CN110211437A - 一种基于课堂教学的多屏信息交互控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，包括：显示模块，所述显示模块包括多个显示屏幕，多个显示屏幕分别于课堂内部四周环绕设置，多个显示屏幕通过数据线连接实现数据交互；播放模块，用于控制输入的教学课件在所述显示模块上播放；采集模块，所述采集模块包括多个采集单元，多个采集单元分别设置在所述显示屏幕上，用于采集课堂图像；数据处理模块，用于控制所述播放模块的播放指令，以及获取课堂图像并对图像中的学生动作进行识别，判断筛选学生在课堂中的不良行为动作图像；报警模块，用于接收数据处理模块在确定识别出学生的不良行为动作时触发的报警指令，发出报警信号；服务器，用于储存课件和所述不良行为动作图像。
Description
技术领域
本发明涉及多媒体教学领域，尤其涉及一种基于课堂教学的多屏信息交互控制系统。
背景技术
随着科技的发展，教育行业也在不断改革，从最初的黑板上板书，到后来的课件投影，再到现在的网络辅助教学，教师的教学方式正越来越便捷、高效。
在现有的主流教学模式中，教师将课件在电脑上播放，再通过投影仪投放到黑板上，这样的授课方式仍停留在传统的讲课方式上，教师在讲课的过程中无法全面准确地获知学生的学习情况，不可避免有部分学生在课堂中注意力不集中，令到教学的效率低下，学生的受教育情况不佳。
发明内容
本发明提供了一种基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，以解决传统的讲课模式中教师无法全面准确地获知学生学习情况的技术问题，从而通过采集课堂图像对学生的不良行为进行识别，全面准确地实时获取学生的学习情况，并实时对课堂上出现的不良行为动作进行自动报警，便于教师实时作出相关处理，进而提高学生的学习效率，实现高效教学。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，包括：显示模块，所述显示模块包括多个显示屏幕，多个所述显示屏幕分别于课堂内部四周环绕设置，多个所述显示屏幕通过数据线连接实现数据交互；播放模块，用于控制输入的教学课件在所述显示模块上播放；采集模块，所述采集模块包括多个采集单元，多个所述采集单元分别设置在所述显示屏幕上，用于采集课堂图像；数据处理模块，用于控制所述播放模块的播放指令，以及获取所述课堂图像并对图像中的学生动作进行识别，判断筛选学生在课堂中的不良行为动作图像；报警模块，用于接收所述数据处理模块在确定识别出学生的不良行为动作时触发的报警指令，发出报警信号；服务器，用于储存课件和所述不良行为动作图像。
作为优选方案，所述不良行为动作包括课堂睡觉、课堂吃东西、课堂讲话、课堂玩手机和课堂打闹。
作为优选方案，还包括第一通信模块，所述第一通信模块用于进行数据传输交互，所述第一通信模块与所述数据处理模块连接。
作为优选方案，还包括音响设备，所述音响设备包括音频矩阵、麦克风矩阵和扬声器矩阵，所述音频矩阵和所述扬声器矩阵在课堂内部环绕设置，所述麦克风矩阵设置在讲台，所述音频矩阵、所述麦克风矩阵和所述扬声器矩阵分别与所述数据处理模块连接。
作为优选方案，还包括至少一个阅读终端，所述阅读终端包括第二显示模块、第二通信模块和第二数据处理模块，所述第二通信模块与所述第一通信模块连接，进行数据交互获取课件数据；所述第二显示模块用于显示课件内容；所述第二数据处理模块发出控制所述第二显示模块和所述第二通信模块动作的指令。
作为优选方案，所述阅读终端还包括课件痕迹采集模块，用于采集学生浏览课件的速度、持续阅读时长、间断阅读时长和阅读的范围。
作为优选方案，所述阅读终端还包括互动模块，所述互动模块用于接收学生输入对教学内容存在疑问的信息数据并通过所述第二通信模块发送出去。
作为优选方案，还包括至少一个穿戴设备，所述穿戴设备包括人体生物信息采集模块和第三通信模块，所述人体生物信息采集模块用于采集学生在课堂上的生命体征数据，并通过所述第三通信模块将所述生命体征数据传输到所述第一通信模块。
作为优选方案，所述生命体征数据包括学生的脑电波、血压、心率、体温以及视听关注持续时间、姿势变化数据。
作为优选方案，所述第一通信模块、所述第二通信模块和所述第三通信模块分别包括WIFI模块、4G模块、3G模块或蓝牙模块中的一种或多种组合。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
1、本发明通过采集课堂图像对学生的不良行为进行识别，全面准确地实时获取学生的学习情况，并实时对课堂上出现的不良行为动作进行自动报警，便于教师实时作出相关处理，解决传统的讲课模式中教师无法全面准确地获知学生学习情况的技术问题，从而提高学生的学习效率，实现高效教学。
2、通过采集学生浏览课件的速度、持续阅读时长、间断阅读时长和阅读的范围，还能判断学生在学习过程的专注程度，准确地分析学生的学习情况，便于后续提供针对性的教学辅助。
3、通过人体生物信息采集模块采集学生在课堂上的生命体征数据，可以实时掌握学生在课堂上的精神状态，从而判断出学生的身体情况，便于及时控制和调整学生的学习状态，进一步提高学生的学习效率。
4、多种多媒体设备的结合使用，配合多屏宽视觉感受的教学模式，相对传统枯燥无味的教学方法，更具吸引和智能化，可以令学生更容易投入现代化教学中，进一步提高学生的学习效率。
附图说明
图1：为本发明实施例一中的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统的结构示意图；
图2：为本发明实施例二中的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统的结构示意图；
图3：为本发明实施例三中的阅读终端的结构示意图；
图4：为本发明实施例四中的穿戴设备的结构示意图。
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作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。
实施例一：请参照图1，本发明优选实施例提供了一种基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，包括：显示模块，所述显示模块包括多个显示屏幕，多个所述显示屏幕分别于课堂内部四周环绕设置，多个所述显示屏幕通过数据线连接实现数据交互；播放模块，用于控制输入的教学课件在所述显示模块上播放；采集模块，所述采集模块包括多个采集单元，多个所述采集单元分别设置在所述显示屏幕上，用于采集课堂图像；数据处理模块，用于控制所述播放模块的播放指令，以及获取所述课堂图像并对图像中的学生动作进行识别，判断筛选学生在课堂中的不良行为动作图像；报警模块，用于接收所述数据处理模块在确定识别出学生的不良行为动作时触发的报警指令，发出报警信号；服务器，用于储存课件和所述不良行为动作图像。在本实施例中，所述不良行为动作包括课堂睡觉、课堂吃东西、课堂讲话、课堂玩手机和课堂打闹。在本实施例中，还包括第一通信模块，所述第一通信模块用于进行数据传输交互，所述第一通信模块与所述数据处理模块连接。
在课室的正前方、正左侧和正右侧分别设置多个显示器，显示器为高清显示器，但不局限于任何一种显示器，显示器的型号、品牌、尺寸均不受限于本实施例当中。在各个显示器上还安装了摄像头作为采集装置，各个摄像头实时对课堂情况进行拍照，然后通过数据线将图片数据传输到数据处理模块，数据处理模块使用大功率处理芯片，能快速运算，对数据进行筛选识别；数据处理模块对获取的课堂图片进行人物动作识别，通过常规的人物动作模型建立方法建立识别模型，并储存在数据处理模块中，在数据处理模块中运行相关程序。数据处理模块对人物动作识别后，可以识别出包括但不限于课堂睡觉、课堂吃东西、课堂讲话、课堂玩手机和课堂打闹等动作，后续可根据实际情况建立相应的模型并进行模型训练得到识别其他行为动作的功能。当识别出不良动作时，触发预先设置在数据处理模块的报警信号指令，向报警模块发出启动指令，报警模块在收到相应指令后发出报警信号，报警信号可以是声音或光源，以及声音和光源同时发生的报警信号，应当理解的时，在此阐述的报警信号只是本实施例中应该的其中一种，并不作为限定本专利适用范围的标准界限。在报警信号发出的同时，可以根据实际情况选择在显示器上显示识别的图像，以明确具体某个学生存在不良行为。最后数据处理模块将所有信息数据传输到服务器进行储存，便于以后取证和管理。本系统还设置有通信模块，包括WIFI模块、4G模块、3G模块或蓝牙模块中的一种或多种组合，实现数据与外界的传输交互。
实施例二：请参照图2，在实施例一的基础上增加音响设备，所述音响设备包括音频矩阵、麦克风矩阵和扬声器矩阵，所述音频矩阵和所述扬声器矩阵在课堂内部环绕设置，所述麦克风矩阵设置在讲台，所述音频矩阵、所述麦克风矩阵和所述扬声器矩阵分别与所述数据处理模块连接。
教师在授课的时候借助音响设备可以实现高质音效的效果，令学生更容易融入教学当中，也令教师可以节省课堂中大声呐喊的体力，且音质更佳。
实施例三：请参照图3，在实施例二的基础上增加至少一个阅读终端，所述阅读终端包括第二显示模块、第二通信模块和第二数据处理模块，所述第二通信模块与所述第一通信模块连接，进行数据交互获取课件数据；所述第二显示模块用于显示课件内容；所述第二数据处理模块发出控制所述第二显示模块和所述第二通信模块动作的指令。在本实施例中，所述阅读终端还包括课件痕迹采集模块，用于采集学生浏览课件的速度、持续阅读时长、间断阅读时长和阅读的范围。在本实施例中，所述阅读终端还包括互动模块，所述互动模块用于接收学生输入对教学内容存在疑问的信息数据并通过所述第二通信模块发送出去。
阅读终端在本实施例中具有课件阅读和数据采集功能，后续可根据实际情况增加相应的功能，在本实施例中，为了保证学生的学习专注度，就不增加太多功能，但本实施例的功能并不作为限定本专利保护范围的标准界限。通过采集学生浏览课件的速度、持续阅读时长、间断阅读时长和阅读的范围，还能判断学生在学习过程的专注程度，准确地分析学生的学习情况，便于后续提供针对性的教学辅助。本实施例中的第二通信模块包括WIFI模块、4G模块、3G模块或蓝牙模块中的一种或多种组合，实现数据与外界的传输交互。
实施例四：请参照图4，在实施例三的基础上增加至少一个穿戴设备，所述穿戴设备包括人体生物信息采集模块和第三通信模块，所述人体生物信息采集模块用于采集学生在课堂上的生命体征数据，并通过所述第三通信模块将所述生命体征数据传输到所述第一通信模块。在本实施例中，所述生命体征数据包括学生的脑电波、血压、心率、体温以及视听关注持续时间、姿势变化数据。在本实施例中，所述第三通信模块分别包括WIFI模块、4G模块、3G模块或蓝牙模块中的一种或多种组合。
穿戴设备的形态可根据实际情况进行变化，包括但不限于手表、项链、胸牌等等，在穿戴设备上安装人体生物信息采集模块进行数据采集，通过人体生物信息采集模块采集学生在课堂上的生命体征数据，通过第三通信模块将采集到的生命体征数据传输到第一通信模块，数据处理模块从第一通信模块中获取到生命体征数据并进行数据分析，通过运算得到学生的身体情况异常状态，可以实时掌握学生在课堂上的精神状态，从而判断出学生的身体情况，便于及时控制和调整学生的学习状态，进一步提高学生的学习效率。
多种多媒体设备的结合使用，配合多屏宽视觉感受的教学模式，相对传统枯燥无味的教学方法，更具吸引和智能化，可以令学生更容易投入现代化教学中，进一步提高学生的学习效率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，包括：显示模块，所述显示模块包括多个显示屏幕，多个所述显示屏幕分别于课堂内部四周环绕设置，多个所述显示屏幕通过数据线连接实现数据交互；播放模块，用于控制输入的教学课件在所述显示模块上播放；采集模块，所述采集模块包括多个采集单元，多个所述采集单元分别设置在所述显示屏幕上，用于采集课堂图像；数据处理模块，用于控制所述播放模块的播放指令，以及获取所述课堂图像并对图像中的学生动作进行识别，判断筛选学生在课堂中的不良行为动作图像；报警模块，用于接收所述数据处理模块在确定识别出学生的不良行为动作时触发的报警指令，发出报警信号；服务器，用于储存课件和所述不良行为动作图像。
2.如权利要求1所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，所述不良行为动作包括课堂睡觉、课堂吃东西、课堂讲话、课堂玩手机和课堂打闹。
3.如权利要求1所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，还包括第一通信模块，所述第一通信模块用于进行数据传输交互，所述第一通信模块与所述数据处理模块连接。
4.如权利要求1所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，还包括音响设备，所述音响设备包括音频矩阵、麦克风矩阵和扬声器矩阵，所述音频矩阵和所述扬声器矩阵在课堂内部环绕设置，所述麦克风矩阵设置在讲台，所述音频矩阵、所述麦克风矩阵和所述扬声器矩阵分别与所述数据处理模块连接。
5.如权利要求3所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，还包括至少一个阅读终端，所述阅读终端包括第二显示模块、第二通信模块和第二数据处理模块，所述第二通信模块与所述第一通信模块连接，进行数据交互获取课件数据；所述第二显示模块用于显示课件内容；所述第二数据处理模块发出控制所述第二显示模块和所述第二通信模块动作的指令。
6.如权利要求5所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，所述阅读终端还包括课件痕迹采集模块，用于采集学生浏览课件的速度、持续阅读时长、间断阅读时长和阅读的范围。
7.如权利要求5所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，所述阅读终端还包括互动模块，所述互动模块用于接收学生输入对教学内容存在疑问的信息数据并通过所述第二通信模块发送出去。
8.如权利要求3所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，还包括至少一个穿戴设备，所述穿戴设备包括人体生物信息采集模块、第三数据处理模块和第三通信模块，所述人体生物信息采集模块用于采集学生在课堂上的生命体征数据，并通过所述第三通信模块将所述生命体征数据传输到所述第一通信模块；所述第三数据处理模块发出控制所述人体生物信息采集模块和所述第三通信模块动作的指令。
9.如权利要求8所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，所述生命体征数据包括学生的脑电波、血压、心率、体温以及视听关注持续时间、姿势变化数据。
10.如权利要求8所述的基于课堂教学的多屏信息交互控制系统，其特征在于，所述第一通信模块、所述第二通信模块和所述第三通信模块分别包括WIFI模块、4G模块、3G模块或蓝牙模块中的一种或多种组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190906 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |