CN105405329A - 便携式数字化教学平台的交互方法及系统 - Google Patents

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夏振平
王俭
付保川
董兴法
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Abstract

本发明涉及一种便携式数字化教学平台的交互方法，便携式数字化教学平台包括：用于音视频采集的摄像机组、用于控制所述摄像机组的同步开关和数据传输并和互动终端进行交互的主控终端，所述互动终端用户学生课堂互动。本发明采用多个便携式摄像机组成移动时课堂摄像系统，系统采用WiFi无线连接的方式控制摄像系统的录制开关和数据传输保存，数字化教学平台还包含课堂教学所需的基本功能，涵盖数字化点名、教师布置作业、学生提交作业等多种功能，能够实现课堂交互功能。

Description

便携式数字化教学平台的交互方法及系统
技术领域
本发明属于计算机网络领域，具体涉及一种便携式数字化教学平台的交互方法及系统。
背景技术
近年来，随着信息技术在教学过程中的普遍应用以及数字化校园建设的推进，计算机技术、多媒体技术以及物联网技术在课堂教学中发挥着越来越大的作用。音视频录播系统是学校信息化建设的重要基础设备，担负着学校教学资源的建立、资源的实时直播共享和资源点播等重要角色；一方面，音视频录播系统可以用于师范学校的在校学生和在职教师的教学技能训练；另一方面，它能够记录教师课堂授课的整个过程，录制的课堂教学录像通过计算机保存下来，经过后续编辑加工以后能够作为时下流行的慕课课程，用于网络教学素材。
除了教学能力培养方面的积极作用，音视频录播系统在学生课堂互动表现研究上也起到至关重要的作用。所拍摄的学生课堂上的表现视频，可以作为研究学生在某一教学环节、某一任务上的表现，是研究学生课堂参与程度、教师任务安排是否合理的重要依据。
传统的音视频录播系统能够满足基本的教学过程摄制需求，但是存在很多不足。首先，传统音视频录播系统设备昂贵，连接复杂凌乱，需要对特定的教室进行改造，造价昂贵。这样的录播系统不具有可移动性，成了实验性质的系统，给信息化教学的普及带来了障碍，同时降低了系统的利用率。其次，传统录播系统除了固定地录制音视频信息外没有其它课堂教学所需的信息化功能，不能形成课堂的交互。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种便携式数字化教学平台的交互方法和系统，该系统采用多个便携式摄像机组成移动式课堂摄像系统，系统采用WiFi无线连接的方式控制摄像系统的录制开关和数据传输保存，数字化教学平台还包含课堂教学所需的基本功能，涵盖数字化点名、教师布置作业、学生提交作业等多种功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种便携式数字化教学平台的交互方法，便携式数字化教学平台包括：用于音视频采集的摄像机组、用于控制所述摄像机组的同步开关和数据传输并和互动终端进行交互的主控终端，所述互动终端用于学生课堂互动，所述便携式数字化教学平台的交互方法，包括以下步骤：
(1)开始，启动设备，进入步骤(2)；
(2)教师通过所述主控终端导入课程信息，随后进入步骤(3)；
(3)学生所使用的所述互动终端连接至所述主控终端，进入步骤(4)；
(4)所述主控终端判断所述互动终端是否首次使用，如果是，则进入步骤(5)，否则进入步骤(6)；
(5)学生在所述互动终端上进行用户注册，用户注册完成后，进入步骤(6)；
(6)学生在所述互动终端登陆系统，完成连接程序后根据系统交互功能的不同使用分别进入步骤(7)、步骤(8)和步骤(10)；
(7)所述主控终端统计在线名单，生成统计数据并实时更新显示，进入步骤(12)；
(8)教师通过所述主控终端布置作业，完成布置作业后，进入步骤(9)；
(9)所述互动终端接收作业习题，进入步骤(12)；
(10)学生通过所述互动终端提交作业，进入步骤(11)；
(11)所述主控终端接收作业并保存，进入步骤(12)；
(12)所述主控终端判断课程是否结束，如果是则进入步骤(13)，否则根据系统交互功能的不同使用分别进入步骤(7)、步骤(8)和步骤(10)；
(13)所述主控终端保存课堂交互数据并退出系统，进入步骤(14)；
(14)结束。
优选地，所述便携式数字化教学平台的操作方法包括以下步骤：
步骤一、开始，启动设备，进入步骤二；
步骤二、摄像机在第一次授权连接后，以后均能够在启动后自动连接至所述主控终端，并进入步骤三；
步骤三、所述主控终端判断是否有新摄像机需要接入，如果是，则进入步骤四，否则进入步骤五；
步骤四、输入密码或授权码，所述主控终端连接新加入摄像机，并进入步骤五；
步骤五、通过所述主控终端控制，开启所述摄像机组同步录制，并进入步骤六；
步骤六、所述主控终端实时显示并保存摄像机画面，实时显示方式可选多屏显示或单屏显示，进入步骤七；
步骤七、所述主控终端判断是否有停止录制操作，如果是，则进入步骤八，否则返回步骤六；
步骤八、摄像机组同步停止录制。
优选地，(2)中所述课程信息包括：课程名称、学时数、学分数、任课教师、选课专业、选课班级、选课学生名单。
优选地，(7)中所述主控终端实时统计在线名单，生产统计数据并实时显示，同时，学生使用的所述互动系统在线时，学生不能在所述互动系统上操作其它软件。
优选地，一种便携式数字化教学平台系统，包括：所述摄像机组、主控终端和互动终端，所述摄像机组包括至少两组摄像机，一组摄像机用于采集教师授课的音视频信息，另外一组摄像机用于采集学生听课的音视频信息；
所述主控终端用于控制所述摄像机组同步开关和数据传输，所述主控终端与所述互动终端进行交互，所述主控终端分别与所述摄像机组和互动终端无线连接；
所述互动终端用于学生课堂互动。
优选地，所述主控终端为电脑、手机或PAD，所述互动终端为电脑、手机或PAD，所述主控终端与所述摄像机组的连接方式为WiFi,所述主控终端与所述互动终端的连接方式为WiFi、蓝牙或WLAN。
优选地，所述主控终端与所述互动终端交互的方式包括：获取学生在线信息、统计学生出勤、向所述互动终端布置作业、接收来自所述互动终端提交的作业；所述互动终端与所述主控终端交互的方式包括：学生登录签到、接收主控终端布置的作业、学生完成作业、学生提交作业。
本发明的有益效果是:
其一、本发明的便携式数字化教学平台解决了传统的音视频录播系统造价昂贵、连接复杂、使用不便、难以大规模推广等问题，本发明的便携式数字化教学平台结构简单，装配迅速，可以快速搭建成功并且投入使用，具有极高的便携性和可移动性，可以大规模推广使用。
其二、本发明采用多个便携式摄像机组成移动式课堂摄像系统，系统采用WiFi无线连接的方式控制摄像系统的录制开关和数据传输保存，数字化教学平台还包含课堂教学所需的基本功能，涵盖数字化点名、教师布置作业、学生提交作业等多种功能，能够实现课堂交互功能。
其三、本发明的系统使用方便，便于信息化教学的普及，提高了系统的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的便携式数字化教学平台的系统框架图。
图2为本发明的便携式数字化教学平台的操作方法流程图。
图3为本发明的便携式数字化教学平台的交互流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例中公开了一种便携式数字化教学平台交互系统，该平台包括：上述摄像机组1、主控终端2和互动终端3。
上述摄像机组1包括至少两组摄像机，一组摄像机用于采集教师授课的音视频信息，另外一组摄像机用于采集学生听课的音视频信息；在本实施例中包含了三个摄像机，一个对准教师，采集教师授课的音视频，另外两个放置在学生课堂的两侧，采集学生听课的音视频。
在其它实施例中，上述摄像机的个数根据实际需要增减，这里不作限制。
上述主控终端2用于控制上述摄像机组1同步开关和数据传输，上述主控终端2与上述互动终端3进行交互，上述主控终端2分别与上述摄像机组1和互动终端3无线连接。
在本实施例中，上述主控终端2为电脑、手机或PAD，其与上述互动终端3进行交互，包括获取学生在线信息、统计学生出勤、向上述互动终端布置作业、收取来自上述互动终端的作业。上述主控终端与摄像机组1的连接方式可以是WiFi连接，上述主控终端与上述互动终端的连接方式为WiFi、蓝牙或WLAN。
上述互动终端用于学生课堂互动，上述互动终端与上述主控终端交互的方式包括：学生登录签到、接收布置的作业、学生完成作业、学生提交作业。上述互动终端可以是电脑手机或PAD等。
实施例2
实施例2中公开了一种便携式数字化教学平台在使用过程中操作方法，操作方法流程如图2所示，具体的包括：
步骤一、开始启动设备，进入步骤二；
步骤二、摄像机在第一次授权连接后，以后均能够在启动后自动连接至上述主控终端，并进入步骤三；
步骤三、上述主控终端判断是否有新摄像机需要接入，如果是，则进入步骤四，否则进入步骤五；
步骤四、输入密码或授权码，上述主控终端连接新加入摄像机，并进入步骤五；
步骤五、通过上述主控终端控制，开启上述摄像机组同步录制，并进入步骤六；
步骤六、上述主控终端实时显示并保存摄像机画面，实时显示方式可选多屏显示或单屏显示，进入步骤七；
步骤七、上述主控终端判断是否有停止录制操作，如果是，则进入步骤八，否则返回步骤六；
步骤八、摄像机组同步停止录制。
实施例3
实施例3公开了实施例1中的平台的交互方法，平台具有点名、布置作业、提交作业等交互功能，上述摄像机组1、主控终端2和互动终端3的交互方法流程如图3中所示，具体的包括：
(1)开始，启动设备，进入步骤(2)；
(2)教师通过上述主控终端导入课程信息，(上述课程信息包括：课程名称、学时数、学分数、任课教师、选课专业、选课班级、选课学生名单等)，随后进入步骤(3)；
(3)学生所使用的上述互动终端连接至上述主控终端，进入步骤(4)；
(4)上述主控终端判断上述互动终端是否首次使用，如果是，则进入步骤(5)，否则进入步骤(6)；
(5)学生在上述互动终端上用户注册，用户注册完成后，进入步骤(6)；
(6)学生在上述互动终端登陆系统，完成连接程序后根据系统交互功能的不同使用分别进入步骤(7)、步骤(8)和步骤(10)；
(7)上述主控终端统计在线名单，生成统计数据并实时更新显示，进入步骤(12)；
(8)教师通过上述主控终端布置作业，完成布置作业后，进入步骤(9)；
(9)上述互动终端接收作业习题，进入步骤(12)；
(10)学生通过上述互动终端完成作业系统，然后提交作业，进入步骤(11)；
(11)上述主控终端接收作业并保存，进入步骤(12)；
(12)上述主控终端判断课程是否结束，如果是则进入步骤(13)，否则根据系统交互功能的不同使用分别进入步骤(7)、步骤(8)和步骤(10)；
(13)上述主控终端保存课堂交互数据并退出系统，进入步骤(14)；
(14)结束。
摄像机组1完成录制后，主控终端2会保存操作，保存音视频文件后会同时保存一份和音视频文件相对应的信息文档，该信息文档中包括上课时间、课程名称、学时数、学分数、任课教师、选课专业、选课班级、选课学生名单等信息。
主控终端2和互动终端3在硬件上并无差别，差别在于登陆系统时有登陆身份选项，选择教师身份或者学生身份，教师身份对应主控终端，学生身份对应互动终端。
主控终端2实时统计在线名单，生成统计数据并实时显示，便于全程学生在线情况，与之相对应的学生所使用的互动终端3只要在线就不可以操作其它软件，以此防止学生课堂通过互动终端3做一些和课堂无关的事情。
主控终端2布置作业，互动终端3接收作业后将保存在互动终端3的系统中，以便学生后续查看。
互动终端3提交作业后，主控终端2会接收作业并保存，作业文件名称将统一按照相同格式保存，如“作业名称-学生姓名-学生学号”。
本发明采用多个便携式摄像机组成移动时课堂摄像系统，系统采用WiFi无线连接的方式控制摄像系统的录制开关和数据传输保存，数字化教学平台还包含课堂教学所需的基本功能，涵盖数字化点名、教师布置作业、学生提交作业等多种功能，能够实现课堂交互功能。
本发明的便携式数字化教学平台解决了传统的音视频录播系统造价昂贵、连接复杂、使用不便、难以大规模推广等问题，本发明的数字教学平台结构简单，装配迅速，可以快速搭建成功并且投入使用，具有极高的便携性和可移动性，可以大规模推广使用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种便携式数字化教学平台的交互方法，便携式数字化教学平台包括：用于音视频采集的摄像机组、用于控制所述摄像机组的同步开关和数据传输并和互动终端进行交互的主控终端，所述互动终端用于学生课堂互动，其特征在于，所述便携式数字化教学平台的交互方法，包括以下步骤：
(1)开始，启动设备，进入步骤(2)；
(2)教师通过所述主控终端导入课程信息，随后进入步骤(3)；
(3)学生所使用的所述互动终端连接至所述主控终端，进入步骤(4)；
(4)所述主控终端判断所述互动终端是否首次使用，如果是，则进入步骤(5)，否则进入步骤(6)；
(5)学生在所述互动终端上进行用户注册，用户注册完成后，进入步骤(6)；
(6)学生在所述互动终端登陆系统，完成连接程序后根据系统交互功能的不同使用分别进入步骤(7)、步骤(8)和步骤(10)；
(7)所述主控终端统计在线名单，生成统计数据并实时更新显示，进入步骤(12)；
(8)教师通过所述主控终端布置作业，完成布置作业后，进入步骤(9)；
(9)所述互动终端接收作业习题，进入步骤(12)；
(10)学生通过所述互动终端提交作业，进入步骤(11)；
(11)所述主控终端接收作业并保存，进入步骤(12)；
(12)所述主控终端判断课程是否结束，如果是则进入步骤(13)，否则根据系统交互功能的不同使用分别进入步骤(7)、步骤(8)和步骤(10)；
(13)所述主控终端保存课堂交互数据并退出系统，进入步骤(14)；
(14)结束。
2.根据权利要求1所述的便携式数字化教学平台的交互方法，其特征在于，所述便携式数字化教学平台的操作方法包括以下步骤：
步骤一、开始，启动设备，进入步骤二；
步骤二、摄像机在第一次授权连接后，以后均能够在启动后自动连接至所述主控终端，并进入步骤三；
步骤三、所述主控终端判断是否有新摄像机需要接入，如果是，则进入步骤四，否则进入步骤五；
步骤四、输入密码或授权码，所述主控终端连接新加入摄像机，并进入步骤五；
步骤五、通过所述主控终端控制，开启所述摄像机组同步录制，并进入步骤六；
步骤六、所述主控终端实时显示并保存摄像机画面，实时显示方式可选多屏显示或单屏显示，进入步骤七；
步骤七、所述主控终端判断是否有停止录制操作，如果是，则进入步骤八，否则返回步骤六；
步骤八、摄像机组同步停止录制。
3.根据权利要求1所述的便携式数字化教学平台的交互方法，其特征在于，(2)中所述课程信息包括：课程名称、学时数、学分数、任课教师、选课专业、选课班级、选课学生名单。
4.根据权利要求1所述的便携式数字化教学平台的交互方法，其特征在于，(7)中所述主控终端实时统计在线名单，生产统计数据并实时显示，同时，学生使用的所述互动系统在线时，学生不能在所述互动系统上操作其它软件。
5.一种便携式数字化教学平台系统，该系统完成权利要求1-4任意一项所述的便携式数字化教学平台的交互方法，其特征在于，包括：所述摄像机组、主控终端和互动终端，所述摄像机组包括至少两组摄像机，一组摄像机用于采集教师授课的音视频信息，另外一组摄像机用于采集学生听课的音视频信息；
所述主控终端用于控制所述摄像机组同步开关和数据传输，所述主控终端与所述互动终端进行交互，所述主控终端分别与所述摄像机组和互动终端无线连接；
所述互动终端用于学生课堂互动。
6.根据权利要求5所述的一种便携式数字化教学平台系统，其特征在于，所述主控终端为电脑、手机或PAD，所述互动终端为电脑、手机或PAD，所述主控终端与所述摄像机组的连接方式为WiFi,所述主控终端与所述互动终端的连接方式为WiFi、蓝牙或WLAN。
7.根据权利要求6所述的一种便携式数字化教学平台系统，其特征在于，所述主控终端与所述互动终端交互的方式包括：获取学生在线信息、统计学生出勤、向所述互动终端布置作业、接收来自所述互动终端提交的作业；所述互动终端与所述主控终端交互的方式包括：学生登录签到、接收主控终端布置的作业、学生完成作业、学生提交作业。
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