CN109166358A

CN109166358A - 一种基于物联网的多模态教学系统

Info

Publication number: CN109166358A
Application number: CN201811117013.1A
Authority: CN
Inventors: 郭红
Original assignee: Shanghai Youqian Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Youqian Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2019-01-08

Abstract

一种基于物联网的多模态教学系统，采用具有纳米显示屏的主机作为教学展示设备，位于纳米显示屏前上端具有智能摄像头，主机内置有全息投影成像系统，主机内安装有如下应用软件，面部分析单元、显示屏控制单元、教学单元、大数据单元、全息投影成像单元，主机位于教室的讲台处。本发明不需要再使用黑、白板进行教学，老师或学生可以通过触屏查询各种需要的教学信息，通过智能摄像头对学生进行人脸识别考勤，减轻了老师考勤的日常工作，还能智能分析出学生的学习情况、学习态度，得到学生对老师的教育水平认可度，经大数据分析平台，能方便学校和家长了解教学中情况，还具有将视频教学中名师影像立体投射到讲台，从而给予学生与名师面对面的效果。

Description

一种基于物联网的多模态教学系统

技术领域

本发明涉及多媒体教学技术领域，特别是一种基于物联网的多模态教学系统。

背景技术

多媒体教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。多媒体教学相较于传统教学由于教学效果好，不但能给老师的教学带来方便，而且更能让学生有效接收更多的知识点，因此应用越来越广泛。

传统的多媒体教学模式中，一般需要电脑和多媒体展示屏作为教学工具。实际教学中，为了达到好的教学目的还需要结合传统教具黑板、白板使用，这样会造成多种设备占有教室的有限空间，还会导致教育经费的投入。老师为了授课需要，一般上课时还需要携带存储教学内容的U盘，不但使用不方便，而且U盘储存内容有限，也不利于教学的进程。传统的多媒体教学对于老师的教学水平和学生的学习情况统计分析、以及学生对老师的教育水平反馈都是依靠人工统计从而得出数据，不但实际操作过程麻烦，而且各种数据也不具有时效性。现有的教学模式，对于上课的考勤一般是老师人为操作，不但浪费时间，也给老师带来了不必要的麻烦。传统的多媒体教学模式中，对于多媒体设备展示的教学内容只能做到二维模式，比如视频展示的世界老师教学内容，只能在平面的显示屏上进行显示，没有一种老师到现场进行实地讲学的效果，因此其存在一定的局限性。

发明内容

为了克服现有多媒体教学中存在的弊端，本发明提供了一种采用纳米显示屏作为教学中的视频显示终端设备，在待机状态时纳米显示屏呈透明效果，老师可以正常使用白板笔在屏幕表面进行板书教学，从而教学中，老师不需要再使用黑板和白板进行教学，节约了教室空间和教学经费，工作时，纳米显示屏可以展示海量教学资源，老师或学生可以通过触屏方式进行互动经网络查询各种需要的教学信息，方便了教学，同时也不需要老师授课带U盘进行教学，给老师带了方便，并提供了更多的教育信息，教学中，通过智能摄像头对学生进行人脸识别考勤，减轻了老师考勤的日常工作，还能通过智能摄像头对学生的面部表情追踪、表情理解识别，智能分析出学生的学习情况、学习态度，进而得到学生对老师的教育水平认可度，各种数据汇入大数据分析平台，能方便学校和家长随时了解教学中情况，还具有全体投影成像功能，能将视频教学中，视频内的教育名师影像立体投射到讲台，从而给予学生与名师面对面的效果，达到更好教育目的的一种基于物联网的多模态教学系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于物联网的多模态教学系统，其特征在于采用具有纳米显示屏的主机作为教学展示设备，位于纳米显示屏前上端具有智能摄像头，主机内置有全息投影成像系统，主机内安装有如下应用软件，面部分析单元、显示屏控制单元、教学单元、大数据单元、全息投影成像单元，主机位于教室的讲台处。

所述纳米显示屏具有触摸显示功能，开机后会显示各种操作界面，在显示屏控制单元作用下，不使用面部分析单元、教学单元、大数据单元、全息投影成像单元时，在待机状态时纳米显示屏呈透明效果，老师可以正常使用白板笔在屏幕表面进行传统板书教学。

所述面部分析单元对智能摄像头摄得的学生人脸信息进行统计分析，达到考勤目的，还能通过学生的面部表情追踪识别，表情理解智能分析出学生的学习情况、学习态度，进而得到学生对老师的教育水平认可度。

所述教学单元应用中，能经网络查询各种需要的教学信息。

所述大数据单元储存面部分析单元统计分析出学生的学习情况、学习态度、学生对老师的教育水平认可度各种数据，方便学校和家长随时经大数据单元调阅查看教学中情况。

所述全息投影成像单元应用中，能控制全息投影成像系统将教学视频中名师的影像投射到讲台的前端。

本发明有益效果是：本发明采用纳米显示屏作为教学中的视频显示设备终端，在待机状态时纳米显示屏呈透明效果，这样老师可以正常的使用白板笔在屏幕表面进行板书教学，从而教学中，老师不需要再使用黑板和白板进行教学，节约了教室空间和教学经费，工作时，纳米显示屏可以展示海量教学资源，老师或学生可以通过触屏方式、进行互动经网络查询各种需要的教学信息，方便了教学，同时也不需要老师授课带U盘进行教学，给老师带了方便，并提供了更多的教育信息资源，教学中，通过智能摄像头对学生进行人脸识别考勤，减轻了老师考勤的日常工作，还能通过智能摄像头对学生的面部表情追踪识别，表情理解技术智能分析出学生的学习情况、学习态度，进而得到学生对老师的教育水平认可度，各种数据汇入系统的大数据分析平台，能方便学校和家长了解教学中情况，系统还具有全体投影成像功能，能将视频教学中，视频内的教育名师影像立体投射到讲台，从而给予学生与名师面对面的效果，达到更好的教育目的。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明架构框图。

具体实施方式

图1中所示，一种基于物联网的多模态教学系统，采用具有纳米显示屏的主机作为教学展示设备，位于纳米显示屏前上端具有智能摄像头，主机内置有全息投影成像系统，主机内安装有如下应用软件，面部分析单元、显示屏控制单元、教学单元、大数据单元、全息投影成像单元，主机位于教室的讲台处。

图1中所示，纳米显示屏具有触摸显示功能，开机后会显示各种操作界面，在显示屏控制单元作用下，不使用面部分析单元、教学单元、大数据单元、全息投影成像单元时，在待机状态时纳米显示屏呈透明效果，老师可以正常使用白板笔在屏幕表面进行传统板书教学。面部分析单元对智能摄像头摄得的学生人脸信息进行统计分析，达到考勤目的，还能通过学生的面部表情追踪识别，表情理解智能分析出学生的学习情况、学习态度，进而得到学生对老师的教育水平认可度。教学单元应用中，能经网络查询各种需要的教学信息。大数据单元储存面部分析单元统计分析出学生的学习情况、学习态度、学生对老师的教育水平认可度各种数据，方便学校和家长随时经大数据单元调阅查看教学中情况。全息投影成像单元应用中，能控制全息投影成像系统将教学视频中名师的影像投射到讲台的前端。

图1中所示，本发明采用纳米显示屏作为教学中的视频显示设备，在显示屏控制单元作用下，不使用面部分析单元、教学单元、大数据单元、全息投影成像单元时，由于纳米显示屏的自身特性，在待机状态时纳米显示屏呈透明效果，这样老师可以正常的使用白板笔在屏幕表面进行板书教学，从而教学中，老师不需要再使用黑板和白板进行教学，节约了教师空间和教学经费。设备开机后会显示各种操作界面，教学单元应用中，通过触摸纳米显示屏相关界面，老师或学生可以通过触屏方式进行互动经网络查询各种需要的教学信息资源，方便了教学，同时也不需要老师授课带U盘进行教学，给老师带了方便，并提供了更多的教育知识信息资源。教学中，通过智能摄像头以及面部分析单元共同作用，对学生进行人脸识别考勤，减轻了老师考勤的日常工作，还能通过智能摄像头、面部分析单元对学生的面部表情追踪识别，表情理解技术智能分析出学生的学习情况、学习态度，进而得到学生对老师的教育水平认可度，过程中不需要传统的手动操作界面进行登录注册，使用更加方便；面部分析单元分析所得数据学生的面部表情越高兴、愉悦代表学习效果好、积极性高、对老师有较好的认可度，反之，则表示学习效果不佳、学习态度不积极、对老师认可度差。大数据单元储存面部分析单元统计分析出学生的学习情况、学习态度、学生对老师的教育水平认可度各种数据，方便学校和家长随时经大数据单元调阅查看教学中情况，有效达到了学校管理方、家长、教师、学生多方的互动，更有利于学生的教学成绩提高。由于，全息投影成像单元应用中，能控制全息投影成像系统将教学视频中名师的影像投射到讲台的前端，这样，给予了学生与名师面对面的效果，因此提高了学生的学习积极性，能达到更好的教育目的。

图1中所示，本发明克服了传统多媒体教学还需要采用传统教具黑板、白板，由此造成多种设备占有教室的有限空间，还会导致教育经费的投入的缺点。老师为了授课需要，上课时一般还需要携带存储教学内容的U盘，不但使用不方便，而且U盘储存内容有限，也不利于教学进程的缺点。传统的多媒体教学对于老师的教学水平和学生的学习情况统计分析、以及学生对老师的教育水平反馈都是依靠人工统计从而得出数据，不但实际操作过程麻烦，而且各种数据也不具有时效性的缺点。现有的教学模式，对于上课的考勤一般是老师人为操作，不但浪费时间，也给老师带来了不必要麻烦的缺点。传统的教学多媒体模式中，对于多媒体设备展示的教学内容只能做到二维模式，比如视频展示的世界名师教学内容，只能在平面的显示屏上进行显示，没有一种名师到现场进行实地讲学的效果，存在一定局限性的缺点。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种基于物联网的多模态教学系统，其特征在于采用具有纳米显示屏的主机作为教学展示设备，位于纳米显示屏前上端具有智能摄像头，主机内置有全息投影成像系统，主机内安装有如下应用软件，面部分析单元、显示屏控制单元、教学单元、大数据单元、全息投影成像单元，主机位于教室的讲台处。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多模态教学系统，其特征在于纳米显示屏具有触摸显示功能，开机后会显示各种操作界面，在显示屏控制单元作用下，不使用面部分析单元、教学单元、大数据单元、全息投影成像单元时，在待机状态时纳米显示屏呈透明效果，老师可以正常使用白板笔在屏幕表面进行传统板书教学。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多模态教学系统，其特征在于面部分析单元对智能摄像头摄得的学生人脸信息进行统计分析，达到考勤目的，还能通过学生的面部表情追踪识别，表情理解智能分析出学生的学习情况、学习态度，进而得到学生对老师的教育水平认可度。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多模态教学系统，其特征在于教学单元应用中，能经网络查询各种需要的教学信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多模态教学系统，其特征在于大数据单元储存面部分析单元统计分析出学生的学习情况、学习态度、学生对老师的教育水平认可度各种数据，方便学校和家长随时经大数据单元调阅查看教学中情况。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多模态教学系统，其特征在于全息投影成像单元应用中，能控制全息投影成像系统将教学视频中名师的影像投射到讲台的前端。