CN111652769A - 一种音乐教学演示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种音乐教学演示系统，涉及音乐教育技术领域。本发明包括学生终端和教师终端，学生终端设置在学生课桌上，学生终端内分别设置有声音采集模块、图像采集模块、指纹识别模块、学生显示屏和VR模拟设备，教师终端设置在教师讲台上。本发明基于大数据模块，教师可依据大数据模块判断学生的学习情况，了解学生哪一方面有缺陷，进而做针对性的改善，通过可视化模块和报表生成模块对学生课堂的声音数据、测试数据、行为数据等进行图表化处理，以使得教师能直观了解到整个班级以及单个学生的学习状况，及时掌握该堂课的教学效果，通过VR模拟模块可模拟各个场景，提高学生的音乐素养，引导内向学生发声，提高内向学生的学习效果。

Description

一种音乐教学演示系统
技术领域
本发明属于音乐教育技术领域，特别是涉及一种音乐教学演示系统。
背景技术
音乐是反映人类现实生活情感的一种艺术，能够陶冶情操，引起人们的情感共鸣，在注重素质教育的今天，加深对音乐理解和学习也会在一定程度上影响人们，尤其是孩童的思维方式和三观，因此，经常会有家庭为孩童报名器乐辅导班，培养对音乐的兴趣，或者成年人为了兴趣爱好而欲求接受器乐方面的音乐教育，甚至有已经具备一定器乐基础的人想要进一步提高自己的演奏能力而需要进行音乐教学，目前的音乐教学方式通常采用一对多教学模式，教师在讲台上示范如何演奏乐器，学生聚集在讲台上观看后，回到自己的座位上进行模仿演练，对于音乐教学来说，该种教学方法教学效果较差，教师难以了解到学生的学习状况，教学方法不具有针对性，学生的兴趣难以被激发，音乐教学课堂的活跃度不够，因此有必要对现有技术进行改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种音乐教学演示系统，基于大数据模块，教师可依据大数据模块判断学生的学习情况，了解学生哪一方面有缺陷，进而做针对性的改善，通过可视化模块和报表生成模块对学生课堂的声音数据、测试数据、行为数据等进行图表化处理，以使得教师能直观了解到整个班级以及单个学生的学习状况，及时掌握该堂课的教学效果，通过VR模拟模块可模拟各个场景，提高学生的音乐素养，引导内向学生发声，提高内向学生的学习效果，解决了现有的音乐教学演示系统功能单一，教学效果不理想的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种音乐教学演示系统，包括学生终端和教师终端，所述学生终端设置在学生课桌上，所述学生终端内分别设置有声音采集模块、图像采集模块、指纹识别模块、学生显示屏和VR模拟设备，所述教师终端设置在教师讲台上，所述教师终端内分别设置有控制器、录音模块、评价模块、考勤模块、VR模拟模块、大数据模块、存储器、可视化模块、教师显示屏和报表生成模块，所述声音采集模块的输出端、图像采集模块的输出端、指纹识别模块的输出端、录音模块的输出端、评价模块的输出端、考勤模块的输出端和VR模拟模块的输出端均与控制器的输入端电性连接，所述控制器输出端分别与可视化模块的输入端、学生显示屏的输入端和VR模拟设备的输入端电性连接，所述可视化模块的输出端分别与存储器的输入端、教师显示屏的输入端和报表生成模块的输入端电性连接，且所述控制器亦分别与大数据模块和存储器双向连接。
进一步地，所述声音采集模块用以采集学生的发声特性，对学生在课堂上的学唱、识谱、演奏、合唱等声音进行采集，包括学生音调采集单元、学生响度采集单元和学生音色采集单元。
进一步地，所述图像采集模块包括学生面部表情采集单元和学生行为数据采集单元，所述学生面部表情采集单元用以采集学生在课堂上的面部表情、发声口型等数据，所述学生行为数据采集单元用以采集学生在课堂上的动作行为。
进一步地，所述VR模拟模块包括演唱会模拟单元、高山流水模拟单元和考试场景模拟单元，所述演唱会模拟单元用于模拟演唱会现场场景，学生在该场景下发声以提高学生的心理素质，所述高山流水模拟单元用于模拟优美的户外自然环境场景，学生在该场景下发声以提高学生的音乐素养，使得学生演奏与周边环境融为一体，提高学生对音乐的深层次的认知，所述考试场景模拟单元用于模拟考试场景，学生在该场景下发声以提高学生的应试能力。
进一步地，所述大数据模块整合多个学校、多个学生的课堂学习数据，学生的课堂表现通过声音采集模块和图像采集模块进行采集，利用大数据模块进行分析，获取教学效果，反馈学生在学习中的不足，进而改善教学方法。
进一步地，所述存储器包括云端存储单元和现场存储单元，各校教师可随时随地通过云端存储单元查看学生的学习状况，学生的课堂学习数据得以共享。
进一步地，所述可视化模块通过三维、二维图表对学生课堂的学唱、识谱、演奏、合唱等声音数据、测试数据、行为数据等进行图表化处理，教师通过图表能直观了解到整个班级以及单个学生的学习状况，及时掌握该堂课的教学效果。
进一步地，所述报表生成模块设置为打印机组件，教师通过报表生成模块将该堂课整个班级以及单个学生的学习状况打印出来，课下分析学生的学习情况并移交给班主任，做出针对性的文案。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置大数据模块，教师可依据大数据模块判断学生的学习情况，基于大数据模块可了解学生哪一方面有缺陷，进而做针对性的改善，且基于大数据模块可统计学生的的个性、认知、兴趣、习惯等相关数据，为教师提供适合该学生的教学曲目，使得学生在发声过程、VR模拟过程更加感兴趣。
2、本发明通过设置可视化模块和报表生成模块，对学生课堂的学唱、识谱、演奏、合唱等声音数据、测试数据、行为数据等进行图表化处理，以使得教师能直观了解到整个班级以及单个学生的学习状况，教师能及时掌握该堂课的教学效果，从而及时改进教学方法，若需要纸质版本，可通过报表生成模块将该堂课整个班级以及单个学生的学习状况打印出来，便于与学生、其他教师进行课堂交流。
3、本发明通过设置VR模拟模块，使得该系统可模拟演唱会场景、高山流水场景和考试场景，学生在演唱会场景下发声可提高学生的心理素质，学生在高山流水的优美户外自然环境场景下发声可提高学生的音乐素养，使得学生演奏与周边环境融为一体，提高学生对音乐的深层次的认知，学生在考试场景下发声可提高学生的应试能力，且在VR设备下，学生可彻底放松下来，尽情发声，提高内向学生的学习效果。
4、本发明通过设置指纹识别模块和考勤模块，使得该系统具有考勤功能，避免教师点名，节约课堂时间，且学生在上课前，通过指纹识别模块输入自己的信息，在上课时，通过声音采集模块和图像采集模块实时采集学生的课堂表现，采集数据与指纹数据相匹配，并存储起来，以便于教师可随时查看学生的课堂学习状况，对学生进行针对性的调整教学方法。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。
图1为本发明的整体结构原理框图；
图2为本发明的声音采集模块结构示意图；
图3为本发明的图像采集模块结构示意图；
图4为本发明的VR模拟模块结构示意图；
图5为本发明的学生课桌结构分布图；
图6为本发明的教师讲台结构分布图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、控制器；2、声音采集模块；3、图像采集模块；4、指纹识别模块；5、录音模块；6、评价模块；7、考勤模块；8、VR模拟模块； 9、大数据模块；10、存储器；11、可视化模块；12、教师显示屏；13、报表生成模块；14、学生显示屏；15、VR模拟设备；16、学生终端；17、教师终端；201、学生音调采集单元；202、学生响度采集单元；203、学生音色采集单元；301、学生面部表情采集单元；302、学生行为数据采集单元；801、演唱会模拟单元；802、高山流水模拟单元；803、考试场景模拟单元。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、5、6所示，本发明为一种音乐教学演示系统，包括学生终端16和教师终端17，学生终端16设置在学生课桌上，学生终端16内分别设置有声音采集模块2、图像采集模块3、指纹识别模块4、学生显示屏14和VR模拟设备15，教师终端17设置在教师讲台上，教师终端17内分别设置有控制器1、录音模块5、评价模块6、考勤模块7、VR模拟模块8、大数据模块9、存储器10、可视化模块 11、教师显示屏12和报表生成模块13，声音采集模块2的输出端、图像采集模块3的输出端、指纹识别模块4的输出端、录音模块5的输出端、评价模块6的输出端、考勤模块7的输出端和VR模拟模块 8的输出端均与控制器1的输入端电性连接，控制器1输出端分别与可视化模块11的输入端、学生显示屏14的输入端和VR模拟设备15 的输入端电性连接，可视化模块11的输出端分别与存储器10的输入端、教师显示屏12的输入端和报表生成模块13的输入端电性连接，且控制器1亦分别与大数据模块9和存储器10双向连接。
其中如图2所示，声音采集模块2用以采集学生的发声特性，对学生在课堂上的学唱、识谱、演奏、合唱等声音进行采集，包括学生音调采集单元201、学生响度采集单元202和学生音色采集单元203。
其中如图3所示，图像采集模块3包括学生面部表情采集单元 301和学生行为数据采集单元302，学生面部表情采集单元301用以采集学生在课堂上的面部表情、发声口型等数据，学生行为数据采集单元302用以采集学生在课堂上的动作行为，用以判断学生在课堂中注意力的时间段分布。
其中如图4所示，VR模拟模块8包括演唱会模拟单元801、高山流水模拟单元802和考试场景模拟单元803，演唱会模拟单元801用于模拟演唱会现场场景，学生在该场景下发声以提高学生的心理素质，高山流水模拟单元802用于模拟优美的户外自然环境场景，学生在该场景下发声以提高学生的音乐素养，考试场景模拟单元803用于模拟考试场景，学生在该场景下发声以提高学生的应试能力，且在 VR设备下，学生可彻底放松下来，尽情发声，提高内向学生的学习效果。
大数据模块9整合多个学校、多个学生的课堂学习数据，学生的课堂表现通过声音采集模块2和图像采集模块3进行采集，利用大数据模块9进行分析，获取教学效果，反馈学生在学习中的不足，教师依据大数据模块9判断学生的学习情况，了解学生在多个学校中的排名，进而帮助学生提高学习的积极性，了解自己的不足，且基于大数据模块9可了解学生哪一方面存在缺陷，进而做针对性的改善，且另一方面大数据模块9可依据学生在课堂上的个性、认知、兴趣、习惯等相关数据，为教师提供适合该学生的教学曲目，使得学生在发声过程、VR模拟过程更加感兴趣。
存储器10包括云端存储单元和现场存储单元，各校教师可随时随地通过云端存储单元查看学生的学习状况，学生的课堂学习数据得以共享。
可视化模块11通过三维、二维图表对学生课堂的学唱、识谱、演奏、合唱等声音数据、测试数据、行为数据等进行图表化处理，教师通过图表能直观了解到整个班级以及单个学生的学习状况，及时掌握该堂课的教学效果，进而为下堂课做准备，明确每个学生的个性、认知、兴趣、习惯等，以达到教师对每个学生的学习与认识能力的把握，从而及时改进教学方法，对特定的学生使用特定的曲目进行教学练习，培养学生兴趣，使教学更加具有针对性。
报表生成模块13设置为打印机组件，教师通过报表生成模块13 将该堂课整个班级以及单个学生的学习状况打印出来，课下分析学生的学习情况并移交给班主任，做出针对性的文案。
该系统在使用时，上课前，学生通过指纹识别模块4输入自己的指纹信息，教师通过考勤模块7检查学生是否有缺席，上课时，学生显示屏14显示教学知识点，通过声音采集模块2和图像采集模块3 采集学生在课堂上的学唱、识谱、演奏、合唱等声音数据、测试数据以及面部图像、行为图像等信息，并传送至控制器1，控制器1将其存储至大数据模块9和存储器10，对大数据模块9进行补充，教师通过评价模块6对学生本堂课的发声、测试情况进行评价，并通过可视化模块11对整个班级以及单个学生的数据进行可视化处理，并显示在教师显示屏12上，以便教师观看，若需要纸质版本，则通过报表生成模块13打印所需的数据图表，在上课时，教师可通过VR模拟模块8模拟演奏场景，提高学生心理素质、对音乐的认知，引导内向学生进行发声，当需要对学生的演唱进行录音时，教师可通过录音模块5进行录音。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，均属于在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种音乐教学演示系统，包括学生终端(16)和教师终端(17)，其特征在于：所述学生终端(16)设置在学生课桌上，所述学生终端(16)内分别设置有声音采集模块(2)、图像采集模块(3)、指纹识别模块(4)、学生显示屏(14)和VR模拟设备(15)，所述教师终端(17)设置在教师讲台上，所述教师终端(17)内分别设置有控制器(1)、录音模块(5)、评价模块(6)、考勤模块(7)、VR模拟模块(8)、大数据模块(9)、存储器(10)、可视化模块(11)、教师显示屏(12)和报表生成模块(13)，所述声音采集模块(2)的输出端、图像采集模块(3)的输出端、指纹识别模块(4)的输出端、录音模块(5)的输出端、评价模块(6)的输出端、考勤模块(7)的输出端和VR模拟模块(8)的输出端均与控制器(1)的输入端电性连接，所述控制器(1)输出端分别与可视化模块(11)的输入端、学生显示屏(14)的输入端和VR模拟设备(15)的输入端电性连接，所述可视化模块(11)的输出端分别与存储器(10)的输入端、教师显示屏(12)的输入端和报表生成模块(13)的输入端电性连接，且所述控制器(1)亦分别与大数据模块(9)和存储器(10)双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种音乐教学演示系统，其特征在于，所述声音采集模块(2)用以采集学生的发声特性，对学生在课堂上的学唱、识谱、演奏、合唱等声音进行采集，包括学生音调采集单元(201)、学生响度采集单元(202)和学生音色采集单元(203)。
3.根据权利要求1所述的一种音乐教学演示系统，其特征在于，所述图像采集模块(3)包括学生面部表情采集单元(301)和学生行为数据采集单元(302)，所述学生面部表情采集单元(301)用以采集学生在课堂上的面部表情、发声口型等数据，所述学生行为数据采集单元(302)用以采集学生在课堂上的动作行为。
4.根据权利要求1所述的一种音乐教学演示系统，其特征在于，所述VR模拟模块(8)包括演唱会模拟单元(801)、高山流水模拟单元(802)和考试场景模拟单元(803)，所述演唱会模拟单元(801)用于模拟演唱会现场场景，学生在该场景下发声以提高学生的心理素质，所述高山流水模拟单元(802)用于模拟优美的户外自然环境场景，学生在该场景下发声以提高学生的音乐素养，所述考试场景模拟单元(803)用于模拟考试场景，学生在该场景下发声以提高学生的应试能力。
5.根据权利要求1所述的一种音乐教学演示系统，其特征在于，所述大数据模块(9)整合多个学校、多个学生的课堂学习数据，学生的课堂表现通过声音采集模块(2)和图像采集模块(3)进行采集，利用大数据模块(9)进行分析，获取教学效果，反馈学生在学习中的不足，进而改善教学方法。
6.根据权利要求1所述的一种音乐教学演示系统，其特征在于，所述存储器(10)包括云端存储单元和现场存储单元，各校教师可随时随地通过云端存储单元查看学生的学习状况，学生的课堂学习数据得以共享。
7.根据权利要求1所述的一种音乐教学演示系统，其特征在于，所述可视化模块(11)通过三维、二维图表对学生课堂的学唱、识谱、演奏、合唱等声音数据、测试数据、行为数据等进行图表化处理，教师通过图表能直观了解到整个班级以及单个学生的学习状况，及时掌握该堂课的教学效果。
8.根据权利要求1所述的一种音乐教学演示系统，其特征在于，所述报表生成模块(13)设置为打印机组件，教师通过报表生成模块(13)将该堂课整个班级以及单个学生的学习状况打印出来，课下分析学生的学习情况并移交给班主任，做出针对性的文案。
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