CN113436481A - 一种儿童远程课堂教育互动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种儿童远程课堂教育互动系统，属于在线教育技术领域；包括平台模块、互动模块、教育系统、远程监控模块与共享模块；平台模块包括授课数据库、教师交互平台与用户端，授课数据库为平台模块提供课业教学内容存储功能，以供教师通过平台模块调取课业共享信息、数据，做到数据互通，教师交互平台为平台模块提供教师操作功能，满足教师之间通过平台模块进行数据共享、经验交流的需求，教师交互平台操作使用功能基于用户端，该种互动系统通过平台的建立，为教师与教师之间、教师与学生之间提供独立共享平台，方便了多校通过该平台进行线上授课、线下课堂听课的教学模式，做到教师资源的共享，进而保证教学质量的统一。
Description
技术领域
本发明涉及在线教育技术领域，特别是一种儿童远程课堂教育互动系统。
背景技术
课堂教育是教育教学中普遍使用的一种手段，它是教师给学生传授知识和技能的全过程，它主要包括教师讲解，学生问答，教学活动以及教学过程中使用的所有教具，与个别教育相对，把年龄和知识程度相同或相近的学生，编成固定人数的班级集体；按各门学科教学大纲规定的内容，组织教材和选择适当的教学方法；并根据固定的时间表，向全班学生进行授课的教学组织形式；
然而教师作为学校珍贵、独立资源，其教师水平、教师素质将直接影响课堂教学质量，随着社会发展，优质教师资源多集中于名校中，造成了低级城市普通学校教育内容的两极分化，一定程度上限制了教育行业的发展，同时学校教师间交流学习成本较高，限制了教师交流将同步影响学校竞争力。
发明内容
解决的技术问题
本发明的目的是，针对上述问题，提供一种儿童远程课堂教育互动系统，包括平台模块、互动模块、教育系统、远程监控模块与共享模块；
所述平台模块包括授课数据库、教师交互平台与用户端，所述授课数据库为平台模块提供课业教学内容存储功能，以供教师通过平台模块调取课业共享信息、数据，做到数据互通，所述教师交互平台为平台模块提供教师操作功能，满足教师之间通过平台模块进行数据共享、经验交流的需求，所述教师交互平台操作使用功能基于用户端，所述用户端为教师交互平台提供教师个人账户信息录入、教师分级数据与教师管理功能；
所述互动模块用于连接平台模块中各个教师交互平台数据，将一线城市优质教师资源与三四线城市学校课堂对接，所述互动模块包括线上服务器与互动系统，所述线上服务器通过WEB云端服务器搭建，所述线上服务器与互动系统信号连接，所述互动系统基于Windows系统功能；
所述教育系统基于AI算法分析控制，所述教育系统用于控制平台模块与互动模块中数据连接、数据处理、数据共享进行集中控制，所述教育系统包括HDFS文件端、采集消息模块与消息队列数据，所述HDFS文件端用于存储教师账户信息与教师账户个人数据，所述采集消息模块用于推送及反馈教师个人账户信息与系统信息，所述消息队列数据根据教育系统AI算法按优先级分类教学内容、统整教学数据；
所述远程监控模块包括监控摄像头与扬声器单元，所述远程监控模块分为学生端与教师端，所述监控摄像头搭载于学生端，所述监控摄像头用于采集课堂中学生学习状态，并输出图像反馈至教育系统，所述监控摄像头与扬声器单元同时设置于教师端，满足教师实时直播、录制教学视频至教育系统，并向学生端输出，所述教师端通过教育系统与学生端信号连接；
所述共享模块搭载于教育系统中，所述共享模块用于实现多处教育系统、平台模块之间在线连接，所述共享模块基于互动模块功能，所述共享模块通过局域网、教育网与线上网络的通信方式连接教师端、学生端与管理员端。
进一步的，所述平台模块中授课数据库分为线上服务器存储端与线下存储设备，所述线下存储设备为服务器硬盘。
进一步的，所述教师交互平台包括视频、影音文件输入、输出，在线文字社交功能。
进一步的，所述用户端中教师管理分为授课内容授权、授课内容发布、在线授课管理、课堂对接管理。
进一步的，所述互动模块与平台模块信号连接，所述互动模块通过教师交互平台中教师分级进行互动确认、交流。
进一步的，所述互动模块中线上服务器基于云端服务器系统。
进一步的，所述教育系统中AI算法分析包括收集远程监控模块图像，所述AI算法根据图像中学生头部俯仰角度轮廓、头部视角位置、学生头部摆动轮廓来判别各个学生听讲情况。
进一步的，所述教育系统中消息队列数据通过管理员账号控制。
进一步的，所述远程监控模块中监控摄像头与扬声器单元铺设于各个用户端课堂中。
进一步的，所述共享模块中教师端之间、教师端与学生端之互联管理建议于平台模块上。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本方案中的一种儿童远程课堂教育互动系统，系统基于互联网云端平台建立，能通过系统中互动模块对接各个学校教师资源，利用平台模块搭建学校之间、教师之间线上交流平台，其中包括的用户端、数据存储、管理功能为教师使用提供的便利，方便教师间交流时实现数据互传、共享，教师教学通过面向教师端、学生课堂端的远程监控模块进行直播，并依照该互动系统中教育系统的AI算法对教师教学内容、课堂进行分类整理，从而保证教育平台优质资源的集中展现，保证了系统的教学质量，做到一线城市优质教师资源与三四线城市学校课堂对接的目的。
2.本方案中的一种儿童远程课堂教育互动系统，在教师通过远程监控模块进行在线授课时，铺设于学生课堂端的远程监控模块可通过采集课堂中学生图像，并依照教育系统中的AI算法对图像中学生头部位置、俯仰角度、摆动方向、视角方向进行判别，从而将课堂中学生状态反馈至授课教师，以进一步便于教师根据课堂状态调整讲课节奏、内容，以保证教师远程教学的教学质量。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明平台模块结构示意图。
图3是本发明互动模块结构示意图。
图4是本发明教育系统模块结构示意图。
图5是本发明远程监控模块结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
结合图1-图5，本发明公开了一种儿童远程课堂教育互动系统，包括平台模块、互动模块、教育系统、远程监控模块与共享模块；
平台模块包括授课数据库、教师交互平台与用户端，授课数据库为平台模块提供课业教学内容存储功能，以供教师通过平台模块调取课业共享信息、数据，做到数据互通，教师交互平台为平台模块提供教师操作功能，满足教师之间通过平台模块进行数据共享、经验交流的需求，教师交互平台操作使用功能基于用户端，用户端为教师交互平台提供教师个人账户信息录入、教师分级数据与教师管理功能，平台模块中授课数据库分为线上服务器存储端与线下存储设备，线下存储设备为服务器硬盘，教师交互平台包括视频、影音文件输入、输出，在线文字社交功能，用户端中教师管理分为授课内容授权、授课内容发布、在线授课管理、课堂对接管理；
实施例一：
该实施例包括平台模块，平台模块搭载于教师个人电脑Windows系统中，并建立于互联网云端网络中，各个教师通过个人电脑连入平台模块WEB端，并通过教师个人账号进入平台模块系统，其中平台模块搭载的授课数据库供教师分享、存储、调用各科、各个教师的共享课业内容，以供教师之间相互学习提高教学水平，教师交互平台为教师之间提供群组聊天服务，供教师通过网络进行线上文字交流。
互动模块用于连接平台模块中各个教师交互平台数据，将一线城市优质教师资源与三四线城市学校课堂对接，互动模块包括线上服务器与互动系统，线上服务器通过WEB云端服务器搭建，线上服务器与互动系统信号连接，互动系统基于Windows系统功能，互动模块与平台模块信号连接，互动模块通过教师交互平台中教师分级进行互动确认、交流，互动模块中线上服务器基于云端服务器系统；
实施例二：
在上述实施例基础上，平台模块中的教师交互平台数据互通、授课数据库搭载于互动模块WEB云端服务器上，线上服务器与WEB云端服务器通过服务器设备、Internet网关组网的方式进行搭建，其中线上服务器组网方式基于现有网页服务器搭建形式，互动模块用于连接各地级城市院校教师，拓展教师用户群。
教育系统基于AI算法分析控制，教育系统用于控制平台模块与互动模块中数据连接、数据处理、数据共享进行集中控制，教育系统包括HDFS文件端、采集消息模块与消息队列数据，HDFS文件端用于存储教师账户信息与教师账户个人数据，采集消息模块用于推送及反馈教师个人账户信息与系统信息，消息队列数据根据教育系统AI算法按优先级分类教学内容、统整教学数据，教育系统中AI算法分析包括收集远程监控模块图像，AI算法根据图像中学生头部俯仰角度轮廓、头部视角位置、学生头部摆动轮廓来判别各个学生听讲情况，教育系统中消息队列数据通过管理员账号控制；
实施例三：
在上述实施例基础上，教育系统遵循HDFS系统控制，通过HDFS文件分类形式与采集消息模块来采集平台模块中教师使用情况，并根据教师分享数据、发布授课内容按照课业分类格式，进行授课的分类管理，消息队列数据用于实现教育系统向教师控制端的信息广播功能，以便管理员对各科教室进行不同内容的发布、内容推送。
远程监控模块包括监控摄像头与扬声器单元，远程监控模块分为学生端与教师端，监控摄像头搭载于学生端，监控摄像头用于采集课堂中学生学习状态，并输出图像反馈至教育系统，监控摄像头与扬声器单元同时设置于教师端，满足教师实时直播、录制教学视频至教育系统，并向学生端输出，教师端通过教育系统与学生端信号连接，远程监控模块中监控摄像头与扬声器单元铺设于各个用户端课堂中；
实施例四：
在普及该互动系统的过程中，通过将监控摄像头、扬声器单元铺设于教师端、学生端课堂中，来安装远程监控模块，监控摄像头与扬声器单元分别用于采集教师端授课时影像，并通过平台模块向学生端展示授课影音内容，同时学生课堂中安装的监控摄像头将采集课堂中学生图像，采集后的图像经教育系统AI算法处理，根据图像中学生外轮廓判别学生头部摆动角度、俯仰角度，确认学生视角，进而反馈给教师端供教师判定课堂中实际听课听课，以便教师应对。
共享模块搭载于教育系统中，共享模块用于实现多处教育系统、平台模块之间在线连接，共享模块基于互动模块功能，共享模块通过局域网、教育网与线上网络的通信方式连接教师端、学生端与管理员端，共享模块中教师端之间、教师端与学生端之互联管理建议于平台模块上。
实施例五：
在上述远程监控模块基础上，教师端与教师端通过平台模块独立完成传输，教师端与学生端之间通过共享模块独立传输，其共享模块的传输方式在平台模块基础上拓展为校内局域网，可便教师端在所处该校进行多课堂的授课教学，独立设置的教师面向学生端的授课传输，以便平台模块进行分类别的互动维护。
此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种儿童远程课堂教育互动系统，其特征在于：
其包括平台模块、互动模块、教育系统、远程监控模块与共享模块；
所述平台模块包括授课数据库、教师交互平台与用户端，所述授课数据库为平台模块提供课业教学内容存储功能，以供教师通过平台模块调取课业共享信息、数据，做到数据互通，所述教师交互平台为平台模块提供教师操作功能，满足教师之间通过平台模块进行数据共享、经验交流的需求，所述教师交互平台操作使用功能基于用户端，所述用户端为教师交互平台提供教师个人账户信息录入、教师分级数据与教师管理功能；
所述互动模块用于连接平台模块中各个教师交互平台数据，将一线城市优质教师资源与三四线城市学校课堂对接，所述互动模块包括线上服务器与互动系统，所述线上服务器通过WEB云端服务器搭建，所述线上服务器与互动系统信号连接，所述互动系统基于Windows系统功能；
所述教育系统基于AI算法分析控制，所述教育系统用于控制平台模块与互动模块中数据连接、数据处理、数据共享进行集中控制，所述教育系统包括HDFS文件端、采集消息模块与消息队列数据，所述HDFS文件端用于存储教师账户信息与教师账户个人数据，所述采集消息模块用于推送及反馈教师个人账户信息与系统信息，所述消息队列数据根据教育系统AI算法按优先级分类教学内容、统整教学数据；
所述远程监控模块包括监控摄像头与扬声器单元，所述远程监控模块分为学生端与教师端，所述监控摄像头搭载于学生端，所述监控摄像头用于采集课堂中学生学习状态，并输出图像反馈至教育系统，所述监控摄像头与扬声器单元同时设置于教师端，满足教师实时直播、录制教学视频至教育系统，并向学生端输出，所述教师端通过教育系统与学生端信号连接；
所述共享模块搭载于教育系统中，所述共享模块用于实现多处教育系统、平台模块之间在线连接，所述共享模块基于互动模块功能，所述共享模块通过局域网、教育网与线上网络的通信方式连接教师端、学生端与管理员端。
2.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述平台模块中授课数据库分为线上服务器存储端与线下存储设备，所述线下存储设备为服务器硬盘。
3.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述教师交互平台包括视频、影音文件输入、输出，在线文字社交功能。
4.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述用户端中教师管理分为授课内容授权、授课内容发布、在线授课管理、课堂对接管理。
5.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述互动模块与平台模块信号连接，所述互动模块通过教师交互平台中教师分级进行互动确认、交流。
6.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述互动模块中线上服务器基于云端服务器系统。
7.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述教育系统中AI算法分析包括收集远程监控模块图像，所述AI算法根据图像中学生头部俯仰角度轮廓、头部视角位置、学生头部摆动轮廓来判别各个学生听讲情况。
8.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述教育系统中消息队列数据通过管理员账号控制。
9.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述远程监控模块中监控摄像头与扬声器单元铺设于各个用户端课堂中。
10.根据权利要求1所述的一种儿童远程课堂教育互动系统,其特征在于：所述共享模块中教师端之间、教师端与学生端之互联管理建议于平台模块上。
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