CN110352451B - 一种同屏教学方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同屏教学方法、装置和系统、智能设备及存储介质，方法包括：获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器；获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面；送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端；对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备。本发明通过同屏设备和服务器实现了一对多课堂教学同屏和课堂教学同屏中的教学互动。

Description

一种同屏教学方法、装置、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及多媒体技术领域，尤其涉及一种同屏教学方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

随着智能终端的普及,教学模式正发生转变,智能终端在课堂中的应用成为研究热点。越来越多的学校开始使用智能终端借助投影仪或电子白板进行课堂教学。这种教学模式虽然相对于传统的黑板教学已经大大提高了教学的多样性和互动性，但是由于场地的限制，通常会存在以下缺陷；座位靠后的同学因为前面同学的遮挡，难以看清白板或投影的内容。因此，如何让每个学生获得平等的听课感受成为亟待解决的问题。

智能终端设备能力的增强，使得终端设备间的屏幕共享和互动成为可能。多屏互动是指将一台终端设备屏幕所显示的内容利用无线传输等技术传输到另一终端设备上进行显示，同时通过发送端设备对接收端设备的屏幕进行控制等操作。现有技术中，多屏互动技术主要应用在一对一的场景，比如将手机屏幕内容投放到电视或者投影上。

现有的技术方案：DLNA、WifiDisplay(miracast)、AirPlay等，其中，DLNA：基于UPNP进行组网，可以无线播放现有的多媒体资源或文件，不支持屏幕投射；WifiDisplay：可实现无线投屏，但建立连接过程比较缓慢，不易操作,体验不好；AirPlay：支持文件播放和投屏，但更多的只适用于认证过的苹果设备和一些苹果授权的合作伙伴的设备。

此外，以上技术方案，主要应用在一对一的同屏场景,不能承载几十甚至上百个终端的同屏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同屏教学方法、装置、系统及存储介质，以解决上述背景技术中提出的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种同屏教学方法，应用于教师终端，所述方法包括：

获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息；

接收服务器返回的课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面；

发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，所述上课指令携带有学生终端与同屏设备建立分屏连接并进入课堂所需的开课信息；

对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备。

在本发明的一个实施例中，所述获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求前还包括：

扫描同屏设备的二维码获取同屏设备的IP地址，与同屏设备建立投屏连接。

在本发明的一个实施例中，所述获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求前还包括：

根据投屏历史信息生成供用户选择的同屏设备列表，所述投屏历史信息包括建立过投屏连接的所有同屏设备的IP地址及名称；

获取用户选择的同屏设备的IP地址，与所述同屏设备建立投屏连接。

在本发明的一个实施例中，所述根据投屏历史信息生成供用户选择的同屏设备列表前包括：

获取用户通过点击或触摸悬浮按钮发起的投屏请求，根据投屏请求获取投屏历史信息。

在本发明的一个实施例中，所述方法包括：

获取用户输入的教学互动指令；

发送教学互动请求至订阅所述班级ID的各学生终端，所述教学互动请求包括教学互动指令和/或教学互动数据；

根据教学互动信息生成对应的教师端互动界面进行展示，所述教学互动信息包括用户输入的教学互动指令、和/或用户输入的教学互动数据、和/或学生终端返回的教学互动结果数据；

发送互动结束指令至订阅所述班级ID的各学生终端。

在本发明的一个实施例中，所述方法包括：

接收同屏设备发送的各学生终端的分屏连接状态信息，更新学生终端屏幕监控界面中各学生终端的在线状态。

根据本发明的一个方面，提供一种同屏教学方法，应用于学生终端，所述方法包括：

接收上课指令，所述上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID；

根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化学生端课堂界面；

根据同屏设备的IP地址，与同屏设备建立分屏连接，初始化分屏窗口；

接收同屏设备发送的分屏内容，将所述分屏内容解码后在分屏窗口进行展示。

在本发明的一个实施例中，所述方法包括：

接收教师终端发送的教学互动请求，隐藏分屏窗口，所述教学互动请求包括教学互动指令和/或教学互动数据；

根据教学互动请求生成对应的学生端互动界面进行展示；

获取用户输入的教学互动结果数据，并将教学互动结果数据发送至教师终端；

接收教师终端发送的互动结束指令，退出学生端互动界面，恢复分屏窗口。

根据本发明的一个方面，提供一种同屏教学方法，应用于同屏设备，所述方法包括：

监听投屏服务端口，接收教师终端发送的投屏连接请求，注册教师终端的信息，与教师终端建立投屏连接；

获取教师终端发送的投屏内容，将所述投屏内容解码后在投屏窗口进行展示；

监听分屏服务端口，接收学生终端发送的分屏连接请求，注册学生终端的信息，与学生终端建立分屏连接；

对自身屏幕进行录制编码生成分屏内容，将所述分屏内容发送至与之建立分屏连接的各学生终端；

监测各学生终端与同屏设备的分屏连接状态，将各学生终端的分屏连接状态信息发送至教师终端。

在本发明的一个实施例中，所述方法包括：

接受服务器同步的课程数据，将课程数据发送至与之建立投屏连接的教师终端和/或与之建立分屏连接的学生终端。

根据本发明的一个方面，提供一种同屏教学装置，包括：

开课发起模块，用于获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息；

课堂教学模块，用于接收服务器返回的课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面；

上课通知模块，用于发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，所述上课指令携带有学生终端与同屏设备建立分屏连接并进入课堂所需的开课信息；

投屏模块，用于对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备。

在本发明的一个实施例中，所同屏教学装置用于执行实现应用于教师终端的任一项所述的同屏教学方法的操作。

根据本发明的一个方面，提供一种同屏教学装置，包括存储器和处理器，其中：

存储器，用于存储指令；

处理器，用于执行所述指令，使得所述同屏教学装置执行实现上述任一项所述的同屏教学方法的操作。

根据本发明的一个方面，提供一种智能设备，包括上述任一项所述的同屏教学装置。

根据本发明的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。

根据本发明的一个方面，提供一种同屏教学系统，包括教师终端、服务器、同屏设备和多个学生终端，

教师终端，用于获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息；接收服务器返回的课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面；发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，所述上课指令携带有学生终端与同屏设备建立分屏连接并进入课堂所需的开课信息；对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备；

服务器，用于接收教师终端发送的开课请求，根据选课信息生成课程ID，将课程ID发送至教师终端，接收教师终端发送的上课指令，生成新的上课指令发送至订阅所述班级ID的各学生终端，所述新的上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID；

同屏设备，用于监听投屏服务端口，与教师终端建立投屏连接，获取教师终端发送的投屏内容，将所述投屏内容解码后在投屏窗口进行展示；监听分屏服务端口，与各学生终端建立分屏连接，对自身屏幕进行录制编码生成分屏内容，将所述分屏内容分别发送至与之建立分屏连接的各学生终端；

学生终端，用于接收上课指令，所述上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化学生端课堂界面，根据同屏设备的IP地址，与同屏设备建立分屏连接，初始化分屏窗口，接收同屏设备发送的分屏内容，将所述分屏内容解码后在分屏窗口进行展示。

在本发明的一个实施例中，所述投屏内容采用第一编码质量进行编码，所述分屏内容采用第二编码质量进行编码，所述第一编码质量高于第二编码质量。

在本发明的一个实施例中，服务器，还用于将相应的课程数据同步至同屏设备；教师终端和各学生终端，还用于根据课程ID从同屏设备获取相应的课程数据。

在本发明的一个实施例中，同屏设备，还用于监测各学生终端与同屏设备的分屏连接状态，将各学生终端的分屏连接状态信息发送至教师终端；

教师终端，还用于接收同屏设备发送的各学生终端的分屏连接状态信息，更新学生终端屏幕监控界面中各学生终端的在线状态。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明实施例通过同屏设备对教师终端的投屏内容解码输出后重新录制编码生成分屏内容，再将分屏内容分别发送至多个学生终端，实现了一对多同屏，进一步地，通过服务器建立教师终端与学生终端的消息通道，实现教师终端与各学生终端同步进入课堂进行同屏教学以及同屏教学过程中的教学互动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明一个实施例中一种同屏教学方法的流程图；

图2为本发明另一个实施例中一种同屏教学方法的流程图，

图3为本发明又一个实施例中一种同屏教学方法的流程图，

图4为本发明再一个实施例中一种同屏教学方法的流程图，

图5为本发明一个实施例中一种同屏教学装置的结构图；

图6为本发明另一个实施例中一种一种同屏教学装置的结构图；

图7为本发明一个实施例中一种同屏教学系统的结构图。

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。

如图1所示，为本发明一个实施例中一种同屏教学方法的流程图。优选的，本实施例可由教师终端所包含的同屏教学装置执行。该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息。

教师终端进入课堂之前，先开启同屏设备，同屏设备开启后，自动开启投屏服务和分屏服务，获取自身的IP地址生成二维码进行展示，等待教师终端与学生终端进行连接。

老师使用账号登录教师终端后，进入课堂教学页面对本次上课的课程进行选择。具体的，进入课堂教学页面后可选择按目录上课或者按课程上课，如选择按目录上课，则需要对本次上课的科目、电子书和章节信息进行选择；如选择按课程上课，则需要在预先创建的课程列表中选择一个课程。第二种上课模式主要针对一些非科目教学的情形，如班会、分享交流会、培训等。

选择本次上课的课程之后，还需对班级进行选择。具体的，可在课堂教学页面上展示一下拉班级选择框。

完成上述选择之后，若此时教师终端处于非投屏状态，则教师终端通过扫码上课进入课堂。具体的，点击课堂教学页面上的“扫码上课”按钮，扫描同屏设备的二维码获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器；若教师终端处于投屏状态，则点击课堂教学页面上的“上课”按钮，获取当前建立投屏连接的同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器。优选的，可将班级选择框和上课按钮组合在一起显示，且与“扫码上课”按钮分开显示在课堂教学页面不同的位置。

在本发明的一个实施例中，在教师终端进入课堂之前，可先将教师终端屏幕投屏到同屏设备。具体的，在支持投屏的界面展示一悬浮按钮，该悬浮按钮可以被任意拖动，获取用户通过点击或触摸悬浮按钮发起的投屏请求，根据投屏请求获取投屏历史信息，根据投屏历史信息生成供用户选择的同屏设备列表，所述投屏历史信息包括建立过投屏连接的所有同屏设备的IP地址及名称；获取用户选择的同屏设备的IP地址，与所述同屏设备建立投屏连接，对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备。

教师终端与同屏设备建立投屏连接后，保存同屏设备的IP地址和名称，使得教师终端也可根据投屏历史信息获取同屏设备的IP地址，与同屏设备建立投屏连接，减轻老师频繁举起平板扫描所带来的负担以及必须站在固定范围内才能扫描所带来的不便。

在本发明的一个实施例中，投屏历史信息还包括与各同屏设备建立投屏连接的时间信息。教师终端与同屏设备建立投屏连接后，保存并更新与该同屏设备建立投屏连接的时间信息。优选的，对投屏历史信息中存储的同屏设备列表信息条数设置阈值，仅保存阈值数目的最近建立投屏连接的同屏设备信息。此外，在展示可供选择的同屏设备列表时，还可以通过判断同屏设备的子网掩码与教师终端的子网掩码来对同屏设备进行过滤，仅将与教师终端位于同一子网的同屏设备进行展示。

步骤S102，接收服务器返回的课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面。

所述课程数据包括课件、和/或电子书、和/或作业，其中，课件包括PPT、PDF、视频、音频等各种文件。

在本发明的一个实施例中，服务器接收到教师终端发送的开课请求后，根据选课信息生成课程ID，并将相应的课程数据保存到数据库或同屏设备，返回课程ID给教师终端，以使教师终端根据课程ID从数据库或同屏设备下载课程数据。将课程数据存储到同屏设备，不仅可以减轻远端服务器的压力，而且可提高数据访问的速度和稳定性。

步骤S103，发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，所述上课指令携带有学生终端与同屏设备建立分屏连接并进入课堂所需的开课信息。

在本发明的一个实施例中，学生终端按照班级ID来订阅课程信息。教师端课堂界面初始化完成后，发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，通知各学生终端获取课程数据进入课堂，并与同屏设备建立分屏连接，准备接受教学终端发送的分屏内容。

具体的，开课信息包括班级ID、和/或教师ID、和/或同屏设备的IP地址、和/或课程ID。在本发明的一个实施例中，开课信息包括同屏设备的IP地址、班级ID和课程ID，服务器生成包含同屏设备的IP地址和课程ID的新上课指令发送到订阅该班级ID的各学生终端。在本发明的另一个实施例中，开课信息包括教师ID和班级ID，服务器根据教师ID和班级ID获取同屏设备的IP地址和课程ID生成新上课指令发送到订阅该班级ID的各学生终端。

步骤S104，对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备。

在本发明的一个实施例中，对教师终端的屏幕进行录制，生成包括音频数据流和视频数据流的投屏内容。具体的，采用TCP/IP协议，并使用NIO(non-blocking I/O，非阻塞IO)方式来传输多媒体数据，以实现高并发，低延迟Socket通信来保障投屏的实时性。

为了保证投屏的流畅性，在本发明的一个实施例中，根据教师终端的性能信息及所处网络的状态信息确定投屏内容的编码质量，再根据编码质量对屏幕进行录制编码生成投屏内容，并将所述投屏内容实时发送至该同屏设备。其中，编码质量包括分辨率、帧速率、比特率。

如图2所示，为本发明另一个实施例中一种同屏教学方法的流程图。优选的，本实施例可由教师终端包含的同屏教学装置执行。该方法包括以下步骤：

步骤S201，获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息。

步骤S202，接收服务器返回的课程ID，根据课程ID获取课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面。

步骤S203，根据教师ID、班级ID、课程ID和同屏设备的IP地址生成上课指令发送至订阅所述班级ID的各学生终端。

步骤S204，对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备。

步骤S205，接收同屏设备发送的各学生终端的分屏连接状态信息，更新学生终端屏幕监控界面中各学生终端的在线状态。

教师终端进入课堂教学之后，根据同屏设备发送的各学生终端的分屏连接状态信息，在学生终端屏幕监控界面可查看到该班级所有学生终端的在线情况，如学生终端在线，则显示点亮的学生终端的头像，如学生终端离线，则显示灰色的学生终端头像。

步骤S206，获取用户输入的教学互动指令。

步骤S207，发送教学互动请求至订阅所述班级ID的各学生终端，所述教学互动请求包括教学互动指令和/或教学互动数据。

步骤S208，根据教学互动信息生成对应的教师端互动界面进行展示，所述教学互动信息包括用户输入的教学互动指令、和/或用户输入的教学互动数据、和/或学生终端返回的教学互动结果数据。

步骤S209，发送互动结束指令至订阅所述班级ID的各学生终端。

在本发明的一个实施例中，教学互动指令包括投票、点名、抢答、发布作业等。以投票为例，对步骤S206至S209进行具体描述。用户点击“投票”按钮，发送教学互动请求至订阅所述班级ID的各学生终端，弹出投票设置界面，此时教师终端和学生终端进入非同屏模式。用户对投票的内容进行设置后，点击“开始投票”按钮，展示正在投票界面，收集学生终端反馈的投票结果数据，并对所有学生终端反馈的投票结果数据进行统计，展示投票结果界面。用户点击关闭按钮，发送投票结束指令至订阅所述班级ID的各学生终端，退出投票互动界面，教师终端和学生终端再次进入同屏模式。

步骤S210，发送下课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，发送停止投屏指令至同屏设备。

如图3所示，为本发明又一个实施例中一种同屏教学方法的流程图。优选的，本实施例可由学生终端包含的同屏教学装置执行。该方法包括以下步骤：

步骤S301，接收上课指令，所述上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID。

服务器接收到教师终端的上课指令后，生成包含同屏设备的IP地址和课程ID的新的上课指令发送至订阅当前班级ID的各学生终端。

步骤S302，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化学生端课堂界面。

学生终端根据课程ID从同屏设备或者数据库获取相应的课程数据，根据课程数据初始化学生端课堂界面，进入课堂。

步骤S303，根据同屏设备的IP地址，与同屏设备建立分屏连接，初始化分屏窗口。

步骤S304，接收同屏设备发送的分屏内容，将所述分屏内容解码后在分屏窗口进行展示。

步骤S305，接收教师终端发送的教学互动请求，隐藏分屏窗口，所述教学互动请求包括教学互动指令和/或教学互动数据。

步骤S306，根据教学互动请求生成对应的学生端互动界面进行展示。

步骤S307，获取用户输入的教学互动结果数据，并将教学互动结果数据发送至教师终端。

步骤S308，接收教师终端发送的互动结束指令，退出学生端互动界面，恢复分屏窗口。

在本发明的一个实施例中，教学互动指令包括投票、点名、抢答、发布作业等。学生端接收到教学互动请求后，根据教学互动请求中的指令类型展示对应的教学互动界面，此时教师终端和学生终端进入非同屏模式。以投票为例，学生端接收到投票互动请求后，显示准备投票界面，接收教师终端发送的投票设置数据，生成投票选择界面，用户选择投票结果，提交投票，展示完成投票界面。接收教师终端发送的结束投票指令，退出投票互动界面，重新进入同屏模式。

步骤S309，接收下课指令，退出分屏窗口，退出课堂。

如图4所示，为本发明再一个实施例中一种同屏教学方法的流程图。优选的，本实施例可由同屏设备包含的同屏教学装置执行。该方法包括以下步骤：

步骤S401，监听投屏服务端口，接收教师终端发送的投屏连接请求，注册教师终端的信息，与教师终端建立投屏连接。

同屏设备启动后，开启投屏服务和分屏服务，获取自身的IP地址生成二维码进行展示，等待教师终端与学生终端进行连接。

步骤S402，获取教师终端发送的投屏内容，将所述投屏内容解码后在投屏窗口进行展示。

步骤S403，监听分屏服务端口，接收学生终端发送的分屏连接请求，注册学生终端的信息，与学生终端建立分屏连接。

步骤S404，对自身屏幕进行录制编码生成分屏内容，将所述分屏内容发送至与之建立分屏连接的各学生终端。

步骤S405，监测各学生终端与同屏设备的分屏连接状态，将各学生终端的分屏连接状态信息发送至教师终端。

上述实施例通过同屏设备对教师终端的投屏内容解码输出后重新录制编码生成分屏内容，再将分屏内容分别发送至多个学生终端，实现了一对多同屏，进一步地，通过服务器建立教师终端与学生终端的消息通道，实现教师终端与各学生终端同步进入课堂进行同屏教学以及同屏教学过程中的教学互动。

如图5所示为本发明一个实施例中一种同屏教学装置的结构图，所述同屏教学装置应用于教师终端，包括开课发起模块51、课堂教学模块52、上课通知模块53、投屏模块54，其中，

开课发起模块51，用于获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息。

教师终端进入课堂之前，先开启同屏设备，同屏设备开启后，自动开启投屏服务和分屏服务，获取自身的IP地址生成二维码进行展示，等待教师终端与学生终端进行连接。

老师使用账号登录教师终端后，进入课堂教学页面对本次上课的课程进行选择。具体的，进入课堂教学页面后可选择按目录上课或者按课程上课，如选择按目录上课，则需要对本次上课的科目、电子书和章节信息进行选择；如选择按课程上课，则需要在预先创建的课程列表中选择一个课程。第二种上课模式主要针对一些非科目教学的情形，如班会、分享交流会、培训等。

选择本次上课的课程之后，还需对班级进行选择。具体的，可在课堂教学页面上展示一下拉班级选择框。

完成上述选择之后，若此时教师终端处于非投屏状态，则教师终端通过扫码上课进入课堂。具体的，点击课堂教学页面上的“扫码上课”按钮，扫描同屏设备的二维码获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器；若教师终端处于投屏状态，则点击课堂教学页面上的“上课”按钮，获取当前建立投屏连接的同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器。优选的，可将班级选择框和上课按钮组合在一起显示，且与“扫码上课”按钮分开显示在课堂教学页面不同的位置。

课堂教学模块52，用于接收服务器返回的课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面。

所述课程数据包括课件、和/或电子书、和/或作业，其中，课件包括PPT、PDF、视频、音频等各种文件。

在本发明的一个实施例中，服务器接收到教师终端发送的开课请求后，根据选课信息生成课程ID，并将相应的课程数据保存到数据库或同屏设备，返回课程ID给教师终端，以使教师终端根据课程ID从数据库或同屏设备下载课程数据。将课程数据存储到同屏设备，不仅可以减轻远端服务器的压力，而且可提高数据访问的速度和稳定性

上课通知模块53，用于发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，所述上课指令携带有学生终端与同屏设备建立分屏连接并进入课堂所需的开课信息。

在本发明的一个实施例中，学生终端按照班级ID来订阅课程信息。教师端课堂界面初始化完成后，发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，通知各学生终端获取课程数据进入课堂，并与同屏设备建立分屏连接，准备接受教学终端发送的分屏内容。

具体的，开课信息包括班级ID、和/或教师ID、和/或同屏设备的IP地址、和/或课程ID。在本发明的一个实施例中，开课信息包括同屏设备的IP地址、班级ID和课程ID，服务器生成包含同屏设备的IP地址和课程ID的新上课指令发送到订阅该班级ID的各学生终端。在本发明的另一个实施例中，开课信息包括教师ID和班级ID，服务器根据教师ID和班级ID获取同屏设备的IP地址和课程ID生成新上课指令发送到订阅该班级ID的各学生终端。

投屏模块54，用于对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备。

在本发明的一个实施例中，对教师终端的屏幕进行录制，生成包括音频数据流和视频数据流的投屏内容。具体的，采用TCP/IP协议，并使用NIO(non-blocking I/O，非阻塞IO)方式来传输多媒体数据，以实现高并发，低延迟Socket通信来保障投屏的实时性。

为了保证投屏的流畅性，在本发明的一个实施例中，根据教师终端的性能信息及所处网络的状态信息确定投屏内容的编码质量，再根据编码质量对屏幕进行录制编码生成投屏内容，并将所述投屏内容实时发送至该同屏设备。其中，编码质量包括分辨率、帧速率、比特率。

在本发明的一个实施例中，所述同屏装置用于执行实现如上述任一实施例(图1或图2实施例)所述的同屏方法的操作。

如图6所示为本发明另一个实施例中一种同屏教学装置的结构图，所述同屏教学装置可应用于教师终端、学生终端或同屏设备，包括存储器61和处理器62，其中：

存储器61，用于存储可在处理器62上运行的计算机程序。

处理器62，用于执行计算机程序，使得投屏装置执行实现如上述任一实施例(图1或图2或图3或图4实施例)所述的同屏教学方法的操作。

根据本发明的另一方面，提供一种智能设备，包括如上述任一实施例(图5或图6实施例)所述的同屏教学装置。

上述实施例通过同屏设备对教师终端的投屏内容解码输出后重新录制编码生成分屏内容，再将分屏内容分别发送至多个学生终端，实现了一对多同屏，进一步地，通过服务器建立教师终端与学生终端的消息通道，实现教师终端与各学生终端同步进入课堂进行同屏教学以及同屏教学过程中的教学互动。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被储器执行时实现如上述任一实施例(例如图1～图4实施例)所述的同屏教学方法，可以应用于智能设备中；前述实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，移动设备或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

基于本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质，通过同屏设备对教师终端的投屏内容解码输出后重新录制编码生成分屏内容，再将分屏内容分别发送至多个学生终端，实现了一对多同屏，进一步地，通过服务器建立教师终端与学生终端的消息通道，实现教师终端与各学生终端同步进入课堂进行同屏教学以及同屏教学过程中的教学互动。

如图7所示为本发明一个实施例中一种同屏教学系统的结构图，包括：教师终端71、服务器72、同屏设备73和多个学生终端74，

教师终端71，用于获取同屏设备73的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器72，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息；接收服务器72返回的课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面；发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端74，所述上课指令携带有学生终端与同屏设备建立分屏连接并进入课堂所需的开课信息；对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备73；

服务器72，用于接收教师终端71发送的开课请求，根据选课信息生成课程ID，将课程ID发送至教师终端71，接收教师终端71发送的上课指令，生成新的上课指令发送至订阅所述班级ID的各学生终端74，所述新的上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID；

同屏设备73，用于监听投屏服务端口，与教师终端71建立投屏连接，获取教师终端71发送的投屏内容，将所述投屏内容解码后在投屏窗口进行展示；监听分屏服务端口，与学生终端74建立分屏连接，对自身屏幕进行录制编码生成分屏内容，将所述分屏内容分别发送至与之建立分屏连接的各学生终端74；

学生终端74，用于接收上课指令，所述上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化学生端课堂界面，根据同屏设备73的IP地址，与同屏设备73建立分屏连接，初始化分屏窗口，接收同屏设备73发送的分屏内容，将所述分屏内容解码后在分屏窗口进行展示。

在本发明的一个实施例中，同屏设备73同时支持wifi和以太网，教师终端71、同屏设备73和各学生终端74位于同一局域网。优选的，教师终端71、同屏设备73和各学生终端74连接至同一AP，所述AP支持5G频段，也可同时支持2.4G频段，支持的最大用户数大于50。

在本发明的一个实施例中，同屏设备将投屏窗口及自身桌面通过自身的显示装置或外接的显示装置进行显示。

在本发明的一个实施例中，投屏内容采用第一编码质量进行编码，所述分屏内容采用第二编码质量进行编码，所述第一编码质量高于第二编码质量。

在本发明的一个实施例中，服务器72还用于将相应的课程数据同步至同屏设备73；

教师终端71和学生终端74，还用于根据课程ID从同屏设备73获取相应的课程数据。

在本发明的一个实施例中，同屏设备73，还用于监测各学生终端74与同屏设备73的分屏连接状态，将各学生终端74的分屏连接状态信息发送至教师终端71；

教师终端71，还用于接收同屏设备73发送的各学生终端74的分屏连接状态信息，更新学生终端屏幕监控界面中各学生终端的在线状态。

上述实施例提供的同屏教学系统，通过同屏设备对教师终端的投屏内容解码输出后重新录制编码生成分屏内容，再将分屏内容分别发送至多个学生终端，实现了一对多同屏，进一步地，通过服务器建立教师终端与学生终端的消息通道，实现教师终端与各学生终端同步进入课堂进行同屏教学以及同屏教学过程中的教学互动。

在上述描述的同屏装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种同屏教学方法，其特征在于，所述方法基于教师终端、服务器、同屏设备和多个学生终端，所述教师终端、同屏设备和学生终端均连接到同一AP，所述同屏设备连接到所述AP，所述AP通过互联网连接服务器；

所述教师终端执行：

获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息；

接收服务器返回的课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面；

发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，所述上课指令携带有学生终端与同屏设备建立分屏连接并进入课堂所需的开课信息；

对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备；

所述同屏设备执行：

监听投屏服务端口，接收教师终端发送的投屏连接请求，注册教师终端的信息，与教师终端建立投屏连接；

获取教师终端发送的投屏内容，将所述投屏内容解码后在投屏窗口进行展示；

监听分屏服务端口，接收学生终端发送的分屏连接请求，注册学生终端的信息，与学生终端建立分屏连接；

对自身屏幕进行录制编码生成分屏内容，将所述分屏内容分别发送至与之建立分屏连接的各学生终端；

监测各学生终端与同屏设备的分屏连接状态，将各学生终端的分屏连接状态信息发送至教师终端；

所述学生终端执行：

接收上课指令，所述上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID；

根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化学生端课堂界面；

根据同屏设备的IP地址，与同屏设备建立分屏连接，初始化分屏窗口；

接收同屏设备发送的分屏内容，将所述分屏内容解码后在分屏窗口进行展示；

所述同屏设备还执行：

接受服务器同步的课程数据，将课程数据发送至与之建立投屏连接的教师终端和/或与之建立分屏连接的学生终端。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求前还包括：

扫描同屏设备的二维码获取同屏设备的IP地址，与同屏设备建立投屏连接。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求前还包括：

根据投屏历史信息生成供用户选择的同屏设备列表，所述投屏历史信息包括建立过投屏连接的所有同屏设备的IP地址及名称；

获取用户选择的同屏设备的IP地址，与所述同屏设备建立投屏连接。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据投屏历史信息生成供用户选择的同屏设备列表前包括：

获取用户通过点击或触摸悬浮按钮发起的投屏请求，根据投屏请求获取投屏历史信息。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述教师终端还执行：

获取用户输入的教学互动指令；

发送教学互动请求至订阅所述班级ID的各学生终端，所述教学互动请求包括教学互动指令和/或教学互动数据；

根据教学互动信息生成对应的教师端互动界面进行展示，所述教学互动信息包括用户输入的教学互动指令、和/或用户输入的教学互动数据、和/或学生终端返回的教学互动结果数据；

发送互动结束指令至订阅所述班级ID的各学生终端。

6.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述教师终端还执行：

接收同屏设备发送的各学生终端的分屏连接状态信息，更新学生终端屏幕监控界面中各学生终端的在线状态。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述学生终端还执行：

接收教师终端发送的教学互动请求，隐藏分屏窗口，所述教学互动请求包括教学互动指令和/或教学互动数据；

根据教学互动请求生成对应的学生端互动界面进行展示；

获取用户输入的教学互动结果数据，并将教学互动结果数据发送至教师终端；

接收教师终端发送的互动结束指令，退出学生端互动界面，恢复分屏窗口。

8.一种同屏教学装置，其特征在于，包括存储器和处理器，其中：

存储器，用于存储指令；

处理器，用于执行所述指令，使得所述同屏教学装置执行实现如权利要求1-7任一项所述的同屏教学方法的操作。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法的步骤。

10.一种同屏教学系统，其特征在于，包括教师终端、服务器、同屏设备和多个学生终端，所述教师终端、同屏设备和学生终端均连接到同一AP，所述同屏设备连接到所述AP，所述AP通过互联网连接服务器；

教师终端，用于获取同屏设备的IP地址、教师ID、班级ID和选课信息生成开课请求发送至服务器，所述选课信息包括科目信息、电子书信息和章节信息，或者所述选课信息包括单一课程信息；接收服务器返回的课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化教师端课堂界面；发送上课指令至订阅所述班级ID的各学生终端，所述上课指令携带有学生终端与同屏设备建立分屏连接并进入课堂所需的开课信息；对当前屏幕进行录制编码生成投屏内容，将投屏内容发送至同屏设备；

服务器，用于接收教师终端发送的开课请求，根据选课信息生成课程ID，将课程ID发送至教师终端，接收教师终端发送的上课指令，生成新的上课指令发送至订阅所述班级ID的各学生终端，所述新的上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID；

同屏设备，用于监听投屏服务端口，与教师终端建立投屏连接，获取教师终端发送的投屏内容，将所述投屏内容解码后在投屏窗口进行展示；监听分屏服务端口，与各学生终端建立分屏连接，对自身屏幕进行录制编码生成分屏内容，将所述分屏内容分别发送至与之建立分屏连接的各学生终端；所述同屏设备还用于接受服务器同步的课程数据，将课程数据发送至与之建立投屏连接的教师终端和/或与之建立分屏连接的学生终端；

学生终端，用于接收上课指令，所述上课指令携带有同屏设备的IP地址和课程ID，根据课程ID获取相应的课程数据，根据课程数据初始化学生端课堂界面，根据同屏设备的IP地址，与同屏设备建立分屏连接，初始化分屏窗口，接收同屏设备发送的分屏内容，将所述分屏内容解码后在分屏窗口进行展示。

11.如权利要求10所述的同屏教学系统，其特征在于，所述投屏内容采用第一编码质量进行编码，所述分屏内容采用第二编码质量进行编码，所述第一编码质量高于第二编码质量。

12.如权利要求10或11所述的同屏教学系统，其特征在于，

服务器，还用于将相应的课程数据同步至同屏设备；

教师终端和各学生终端，还用于根据课程ID从同屏设备获取相应的课程数据。

13.如权利要求10或11所述的同屏教学系统，其特征在于，

同屏设备，还用于监测各学生终端与同屏设备的分屏连接状态，将各学生终端的分屏连接状态信息发送至教师终端；

教师终端，还用于接收同屏设备发送的各学生终端的分屏连接状态信息，更新学生终端屏幕监控界面中各学生终端的在线状态。

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