CN107154202A - 智能教室系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能教室系统，包括：智能学生桌椅、智能教师讲台和后台服务器。实现学生、教师考勤、录制授课影像、提醒分心、瞌睡的学生专心听课、共享授课影像资料、智能监考、监督教师授课、评估教师教学、评定学生平时学习成绩等功能。融合物联网和人工智能技术，促进教师改进教学方法，促进学生学习，提高教学质量；公正监考，督促学生诚实考试。
Description
技术领域
本发明涉及智能教室，为教师和学生开展课堂教学提供帮助，能够帮助教师更好地开展教学活动，能够帮助学生更好地学习，能够帮助教师更好地开展课堂教学，能够帮助教学管理部门更好地管理和评价教学活动，属于教育系统领域。
背景技术
人们不断创新改革教学设施，以试图帮助教师提高教学效果、帮助学生专注学习，本发明能够为学生打考勤，提醒不用心的学生专心听讲，能够代替教师监考，能够记录教师讲课视频，以便于学生复习，同时也提供给教育管理部门，帮助教师改进教学质量。
发明内容
本发明提供了一种能够促进教师改进教学方法，杜绝马虎糊弄行为，提高教学质量，督促学生专心听讲，提高讲课音视频资料，方便复习补习，规范学生考试行为，提高学习效果的智能教室系统。
为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种智能教室系统，包括：智能学生桌椅，由嵌入式计算机控制，并通过网络与所述后台服务器连接，用于依据课表为学生做考勤记录并通过摄像头采集学生听课状态，以判别学生是否专心听讲，或判断学生存在瞌睡、讲小话、摆弄手机等行为则通过所述学生桌椅的震动进行督促提醒；启动监考功能时，所述学生桌椅能够核查考生身份进行监考，为涉嫌违纪进行警告，并记录违纪行为为考试违纪处理保留依据；智能教师讲台，具备验证教师身份的功能，还能够摄录教师讲课视频，并保存在教学管理服务器中，以供教学检查和学生复习、补习之用；后台服务器，与所述智能学生桌椅及所述智能教师讲台通过互联网连接，用于提供教师、学生管理功能，记录考勤和课堂教学情况，为学生成绩评定、教师教学质量评估提供依据。
优选地，所述智能学生桌椅配备了摄像头、指纹采集器、触摸显示屏，且其座椅上安装了微震提醒仪。
优选地，所述智能教师讲台安装了嵌入式计算机，配备了摄像头、麦克风、指纹采集器、和触摸显示屏。
优选地，所述后台服务器完成教学任务安排和教学信息存贮。
优选地，所述智能学生桌椅通过指纹采集仪和摄像头完成上课或其他教学活动(监考、开会等)考勤签到，通过网络存贮到后台系统中，作为成绩评定依据；显示屏同步显示教学内容，为视力不好的学生提供帮助；摄像头监视学生听课状态，利用计算机图像分析技术识别学生听课状态，通过启动座椅上的微震体系仪提醒瞌睡、私语、玩手机的学生专心听课，能够智能地维护课堂秩序；考试时可以监考并记录学生考试情况，利用电磁传感器检测高技术舞弊行为，发现可疑现象发出报警信息；利用计算机图像分析技术分析判断是否违反考试纪律，警告考生遵守考试纪律，可以实现无人监考。
优选地，所述智能教师讲台通过指纹采集仪和摄像头完成教师上课或其他教学活动(监考、开会等)签到，通过网络存贮到后台系统中，利用摄像头和麦克风教学录制教课内容，通过网络存贮到后台系统中，被分割为若干小节，与教学大纲比对后按主题命名，与教学PPT捆绑，形成教学资料，供教务管理进行检查和评估之用，供学生预习、复习和补习之用。
优选地，所述后台服务器用于教学管理和教学信息存贮，包括：课程安排，教学质量评估；登记学生、教师信息，包括指纹和照片信息以供指纹或人脸识别；存贮教学信息，包括教师学生的考勤信息、课堂教学内容、监考影音数据，记录学生课下使用教学资料的数据；保存教学分析数据，包括教师学生出勤率分析，教师上课违纪信息，如讲课过程中拨接电话，学生上课考试过程中的违纪信息，如课堂打斗、考试舞弊；开展教学评价，包括对教师的专家评价和学生，教师对学生评价，包括出勤率、听课状态评价。
本发明融合了物联网和人工智能技术的课堂教学辅助系统，能够促进教师改进教学方法，杜绝马虎糊弄行为，提高教学质量；可以督促学生专心听讲，提高讲课音视频资料，方便复习补习，规范学生考试行为，能够提高学习效果。
附图说明
图1示意性地示出了后台系统的结构示意图；
图2示意性地示出了智能教师讲台的示意图；
图3示意性地示出了智能学生桌椅的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明涉及一种具有考勤、辅助学习和监考功能的智能教室系统，所述设施包括智能教师讲台、智能学生桌椅、后台服务器，学生桌椅由嵌入式计算机控制，并通过网络与教学管理服务器连接，能够依据课表为学生做考勤记录，能够通过摄像头采集学生听课状态，并判别学生是否专心听讲，发现学生瞌睡、讲小话、摆弄手机等行为通过座椅震动进行督促提醒，启动监考功能时能够核查考生身份，进行监考，对涉嫌违纪进行警告，记录违纪行为，为考试违纪处理保留依据。这样，可利用电磁检测和图像识别技术分析判断考试行为，对舞弊行为发出警报，可以取代人工监考，避免监考漏洞和失误。
教师讲台同样具备验证教师身份的功能，还能够摄录教师讲课视频，并保存在教学管理服务器中，以供教学检查和学生复习、补习之用。
后台服务器提供教师、学生管理功能，记录考勤和课堂教学情况，为学生成绩评定、教师教学质量评估提供依据。
本发明融合了物联网和人工智能技术的课堂教学辅助系统，能够促进教师改进教学方法，杜绝马虎糊弄行为，提高教学质量；可以督促学生专心听讲，提高讲课音视频资料，方便复习补习，规范学生考试行为，能够提高学习效果。
教师上课之前上课通过与教师计算机相连的指纹传感器进行登录，通过教学服务器验证教师，教师计算机确定是否是该教室、该时间段、该门课程的任课教师，记录教师出勤情况；如果没有通过核查，系统提示该教室应该由哪位教师讲授哪门课程，该教师应该到哪间教室讲授哪门课程；系统会依据时间安排提醒教师开始上课或者准备下课；会向教师显示学生出勤详情，会报告没有专心听课的学生，提醒教师进行干预；会对摄录教师讲课并保存在教学服务器中，便于学生开展复习和自修，便于教学管理部门检查教师上课情况，有助于规范教师讲课，督促教师提高授课质量。
当举行考试时，通过与教师计算机相连的指纹传感器进行验证监考教师，通过摄像头和麦克风记录考察状态，以利于规范监考教师行为：按时开始考试，按时结束考试，维持考场秩序。
学生每节课都必须通过学生课桌上的指纹传感器进行考勤登记，将教师从点名考勤中释放出来，避免虚假考勤，课桌配有的摄像头和台灯，与嵌入在课桌中的计算机相连，能够记录，实时分析学生听课状态，判别出学生打瞌睡、与同学讲话，可以通过启动座椅中的静音震动器提醒学生，将状态信息传送到教学服务器中，再转发到教师计算机中，以便教师掌握课堂秩序，这些信息为教师评定学生平时成绩提供依据。
当举行考试时，学生按照考场安排，使用学生课桌上的指纹传感器进行核查和签到，避免替考或走错考场，考试过程中通过摄像头监视考生考试行为，通过实时图像分析发现有违规行为通过座椅震动提醒考生，考试违纪包括但不限以下行为：替考、抄袭、讲话、交换资料。向教学服务器违纪视频信息和分析信息，并转发送至教师计算机和后台管理服务器，提醒监考教师执行考试纪律。
教学管理服务器起到记录和控制作用，在其中保存教师、学生信息、教学安排信息，记录教师和学生的课堂教学情况，用于对教师和学生课堂教学进行评价考核。
本发明有益效果如下：
(1)、融合了计算机网络和人工智能的教学辅助系统，可促进教师提高授课和课堂管理水平，促进教师规范教学行为；能够促进学生端正学习行为，能够促进规范考试行为，有利于客观公正地评价教师、学生的教学情况，有利于提高教学质量；
(2)、通过计算机系统进行实时监视，有利于帮助教学管理人员及时处理异常事件
本系统可以采用内联网、互联网将各个部分连接起来，在教室中可以部署其他电教设备如投影机、多媒体计算机等
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能教室系统，其特征在于，包括：
智能学生桌椅，由嵌入式计算机控制，并通过网络与所述后台服务器连接，用于依据课表为学生做考勤记录并通过摄像头采集学生听课状态，以判别学生是否专心听讲，或判断学生存在瞌睡、讲小话、摆弄手机等行为则通过所述学生桌椅的震动进行督促提醒；启动监考功能时，所述学生桌椅能够核查考生身份进行监考，为涉嫌违纪进行警告，并记录违纪行为为考试违纪处理保留依据；
智能教师讲台，具备验证教师身份的功能，还能够摄录教师讲课视频，并保存在教学管理服务器中，以供教学检查和学生复习、补习之用；
后台服务器，与所述智能学生桌椅及所述智能教师讲台通过互联网连接，用于提供教师、学生管理功能，记录考勤和课堂教学情况，为学生成绩评定、教师教学质量评估提供依据。
2.根据权利要求1所述的智能教室系统，其特征在于，所述智能学生桌椅配备了摄像头、指纹采集器、触摸显示屏，且其座椅上安装了微震提醒仪。
3.根据权利要求1所述的智能教室系统，其特征在于，所述智能教师讲台安装了嵌入式计算机，配备了摄像头、麦克风、指纹采集器、触摸显示屏。
4.根据权利要求1所述的智能教室系统，其特征在于，所述后台服务器完成教学任务安排和教学信息存贮。
5.根据权利要求2所述的智能教室系统，其特征在于，所述智能学生桌椅通过指纹采集仪和摄像头完成上课或其他教学活动(监考、开会等)考勤签到，通过网络存贮到后台系统中，作为成绩评定依据；显示屏同步显示教学内容，为视力不好的学生提供帮助；摄像头监视学生听课状态，利用计算机图像分析技术识别学生听课状态，通过启动座椅上的微震体系仪提醒瞌睡、私语、玩手机的学生专心听课，能够智能地维护课堂秩序；考试时可以监考并记录学生考试情况，利用电磁传感器检测高技术舞弊行为，发现可疑现象发出报警信息；利用计算机图像分析技术分析判断是否违反考试纪律，警告考生遵守考试纪律，可以实现无人监考。
6.根据权利要求3所述的智能教室系统，其特征在于，所述智能教师讲台通过指纹采集仪和摄像头完成教师上课或其他教学活动(监考、开会等)签到，通过网络存贮到后台系统中，利用摄像头和麦克风教学录制教课内容，通过网络存贮到后台系统中，被分割为若干小节，与教学大纲比对后按主题命名，与教学PPT捆绑，形成教学资料，供教务管理进行检查和评估之用，供学生预习、复习和补习之用。
7.根据权利要求1所述的智能教室系统，其特征在于，所述后台服务器用于教学管理和教学信息存贮，包括：
课程安排，教学质量评估；
登记学生、教师信息，包括指纹和照片信息以供指纹或人脸识别；
存贮教学信息，包括教师学生的考勤信息、课堂教学内容、监考影音数据，记录学生课下使用教学资料的数据；
保存教学分析数据，包括教师学生出勤率分析，教师上课违纪信息，如讲课过程中拨接电话，学生上课考试过程中的违纪信息，如课堂打斗、考试舞弊；
开展教学评价，包括对教师的专家评价和学生，教师对学生评价，包括出勤率、听课状态评价。
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