CN108717807A - 智慧教育系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧教育系统，涉及教育系统，旨在提供一种智慧教育系统，优点：即时监控学生的学习进程，根据反馈的数据分析学生的学习效果，并进行相应的教学内容及进度的调整，其技术方案要点：包括安装在学校集控中心的智慧教育云平台以及由智慧教育云平台集中控制的所有智慧教室，智慧教室包括智慧教学模块、智慧管理模块以及数据统计模块，智慧教学模块包括智能黑板、智能扩声、智慧讲台、无线推送系统以及课堂反馈系统，课堂反馈系统包括个人手持信号发射器和一个用于采集信号并传送信号到教室内计算机的接收装置；学生通过个人手持发射器答题，接收装置采集信号后系统会生成教师需要的各种报表，并将结果显示在教室内的显示设备上。
Description
技术领域
本发明涉及教育系统，特别涉及一种智慧教育系统。
背景技术
教育信息化是衡量一个国家和地区教育发展水平的重要标志，实现教育现代化、创新教学模式、提高教育质量，迫切需要大力推进教育信息化。随着启发式教学、参与式教学、探究式教学等新型教学模式的不断推广与深入，以学生为主体的自主学习模式得到越来越广泛的认可与应用。
在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，提高教学水平的关键。传统的提问互动和课堂小测试的环节，教师给出简单选择后，学生举手或者口头回答，不能获得准确的统计数据，教师只能根据大体情况来判断是否进行教学。传统的教学方式已经不适应现代化教学的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种智慧教育系统，其优点在于：即时监控学生的学习进程，根据反馈的数据分析学生的学习效果，并进行相应的教学内容及进度的调整。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种智慧教育系统，包括安装在学校集控中心的智慧教育云平台以及由智慧教育云平台集中控制的所有智慧教室，所述智慧教室包括智慧教学模块、智慧管理模块以及数据统计模块，所述智慧教学模块包括智能黑板、智能扩声、智慧讲台、无线推送系统以及课堂反馈系统，所述课堂反馈系统包括个人手持信号发射器和一个用于采集信号并传送信号到教室内计算机的接收装置；当学生通过个人手持发射器答题时，接收装置采集信号后系统会生成教师需要的各种报表，并将结果显示在教室内的显示设备上。
通过采用上述技术方案，为教学管理信息化提供平台，院校各级管理部门可使用智慧教育云平台进行教育教学管理、教学评估与质量管理等，智慧教育云平台集成现代网络新技术，将教室教学管理、设备管理、数据统一管理、在线考试和评估等多项功能有机结合，实现了网上教学和管理一体化有利于区域教育管理的信息化提升，课堂反馈系统即时监控学生的学习进程，根据反馈的数据分析学生的学习效果，并进行相应的教学内容及进度的调整，具有即时测评、调查、统计和记录功能，对于帮助教师及时获得学生的学习反馈信息，及时调整和优化课堂教学策略，起到了很有价值的作用。
本发明进一步设为：所述智慧教育云平台包括：
教室集控中心，用于对智慧教室所有设备进行统一管理；
视频监控中心，用于对全校的各个智慧教室的视频进行统一监控、管理；
资源管理中心，用于对所有智慧教室所生成的资源进行统一管理、调配；
网络广播中心，通过网络广播中心可面向全校班级进行音视频广播推送。
通过采用上述技术方案，教室集控中心对智慧教室所有设备进行统一管理，实现对多媒体教室远程设置、状态监看、远程维护、远程开关、视频监控、统计分析、日志管理、定时管理等集中管理；视频监控中心对全校的各个智慧教室的视频进行统一监控、管理，实现对多媒体教室的视频集中监控，调度，可接入各个校区监控；资源管理中心对所有智慧教室所生成的资源进行统一管理、调配，包括视频资源的分类、点播、直播、互动、评价、教研等；网络广播中心，通过网络广播中心可面向全校班级进行音视频广播推送，其中包括：领导直播讲话、重要的音像资料、文字通知等。
本发明进一步设为：所述智慧管理模块包括智慧教室媒体管理终端、环境控制系统、安防报警系统、校园广播系统、IP对讲系统、全自动考勤系统、电能管理、录播系统。
通过采用上述技术方案，实现对教室的智能监控，自动改善教室内的环境，提高教室的安保系统，全自动考勤系统为学校的教学管理提供准确的数据支撑，电能管理是实现对教室用电安全的在线监测和教室设备负荷、电量、计量状态等重要信息的实时采集，及时、完整、准确地为集控平台提供基础数据，保证教室人员和设备的用电安全，录播系统生成标准化的流媒体文件，用来对外直播、存储、后期编辑、点播。
本发明进一步设为：所述环境控制系统包括教室温度、教室亮度、空气质量的监控与调节，自动恒温：根据温感采集的数据结合课表信息自动开闭空调系统；自动照明：根据光感采集的数据结合课表信息自动开闭灯光、窗帘；自动新风：根据采集的二氧化碳浓度结合课表信息自动开闭新风系统，采集的参数实时传送到集控平台软件界面上。
通过采用上述技术方案，通过对教室环境的全自动控制，可大量减轻管理人员的工作和减少能源的损耗。
本发明进一步设为：所述安防报警系统包括，
一级安防体系，为设备级防盗，设备本身具有防盗取能力；
二级安防体系，通过中控内置“编码模块”，实现对教室所有设备进行全覆盖数字视频监控；
三级安防体系，通过中控内置的“安防报警模块” 提供门磁开关、双鉴探测器多种报警功能，提供对教室端贵重设备的主动防护。
通过采用上述技术方案，通过三级安防体系，无论是在本地还是管理端，都可实现教室内设备的精确定位、实时预警和安防处置。
本发明进一步设为：所述校园广播系统包括与智慧教育云平台连接的视频管理中心，视频管理中心用于在线巡课、集中观摩，视频管理中心对各个智慧教室进行广播推送、课程推送以及直播推送。
通过采用上述技术方案，被动接收总控室过来的音视频广播信号，音视频自动强制切换输出到投影和扩音；支持音视频资源广播、课件广播、字幕广播、精品课程广播、校长讲话等；可对教室群组广播也可对单个教室广播；对任何一个教室进行直播推送。
本发明进一步设为：所述IP对讲系统包括设置在智慧教室中的IP电话，所述IP电话与视频监控中心连接，IP电话用于智慧教室和智慧教育云平台之间的语音通讯。
通过采用上述技术方案，主要解决教室和主控室之间的语音通讯，IP对讲系统作为一个相对独立的系统，主要的应用价值就在于教室应用系统非正常期间与主控室通讯解决问题或请求协助。
本发明进一步设为：所述全自动考勤系统是通过精准的人脸识别技术，自动抓取课堂上学生的人脸数据，自动匹配学生信息库与课表信息库，自动汇总考勤数据，学生考勤信息同步在教室教学电脑桌面显示，学生通过教学电脑完成补签到，学生如果被错误识别为缺勤的可通过教室教学电脑申诉并补签到。
通过采用上述技术方案，自动汇总考勤数据，为学校的教学管理提供准确的数据支撑。
本发明进一步设为：所述录播系统把现场摄录的视频、音频、电子设备的图像信号进行整合同步录制，生成标准化的流媒体文件，用来对外直播、存储、后期编辑、点播； 学生通过IE浏览器登录资源管理平台收看直播的影音及图文信息，或者后期点播视频信息。
通过采用上述技术方案，方便了学生预习以及复习时重复观看上课文件，实现了人机交互。
综上所述，本发明具有以下有益效果：当学生通过个人手持发射器答题时，接受装置采集信号后系统会自动、全面、准确、及时地生成教师需要的各种报表，并将结果显示在教室内的大屏幕显示设备上，老师可以即时监控学生的学习进程，根据反馈的数据分析学生的学习效果，并进行相应的教学内容及进度的调整。这种技术具有即时测评、调查、统计和记录功能，对于帮助教师及时获得学生的学习反馈信息，及时调整和优化课堂教学策略，起到了很有价值的作用。
附图说明
图1是本实施例的系统结构框图；
图2是本实施例用于体现智慧管理模块的系统结构框图；
图3是本实施例用于体现安防报警系统的系统结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：
一种智慧教育系统，如图1所示，包括安装在学校集控中心的智慧教育云平台以及由智慧教育云平台集中控制的所有智慧教室。
如图1所示，智慧教育云平台包括：
教室集控中心，用于对智慧教室所有设备进行统一管理，实现对多媒体教室远程设置、状态监看、远程维护、远程开关、视频监控、统计分析、日志管理、定时管理等集中管理；
视频监控中心，用于对全校的各个智慧教室的视频进行统一监控、管理，实现对多媒体教室的视频集中监控，调度；可接入各个校区监控；
资源管理中心，用于对所有智慧教室所生成的资源进行统一管理、调配，包括视频资源的分类、点播、直播、互动、评价、教研等；
网络广播中心，通过网络广播中心可面向全校班级进行音视频广播推送，其中包括：领导直播讲话、重要的音像资料、文字通知等。
如图1所示，智慧教室包括智慧教学模块、智慧管理模块以及数据统计模块。
如图1所示，智慧教学模块包括智能黑板、智能扩声、智慧讲台、无线推送系统以及课堂反馈系统。如图2所示，智慧管理模块包括智慧教室媒体管理终端、环境控制系统、安防报警系统、校园广播系统、IP对讲系统、全自动考勤系统、电能管理、录播系统。智慧教学模块将教学内容和教学状态进行音频、视频文件进行采集，反馈到智慧管理模块内的智慧教室媒体管理终端，此外智慧管理模块内的环境控制系统、安防报警系统、电能管理、IP对讲系统对教室进行安全监管，利于智慧教学模块的进行。
如图1，课堂反馈系统包括个人手持信号发射器和一个用于采集信号并传送信号到教室内计算机的接收装置；当学生通过个人手持发射器答题时，接收装置采集信号后系统会生成教师需要的各种报表，如答案表，并将结果显示在教室内的显示设备上；即时监控学生的学习进程，根据反馈的数据分析学生的学习效果，并进行相应的教学内容及进度的调整，具有即时测评、调查、统计和记录功能，对于帮助教师及时获得学生的学习反馈信息，及时调整和优化课堂教学策略，起到了很有价值的作用。
此外也可以随堂考勤：通过发射器和接受装置可以快速完成学生到课点名，提高考勤管理效率，方便教务信息化管理。课堂反馈系统还包括题库模块、阅卷模块以及分析模块，将趣味题库导入题库模块，通过答题器组织学生抢答，活跃课堂气氛，密切师生交流；老师随堂下发单元测试题目，学生用答题器同步或异步作答，只需轻松按键便可提交答卷；通过阅卷模块，随堂自动阅卷汇总成绩：系统收齐学生答题数据，通过分析模块自动根据设定的分值对测试内容进行评分阅卷并生成学生成绩报表，教师可以根据系统提供的易错题报表与学生一起进行分析讲解，巩固学生对易错知识点的记忆。课堂反馈系统还包括交流模块，快速收集学生观点，师生共同开展课题研讨、课堂评价。
环境控制系统包括教室温度、教室亮度、空气质量的监控与调节，通过对教室环境的全自动控制，可大量减轻管理人员的工作和减少能源的损耗，环境控制系统功能：自动恒温，根据温感采集的数据结合课表信息自动开闭空调系统；自动照明，根据光感采集的数据结合课表信息自动开闭灯光、窗帘；自动新风，根据采集的二氧化碳浓度结合课表信息自动开闭新风系统，采集的参数实时传送到集控平台软件界面上。
如图3所示，安防报警系统包括，一级安防体系，为设备级防盗，所有设备设施在设计生产和安装过程中，充分考虑了防盗因素，即使不装备任何第三方防盗设施，设备本身也具有专业防盗取能力；二级安防体系，通过中控内置“编码模块”，实现对教室设备进行全覆盖数字视频监控；三级安防体系，通过中控内置的“安防报警模块” 提供门磁开关、双鉴探测器等多种报警功能，提供对教室端贵重设备的主动防护；通过三级安防体系，无论是在本地还是管理端，都可实现教室内设备的精确定位、实时预警和安防处置。
如图2所示，校园广播系统包括与智慧教育云平台连接的视频管理中心，视频管理中心用于在线巡课、集中观摩，视频管理中心对各个智慧教室进行广播推送、课程推送以及直播推送。被动接收总控室过来的音视频广播信号，音视频自动强制切换输出到投影和扩音；支持音视频资源广播、课件广播、字幕广播、精品课程广播、校长讲话等；可对教室群组广播也可对单个教室广播；可对任何一个教室进行直播推送。
如图2所示，IP对讲系统是该多媒体教室方案的重要组成部分，主要解决教室和主控室之间的语音通讯。IP对讲系统包括设置在智慧教室中的IP电话，IP电话与视频监控中心连接，IP电话用于智慧教室和智慧教育云平台之间的语音通讯，IP对讲系统主要是教室和主控室之间语音双向主动对讲；提供紧急求助按钮，管理中心即时显示视频和位置等相关信息；给校园监一控系统提供最优化的接口，布线安装方便；与校园监控系统一起，联动弹窗、实现视频、语音保存。
如图2所示，全自动考勤系统是通过精准的人脸识别技术，自动抓取课堂上学生的人脸数据，自动匹配学生信息库与课表信息库，自动汇总考勤数据，为学校的教学管理提供准确的数据支撑。可自定义扫描规则，可自定义迟到、缺勤、早退的扫描规则，学生考勤信息可同步在教室教学电脑桌面显示，学生可通过教学电脑完成补签到，学生如果被错误识别为缺勤的可通过教室教学电脑申诉并补签到，可自动跟学校教务系统的学生信息库、课表信息库对接，自动完成各个班级的考勤数据汇总。
如图2所示，电能管理是实现对教室用电安全的在线监测和教室设备负荷、电量、计量状态等重要信息的实时采集，及时、完整、准确地为集控平台提供基础数据，保证教室人员和设备的用电安全。
如图2所示，录播系统把现场摄录的视频（老师、学生、板书）、音频、电子设备的图像信号（包含电脑、视频展台等）进行整合同步录制，生成标准化的流媒体文件，用来对外直播、存储、后期编辑、点播； 学生可以通过IE浏览器登录资源管理平台收看直播的影音及图文信息，也可后期点播视频信息。建设网络课程中心，为日常教学过程中的备课、预习、授课、作业、复习、答疑、辅导等活动提供信息化支撑平台，为学生提供与课堂教学课程同步的网络课程教学服务，同时也为学生自主学习、交流研讨、师生互动、学习成果交流、学习记录和评价提供完善的功能支持。
智慧教室具备多用户权限机制，例如：普通用户、管理人员等，可远程管制控制多媒体教学设备；以图视化的方式集中显示本教室设备的使用信息；支持报表统计分析，可自动统计教室/设备使用率、使用时长、耗电量、故障数量，并对故障原因及故障设备类型等进行统计；实现老师、学生的考勤；并且作分时，分人，分科，分班统计；实现设备信息管理，设备申领管理，设备维修管理，设备报废管理，设备配件管理，设备合同管理等。
智慧教育系统为教学管理信息化提供平台，院校各级管理部门可使用智慧教育云平台进行教育教学管理、教学评估与质量管理等。智慧教育云平台集成现代网络新技术，将教室教学管理、设备管理、数据统一管理、在线考试和评估等多项功能有机结合，实现了网上教学和管理一体化有利于区域教育管理的信息化提升。
将为院校提供智慧教育云平台及门户网站。智慧教育云平台建设以“统一认证、统一数据”为基础，网络学习空间与各应用、资源系统之间通过统一数据实现高效同步，使各应用系统间数据不成为信息孤岛，全方位为教研、教学、学习提供服务。将为院校内每位师生提供一个集学习、工作、交流于一体的实名制网络学习空间，集成教师日常教学教研所需的各类服务和工具。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种智慧教育系统，其特征在于：包括安装在学校集控中心的智慧教育云平台以及由智慧教育云平台集中控制的所有智慧教室，所述智慧教室包括智慧教学模块、智慧管理模块以及数据统计模块，所述智慧教学模块包括智能黑板、智能扩声、智慧讲台、无线推送系统以及课堂反馈系统，所述课堂反馈系统包括个人手持信号发射器和一个用于采集信号并传送信号到教室内计算机的接收装置；当学生通过个人手持发射器答题时，接收装置采集信号后系统会生成教师需要的各种报表，并将结果显示在教室内的显示设备上。
2.根据权利要求1所述的智慧教育系统，其特征在于，所述智慧教育云平台包括：
教室集控中心，用于对智慧教室所有设备进行统一管理；
视频监控中心，用于对全校的各个智慧教室的视频进行统一监控、管理；
资源管理中心，用于对所有智慧教室所生成的资源进行统一管理、调配；
网络广播中心，通过网络广播中心可面向全校班级进行音视频广播推送。
3.根据权利要求2所述的智慧教育系统，其特征在于：所述智慧管理模块包括智慧教室媒体管理终端、环境控制系统、安防报警系统、校园广播系统、IP对讲系统、全自动考勤系统、电能管理、录播系统。
4.根据权利要求3所述的智慧教育系统，其特征在于：所述环境控制系统包括教室温度、教室亮度、空气质量的监控与调节，自动恒温：根据温感采集的数据结合课表信息自动开闭空调系统；自动照明：根据光感采集的数据结合课表信息自动开闭灯光、窗帘；自动新风：根据采集的二氧化碳浓度结合课表信息自动开闭新风系统，采集的参数实时传送到集控平台软件界面上。
5.根据权利要求3所述的智慧教育系统，其特征在于：所述安防报警系统包括，
一级安防体系，为设备级防盗，设备本身具有防盗取能力；
二级安防体系，通过中控内置“编码模块”，实现对教室所有设备进行全覆盖数字视频监控；
三级安防体系，通过中控内置的“安防报警模块” 提供门磁开关、双鉴探测器多种报警功能，提供对教室端贵重设备的主动防护。
6.根据权利要求3所述的智慧教育系统，其特征在于：所述校园广播系统包括与智慧教育云平台连接的视频管理中心，视频管理中心用于在线巡课、集中观摩，视频管理中心对各个智慧教室进行广播推送、课程推送以及直播推送。
7.根据权利要求3所述的智慧教育系统，其特征在于：所述IP对讲系统包括设置在智慧教室中的IP电话，所述IP电话与视频监控中心连接，IP电话用于智慧教室和智慧教育云平台之间的语音通讯。
8.根据权利要求3所述的智慧教育系统，其特征在于：所述全自动考勤系统是通过精准的人脸识别技术，自动抓取课堂上学生的人脸数据，自动匹配学生信息库与课表信息库，自动汇总考勤数据，学生考勤信息同步在教室教学电脑桌面显示，学生通过教学电脑完成补签到，学生如果被错误识别为缺勤的可通过教室教学电脑申诉并补签到。
9.根据权利要求3所述的智慧教育系统，其特征在于：所述录播系统把现场摄录的视频、音频、电子设备的图像信号进行整合同步录制，生成标准化的流媒体文件，用来对外直播、存储、后期编辑、点播； 学生通过IE浏览器登录资源管理平台收看直播的影音及图文信息，或者后期点播视频信息。
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