CN110674955A - 一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统 - Google Patents

一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，包括后台管理模块以及与所述后台管理模块通信连接的家长端模块、增值服务模块和体验馆控制模块；所述后台管理模块包括用户管理子模块、预约项目管理子模块以及日人流统计子模块，用于管理和控制家长端模块、增值服务模块和体验馆控制模块协调工作，为学员提供科技体验和科普教育；所述家长端模块通过与所述后台管理模块交换信息，对学员的学习状态进行管理和互动；所述增值服务模块用于向学员提供若干种收费服务项目；所述体验馆控制模块用于对科技体验馆教学项目和设备进行统一管理控制。本发明能够对科技馆的环境系统和体验项目实施统一管控，营造高效的智慧学习环境。

Description

一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统
技术领域
本发明涉及科普教育技术领域，具体涉及一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统。
背景技术
我国十分重视教育信息化，经过20多年的发展，各级学校在教学过程中能较全面地运用以计算机、多媒体、大数据、人工智能和网络通讯为基础的现代信息技术。近年来随着信息技术的发展，智慧教育被广泛提及。智慧教育正是依托物联网、云计算、无线通信等新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。
在智慧教育创新发展方面，高等学校走在前列，中小学生和幼儿园在智慧学习环境构建、智慧教育示范等方面还处于起步阶段，为了给中小学生和儿童提供全方位的智慧教育环境，培养和提升其科学素养，本发明提出了一种用于科普教育的科技体验馆的智能管理系统。
发明内容
本发明针对上述存在的问题，提供一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，能够对科技馆的环境系统和体验项目实施统一管控，营造高效的智慧学习环境。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：
一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，包括后台管理模块以及与所述后台管理模块通信连接的家长端模块、增值服务模块和体验馆控制模块；
所述后台管理模块包括用户管理子模块、预约项目管理子模块以及日人流统计子模块，用于管理和控制家长端模块、增值服务模块和体验馆控制模块协调工作，为学员提供科技体验和科普教育；
所述家长端模块通过与所述后台管理模块交换信息，对学员的学习状态进行管理和互动；
所述增值服务模块用于向学员提供若干种收费服务项目；
所述体验馆控制模块用于对科技体验馆教学项目和设备进行统一管理控制。
优选地，所述家长端模块包括注册子模块、充值子模块、项目预约子模块、观看直播子模块和视频转发分享子模块。
优选地，所述增值服务模块包括的增值服务至少包括特制长视频制作、AE视频处理、多人组队对抗项目、合作闯关、道具租借和特色摄影。
优选地，科技体验馆智能管理系统还包括定位模块，所述定位模块与所述体验馆控制模块通信连接，用于对学员的位置进行实时定位并将定位信息发送至所述体验馆控制模块以记录学员的学习轨迹。
优选地，科技体验馆智能管理系统还包括录像模块，所述录像模块与所述体验馆控制模块通信连接，用于在学员进行项目体验和学习时，记录学习视频，所述学习视频用于教师的课后分析以及供家长进行分享和点评。
优选地，科技体验馆智能管理系统还包括项目体验模块，所述项目体验模块与所述体验馆控制模块通信连接，所述后台管理模块接收家长端模块发送的家长选择的目标项目并将所述目标项目名称发送至所述体验馆控制模块，所述体验馆控制模块控制所述项目体验模块启动所述目标项目供学员体验。
优选地，所述项目体验模块包含的体验项目有VR体验、未来生活、自然科学、声光互动和编程挑战。
优选地，所述后台管理模块采用OOP+MVC(面向对象-三层架构)进行搭建。
优选地，所述后台管理模块还包括学员档案管理子模块，所述学员档案管理子模块用于记录学员的学习数据并进行分析生成学习计划，所述后台管理模块将所述学习计划推荐给该学员对应的家长端模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过物联网技术对科技馆的环境系统和体验项目实施统一管控，可提供高效的智慧学习环境；通过定位模块和录像模块，可完整记录学员的学习行为，为后续学习项目的选择提供依据，也为亲子互动提供素材和环境支持；后台管理模块能够对学员建立数字化档案，通过对学员的学习数据的分析，自动生成学习计划并推荐给家长，使得家长能够及时了解自己孩子的学习状况。
附图说明
图1为本发明一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统的结构示意图；
图2为本发明一种科技体验馆项目体验流程图；
图3为本发明一种学员学习轨迹记录流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细描述。
参见图1，一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，包括后台管理模块1以及与后台管理模块1通信连接的家长端模块2、增值服务模块3和体验馆控制模块4；
后台管理模块1包括用户管理子模块11、预约项目管理子模块12以及日人流统计子模块13，用于管理和控制家长端模块2、增值服务模块3和体验馆控制模块4协调工作，为学员提供科技体验和科普教育；
家长端模块2通过与后台管理模块1交换信息，对学员的学习状态进行管理和互动；
增值服务模块3用于向学员提供若干种收费服务项目；
体验馆控制模块4用于对科技体验馆教学项目和设备进行统一管理控制。
可选的，后台管理模块1采用OOP+MVC(面向对象-三层架构)进行搭建。上述结构的开发速度快，扩展性强，维护成本低，移植性强，支持Redis扩展，Memercache扩展，支持高并发。
本发明实施例中，后台管理模块与其他各模块通信连接，可以实现对科技馆的环境系统和体验项目实施统一管控，以提供高效的智慧学习环境。
作为一种可选的实施方式，上述家长端模块采用bootstrap框架，支持自适应，在不同大小的屏幕上会自动调节网页显示的内容，交互效果好。上述体验馆控制模块是一种柔性可扩展系统，与接待区、教学区、展示区和玩具区等不同区域的控制模块通信连接。
本发明采用专用应用协议进行各个模块之间的通信，该协议的数据结构如表1所示，数据帧共包含8个字节。其中帧头2字节，为标志位，可自动定义，默认为AA55；命令位占1字节，用于告诉从机系统需要执行的操作；地址位占1字节，用于传送从机编号，地址从01-FF,00地址为保留；数据位占2个字节，用于存放模块和项目编号；保留位占1字节，用于功能扩展。
表1
Figure BDA0002163275360000041
可选的，家长端模块2包括注册子模块21、充值子模块22、项目预约子模块23、观看直播子模块24和视频转发分享子模块25。
本发明实施例中，注册子模块用于供家长注册科技馆账号，在注册账号时需要填写学员的姓名，年龄，性别等基本信息，通过充值子模块可以向科技馆账号上充值以供学员在科技馆体验收费项目时直接进行扣费，在项目预约子模块上家长可以直接选择想要体验的项目进行提前预约，这样更方便科技馆进行安排，也方便学员根据自己的学习时间安排去科技馆体验项目，极大地缩短了传统的项目体验需要等待的时间，家长通过观看直播子模块可以实时观看学员的项目体验视频，并且家长还可以将学员的学习视频转发并分享给其他人，这样就可以和其他家长进行交流沟通。
作为一种可选的实施方式，学员要想去科技馆进行项目体验，通过本发明进行具体的实施方法如图2所示，包括以下步骤：
S201、家长通过家长端模块登录科技体验馆智能管理系统平台；
S202、后台管理模块会向家长端模块推送账号储值、学习报表、学习计划等信息；
S203、家长通过家长端模块向后台管理模块提交体验项目申请；
S204、后台管理模块对上述申请进行审核，当审核通过时，对家长端模块的账号储值进行扣费；
S205、后台管理模块检测是否扣费成功；如果否，则执行步骤S206；如果是，则执行步骤S207～步骤S209；
S206、后台管理模块向家长端模块推送充值提醒信息；再继续执行步骤S205；
S207、后台管理模块将体验项目预约成功的信息发送至家长端模块，并控制体验项目的控制模块对体验项目信息进行更新；
S208、学员在预定体验时间进入体验区进行项目体验；
S209、在学员进行项目体验的过程中，后台管理模块会将学员的项目体验信息进行存储并生成学习计划推送至家长端模块；其中，项目体验信息包括学员的学习路径、学员的学习时长、学员的项目完成度。
本发明实施例的趣学体验馆智能管理系统具有操作简便，易于使用的特点，当家长登陆家长端模块之后，家长可第一时间收到后台管理模块推送的学员最新学习报表、学习计划、帐号储值和学员积分等必要信息。家长可直接一键预约管理系统推送的学习项目，也可以自由选择体验项目。项目选择完毕，家长端模块提交项目预约信息给后台管理模块，后台管理模块根据收费情况和帐号储值信息反馈预约结果，若因账号余额不足引起预约失败，则管理系统会自动提醒用户进行充值。预约成功后，项目信息会和学员ID关联起来，学员可直接在相应的项目区进行体验和学习，这样极大地简化了项目预约的步骤，方便学员更好的体验学习项目。
可选的，增值服务模块3包括的增值服务至少包括特制长视频制作、AE视频处理、多人组队对抗项目、合作闯关、道具租借和特色摄影。
可选的，本发明的趣学体验馆智能管理系统还包括定位模块5，定位模块5与体验馆控制模块4通信连接，用于对学员的位置进行实时定位并将定位信息发送至体验馆控制模块以记录学员的学习轨迹。
可选的，本发明的趣学体验馆智能管理系统还包括录像模块6，录像模块6与体验馆控制模块4通信连接，用于在学员进行项目体验和学习时，记录学习视频，学习视频用于教师的课后分析以及供家长进行分享和点评。
作为一种可选的实施方式，通过上述结构，记录学员学习轨迹的具体实施方法如图3所示，包括以下步骤：
S301、定位模块检测学员的ID账号；
S302、定位模块根据学员的ID账号获取学员的体验项目列表；
S303、定位模块向体验馆控制模块发送跟踪信号，以使体验馆控制模块通知学员的体验项目列表上所有的项目的控制器进入待机状态；
S304、项目的控制器检测到学员登入该项目时，将学员ID账号、项目编号通过体验馆控制模块发送至后台管理模块；
S305、体验馆控制模块通知录像模块开始对学员进行录像，并通知上述项目的控制器启动该项目供学员体验；
S306、在学员体验上述项目的过程中，上述项目的控制器记录学员的学习数据；
S307、体验馆控制模块判断学员是否完成项目体验；如果否，则继续执行步骤S306；如果是，则执行步骤S308～步骤S309；
S308、上述项目的控制器将学员ID账号的上述项目体验状态标记为已完成；
S309、上述项目的控制器将学员的学习数据通过体验馆控制模块发送至后台控制模块，以供后台管理模块对学员的学习数据进行存储分析并生成学习计划。
具体的，上述步骤S309中后台管理模块对学员的学习数据进行存储分析并生成学习计划的具体实施方式为：后台管理模块依据学员完成项目所用时间和完成质量自动计算基础分，教师在学员完成所有项目后，可对每个项目评定一个附加分，项目技术总分为基础分与附加分之和。家长可对项目视频进行投票、点赞、评论和转发，项目互动分为投票次数、点赞数、评论数和转发数的加权和，权重系数可由教师在后台设置。项目总得分为技术分和互动分之和，每周对所有项目按总分进行排序，获得优胜的项目将获得积分奖励，积分可用于兑换奖品。
可选的，本发明的趣学体验馆智能管理系统还包括项目体验模块7，项目体验模块7与体验馆控制模块4通信连接，后台管理模块1接收家长端模块2发送的家长选择的目标项目并将目标项目名称发送至体验馆控制模块4，体验馆控制模块4控制项目体验模块7启动目标项目供学员体验。
可选的，项目体验模块7包含的体验项目有VR体验、未来生活、自然科学、声光互动和编程挑战。上述五种体验项目分别包括多种子项目，具体名称和编号如表2所示，
表2
Figure BDA0002163275360000081
可选的，后台管理模块1还包括学员档案管理子模块14，学员档案管理子模块14用于记录学员的学习数据并进行分析生成学习计划，后台管理模块1将学习计划推荐给该学员对应的家长端模块2。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过物联网技术对科技馆的环境系统和体验项目实施统一管控，可提供高效的智慧学习环境；通过定位模块和录像模块，可完整记录学员的学习行为，为后续学习项目的选择提供依据，也为亲子互动提供素材和环境支持；后台管理模块能够对学员建立数字化档案，通过对学员的学习数据的分析，自动生成学习计划并推荐给家长，使得家长能够及时了解自己孩子的学习状况。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明之权利范围。

Claims (9)

1.一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，包括后台管理模块以及与所述后台管理模块通信连接的家长端模块、增值服务模块和体验馆控制模块；
所述后台管理模块包括用户管理子模块、预约项目管理子模块以及日人流统计子模块，用于管理和控制家长端模块、增值服务模块和体验馆控制模块协调工作，为学员提供科技体验和科普教育；
所述家长端模块通过与所述后台管理模块交换信息，对学员的学习状态进行管理和互动；
所述增值服务模块用于向学员提供若干种收费服务项目；
所述体验馆控制模块用于对科技体验馆教学项目和设备进行统一管理控制。
2.根据权利要求1所述的一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，所述家长端模块包括注册子模块、充值子模块、项目预约子模块、观看直播子模块和视频转发分享子模块。
3.根据权利要求1所述的一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，所述增值服务模块包括的增值服务至少包括特制长视频制作、AE视频处理、多人组队对抗项目、合作闯关、道具租借和特色摄影。
4.根据权利要求1所述的一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，还包括定位模块，所述定位模块与所述体验馆控制模块通信连接，用于对学员的位置进行实时定位并将定位信息发送至所述体验馆控制模块以记录学员的学习轨迹。
5.根据权利要求4所述的一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，还包括录像模块，所述录像模块与所述体验馆控制模块通信连接，用于在学员进行项目体验和学习时，记录学习视频，所述学习视频用于教师的课后分析以及供家长进行分享和点评。
6.根据权利要求5所述的一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，还包括项目体验模块，所述项目体验模块与所述体验馆控制模块通信连接，所述后台管理模块接收家长端模块发送的家长选择的目标项目并将所述目标项目名称发送至所述体验馆控制模块，所述体验馆控制模块控制所述项目体验模块启动所述目标项目供学员体验。
7.根据权利要求6所述的一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，所述项目体验模块包含的体验项目有VR体验、未来生活、自然科学、声光互动和编程挑战。
8.根据权利要求1所述的一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，所述后台管理模块采用OOP+MVC(面向对象-三层架构)进行搭建。
9.根据权利要求8所述的一种用于青少年科普教育的趣学体验馆管理系统，其特征在于，所述后台管理模块还包括学员档案管理子模块，所述学员档案管理子模块用于记录学员的学习数据并进行分析生成学习计划，所述后台管理模块将所述学习计划推荐给该学员对应的家长端模块。
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