CN107564372A - 一种听障学生的教学管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种听障学生的教学管理系统及方法，涉及教学管理技术领域，系统结构简单使用方便，使用具有良好无线传输性能和组网能力的ZigBee网络进行学生终端和教师终端之间的信息传递，可以保证数据稳定可靠的传输，同时在对教师在备课内容中标注的地方翻译为手语图片，以提升课堂中与学生的交流效果，使用视频转换为手语的技术可以使教师很好的理解学生表达的意思，最后根据学生回答问题和提问的情况分析课堂教学质量，使教师精准了解每个学生的学习情况以指定针对性的教学计划。

Description

一种听障学生的教学管理系统及方法

技术领域

本发明涉及教学管理技术领域，特别是涉及一种听障学生的教学管理系统及方法。

背景技术

随着我国教育事业的发展和社会文明的进步，我国对于残疾人高等教育已经越发重视，并已经取得了一定的成就，越来越多的残疾人有机会进入大学接受教育。

在高校的听障学生教学过程中，教师和学生之间存在的最大问题就是交流问题。很多从事听障学生教学的专业课教师都是专业学科的教师，没有受过专业的手语培训，虽然这些专业教师都接受过短期的手语课程的相关培训，但很难有太多时间和精力进行深入和持续的学习；另外由于手语规范化原因，教师与学生之间交流上一旦存在障碍，教学就很难做到有的放矢，课堂教学效率较低，甚至完成不了预定的教学任务。如果教师完全借助于黑板或者幻灯片进行教学，很难应付复杂的课堂教学需求，也达不到理想的教学效果。所以亟需研究一套先进的、有效的、可以提高听障学生课堂教学质量、促进师生进行沟通的教学管理系统。

发明内容

本发明实施例提供了一种听障学生的教学管理系统及方法，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种听障学生的教学管理系统，该系统包括教师终端、协调器、学生终端和无线摄像头，教师终端具有考勤模块、提问模块、学生提问模块、备课管理模块、课堂分析模块、教师显示屏以及教师输入单元，学生终端具有学生显示屏、学生输入单元和振动马达；

当教师按下教师终端的考勤按键后，考勤模块通过协调器向每个学生终端发送考勤通知信息，学生终端接收考勤通知信息后，在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息，考勤模块在发送信息后的限定时间内或者教师按下取消键之前统计回应的学生，在预先存储的学生名单中查询未回应的学生姓名，并显示在教师显示屏上；

当教师按下教师终端的提问按键后，提问模块找到与教师指定的学生佩戴的学生终端，并通过协调器向该学生终端发送提问通知信息，学生终端接收提问通知信息后在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息；

学生通过学生输入单元输入答疑请求，经过协调器传输后教师终端接收该答疑请求并显示在教师显示屏上；

教师通过教师输入单元以文字的形式输入上课内容，备课管理模块对教师标注的内容进行分词处理，在数据存储装置中查询与各个单词对应的手语图片，并显示在教师显示屏上，开始上课后教师终端显示教师输入的上课内容，同时显示与教师标注的内容对应的手语图片；

在学生回答问题或提出问题时，教师终端向无线摄像头发送一个启动命令，无线摄像头开始采集学生的手语视频并将视频传输至教师终端，课堂分析模块分析视频中的手语动作并将其转换为文字信息，显示在教师显示屏上，在学生回答完教师的问题后，课堂分析模块记录教师对学生的评分，并与回答问题的学生进行关联；在学生提问完毕后，课堂分析模块根据学生提问模块接收到的提问学生信息产生该学生的提问记录。

本发明还提供了一种听障学生的教学管理方法，该方法包括以下步骤：

当教师按下教师终端的考勤按键后，考勤模块通过协调器向每个学生终端发送考勤通知信息，学生终端接收考勤通知信息后，在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息，考勤模块在发送信息后的限定时间内或者教师按下取消键之前统计回应的学生，在预先存储的学生名单中查询未回应的学生姓名，并显示在教师显示屏上；

当教师按下教师终端的提问按键后，提问模块找到与教师指定的学生佩戴的学生终端，并通过协调器向该学生终端发送提问通知信息，学生终端接收提问通知信息后在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息；

学生通过学生输入单元输入答疑请求，经过协调器传输后教师终端接收该答疑请求并显示在教师显示屏上；

教师通过教师输入单元以文字的形式输入上课内容，备课管理模块对教师标注的内容进行分词处理，在数据存储装置中查询与各个单词对应的手语图片，并显示在教师显示屏上，开始上课后教师终端显示教师输入的上课内容，同时显示与教师标注的内容对应的手语图片；

在学生回答问题或提出问题时，教师终端向无线摄像头发送一个启动命令，无线摄像头开始采集学生的手语视频并将视频传输至教师终端，课堂分析模块分析视频中的手语动作并将其转换为文字信息，显示在教师显示屏上，在学生回答完教师的问题后，课堂分析模块记录教师对学生的评分，并与回答问题的学生进行关联；在学生提问完毕后，课堂分析模块根据学生提问模块接收到的提问学生信息产生该学生的提问记录。

本发明实施例中的听障学生的教学管理系统及方法，系统结构简单使用方便，使用具有良好无线传输性能和组网能力的ZigBee网络进行学生终端和教师终端之间的信息传递，可以保证数据稳定可靠的传输，同时在对教师在备课内容中标注的地方翻译为手语图片，以提升课堂中与学生的交流效果，使用视频转换为手语的技术可以使教师很好的理解学生表达的意思，最后根据学生回答问题和提问的情况分析课堂教学质量，使教师精准了解每个学生的学习情况以指定针对性的教学计划。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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他的附图。

图1是本发明实施例中一种听障学生的教学管理系统的功能模块图；

图2是本发明实施例中一种听障学生的教学管理方法的流程图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明实施例提供了一种听障学生的教学管理系统，该系统包括教师终端100、协调器200、学生终端300和无线摄像头400，应理解，所述教师终端100的数量为一个，学生终端300的数量为多个，每个学生均持有一个所述学生终端，多个所述学生终端300均通过所述协调器200与所述教师终端100通信连接。在本实施例中所述学生终端200为手表形式，佩戴在学生腕部，使用方便。所述无线摄像头400安装在教室的固定位置，与所述教师终端100无线连接，所述教师终端100和协调器200以及所述学生终端300和协调器200均以ZigBee网络连接。由于ZigBee是一种低功耗、低数据速率、成本较低，低复杂度的无线网络技术，具有很强的组网能力，因此比较适合同一教室内的智能化管理。

所述教师终端100具有考勤模块110、提问模块120、课堂管理模块130、学生提问模块140、备课管理模块150、课堂分析模块160、教师显示屏170以及教师输入单元180。所述教师显示屏170用于显示交互界面，该界面的整体框架为Stemwin对话框，本实施例中使用的是非阻塞式对话框，即对话框的状态不会影响进程向下执行，对话框上的一切控件都是它的子窗口。所述教师输入单元180可以和所述教师显示屏170集成使用触摸屏，也可以使用物理按键式输入装置，或者外接式输入装置，例如外接式鼠标、触摸板等。

所述学生终端300具有学生显示屏310、学生输入单元320和振动马达330，所述教师终端100发送的信息经过所述协调器200传输到所述学生终端300后，所述学生显示屏310首先显示该信息，同时所述振动马达330会振动以提醒学生查看信息。在接收到某些信息时，需要学生做出回应，可以通过所述学生输入单元320输入信息进行回应。当所述学生终端300不接收信息时，可以显示当前时间，作为手表使用。

所述教师终端100在不使用时处于低功耗待机状态，当教师按下按键时将触发串口中断并激活终端，然后中断服务程序将终端置为工作模式。当教师按下所述教师显示屏170上显示的考勤按键后，所述考勤模块110通过所述协调器200向每个所述学生终端300发送考勤通知信息，所述学生终端300接收考勤通知信息后，首先在所述学生显示屏310上显示诸如“正在点名，请按下按键回应”的通知信息，同时所述振动马达330会振动以提示学生查看信息。所述考勤模块110在发送信息后的限定时间内，例如2分钟，或者教师按下取消键之前统计回应的学生，并在预先存储的学生名单中查询未回应的学生姓名，并显示在所述教师显示屏170上。

当教师按下所述教师显示屏170上显示的提问按键后，所述提问模块120找到与教师输入的学生编号或姓名对应的学生佩戴的学生终端300，并通过所述协调器200向该学生终端300发送提问通知信息，所述学生终端300接收提问通知信息后，在所述学生显示屏310上显示诸如“请回答问题”的通知信息，同时所述振动马达330会振动以提示学生查看信息。

上课前或上课过程中，教师需要发出各种命令，例如需要发出开始上课或下课的命令，或为了维持课堂秩序的“请大家安静”等命令。此时教师可以按下所述教师显示屏170上显示的课堂管理按键，随后所述教师显示屏170显示常用的课堂管理命令，教师点击需要发送的命令后还可以选择单发、多发或者群发。如果选择单发或多发，在教师输入需要发送的学生标号或姓名后，所述课堂管理模块130将教师选择的课堂管理命令通过所述协调器200发送至教师选定的学生佩戴的所述学生终端300上，此时学生终端300的学生显示屏310显示命令并由所述振动马达330振动以进行提醒。如果选择群发，则所述课堂管理模块130将教师选择的课堂管理命令通过所述协调器200发送至所有学生终端300上，此时学生终端300的学生显示屏310显示命令并由所述振动马达330振动以进行提醒。

当然，学生在上课过程中会遇到不懂的地方，此时可以通过学生终端300的学生输入单元320输入答疑请求，经过所述协调器200传输后所述教师终端100接收该答疑请求并显示在所述教师显示屏170上，教师看到该信息后即中断授课解答学生的疑问。

教师在上课前需要备课，预先安排上课内容，例如预定的课本内容以及需要指定学生回答问题等。教师可以通过所述教师输入单元180以文字的形式输入上课内容的简要信息，由于教师上课需要通过手语与学生交流，而教师对于某些手语存在不熟悉的情况，因此教师可以对输入的文字内容中不清楚对应手语的地方标注出来，所述备课管理模块150对标注的内容进行分词处理，在数据存储装置中查询与各个单词对应的手语图片，并显示在所述教师显示屏170上。当开始上课后，所述教师终端100即显示教师预先输入的上课内容，同时显示与教师标注的内容对应的手语图片。

在教师要求某个学生回答问题或学生向教师提问时，所述教师终端100即向所述无线摄像头400发送一个启动命令，该无线摄像头400即开始采集学生的手语视频并将该视频传输至所述教师终端100。随后所述课堂分析模块160分析视频中的手语动作并将其转换为文字信息，显示在所述教师显示屏170上，以便教师更好的理解学生表达的意思。在学生回答完教师的问题后，教师对学生的回答进行评分，所述课堂分析模块160记录该评分，并与回答问题的学生进行关联。如果教师在课堂上忘记或者因为时间原因无法评分，所述课堂分析模块160会在下课后提醒教师及时评分。

在学生提问完毕后，所述课堂分析模块160会根据所述学生提问模块140接收到的提问学生的姓名产生该学生的提问记录。在一个时间周期，例如一个月或者一个学期结束后，所述课堂分析模块160会根据每个学生的回答问题评分以及提问记录计算得到本周期的综合评分，以反映教师的授课质量，教师可以据此调整课堂授课方式。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种听障学生的教学管理方法，参照图2，该方法的实施可以参照上述系统的实施，重复之处不再赘述。所述方法包括：

步骤S10，当教师按下教师终端的考勤按键后，考勤模块通过协调器向每个学生终端发送考勤通知信息，所述学生终端接收考勤通知信息后，首先在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息，所述考勤模块在发送信息后的限定时间内或者教师按下取消键之前统计回应的学生，并在预先存储的学生名单中查询未回应的学生姓名，并显示在教师显示屏上。

步骤S11，当教师按下教师终端的提问按键后，提问模块找到与教师输入的学生编号或姓名对应的学生佩戴的学生终端，并通过协调器向该学生终端发送提问通知信息，学生终端接收提问通知信息后，在学生显示屏上显示通知信息，同时所述振动马达振动以提示学生查看信息。

步骤S12，当教师按下教师终端的课堂管理按键后，教师显示屏显示常用的课堂管理命令，教师点击需要发送的命令后选择单发、多发或者群发，随后课堂管理模块将选择的命令发送至指定的或者全部的学生终端。如果选择单发或多发，在教师输入需要发送的学生标号或姓名后，课堂管理模块将教师选择的课堂管理命令通过协调器发送至教师选定的学生佩戴的所述学生终端上，此时学生终端的学生显示屏显示命令并由振动马达振动以进行提醒；如果选择群发，则课堂管理模块将教师选择的课堂管理命令通过协调器发送至所有学生终端上，此时学生终端的学生显示屏显示命令并由所述振动马达振动以进行提醒。

步骤S13，学生通过学生终端的学生输入单元输入答疑请求，经过协调器传输后教师终端接收该答疑请求并显示在教师显示屏上。

步骤S14，教师在上课前通过教师输入单元以文字的形式输入上课内容，备课管理模块对教师标注的内容进行分词处理，在数据存储装置中查询与各个单词对应的手语图片，并显示在教师显示屏上，开始上课后教师终端显示教师预先输入的上课内容，同时显示与教师标注的内容对应的手语图片。

步骤S15，在学生回答问题或提出问题时，教师终端向无线摄像头发送一个启动命令，该无线摄像头开始采集学生的手语视频并将该视频传输至教师终端，随后课堂分析模块分析视频中的手语动作并将其转换为文字信息，显示在教师显示屏上。在学生回答完教师的问题后，课堂分析模块记录教师对学生的评分，并与回答问题的学生进行关联，如果教师未及时评分，课堂分析模块会在下课后提醒教师及时评分。在学生提问完毕后，课堂分析模块根据学生提问模块接收到的提问学生的姓名产生该学生的提问记录，在一个时间周期结束后，课堂分析模块根据每个学生的回答问题评分以及提问记录计算得到本周期的综合评分，以反映教师的授课质量。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种听障学生的教学管理系统，其特征在于，该系统包括教师终端、协调器、学生终端和无线摄像头，教师终端具有考勤模块、提问模块、学生提问模块、备课管理模块、课堂分析模块、教师显示屏以及教师输入单元，学生终端具有学生显示屏、学生输入单元和振动马达；

当教师按下教师终端的考勤按键后，考勤模块通过协调器向每个学生终端发送考勤通知信息，学生终端接收考勤通知信息后，在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息，考勤模块在发送信息后的限定时间内或者教师按下取消键之前统计回应的学生，在预先存储的学生名单中查询未回应的学生姓名，并显示在教师显示屏上；

当教师按下教师终端的提问按键后，提问模块找到与教师指定的学生佩戴的学生终端，并通过协调器向该学生终端发送提问通知信息，学生终端接收提问通知信息后在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息；

学生通过学生输入单元输入答疑请求，经过协调器传输后教师终端接收该答疑请求并显示在教师显示屏上；

教师通过教师输入单元以文字的形式输入上课内容，备课管理模块对教师标注的内容进行分词处理，在数据存储装置中查询与各个单词对应的手语图片，并显示在教师显示屏上，开始上课后教师终端显示教师输入的上课内容，同时显示与教师标注的内容对应的手语图片；

在学生回答问题或提出问题时，教师终端向无线摄像头发送一个启动命令，无线摄像头开始采集学生的手语视频并将视频传输至教师终端，课堂分析模块分析视频中的手语动作并将其转换为文字信息，显示在教师显示屏上，在学生回答完教师的问题后，课堂分析模块记录教师对学生的评分，并与回答问题的学生进行关联；在学生提问完毕后，课堂分析模块根据学生提问模块接收到的提问学生信息产生该学生的提问记录。

2.如权利要求1所述的听障学生的教学管理系统，其特征在于，教师终端还具有课堂管理模块，当教师按下教师终端的课堂管理按键后，教师显示屏显示常用的课堂管理命令，教师点击需要发送的命令后选择单发、多发或者群发，课堂管理模块将选择的命令发送至指定的或者全部的学生终端。

3.如权利要求2所述的听障学生的教学管理系统，其特征在于，如果选择单发或多发，在教师输入需要发送的学生编号或姓名后，课堂管理模块将教师选择的课堂管理命令通过协调器发送至教师选定的学生佩戴的学生终端上，此时学生终端的学生显示屏显示命令并由振动马达振动以进行提醒；如果选择群发，则课堂管理模块将教师选择的课堂管理命令通过协调器发送至所有学生终端上，此时学生终端的学生显示屏显示命令并由振动马达振动以进行提醒。

4.如权利要求1所述的听障学生的教学管理系统，其特征在于，学生终端为手表形式，佩戴在学生腕部，教师终端和协调器以及学生终端和协调器均以ZigBee网络连接。

5.如权利要求1所述的听障学生的教学管理系统，其特征在于，学生终端处于闲置状态时显示当前时间，作为手表使用；教师终端在闲置状态下处于低功耗待机状态，当教师按下按键时触发串口中断并激活终端，然后中断服务程序将终端置为工作模式。

6.如权利要求1所述的听障学生的教学管理系统，其特征在于，如果学生回答问题后教师未及时评分，课堂分析模块在下课后提醒教师及时评分。

7.如权利要求1所述的听障学生的教学管理系统，其特征在于，在一个时间周期结束后，课堂分析模块根据每个学生的回答问题评分以及提问记录计算得到本周期的综合评分，以反映教师的授课质量。

8.一种听障学生的教学管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

当教师按下教师终端的考勤按键后，考勤模块通过协调器向每个学生终端发送考勤通知信息，学生终端接收考勤通知信息后，在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息，考勤模块在发送信息后的限定时间内或者教师按下取消键之前统计回应的学生，在预先存储的学生名单中查询未回应的学生姓名，并显示在教师显示屏上；

当教师按下教师终端的提问按键后，提问模块找到与教师指定的学生佩戴的学生终端，并通过协调器向该学生终端发送提问通知信息，学生终端接收提问通知信息后在学生显示屏上显示通知信息，同时振动马达振动以提示学生查看信息；

学生通过学生输入单元输入答疑请求，经过协调器传输后教师终端接收该答疑请求并显示在教师显示屏上；

教师通过教师输入单元以文字的形式输入上课内容，备课管理模块对教师标注的内容进行分词处理，在数据存储装置中查询与各个单词对应的手语图片，并显示在教师显示屏上，开始上课后教师终端显示教师输入的上课内容，同时显示与教师标注的内容对应的手语图片；

在学生回答问题或提出问题时，教师终端向无线摄像头发送一个启动命令，无线摄像头开始采集学生的手语视频并将视频传输至教师终端，课堂分析模块分析视频中的手语动作并将其转换为文字信息，显示在教师显示屏上，在学生回答完教师的问题后，课堂分析模块记录教师对学生的评分，并与回答问题的学生进行关联；在学生提问完毕后，课堂分析模块根据学生提问模块接收到的提问学生信息产生该学生的提问记录。

9.如权利要求8所述的听障学生的教学管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

当教师按下教师终端的课堂管理按键后，教师显示屏显示常用的课堂管理命令，教师点击需要发送的命令后选择单发、多发或者群发，课堂管理模块将选择的命令发送至指定的或者全部的学生终端。

10.如权利要求8所述的听障学生的教学管理方法，其特征在于，所述方法还包括：在一个时间周期结束后，课堂分析模块根据每个学生的回答问题评分以及提问记录计算得到本周期的综合评分，以反映教师的授课质量。