连接；所述透明单元（1）上安装有传感器（7），该传感器（7）位于旋转磁条（5）一端的下方或上方，该传感器（7）为霍尔传感器或者光电传感器，所述微孔（3.2）为方形孔，所述微孔（3.2）靠近白色面板（3.1）的内壁顶部铰接有翻板（3.5），所述翻板（3.5）表面涂覆有白色涂层；

所述电机（6）安装于安装板（103）上，所述电机（6）的供电线上串联的继电器（201）安装于电控板（104）上，所述电控板（104）上插装有一PCB板（105），所述PCB板（105）上设置有处理器，所述处理器与继电器（201）和传感器（7）相连，所述微处理器上还连接有GPS模块和无线通讯模块，所述GPS模块上还连接有扬声器和麦克风。

2.一种农村数学教学方法，其特征在于：所述方法采用如权利要求1所述一种农村数学教学系统实现，所述方法的步骤为：

步骤1、初始化，滑移磁条（3.3）的N、S极分别对应旋转磁条（5）的S、N级，从而使得显示板（3）向右移动离开透明单元（1）的腔壁，此时黑色液体（2）通过微孔（3.2）填充满方形腔体的左半腔，使得透过透明书写板（102）看透明单元（1）呈现黑色，此时在透明书写板（102）上利用白色有油性笔书写板书；同时，每一农村数学教学系统中的微处理器对各个显示单元（101）进行位置信息标号，位置信息标号的格式为（x，y），x为显示单元（101）在其构成的矩阵横向所处位置，y为显示单元（101）在其构成的矩阵纵向所处位置；

步骤2、农村数学教学系统通过无线通讯模块与远程终端建立通讯，并通过GPS模块为各个农村数学教学系统赋予唯一的编号；

步骤3、当需要进行远程教学时，定义该所需远程教学系统为目标系统，然后在步骤2的各个系统中选取某一正在实施教学的系统，定义为该系统为源系统；

步骤4、施教者在源系统的透明书写板（102）上进行正常的书写，在书写过程中透明书写板（102）下方的压力传感器（1.2）获知该显示单元（101）对应的区域有笔划过，从而将该显示单元（101）所处的位置信息标号通过无线通讯模块发送至目标系统；

步骤5、目标系统接收后，微处理器在目标系统上触发该位置信息标号对应的继电器（201），使得电机（6）得电旋转，当电机（6）驱动旋转磁条（5）旋转180°后，传感器（7）被触发，此时微处理器触发继电器（201）使得电机（6）失电；当旋转磁条（5）旋转180°，滑移磁条（3.3）的N、S极分别对应旋转磁条（5）的N、S级，从而使得显示板（3）向左克服弹簧（4）的阻力移动抵置于透明单元（1）的腔壁上，在移动过程中，黑色液体（2）通过微孔（3.2）填充满方形腔体的右半腔，此时透过透明书写板（102）看透明单元（1）呈现出显示板（3）左侧白色面板（3.1）的白色，从而实现了板书的同步演示。

3.如权利要求2所述一种农村数学教学方法，其特征在于：步骤6、在进行步骤4和5的同时，麦克风录制源系统上施教者的讲解内容，无线传输至目标系统的扬声器上进行播放。