CN113223348B - 一种新型教学数字化系统及其教学方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型教学数字化系统及其教学方法，该新型教学数字化系统包括黑板，所述黑板的两端设有用于监控的摄像头，所述摄像头具有人脸识别功能，所述黑板两端还设有用于显示摄像头识别后且具有异常活动画面的显示屏，在进行上课时，通过两个摄像头，对课堂内的学生进行实时拍摄，同时进行人脸识别；通过摄像头，自动将长期低头或者睡觉的学生，进行实施识别，并在显示屏上显现，同时通过耳机，及时告知老师，提高对学生的及时监督效果。

Description

一种新型教学数字化系统及其教学方法

技术领域

本发明属于教学技术领域，具体涉及一种新型教学数字化系统及其教学方法。

背景技术

数字化教学是指教师和学习者在数字化的教学环境中,遵循现代教育理论和规律，运用数字化的教学资源，以数字化教学模式进行培养适应新世纪需要的具有创新意识和创新能力的复合型人才的教学活动。

简单的说，数字化教学就是利用多媒体教室、电脑等现代化多媒体载体进行的教学。数字化校园是以数字化信息和网络为基础，在计算机和网络技术上建立起来的对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输和应用，使数字资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。通过实现从环境(包括设备，教室等)、资源(如图书、讲义、课件等)到应用(包括教学、管理、服务、办公等)的全部数字化，在传统校园基础上构建一个数字空间，以拓展现实校园的时间和空间维度，提升传统校园的运行效率，扩展传统校园的业务功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高管理水平和效率的目的。

现在在进行教学时，老师的精力是有限的，由于孩子都有惰性，在教学的过程中，只凭老师一个人的能力，不能及时有效的去发现开小差睡觉的学生，不能及时的提醒，影响教学效率。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种新型教学数字化系统及其教学方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种新型教学数字化系统，包括黑板，所述黑板的两端设有用于监控的摄像头，所述摄像头具有人脸识别功能，所述黑板两端还设有用于显示摄像头识别后且具有异常活动画面的显示屏。

优选的，所述黑板包括可移动的黑板，所述黑板的两端设有对称分布且用于黑板支撑的固定架，所述固定架底部设有固定连接的支撑板，所述支撑板底部设有可上下运动的滚轮，所述摄像头和显示屏均设置在相应的固定架上，所述固定架底部之间设有相连接固定的连接杆。

进一步的，所述支撑板底部设有支撑槽，所述支撑槽内设有上下滑动连接的底板，所述滚轮设置在底板底部，所述固定架底部设有与支撑槽相连通的调节槽，所述调节槽内设有滑动连接的调节杆，所述调节杆底部与底板固定连接，所述连接杆内设有用于带动调节杆上下运动的调节机构。

更进一步的，所述调节机构包括限位杆、限位槽、卡槽、第一复位弹簧、压板和传动线，位于中部的所述连接杆底部设有压槽，所述压槽内设有上下滑动连接的压板，位于连接杆一侧的所述调节槽内壁上设有限位槽，所述限位槽内设有滑动连接的限位杆，且限位槽内还设有用于带动限位杆自动弹出的第一复位弹簧，所述调节杆一侧设有用于限位杆卡合固定支撑的卡槽，位于压板两侧的所述连接杆内设有连通槽，所述连通槽分别与相应的限位槽连通，且连通槽内设有传动线，所述传动线两端分别与相应的压板和限位杆连接固定。

更进一步的，所述调节机构包括液压杆、手动液压调节器、传动线、压板和第二复位弹簧，所述调节槽内设有固定连接的液压杆，所述液压杆延伸端与相应的调节杆端部固定连接，所述调节槽内还设有用于液压杆长度调节的手动液压调节器，所述手动液压调节器上设有可上下运动且用于调节的传动杆，所述传动杆端部与调节槽之间设有相连接的第二复位弹簧，位于压板两侧的所述连接杆内均设有连通槽，所述连通槽端部分别与相应的调节槽连通，所述传动杆端部设有固定连接的传动线，所述传动线延伸端分别穿过第二复位弹簧、连通槽和压板端部固定连接。

优选的，所述黑板外侧设有固定框，所述固定框两侧内壁上设有对称分布且用于黑板固定的定位槽，位于黑板上下两端的所述定位槽内均设有可转动的调节辊，所述黑板表面为白色，所述调节辊之间设有相连接且呈透明状的调节带，所述调节带贴合在黑板表面。

进一步的，所述调节辊两端均设有对称分布且固定连接的调节轴，所述调节轴与定位槽内壁转动连接，所述固定框底部的一侧设有链轮，所述链轮与相应的调节轴连接，且链轮带动调节轴转动。

一种新型教学数字化系统的教学方法，

(1)在进行上课时，通过两个摄像头，对课堂内的学生进行实时拍摄，同时进行人脸识别；

(2)通过摄像头，自动将长期低头或者睡觉的学生，进行实施识别，并在显示屏上显现，同时通过耳机，及时告知老师，提高对学生的及时监督效果。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

摄像头的人脸识别，能够及时对课堂内的学生进行监督，有效的帮助老师对学生的监督，督促学生更认真的学习。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的主视结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的黑板与固定框主视连接结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的黑板与固定框侧视连接结构示意图；

图4为本发明实施例2提供的固定架与支撑板内部连接结构示意图；

图5为本发明实施例3提供的固定架与支撑板内部连接结构示意图；

图中标号说明：1、固定框；11、黑板；12、调节带；13、调节轴；14、调节辊；15、定位槽；16、链轮；2、固定架；21、摄像头；22、显示屏；23、加强杆；24、滚轮；25、支撑板；251、底板；252、支撑槽；253、调节杆；254、卡槽；255、调节槽；26、连接杆；261、压槽；262、压板；263、连通槽；264、传动线；265、限位槽；266、第一复位弹簧；27、手动液压调节器；271、液压杆；272、传动杆；273、第二复位弹簧。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1-3，一种新型教学数字化系统，包括黑板11，所述黑板11的两端设有用于监控的摄像头21，所述摄像头21具有人脸识别功能，所述黑板11两端还设有用于显示摄像头21识别后且具有异常活动画面的显示屏22。

摄像头21在超过预定时间未识别到目标人员(或目标位置、或目标区域)的人脸时则视为目标人员(或目标位置、区域)存在异常活动画面。摄像头21在运行时通过自学习将教室内学生的人脸进行记忆并存储，将特定的人脸与其位置进行对照记忆，进而在目标位置的人脸长时间未进行识别时进行展示报警。当然，在每日课时完毕后，摄像头进行初始化处理。在每日开机后重新进行人脸识别以及位置存储，避免对于请假学生进行误报警。两个摄像头21分别安装在黑板11左右两端的支架上，通过多摄像头21提升对人脸识别的精确度。当然，其他实施例中，不同摄像头可以针对不同的区域进行人脸识别，通过摄像头21的处理器进行比对合并，形成整个教室的人脸识别。

较佳的，每个学生位置的桌面上可以放置一位置识别牌(识别牌上具有相应的诸如数字的位置标识)，摄像头21可以将位置识别牌与人脸进行对应存储，通过位置识别牌建立目标位置，进而监控目标位置的人脸识别情况。

进一步，所述黑板11包括可移动的黑板11，所述黑板11的两端设有对称分布且用于黑板11支撑的固定架2，所述固定架2底部设有固定连接的支撑板25，所述支撑板25底部设有可上下运动的滚轮24，所述摄像头21和显示屏22均设置在相应的固定架2上，所述固定架2底部之间设有相连接固定的连接杆26。

黑板11可移动的设计，能够方便临时课堂的使用，便于移动，能够根据临时组建课堂的需求，移动至需要的位置，方便快捷。

进一步，所述支撑板25底部设有支撑槽252，所述支撑槽252内设有上下滑动连接的底板251，所述滚轮24设置在底板251底部，所述固定架2底部设有与支撑槽252相连通的调节槽255，所述调节槽255内设有滑动连接的调节杆253，所述调节杆253底部与底板251固定连接，所述连接杆26内设有用于带动调节杆253上下运动的调节机构。

进一步，所述固定架2底部设有对称分布且呈三角形支撑的加强杆23，所述加强杆23底部与支撑杆连接固定。加强杆23，能够有效的保证了固定架2的稳定性。

进一步，所述黑板11外侧设有固定框1，所述固定框1两侧内壁上设有对称分布且用于黑板11固定的定位槽15，位于黑板11上下两端的所述定位槽15内均设有可转动的调节辊14，所述黑板11表面为白色，所述调节辊14之间设有相连接且呈透明状的调节带12，所述调节带12贴合在黑板11表面。

黑板11采用白色的设计，加上利用调节辊14的转动，带动透明状的调节带12转动，使教师在原有一面的黑板11上无法写下更多内容的时候，通过调节辊14的转动，即可使其余空白的调节带12运动至黑板11表面，这样的设计，不需要擦去原有的内容，在黑板11上能够留下更多的内容，更好的帮助老师去教学。黑板11的板面背后设有按压传感器，在超过预定时长未接收到按压反馈时，将摄像头以及显示屏进行待机或断电处理，在接收到按压反馈时，进行开机或停止待机，实现智能化地节能运行。当然，摄像头21上可以设有麦克风，进行采集教室内声音，在采集的声音超过预定分贝时，摄像头21以及显示屏进行运行，在采集的声音低于预定分贝超过预定时长时，将摄像头21以及显示屏进行待机处理。

进一步，所述调节辊14两端均设有对称分布且固定连接的调节轴13，所述调节轴13与定位槽15内壁转动连接，所述固定框1底部的一侧设有链轮16，所述链轮16与相应的调节轴13连接，且链轮16带动调节轴13转动。

利用链轮16带动调节轴13的转动，使调节带12的调节十分的方便快捷，能够根据需要上下运动。其中链轮16如何使调节辊14的转动，采用现有窗帘技术领域中的手动窗帘卷绕装置，因此本申请对此不进行过多的描述。

实施例2

与实施例1相同之处不在重述，与实施例1不同之处在于：

请参阅图4，所述调节机构包括限位杆、限位槽265、卡槽254、第一复位弹簧266、压板262和传动线264，位于中部的所述连接杆26底部设有压槽261，所述压槽261内设有上下滑动连接的压板262，位于连接杆26一侧的所述调节槽255内壁上设有限位槽265，所述限位槽265内设有滑动连接的限位杆，且限位槽265内还设有用于带动限位杆自动弹出的第一复位弹簧266，所述调节杆253一侧设有用于限位杆卡合固定支撑的卡槽254，位于压板262两侧的所述连接杆26内设有连通槽263，所述连通槽263分别与相应的限位槽265连通，且连通槽263内设有传动线264，所述传动线264两端分别与相应的压板262和限位杆连接固定。

当需要将黑板11移动时，依次将两个固定架2拿起，使支撑板25与地面分离，滚轮24由于重力的缘故，自动向下运动，当限位槽265运动至限位槽265时，由于第一复位弹簧266的弹性，自动弹出，限位杆与限位槽265卡合固定，使调节杆253与固定架2之间固定，同时滚轮24与地面接触，即可通过滚轮24使黑板11进行移动，方便快捷，当黑板11需要固定的时候，将压板262的向下运动，通过传动线264的传动，带动限位杆与限位槽265分离，调节杆253与固定架2之间的固定接触，支撑板25自动向下运动，与地面接触，实现了黑板11的固定，调节方便快捷。

实施例3

与实施例1相同之处不在重述，与实施例1不同之处在于：

请参阅图5，所述调节机构包括液压杆271、手动液压调节器27、传动线264、压板262和第二复位弹簧273，所述调节槽255内设有固定连接的液压杆271，所述液压杆271延伸端与相应的调节杆253端部固定连接，所述调节槽255内还设有用于液压杆271长度调节的手动液压调节器27，所述手动液压调节器27上设有可上下运动且用于调节的传动杆272，所述传动杆272端部与调节槽255之间设有相连接的第二复位弹簧273，位于压板262两侧的所述连接杆26内均设有连通槽263，所述连通槽263端部分别与相应的调节槽255连通，所述传动杆272端部设有固定连接的传动线264，所述传动线264延伸端分别穿过第二复位弹簧273、连通槽263和压板262端部固定连接。

液压杆271的设计，使滚轮24的升降，能够稳定的进行，保证了滚轮24在进行切换时候的稳定性。

当需要将黑板11移动时，即需要滚轮24与地面接触，即可通过周期性往复脚踩压板262，通过传动线264的传动，带动传动杆272向下运动，同时第二复位弹簧273的设计，与脚踩相结合，即可实现传动杆272周期性摆动，通过传动杆272的按压，使手动液压调节器27催动液压杆271进行伸长，使滚轮24与地面接触，即可根据需要进行移动，当黑板11需要固定时，即支撑板25与地面接触，可通过手动液压调节器27内的泄压阀，使压力泄去，即可实现液压杆271的收缩，是支撑板25与地面接触，调节方便快捷。

其中手动液压调节中的传动杆272如何使液压杆271伸长，以及卸压阀如何卸压使液压杆271收缩，均属于液压杆271技术领域中的现有技术，在现有的市面上，手动调节的液压杆271，已经广泛运用，因此，本申请不进行过多的描述。

本发明一个实施例还提供一种新型教学数字化系统的教学方法，包括以下步骤：

(1)在进行上课时，通过两个摄像头21，对课堂内的学生进行实时拍摄，同时进行人脸识别。

(2)通过摄像头21，自动将异常活动画面(诸如长期低头或者睡觉的学生)进行实施识别，并在显示屏22上显现。进一步地，在识别到异常活动画面时通过耳机及时告知老师，提高对学生的及时监督效果。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (4)

1.一种新型教学数字化系统，包括黑板，所述黑板的两端设有用于监控的摄像头，所述摄像头具有人脸识别功能，所述黑板两端还设有用于显示摄像头识别后且具有异常活动画面的显示屏所述黑板的两端设有对称分布且用于黑板支撑的固定架，所述固定架底部设有固定连接的支撑板，所述支撑板底部设有可上下运动的滚轮，所述摄像头和显示屏均设置在相应的固定架上，所述固定架底部之间设有相连接固定的连接杆所述支撑板底部设有支撑槽，所述支撑槽内设有上下滑动连接的底板，所述滚轮设置在底板底部，所述固定架底部设有与支撑槽相连通的调节槽，所述调节槽内设有滑动连接的调节杆，所述调节杆底部与底板固定连接，所述连接杆内设有用于带动调节杆上下运动的调节机构；

所述调节机构包括液压杆、手动液压调节器、传动线、压板和第二复位弹簧，所述调节槽内设有固定连接的液压杆，所述液压杆延伸端与相应的调节杆端部固定连接，所述调节槽内还设有用于液压杆长度调节的手动液压调节器，所述手动液压调节器上设有可上下运动且用于调节的传动杆，所述传动杆端部与调节槽之间设有相连接的第二复位弹簧，位于压板两侧的所述连接杆内均设有连通槽，所述连通槽端部分别与相应的调节槽连通，所述传动杆端部设有固定连接的传动线，所述传动线延伸端分别穿过第二复位弹簧、连通槽和压板端部固定连接。

2.根据权利要求1 所述的新型教学数字化系统，其特征在于：所述黑板外侧设有固定框，所述固定框两侧内壁上设有对称分布且用于黑板固定的定位槽，位于黑板上下两端的所述定位槽内均设有可转动的调节辊，所述黑板表面为白色，所述调节辊之间设有相连接且呈透明状的调节带，所述调节带贴合在黑板表面。

3.根据权利要求2所述的新型教学数字化系统，其特征在于：所述调节辊两端均设有对称分布且固定连接的调节轴，所述调节轴与定位槽内壁转动连接，所述固定框底部的一侧设有链轮，所述链轮与相应的调节轴连接，且链轮带动调节轴转动。

4.一种如权利要求1-3 任意一项所述的新型教学数字化系统的教学方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在进行上课时，通过两个摄像头，对课堂内的学生进行实时拍摄，同时进行人脸识别；

(2)通过摄像头将异常活动画面进行实施识别，在识别后在显示屏上展示。

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