CN109327607A - 一种基于智能手机移动授课系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于智能手机移动授课系统,包括:智能手机,通过WIFI无线通讯信号与无线同屏器信号输入端连接;无线同屏器,用于将信号输入端接收的无线视频和无线音频信号去除载波并转化成HDMI信号,其信号输出端与VGA转换器的信号输入端有线连接;VGA转换器,其信号输出端包括视频信号输出端和音频信号输出端,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至多媒体中控器的视频信号输入端和音频信号输入端;多媒体中控器,其信号输出端包括视频信号输出端和音频信号输出端,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至投影电视和音响设备。它具有课堂教学使用简单方便、稳定性好,性价比高等特点。

Description

一种基于智能手机移动授课系统
技术领域
本发明涉及教育信息化技术领域。
背景技术
目前,大屏幕多媒体演示已成为课堂教学的常态,支持设施主要由电脑、音响、投影机、银幕或电子白板组成,为广大教师的多媒体教学提供便利,但是也存在一些固有的局限性,教师为操作电脑不能随意离开讲台,限制了与学生的近距离交流;多媒体讲台置于教室的一侧,使传统意义上教师中心地位被投影幕取代;展示台的操作调整比较复杂,其强大的功能无法充分发挥;音响话筒由于使用维护不当,常出现音质不佳的现象;当使用电子白板时,教师会置身于较强的光电环境中。因此,针对多媒体设施自身的不足,提出应用智能手机构建移动授课平台。
随着智能手机的日益普及,智能手机媒体全方位、多层次地进入人们的生活,智能手机已突破传统手机和电脑的范畴,成为除打电话以外承载着更多信息传播的多媒体平台。在硬件性能方面,智能手机数据处理能力越来越强,并配置独立的图形处理芯片,能够运行各种应用程序,其性能与个人计算机不相上下;智能手机配备多点触控屏幕、摄像头、麦克风、重力感应器、GPS等装置,有很多辅助应用功能是普通计算机所不能达到的。但是,在课堂教学中智能手机屏幕小、音量小,无法起到良好的教学效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于智能手机移动授课系统,它具有课堂教学使用简单方便、稳定性好,性价比高等特点。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
一种基于智能手机移动授课系统,包括:
智能手机,用于储存并控制播放教学课件音频和视频信号,通过WIFI无线通讯信号与无线同屏器信号输入端连接,以将智能手机屏幕播放的教学课件音频和视频信号无线传输至无线同屏器的信号输入端;
无线同屏器,用于将信号输入端接收的无线视频和无线音频信号去除载波并转化成HDMI信号,其信号输出端与VGA转换器的信号输入端有线连接;
VGA转换器,用于将信号输入端所接收的HDMI信号转化成VGA格式信号,其信号输出端包括视频信号输出端和音频信号输出端,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至多媒体中控器的视频信号输入端和音频信号输入端;
多媒体中控器,用于将信号输入端所接收的视频信号V和音频信号A进行调节控制,及管理授课系统,其信号输出端包括视频信号输出端和音频信号输出端,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至投影电视和音响设备;
投影电视,用于将信号输入端所接收的视频信号V进行图像显示;
音响设备,用于将信号输入端所接收的音频信号A进行声音播放。
本发明进一步改进在于:
智能手机采用Android系统。
无线同屏器采用Miracast协议。
授课系统还包括受多媒体中控器控制的电动窗帘和灯光等设备。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
本发明中,智能手机不需要进行线路连接和设定,也不需要额外安装其它软件,就可以在教室的任何位置,将各种智能手机与显示设备相连接,随意播放手机上的内容,在大屏幕上镜像显示。与利用软件实现智能手机接入多媒体系统的方案相比,除不必安装、设置软件等环节外,无线同屏器不受教室电脑的影响,可直接与大屏幕电视机或投影机连接,课堂教学使用简单方便、稳定性好,是高性价比的移动授课平台方案。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
由图1所示的实施例可知,本实施例包括:
智能手机(型号:华为P9),用于储存并控制播放教学课件音频和视频信号,通过WIFI无线通讯信号与无线同屏器信号输入端连接,以将智能手机屏幕播放的教学课件音频和视频信号无线传输至无线同屏器的信号输入端,采用Android系统;
无线同屏器(型号:YIKU Q4),用于将信号输入端接收的无线视频和无线音频信号去除载波并转化成HDMI信号,其信号输出端与VGA转换器的信号输入端有线连接,采用Miracast协议;
VGA转换器(型号:UGREEN绿联MM105),用于将信号输入端所接收的HDMI信号转化成VGA格式信号,其信号输出端包括视频信号输出端和音频信号输出端,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至多媒体中控器的视频信号输入端和音频信号输入端;
多媒体中控器(型号:德亿方DYF2610),用于将信号输入端所接收的视频信号V和音频信号A进行调节控制,并对电动窗帘和灯光等授课系统辅助设备进行管理控制,其信号输出端包括视频信号输出端和音频信号输出端,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至投影电视(型号:日立HCP-800X)和音响设备(型号:KODAJW 25V);
投影电视(型号:日立HCP-800X),用于将信号输入端所接收的视频信号V进行图像显示;
音响设备(型号:KODAJW 25V),用于将信号输入端所接收的音频信号A进行声音播放。
工作原理:智能手机将储存并控制播放教学课件音频和视频,通过WIFI无线通讯信号与无线同屏器连接;无线同屏器将信号输入端接收的无线视频和无线音频信号去除载波并转化成HDMI信号;VGA转换器将信号输入端所接收的HDMI信号转化成VGA格式信号,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至多媒体中控器;多媒体中控器将信号输入端所接收的视频信号V和音频信号A进行调节控制,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至投影电视和音响设备。从而完成了从智能手机到多媒体教室各设备的教学内容传输。
常见问题及解决。在教学应用过程中,常见的问题是投影画面出现花屏、马赛克或卡顿,主要原因及解决方法如下:
(1)在进行同屏传输中,智能手机消耗较多的系统资源,因此应尽量减少后台程序运行,以免影响同屏传输的质量,在开启同屏接入操作之前,手机进行清空或重启,以释放更多的内存空间;
(2)手机的CPU运算速度、编码能力、WiFi天线设计、编码模块优化等,都会影响同屏传输效果;个别智能手机,虽然支持同屏功能,但CPU速度跟不上,也容易出现花屏情况,这是手机本身配置问题,建议采用RAM容容2GB以上、CPU频率1.2GHz以上配置;
(3)当智能手机推送高清视频时,因数据量大,容易出现花屏、声画不同步等问题,这是无线信道的数据传输速率所致,尽量保持手机与讲台之间适当的距离。另外,高清视频对同屏器、手机的数据处理能力要求高;
(4)同屏器不要放置在铁制讲台内,以免引起信号的屏蔽,一般通过延长线安置于讲台面或外置天线,当推送数据量大的视频时,尽量保持手机直接面向同屏器。
下面是本发明在课堂教学的相关应用。教师利用同屏技术将智能手机无线融入教室多媒体系统,构成移动授课平台,可以脱离讲台,在教室内自由走动,在手机上的操作同步镜像显示在大屏幕上,可以展示手机上的教学PPT、各类文档、照片等,可以直接在手机屏幕上书写展示例题、演示推导过程,可以随时拍照展示学生的学习过程;学生端手机同样可以随时融入多媒体系统,展示自己的学习成果。
1.课堂教学应用方式
(1)作为电子白板。智能手机屏幕是高清多点触控屏,在APP应用软件的支持下,配合同屏镜像投影,可以成为功能强大的手持电子白板,直接在屏幕上板书、画画等,并且具备笔迹优化、图文混排等优势,如表1所示。具备电子白板功能的免费APP应用很多,如白板涂鸦、小黑板、画图板、随手写、好写笔记等,它们功能各异。经应用比较,Android系统的“随手写”APP应用,具备绘图、文字输入、图文混排及媒体支持功能,适合于课堂教学应用;而苹果iOS系统的“Explain Every-thing”APP应用软件,除了方便导入、批注图片和视频外,还能记录屏幕上的书写、绘画的笔尖移动轨迹,通过手机的麦克风录制讲解音频,最终把录制的结果导出成MP4格式的视频文件,适合用于制作微课。利用智能手机随身携带的优势,充当随身小黑板,可以在课前列提纲、要点,并随时随地熟悉完善教学内容,在课中补充完善、引导学生认知;课后总结回放,还可以把教学过程分享给学生,再现教学过程,有利于复习提高。
在传统的课堂教学中,“粉笔+黑板”言传身教的教学模式在形成学生逻辑思维,培养分析问题、解决问题的能力方面具有一定的优势。智能手机融入多媒体系统,实现传统黑板与电子白板的有机结合,将板书、推导、演算、标注等传统课堂教学活动回归现代课堂,实现“随处可写,随时可写”的效果,而且课堂板书自动分页保存,可以随时查阅与分享。
(2)作为视频展示台。在多媒体教学中,视频展示台在课堂中的应用丰富教学方法、提高课堂效益、给学生更为直观生动的感知。但是,展示台也存在操作复杂、使用局限等问题,当智能手机融入教室多媒体系统,成为可移动的视频展示台,节约经费投入,减小系统管理维护的难度。摄像头是智能手机重要的组成部分,像素普遍达到500万以上,具有拍照和录像功能,在手机APP应用软件的支持下,可以实现智能、3D全景、补光、特效等优化拍摄功能。手机实时图像同步显示于大屏幕上,可以直接分析讲解,也可以拍成手机上的图片,进行局部放大分析。手机高清摄像和位置角度可以灵活移动、调整,使银幕上显示的画面效果更清晰,操作更方便;相对于传统视频展示台,利用手机无线同屏技术,教师可以走入学生中,可以快速展示不同位置的学生典型案例,学生也可以在自己的座位操作示范,并即时同步镜像到大屏幕上,节约时间,提高效率;为了方便教师的展示操作,在教室配置“手机三脚架”固定手机,达到更好的应用效果。
(3)作为无线话筒。教学中话筒扩音对减轻教师的工作强度有重要作用,但是教室配备的有线话筒不便教师移动和师生互动,而无线话筒存在电池消耗、维护比较麻烦的问题。因此,当智能手机融入教室多媒体系统后,配合手机的带麦耳机作为拾音器,在拾音APP程序的支持下,便可以形成性能良好的无线话筒系统。具备拾音功能的APP应用程序很丰富,有MegaPhone、LoudSpeaker、VoiceSpeaker等。经对比测试,MegaPhone的音质好、延时少、操作简单,并且支持后台、锁屏方式下运行,配合同屏器能组成性能良好的无线扩音系统。使用时,把话筒佩戴在合适位置,教学扩音就好比佩戴耳机打电话一样方便,智能手机是教师熟悉的装备,可靠性高,应用效果好。
(4)作为教学多媒体平台。智能手机是功能强大的多媒体平台,能直接编辑播放常用的教学PPT、文档、图像、视频、动画等教学资源;同时,智能手机的普及催生了应用商店的出现,具备大量通用性和学科性工具,使智能手机能够有效地应用于各门课程的教学中。通用的教学应用APP有笔记类、作品创作类、办公套件类等;而各门学科的教学应用也非常丰富,如小学语文的“笔顺”这一知识点有“汉字笔顺、写汉字、笔顺大全、笔顺规则等”,与化学相关的有“元素周期表、神奇的化学实验、化学方程式等”,丰富的学科APP软件能够帮助教师进行有效的教学,提升课堂效率,还原教学过程,摒弃单向讲授式的弊端,让学生高效、快速领会学习要点。在课堂教学中,充分发挥教师都拥有智能手机、APP应用软件发展迅速、与生活结合紧密、教师使用熟练等优势,将最新信息引入课堂,教师平时通过微信、网络浏览,对于教学有用的视频、文章、新闻等各种信息通过收藏、拷屏等方式保存下来,在教学中直接展现,能够实现课堂教学和信息发展实时同步,发挥“互联网+”的优势。
(5)学生端的应用。在课堂教学中,学生的智能手机同样可以融入多媒体系统,分享相关的学习成果,在手写软件的支持下,同学们的课堂练习、推导演练等,不仅能够直接展示结果,还能再现推导过程,便于分析问题,找出原因。智能手机相当于手持电脑,在普通教室学生可以充分利用丰富的网络资源开展探究学习、情景学习、合作学习等,特别是在高校的课堂教学中,大学生几乎人人拥有智能手机,具备作为个性化学习工具的条件。
2.课堂活动中的具体应用
在课堂讲授活动中,智能手机发挥富媒体资源的优势,创设教学情景,除了投影教学PPT、各类文档、网络资源以外,还能直接投影展示微信收藏、手机上的照片和视频。在随手写、绘图板等白板APP应用软件的支持下,进行逻辑推导、重点提示、例题解答、公式运算等教学活动,实现传统黑板的功能。
在课堂提问活动中,可以应用手机“随机抽号器”,通过程序随机抽选某个学号或某一小组进行回答,大屏幕直接投影抽号过程,在课堂中应用发现,抽号过程就像抽奖一样,学生兴奋度高,有利于保持学生注意力、活跃课堂气氛,随机选出的同学自觉起身回答,效果比教师直接点名更好。另外,对于一些比较有争议的问题,利用手机对同学的回答进行即时录音或录像,并随时播放进行精细化分析评价。
在课堂演示活动中,教师在讲台上进行操作演示,后排同学不能看清操作细节,演示效果受到影响,应用智能手机对演示过程进行直播投影,距离较远的同学,也可以在大屏幕上看清操作细节和实验结果;手机方便对整个操作过程进行录像,关键步骤或瞬间即逝的实验现象,可以通过特写、全景录像,以慢速播放方式,清晰再现实验过程。
在课堂练习活动中,各学科、知识点都有大量的练习测评类APP应用,如“拼音大挑战、速算盒子、物理课堂练习”等,能够实现快速出题,即时呈现,学生能够在教师的手机上,以交互游戏的形式完成练习,增加课堂练习的趣味性和效率;同时智能手机课堂练习中还可以充当记时器、记录仪的作用,进行作品展示和结果分析;可以对学生的练习拍照,在“Pic Say”等应用的支持下,进行放大、批注、划线等点评操作。
智能手机贯穿于课堂教学的全过程,有效应用于课堂教学的各个环节,需要相应APP软件的支持,主要有学科通用和学科专用两类,如表2所示。
以上是一种基于智能手机移动授课平台的构建以及相关的应用,智能手机和智能APP软硬件性能的不断提升以及良好的人机交互持续发展,智能手机应用于课堂教学将越来越普遍,基于现有的多媒体教学系统,应用智能手机和无线同屏技术构建移动授课平台,充分利用师生个人设备,以较低的资金投入,优化多媒体辅助教学,实现教学方式的创新,具有较大实践意义和应用价值。
表1智能手机白板优势
表2常用APP应用于目的

Claims (4)

1.一种基于智能手机移动授课系统,其特征在于:包括:
智能手机,用于储存并控制播放教学课件音频和视频信号,通过WIFI无线通讯信号与无线同屏器信号输入端连接,以将智能手机屏幕播放的教学课件音频和视频信号无线传输至无线同屏器的信号输入端;
无线同屏器,用于将信号输入端接收的无线视频和无线音频信号去除载波并转化成HDMI信号,其信号输出端与VGA转换器的信号输入端有线连接;
VGA转换器,用于将信号输入端所接收的HDMI信号转化成VGA格式信号,其信号输出端包括视频信号输出端和音频信号输出端,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至多媒体中控器的视频信号输入端和音频信号输入端;
多媒体中控器,用于将信号输入端所接收的视频信号V和音频信号A进行调节控制,及管理授课系统,其信号输出端包括视频信号输出端和音频信号输出端,分别以有线连接方式将VGA格式的视频信号V和音频信号A传输至投影电视和音响设备;
投影电视,用于将信号输入端所接收的视频信号V进行图像显示;
音响设备,用于将信号输入端所接收的音频信号A进行声音播放。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机移动授课系统,其特征在于:所述智能手机采用Android系统。
3.根据权利要求2所述的一种基于智能手机移动授课系统,其特征在于:所述无线同屏器采用Miracast协议。
4.根据权利要求3所述的一种基于智能手机移动授课系统,其特征在于:所述授课系统还包括受多媒体中控器控制的电动窗帘和灯光等设备。
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