CN109003483A - 实验教学装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验教学装置，其包括：服务器、主控台、和至少一个教学终端。其中，主控台包括第一操作台、第一拍摄器件和第一通信器件，第一拍摄器件用于从第一操作台的上方拍摄在第一操作台上的教学演示操作并生成第一视频信息，并通过第一通信器件发送至服务器；每一个教学终端包括一个第二操作台、一个第一显示器件和一个第二通信器件，第一显示器件用于通过第二通信器件从服务器获取并显示第一视频信息。通过服务器转发主控台上老师的教学示范操作至教学终端供学生观看，避免了老师做示范实验时学生围观导致相互遮挡，使得老师进行教学示范时每位学生都能够在教学终端清楚地观看，保证了授课效率，同时为维护了课堂秩序。

Description

实验教学装置

技术领域

本发明涉及流媒体传输，尤其涉及一种实验教学装置。

背景技术

2017年3月，教育部教育装备研究与发展中心下达文件，贯彻国家“双创”要求，为创客教育、创新实验教育提供教育装备支持，探索将新的教育装备融入课堂。因此，如何让创新互动实验教育走进学校，已经做为一个重要课题摆在教育工作者面前。

目前在实验课教学中多为师生近距离互动，例如老师做示范实验时学生需要近距离围观，学生做实验时老师需要近距离查看等，使得老师做示范实验时学生围观导致相互遮挡，导致实验课程的教学效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实验教学装置，以解决现有技术中老师做示范实验时学生围观导致相互遮挡，导致实验课程的教学效率不高的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种试验教学装置，其包括：

服务器；

主控台，其包括第一操作台、第一拍摄器件和第一通信器件，第一拍摄器件设置于第一操作台的台面上，第一拍摄器件与第一通信器件电性连接，第一通信器件与服务器通信连接；第一拍摄器件用于从第一操作台的上方拍摄在第一操作台上的教学演示操作并生成第一视频信息，并通过第一通信器件发送至服务器；

至少一个教学终端，每一个教学终端包括一个第二操作台、一个第一显示器件和一个第二通信器件，第一显示器件设置于第二操作台的台面上，第一显示器件与第二通信器件电性连接，第二通信器件与服务器通信连接；第一显示器件用于通过第二通信器件从服务器获取并显示第一视频信息。

作为本发明的进一步改进，每一个教学终端还包括一个第二拍摄器件，第二拍摄器件设置于第二操作台的台面上，第二拍摄器件与第二通信器件电性连接；每一个第二拍摄器件用于录制在每一个第二操作台上的学习演示操作并生成一个第二视频信息，并通过每一个第二通信器件发送至服务器；

主控台还包括第二显示器件，第二显示器件设置于第一操作台的台面上，第二显示器件与第一通信器件电性连接；第二显示器件用于通过第一通信器件从服务器获取并显示至少一个第二视频信息。

作为本发明的进一步改进，其还包括大屏显示器件，大屏显示器件与服务器电性连接，大屏显示器件用于单独第一视频信息或分屏显示第二视频信息。

作为本发明的进一步改进，服务器包括第三通信器件和存储器件，存储器件与第三通信器件电性连接，第三通信器件分别与第一通信器件、第二通信器件通信连接；存储器件用于通过第三通信器件接收并保存第一视频信息和第二视频信息。

作为本发明的进一步改进，服务器还包括处理器，处理器分别与第三通信器件、存储器件电性连接；处理器用于通过第三通信器件接收外部指令，根据预设规则命名、剪辑第一视频信息和第二视频信息，并将第一视频信息和第二视频信息传输至存储器件。

作为本发明的进一步改进，主控台还包括第一辅助拍摄器件和第二辅助拍摄器件，第一辅助拍摄器件设置于第一操作台的一侧，第二辅助拍摄器件设置于第一操作台的另一侧，第一辅助拍摄器件、第二辅助拍摄器件分别与第一通信器件电性连接；第一辅助拍摄器件用于从第一操作台的一侧拍摄在第一操作台上的教学演示操作并生成第三视频信息，并通过第一通信器件发送至服务器；第二辅助拍摄器件用于从第一操作台的另一侧拍摄在第一操作台上的教学演示操作并生成第四视频信息，并通过第一通信器件发送至服务器；

第一显示器件用于通过第二通信器件从服务器获取并显示第三视频信息和/或第四视频信息。

作为本发明的进一步改进，每一个教学终端还包括一个求助按钮，求助按钮设置于第二操作台上，求助按钮与第二通信器件电性连接；求助按钮用于接收外部触控并通过第二通信器件发送求助信号至主控台。

作为本发明的进一步改进，主控台还包括用于收纳实验器材的第一收纳柜；教学终端还包括用于收纳实验器材的第二收纳柜。

作为本发明的进一步改进，主控台还包括升降器件，升降器件设置于第一操作台上，第一拍摄器件设置于升降器件上，升降器件用于带动第一拍摄器件靠近或远离第一操作台。

作为本发明的进一步改进，主控台还包括透明发光板，透明发光板设置于第一操作台的台面上，且透明发光板位于第一拍摄器件的下方。

本发明通过服务器转发主控台上老师的教学示范操作至教学终端供学生观看，避免了老师做示范实验时学生围观导致相互遮挡，使得老师进行教学示范时每位学生都能够在教学终端清楚地观看，保证了授课效率，同时为维护了课堂秩序。

附图说明

图1为本发明实验教学装置第一个实施例的拓扑示意图；

图2为本发明实验教学装置第一个实施例的结构示意图；

图3为本发明实验教学装置第二个实施例的结构示意图；

图4为本发明实验教学装置第三个实施例的结构示意图；

图5为本发明实验教学装置第二个实施例的拓扑示意图；

图6为本发明实验教学装置第四个实施例的结构示意图；

图7为本发明实验教学装置第五个实施例的结构示意图；

图8为本发明实验教学装置第六个实施例的结构示意图；

图9为本发明实验教学装置第七个实施例的结构示意图；

图10为本发明实验教学装置第八个实施例的结构示意图；

图11为本发明实验教学装置第九个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

图1展示了本发明实验教学装置的一个实施例，参见图1，在本实施例中，该实验教学装置包括服务器1、主控台2和至少一个教学终端3。

其中，参见图2，主控台2包括第一操作台21、第一拍摄器件22和第一通信器件(图中未示出)，第一拍摄器件22设置于第一操作台21的台面上，第一拍摄器件22与第一通信器件电性连接，第一通信器件与服务器1通信连接；第一拍摄器件22用于从第一操作台21的上方拍摄在第一操作台21上的教学演示操作并生成第一视频信息，并通过第一通信器件发送至服务器1。

具体地，第一拍摄器件22包括第一支架、第二支架、横梁、第一摄像头和第一麦克风，第一支架垂直设置于第一操作台21的左侧，第二支架垂直设置于第一操作台21的右侧，横梁的一端与第一支架的顶端垂直连接，横梁的的另一端与第二支架的顶端垂直连接，第一摄像头设置于横梁的中部且朝向第一操作台21，第一麦克风设置于横梁上。

进一步地，横梁的中部设有一伸缩杆，伸缩杆的一端与横梁固定连接，伸缩杆的另一端上设有上述的第一摄像头和第一麦克风，该伸缩杆用于带动第一摄像头靠近或远离第一操作台21。

优选地，服务器1可设置为网络交换机，该网络交换机用于将主控台2产生的第一视频信息交换至教学终端3以供观看。

进一步地，网络交换机可配置为POE、24接口、千兆交换机或POE、48接口、千兆交换机。

参见图3，每一个教学终端3包括一个第二操作台31、一个第一显示器件32和一个第二通信器件(图中未示出)，第一显示器件32设置于第二操作台31的台面上，第一显示器件32与第二通信器件电性连接，第二通信器件与服务器1通信连接；第一显示器件32用于通过第二通信器件从服务器1获取并显示第一视频信息。

优选地，每一个教学终端3还可配置一个便携显示端(例如笔记本电脑、平板电脑等)，该便携显示端用于接收并显示第一视频信息。

本实施例通过服务器1转发主控台2上老师的教学示范操作至教学终端3供学生观看，避免了老师做示范实验时学生围观导致相互遮挡，使得老师进行教学示范时每位学生都能够在教学终端3清楚地观看，保证了授课效率，同时为维护了课堂秩序。

为了在主控台2实时显示每一个教学终端3上的实验操作，以供老师进行实时观看，在上述实施例的基础上，参见图4，在本实施例中，每一个教学终端3还包括一个第二拍摄器件33，第二拍摄器件33设置于第二操作台31的台面上，第二拍摄器件33与第二通信器件电性连接；每一个第二拍摄器件33用于录制在每一个第二操作台31上的学习演示操作并生成一个第二视频信息，并通过每一个第二通信器件发送至服务器1。

具体地，第二拍摄器件33包括可塑形的金属支架、第二摄像头和第二麦克风，金属支架的一端设置于第二操作台31的边缘，金属支架的另一端上设置第二摄像头和第二麦克风，且第二摄像头朝向第二操作台31。

主控台2还包括第二显示器件23，第二显示器件23设置于第一操作台21的台面上，第二显示器件23与第一通信器件电性连接；第二显示器件23用于通过第一通信器件从服务器1获取并显示至少一个第二视频信息。

具体地，第二显示器件23可同时以相同尺寸显示所有第二视频信息，也可以不同尺寸显示所有第二视频信息，也可显示所有第二视频信息中的一个或多个。

本实施例通过在主控台2处显示第二视频信息，使得老师在主控台2即可实时观看教学终端3中学生的实验操作，不需要近距离实际观看，进一步提升了教学效率。

为了使未使用教学终端的人员也能实时观看学习实验课程，在上述实施例的基础上，参见图5，在本实施例中，实验教学装置还包括大屏显示器件4，大屏显示器件4与服务器1电性连接，大屏显示器件4用于单独第一视频信息或分屏显示第二视频信息。

优选地，大屏显示器件4可安装于教室墙壁上。

进一步地，大屏显示器件4的显示内容可与第二显示器件23的显示内容相同，即可同时以相同尺寸显示所有第二视频信息，也可以不同尺寸显示所有第二视频信息，也可显示所有第二视频信息中的一个或多个。

本实施例通过设置大屏显示器件4，使得未使用教学终端3的人员(例如观摩的老师、学生或者授课人数大于教学终端3个数)能够通过大屏显示器件4实时观看学习实验课程，从而进一步提升了教学效率。

为了能够后期点播拍摄的教学内容，在上述实施例的基础上，在本实施例中，服务器1包括第三通信器件和存储器件，存储器件与第三通信器件电性连接，第三通信器件分别与第一通信器件、第二通信器件通信连接；存储器件用于通过第三通信器件接收并保存第一视频信息和第二视频信息。

本实施例通过将第一视频信息和第二视频信息保存至服务器1，方便后期进行点播观看，且视频信息可分享到其他院校；优质实验视频资源也可作为实验参赛作品，以促进(院校间)教师间的教研交流，学生间的实验互动交流，提升学校科技实验创新能力。同时本装置还可用于考试监考，并拍摄每一个教学终端3上的监考情况，方便后期验证、举证等。

为了方便视频信息的归类、存放及提取，在上述实施例的基础上，在本实施例中，服务器1还包括处理器，处理器分别与第三通信器件、存储器件电性连接；处理器用于通过第三通信器件接收外部指令，根据预设规则命名、剪辑第一视频信息和第二视频信息，并将第一视频信息和第二视频信息传输至存储器件。

具体地，服务器1内还存储有整个学校的学期课程表，处理器根据学期课程表、日期、授课班级、授课科目进行视频信息的文件命名。

举例说明，在AAAA年BB月CC日拍摄大学二年级D学院E班关于FFF课程的GGG化学实验，则根据命名规则命名为“大学二年级D学院E班-FFF课程-GGG化学实验-AABBCCDD”。

进一步地，为了更加清楚明了地解释该命名规则，“大学二年级D学院E班-FFF课程-GGG化学实验-AABBCCDD”具体为“大学某年级某学院某班-有机化学-乙酸乙酯的制备与提纯-某年某月某日”。

本实施例通过处理器根据预设命名规则进行视频信息的文件命名，方便视频信息的归类、存放和提取。

为了学生能够从多个角度学习老师的示范实验，在上述实施例的基础上，参见图6，在本实施例中，主控台2还包括第一辅助拍摄器件24和第二辅助拍摄器件25，第一辅助拍摄器件24设置于第一操作台21的一侧，第二辅助拍摄器件25设置于第一操作台21的另一侧，第一辅助拍摄器件24、第二辅助拍摄器件25分别与第一通信器件电性连接；第一辅助拍摄器件24用于从第一操作台21的一侧拍摄在第一操作台21上的教学演示操作并生成第三视频信息，并通过第一通信器件发送至服务器1；第二辅助拍摄器件25用于从第一操作台的另一侧拍摄在第一操作台21上的教学演示操作并生成第四视频信息，并通过第一通信器件发送至服务器1。

优选地，第一辅助拍摄器件24可设置于第一支架上，也可使用可塑形金属支架设置于第一操作台21的左侧边缘；第二辅助器件可设置于第二支架上，也可使用可塑形金属支架设置于第一操作台21的右侧边缘。

第一显示器件32用于通过第二通信器件从服务器1获取并显示第三视频信息和/或第四视频信息。

具体地，为了防止学生只观看某个特定视角时，画面中存在遮挡，第一显示器件32在显示屏中央突出显示第一视频信息，并在显示屏左边显示第三视频信息，在显示屏右边显示第四视频信息。

本实施例通过第一辅助拍摄器件24和第二辅助拍摄器件25辅助拍摄老师的示范实验操作，使得学生可从多个角度实时观看老师的示范实验操作，避免在实验过程中存在遮挡等因素造成学生产生理解偏差或遮挡学习内容等情况。

为了方便学生在授课过程中及时反馈问题，在上述实施例的基础上，参见图7，在本实施例中，每一个教学终端3还包括一个求助按钮34，求助按钮34设置于第二操作台31上，求助按钮34与第二通信器件电性连接；求助按钮34用于接收外部触控并通过第二通信器件发送求助信号至主控台2。

具体地，当主控台2接收到求助信号时，在第二显示器件23上显示所求助的教学终端3的编号。例如，当五号教学终端3发出求助信号时，第二显示器件23显示“005号求助”字样。

本实施例通过教学终端3的求助按钮34实时发送求助信号至主控台2，方便学生在授课过程中及时反馈问题，从而进一步提升了教学效率。

为了方便收纳老师进行示范实验时使用的实验器具以及学生在学习实验中使用的实验器具，在上述实施例的基础上，参见图8和图9，在本实施例中，参见图8，主控台2还包括用于收纳实验器材的第一收纳柜26；参见图9，教学终端3还包括用于收纳实验器材的第二收纳柜35。

本实施例通过第一收纳柜26收纳老师使用的实验器具，以及第二收纳柜35收纳学生使用的实验器具，不需要授课前自行携带实验器具，保证了实验器具的使用寿命，从而提升了教学体验。

为了清楚地拍摄第一视频信息，在上述实施例的基础上，参见图10，在本实施例中，主控台2还包括升降器件27，升降器件27设置于第一操作台21上，第一拍摄器件22设置于升降器件27上，升降器件27用于带动第一拍摄器件22靠近或远离第一操作台21。

需要说明的是，本实施例中的升降器件27与上述实施例中的伸缩杆相同，本实施例不再赘述。

本实施例通过升降器件27带动第一拍摄器件22靠近或远离第一操作台21，使得第一拍摄器件22能够根据实际需要获取不同拍摄距离的第一视频信息，使得学生能够更清楚地观看第一视频信息，从而进一步提高了教学效率。

为了保证老师在进行示范实验时，光源充足，在上述实施例的基础上，参见图11，在本实施例中，主控台2还包括透明发光板28，透明发光板28设置于第一操作台21的台面上，且透明发光板28位于第一拍摄器件22的下方。

具体地，透明发光板28内设有多个LED光源。

进一步地，LED光源可根据不同需求调节不同的亮度。

需要说明的是，为了防止产生背光，透明发光板28的亮度不宜过大。

本实施例通过在第一操作台21的台面上设置透明发光板28，保证了老师在进行示范实验时光源充足，方便学生更清楚地观看第一视频信息。

需要说明的是，上述实施例中的实验操作为广泛含义，并非特指物理实验、化学实验等。譬如手工课程、沙画课程、绘画课程等实践课程都可使用本发明的实验教学装置。以上实施例不用于限定本发明实验教学装置的用途。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种实验教学装置，其特征在于，其包括：

服务器；

主控台，其包括第一操作台、第一拍摄器件和第一通信器件，所述第一拍摄器件设置于所述第一操作台的台面上，所述第一拍摄器件与所述第一通信器件电性连接，所述第一通信器件与所述服务器通信连接；所述第一拍摄器件用于从所述第一操作台的上方拍摄在所述第一操作台上的教学演示操作并生成第一视频信息，并通过所述第一通信器件发送至所述服务器；

至少一个教学终端，每一个教学终端包括一个第二操作台、一个第一显示器件和一个第二通信器件，所述第一显示器件设置于所述第二操作台的台面上，所述第一显示器件与所述第二通信器件电性连接，所述第二通信器件与所述服务器通信连接；所述第一显示器件用于通过所述第二通信器件从所述服务器获取并显示所述第一视频信息。

2.根据权利要求1所述的实验教学装置，其特征在于，所述每一个教学终端还包括一个第二拍摄器件，所述第二拍摄器件设置于所述所述第二操作台的台面上，所述第二拍摄器件与所述第二通信器件电性连接；每一个所述第二拍摄器件用于录制在每一个所述第二操作台上的学习演示操作并生成一个第二视频信息，并通过每一个所述第二通信器件发送至所述服务器；

所述主控台还包括第二显示器件，所述第二显示器件设置于所述第一操作台的台面上，所述第二显示器件与所述第一通信器件电性连接；所述第二显示器件用于通过所述第一通信器件从所述服务器获取并显示至少一个所述第二视频信息。

3.根据权利要求2所述的实验教学装置，其特征在于，其还包括大屏显示器件，所述大屏显示器件与所述服务器电性连接，所述大屏显示器件用于单独第一视频信息或分屏显示第二视频信息。

4.根据权利要求2所述的实验教学装置，其特征在于，所述服务器包括第三通信器件和存储器件，所述存储器件与所述第三通信器件电性连接，所述第三通信器件分别与所述第一通信器件、第二通信器件通信连接；所述存储器件用于通过所述第三通信器件接收并保存所述第一视频信息和所述第二视频信息。

5.根据权利要求4所述的实验教学装置，其特征在于，所述服务器还包括处理器，所述处理器分别与所述第三通信器件、所述存储器件电性连接；所述处理器用于通过所述第三通信器件接收外部指令，根据预设规则命名、剪辑所述第一视频信息和所述第二视频信息，并将所述第一视频信息和所述第二视频信息传输至所述存储器件。

6.根据权利要求1所述的实验教学装置，其特征在于，所述主控台还包括第一辅助拍摄器件和第二辅助拍摄器件，所述第一辅助拍摄器件设置于所述第一操作台的一侧，所述第二辅助拍摄器件设置于所述第一操作台的另一侧，所述第一辅助拍摄器件、所述第二辅助拍摄器件分别与所述第一通信器件电性连接；所述第一辅助拍摄器件用于从所述第一操作台的一侧拍摄在所述第一操作台上的教学演示操作并生成第三视频信息，并通过所述第一通信器件发送至所述服务器；所述第二辅助拍摄器件用于从所述第一操作台的另一侧拍摄在所述第一操作台上的教学演示操作并生成第四视频信息，并通过所述第一通信器件发送至所述服务器；

所述所述第一显示器件用于通过所述第二通信器件从所述服务器获取并显示所述第三视频信息和/或第四视频信息。

7.根据权利要求1所述的实验教学装置，其特征在于，每一个所述教学终端还包括一个求助按钮，所述求助按钮设置于所述第二操作台上，所述求助按钮与所述第二通信器件电性连接；所述求助按钮用于接收外部触控并通过所述第二通信器件发送求助信号至所述主控台。

8.根据权利要求1所述的实验教学装置，其特征在于，所述主控台还包括用于收纳实验器材的第一收纳柜；所述教学终端还包括用于收纳实验器材的第二收纳柜。

9.根据权利要求1所述的实验教学装置，其特征在于，所述主控台还包括升降器件，所述升降器件设置于所述第一操作台上，所述第一拍摄器件设置于所述升降器件上，所述升降器件用于带动所述第一拍摄器件靠近或远离所述第一操作台。

10.根据权利要求1所述的实验教学装置，其特征在于，所述主控台还包括透明发光板，所述透明发光板设置于所述第一操作台的台面上，且所述透明发光板位于所述第一拍摄器件的下方。