CN107146499A - 一种教学辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种教学辅助装置，包括主机和多只应答子机；应答子机安装在学生的书桌上面，包括有选择开关和受选择开关控制的红外发光管；主机包括有监视器和摄像头；摄像头安装在教室上方，监视器安装在教师讲台上，用于显示摄像头输出的视频信号。本发明能够在保护隐私的前提下让学生及时向老师表达自己对教学的理解情况，老师能够直接且方便的了解各个学生对知识的理解情况，有利于提高教学质量。

Description

一种教学辅助装置

技术领域 本发明涉及一种用于在教室辅助教学的电子装置。

背景技术 在中小学教学中，教堂上老师在讲解完一个重要的知识点后，往往会口头询问同学们“理解了吗”、“懂了吗”，并等待学生回答，这个时候往往有部分同学虽然还听不懂或还不理解，可由于害羞或者不希望在全班同学面前说自己听不懂，所以选择了沉默。这一方面造成自己对知识的不理解，另一方面也造成老师无法真实了解各个学生对知识的理解和掌握的具体情况，影响了教学质量。对于这个问题，目前一般是老师鼓励学生大胆表达自己想法，而由于很少人对此进行关注，所以也没有针对性的技术来解决这个问题。

发明内容 本发明目的是公开这样一种电子装置，它能够让学生在保护隐私的前提下表达自己对教学的理解情况，而老师能够直观了解到各个学生表达的具体情况。

本发明的教学辅助装置包括主机和多只应答子机；应答子机安装在各个学生的书桌上面，包括有由学生操作的选择开关、和受选择开关控制的能够对外发出红外光的红外发光管；主机包括有监视器和摄像头；摄像头（或称摄像机）安装在教室上方，朝向学生方向，用于拍摄学生图像和应答子机红外发光管发出的红外光；监视器安装在教师讲台上，连接摄像头，用于显示摄像头输出的视频信号。

使用时，当老师询问学生是否听懂或是否理解时，学生可根据自己情况，操作应答子机的选择开关，控制红外发光管发出红外光（或称为红外线）。红外光不会被人眼看到，所以每个学生发出的红外光信号不会被其他学生看到，能够保护学生隐私，也使学生能够更大胆表达自己对老师讲课的理解情况。而一般的摄像头既能够拍摄到各个学生的可见光图像（普通图像），又能够拍摄到各个学生应答子机发出的红外光信号，两者同时在讲台的监视器里面显示出来。老师看一下监视器，便能够在监视器里面同时看到各个学生的图像及该学生的应答子机发出的红外光信号，所以能够非常迅速且直观地了解各个学生对讲课理解的具体情况，知道还有哪些学生听不懂，可以以此来决定是否需要再次讲解，或课后对某个具体学生进行辅导，所以有利于提高教学质量。本发明巧妙地利用人眼看不到红外光而摄像头能够同时看到可见光和红外光的特点来进行工作，相比于如果采用编码来传送信号的其他技术比如投票机，本发明对持有应答子机的学生的改变、和学生座位的调整都不影响使用，老师能够直观且迅速地了解具体各个学生的应答情况，而且技术更简单、工作更稳定。

对于具体实施，申请人公开以下两种具体技术方案。

1、每一个应答子机包括有一只选择开关，选择开关控制红外发光管是否发出红外线。当学生听明白时，可以不操作选取开关，红外发光管不发光，只有当学生听不懂听不明白时，才操作选择开关，使红外发光管发出红外光。这种方式简单，老师从监视器上也更容易看清谁听不懂，其缺点是只能看到哪些学生主动表示听不懂，而无法看到哪些学生主动选择听得懂，没有操作的学生也只能被认为是听得懂。

2、每一个应答子机至少包括两只选择开关，不同的选择开关分别控制红外发光管以连续或闪烁的不同方式进行发光。当学生听明白时，可以操作其中一只选择开关使红外发光管连续发光，当学生听不懂不明白时，可以操作另一只选择开关使红外发光管以闪烁方式发光。连续发光和闪烁发光的情况都会被摄像头拍摄到并在讲台的监视器显示出来，老师可以同时通过连续发光来看到哪些学生表示听懂、通过闪烁发光来看到哪些学生表示听不懂，以及还有哪些学生没有表示其理解情况，（学生没有操作应答子机，所以没有发光），这样能够使老师更准确的了解各个学生的理解情况。

当然，还可以采用其他方案来实施，比如使红外发光管通过发出不同亮度、或以不同发光形状进行发光，来表示学生的不同理解情况，等等。

另外，如果选择开关采用普通开关，则每次学生操作选择开关，表达其理解状态后，需要对选择开关进行复位，将打开的开关关闭，以关闭发光管的发光。如果忘记对选择开关复位，则发光管会一直发光，可能会对下一次选择操作造成干扰，（学生没重新操作选择开关，可发光管却还在按照之前的选择发光，使老师误会）。所以作为改进，应答子机的选择开关采用按钮开关，在选择开关跟红外发光管之间，还连接有延时控制电路。延时控制电路在接收到选择开关的触发信号时打开输出使红外发光管发光，经过一定时间的延时后，关闭输出使红外发光管停止发光。延时时间可以设置十几秒到1分钟，足够供老师从监视器了解情况。这样的改进可以在学生每一次操作使发光管发光后，延时一定时间后自动关闭发光管发光，避免在下一次发生没按选择开关而发光管却还在发光的误导现象，使用更可靠。

附图说明 图1是本发明在教室的安装示意图。图2是应答子机在学生书桌的安装示意图。图3是应答子机的结构示意图。图4是实施例1的电路原理图。图5是实施例2的电路原理图。图6是本发明加上延时控制电路的电路原理图。

具体实施方式 以下为对本发明的原理和具体实施的叙述。

本发明包括有主机和多只应答子机，主机包括有监视器和摄像头。图1是本发明在教室的安装示意图。教室1在讲台2上面安装有监视器3，监视器也即一般的视频显示器。在教室天花板上，大概讲台上方的位置安装有能够拍摄到红外光的摄像头4，摄像头或称摄像机，普通摄像头一般都既能够拍摄可见光图像也能够拍摄到红外光，所以摄像头能够拍摄到学生的可见光图像和学生应答子机发出的红外光信号。摄像头可采用广角的摄像头，摄像角度由上向下朝向学生的方向，以便能够拍摄到全班学生的情况，必要时也可采用两只摄像头，或者采用可以转动的摄像头，通过老师的控制来改变拍摄角度。摄像头的视频输出连接到安装在教师讲台上的监视器，监视器用于显示摄像头输出的视频信号。

本发明包括有多只应答子机，一般是每个学生一只。应答子机5安装在各个学生的书桌6上面，如图2，安装位置可以是在书桌一侧，且靠近学生的地方，选择合适的位置固定，既方便学生操作，又能够避免应答子机发出的红外光被前排学生身体阻挡到。应答子机5的结构如图3，在外壳里面安装有电池51，在外壳朝向学生的一面设置有由学生操作的选择开关52，外壳朝向讲台的一面向上设置有小孔54，小孔54里面安装有红外发光管53，红外发光管可采用红外遥控器所用的那种红外发射管，其发光受到选择开关的控制。红外发光管的前面可安装有透明的玻璃罩或玻璃片用于保护红外发光管。

对于选择开关对发光管的控制，申请人公开以下两种具体技术方案。

第一种方案如图4的电路原理图。每一个应答子机包括有一只选择开关K，（也即图3的选择开关52），选择开关K通过控制电源E来直接控制红外发光管LED（也即图3的发光管53）是否发出红外线，发光管LED一般需要加有限流电阻R或其他限流电路。当学生听明白时，可以不操作选择开关K，红外发光管不发光，只有当学生听不懂听不明白时，才按下选择开关K，使红外发光管发出红外光。这种方式简单，老师从监视器上也更容易看清谁听不懂，其缺点是只能看到哪些学生主动表示听不懂，而无法看到哪些学生主动选择听得懂，没有操作的学生也只能被认为是听得懂。

第二种方案如图5的原理图。每一个应答子机包括有两只选择开关K1和K2，K1和K2可以采用两只普通开关，由学生根据需要而打开或关闭。当其中一只选择开关K1接通时，电源E通过K1和限流电阻R1使红外发光管LED连续发光，当另一只选择开关K2接通时，电源E通过K2接通闪光电路，闪光电路的输出通过R2使红外发光管LED以闪烁方式进行发光。闪光频率大概1到10赫兹。闪光电路是电子技术领域的常用技术，这里不做阐述。这样，当学生听明白时，可以操作（打开）选择开关K1，使红外发光管LED连续发光，当学生听不懂不明白时，可以操作（打开）选择开关K2，使发光管以闪烁方式发光，当学生不想表达状态时，可以K1和K2都不打开，则发光管不发光。连续发光和闪烁发光的情况都会被摄像头拍摄到并在讲台的监视器显示出来，老师可以同时通过连续发光来看到哪些学生表示听懂、通过闪烁发光来看到哪些学生表示听不懂，以及还有哪些学生没有表示状态，这样能够使老师更准确了解各个学生的具体情况。K1和K2也可以采用一只三联互锁开关，第三联空置不用，代表着学生没做选择，这样操作起来更方便。

作为改进，如图6的电路原理图，应答子机的选择开关（K1和K2）采用按钮开关，在选择开关跟红外发光管LED之间，还连接有延时控制电路。延时控制电路在接收到选择开关的触发信号时打开输出使红外发光管发光，（当接收到K1的触发信号则输出使发光管LED连续发光，当接收到K2的触发信号则输出使发光管LED闪烁发光），经过一定时间的延时后，关闭输出使发光管停止发光。延时时间可以设置十几秒到1分钟，足够供老师从监视器了解情况。这样的改进可以在学生每一次操作使发光管发光后，延时一定时间后自动关闭发光管发光，避免在下一次发生学生没有操作选择开关而发光管却还在按之前的状态进行发光的误导现象，使用更可靠。延时控制电路是电子领域的普通技术，该领域技术人员根据上面的描述便可用各种电路来实现其功能，这里不做叙述。

Claims (3)

1.一种教学辅助装置，包括主机和多只应答子机；其特征在于：应答子机安装在学生的书桌上面，包括有由学生操作的选择开关、和受选择开关控制的能够对外发出红外光的红外发光管；主机包括有监视器和摄像头；摄像头安装在教室上方，用于拍摄学生图像和应答子机红外发光管发出的红外光；监视器安装在教师讲台上，连接摄像头，用于显示摄像头输出的视频信号。

2.根据权利要求1所述的一种教学辅助装置，其特征在于：应答子机的选择开关采用按钮开关，在选择开关跟红外发光管之间，还连接有延时控制电路，延时电路在接收到选择开关的触发信号时打开输出使红外发光管发光，经过一定时间的延时后，关闭输出使红外发光管停止发光。

3.根据权利要求1所述的一种教学辅助装置，其特征在于：使用中，学生根据老师的询问和自己的情况操作应答子机的选择开关，控制红外发光管发出对应的红外光；老师通过在监视器里面同时看到各个学生的图像及该学生的应答应答子机发出的红外光信号，能够迅速且直观地了解各个具体学生对讲课的理解情况。