CN113744583A - 基于物联网进行网络教学管理的方法及装置 - Google Patents

基于物联网进行网络教学管理的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113744583A
CN113744583A CN202111053701.8A CN202111053701A CN113744583A CN 113744583 A CN113744583 A CN 113744583A CN 202111053701 A CN202111053701 A CN 202111053701A CN 113744583 A CN113744583 A CN 113744583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
student
user
action
teacher
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111053701.8A
Other languages
English (en)
Inventor
范骏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Xinhongbo Education Technology Co ltd
Original Assignee
Nanjing Xinhongbo Education Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Xinhongbo Education Technology Co ltd filed Critical Nanjing Xinhongbo Education Technology Co ltd
Priority to CN202111053701.8A priority Critical patent/CN113744583A/zh
Publication of CN113744583A publication Critical patent/CN113744583A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/08—Electrically-operated educational appliances providing for individual presentation of information to a plurality of student stations
    • G09B5/14—Electrically-operated educational appliances providing for individual presentation of information to a plurality of student stations with provision for individual teacher-student communication
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/20—Education
    • G06Q50/205—Education administration or guidance
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y10/00—Economic sectors
    • G16Y10/55—Education

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Electrically Operated Instructional Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了基于物联网进行网络教学管理的方法，包括以下步骤：将多个学生设备以及教师端设置于教室内，并将学生端与学生设备连接；基于教师端采集教师用户的动作参数；将教师用户的动作参数发送到学生端；基于学生端采集学生用户的动作参数；基于学生用户的动作参数驱动学生设备同步的动作；本发明提供一个学生用户以及教师用户的交互平台，并且联系学生设备进行真实的教室模拟，可以在教室内仅由教师用户进行真人教学，配合模拟学生用户的学生设备形成真实的教学场景，一方面为教师用户提供真实课堂的教学体验，另一方面为学生用户提供真实的学习环境，提高学生用户的代入感，有效提高网络教学的学习效果。

Description

基于物联网进行网络教学管理的方法及装置
技术领域
本发明涉及网络教学技术领域，更具体地说，它涉及基于物联网进行网络教学管理的方法。
背景技术
由于受制于大环境以及距离的限制，网络教学逐渐成为传统教学方式的重要补充，网络教学是在一定教学理论和思想指导下，应用多媒体和网络技术，通过师、生、媒体等多边、多向互动和对多种媒体教学信息的收集、传输、处理、共享，来实现教学目标的一种教学模式；
网络教学主要分为讲授式和演示式两种，其中：讲授式教学模式的特点是以教师为中心，系统授课。这种教学模式是传统的班级授课教学在网络教学中的新发展。讲授式教学模式是利用网络作为教师和学生的通讯工具进行的以讲授为主的教学模式。利用Internet实现的讲授型网络教学模式可以分为同步式和异步式两种。同步式讲授这种模式除了教师、学生不在同一地点上课之外，学生可在同一时间聆听教师讲课，师生间有一些简单的交流，这与传统教学模式是一样的。异步式讲授只要利用Internet的万维服务及电子邮件服务就可以很简单地实现，这种模式是由教师将教学要求、教学内容以及教学评测等教学材料，编制成HTML文件，存放在Web服务器上，学生通过浏览这些页面来达到学习的目的。这种模式的特点在于教学活动可以全天24小时进行，每个学生都可以根据自己的实际情况确定学习的时间、内容和进度，可随时在网上下载学习内容或向教师请教。其主要缺点是缺乏实时的交互性，对学生的学习自觉性和主动性要求较高。
演示式网络教学模式是教师根据教学的需要，利用网络向学生演示各种教学信息，它们可以是教师装载的CAI课件，也可以是来自校园网或因特网上的教学信息。
无论是讲授式教学模式还是演示式网络教学模式基本上都是由学生单纯的接收信息，缺乏真实课堂教学中学生与教师之间的互动，学生与教室环境的互动，使得学生无法获得真实的学习体验，这是网络教学学习效率低的主要因素。
发明内容
本发明提供一种基于物联网进行网络教学管理的方法，解决相关技术中的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供了基于物联网进行网络教学管理的方法，包括以下步骤：
步骤S11，将多个学生设备以及教师端设置于教室内，并将学生端与学生设备连接；
步骤S12，基于教师端采集教师用户的动作参数，所述教师用户的动作参数至少包括：
第一声音参数，其是由所采集教师用户的人声生成；
第一手臂动作参数，其是由采集教师用户的手臂动作生成；
步骤S13，将教师用户的动作参数发送到学生端；
基于教师用户的手臂动作参数识别教师用户所要求的作出响应的学生用户；
步骤S14，基于学生端采集学生用户的动作参数，所述学生用户的动作参数包括：
第二声音参数，其是由所采集学生用户的人声生成；
第二手臂动作参数，其是由采集学生用户的手臂动作生成；
腿部动作参数，基于腿部动作参数能够判断学生用户的站立姿态，学生用户的站立姿态至少包括坐姿还是站姿；
头部动作参数，基于头部动作参数能够判断学生用户的头部动作，至少包括摇头和点头；
步骤S15，基于学生用户的动作参数驱动学生设备同步的动作；
基于第二手臂动作参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同类型的手臂动作；
基于腿部动作参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同类型的腿部动作；
基于头部动作参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同类型的头部动作；
基于第二声音参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同的人声。
进一步地，所述基于教师用户的手臂动作参数识别教师用户所要求的作出响应的学生用户是基于第一声音参数进行语音识别能够通过识别的学生名称词来指向教师用户所要求的作出响应的学生用户，
或者基于采集教师用户的手臂动作所指向的学生设备所联系的学生端的学生用户作为教师用户所要求的作出响应的学生用户。
进一步地，所述第二声音参数至少包括音频数据，其中音频数据是采集的学生的人声；
基于第二声音参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同的人声时对第二声音参数附加强度参数，基于强度参数控制学生设备所发出的声音强度；
强度参数的计算公式如下：
Figure BDA0003253678060000031
其中Q表示声音强度，d表示学生设备与讲台的水平距离，k表示基准强度，其中Q、k的单位为dB，e表示自然常数。
进一步地，基于第二手臂动作参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同类型的手臂动作，其中第二手臂动作参数至少包括手臂动作的类型、动作的速度、动作的时间；
动作的类型包括：
举手、鼓掌、摆手；
对于举手类型的动作，动作的速度为学生用户的手臂抬起动作完成一次的时间，动作的时间是学生用户的手臂抬起的总的时间；
对于鼓掌类型的动作，动作的速度为学生用户的鼓掌一次所需的时间，动作的时间是学生鼓掌的总的时间；
对于摆手类型的动作，动作的速度为学生用户的摆手一次所需的时间，动作的时间是学生摆手的总的时间。
进一步地，对于鼓掌类型的动作，配合发声进行仿真模拟，基于采集学生用户的鼓掌音频或预存储鼓掌音频播放，播放的发声强度可以通过以下公式进行计算：
Figure BDA0003253678060000041
其中Zi表示学生设备模拟第i次的学生用户的鼓掌动作时的发声强度，ka表示基准发声强度，Xi表示第i次的学生用户的鼓掌动作的速度，
Figure BDA0003253678060000042
表示学生用户的鼓掌动作的采样的均值，σx表示学生用户的鼓掌动作的采样的样本标准差。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于物联网进行网络教学管理的装置，包括：
学生端，其用于采集学生用户的动作参数；
学生设备，其用于基于学生用户的动作参数模拟学生用户的动作；
教师端，其用于采集教师用户的动作参数；
云平台，其连接学生端、教师端以及学生设备，并用于接收以及发送数据。
进一步地，所述教师端至少包括：
第一音频采集单元，其用于采集教师用户的人声数据；
第一手臂动作采集单元，其用于采集教师用户的第一手臂动作参数。
进一步地，所述学生端至少包括：
第二音频采集单元，其用于采集学生用户的人声数据；
肢体动作采集单元，其用于采集学生用户的第二手臂动作参数、腿部动作参数以及头部动作参数；
肢体动作参数单元包括用于采集学生用户的第二手臂动作参数的第二手臂动作采集单元、用于采集学生用户的腿部动作参数的腿部动作采集单元以及用于采集学生用户的头部动作的头部动作采集单元。
进一步地，所述学生设备至少包括：
头部单元，其用于模拟学生用户的头部动作；
手臂单元，其用于模拟学生用户的手臂动作；
腿部单元，其用于模拟学生用户的腿部动作；
发声单元，其用于模拟学生用户的人声进行发声。
进一步地，所述云平台至少包括：
接收单元，其用于接收教师端以及学生端的数据；
发送单元，其用于向学生设备发送数据；
引导单元，其基于教师用户的动作参数生成指引信息发送到教师用户所要求的作出响应的学生用户学生端；
控制参数生成单元，其用于基于学生用户的动作参数生成用于控制学生设备动作的控制参数。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一个学生用户以及教师用户的交互平台，并且联系学生设备进行真实的教室模拟，可以在教室内仅由教师用户进行真人教学，配合模拟学生用户的学生设备形成真实的教学场景，一方面为教师用户提供真实课堂的教学体验，另一方面为学生用户提供真实的学习环境，提高学生用户的代入感，相较于传统的类似视频会议的网络教学或录播的网络教学来说极大的提高的学生用户与教师用户之间的实时交互。
附图说明
图1是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的方法的第一种流程示意图；
图2是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的方法的教室布置示意图一；
图3是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的装置的架构示意图一；
图4是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的装置的架构示意图二；
图5是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的装置的教师端的模块结构示意图；
图6是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的装置的学生端的模块结构示意图；
图7是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的装置的学生设备的模块结构示意图；
图8是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的装置的云平台的模块结构示意图；
图9是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的方法的第一种流程示意图；
图10是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的方法的教室布置示意图二；
图11是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的装置的架构示意图三；
图12是本发明实施例的基于物联网进行网络教学管理的装置的架构示意图四。
图中：教师端100，学生端200，学生设备300，云平台400，教师设备500，第一音频采集单元110，第一手臂动作采集单元120，第二音频采集单元210，肢体动作采集单元220，第二手臂动作采集单元221，腿部动作采集单元222，头部动作采集单元223，头部单元310，手臂单元320，腿部单元330，发声单元340，接收单元410，发送单元420，引导单元430，控制参数生成单元440，手臂控制单元441，头部控制单元442，腿部控制单元443，发声控制单元444；。
具体实施方式
现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以及各个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。
在本实施例中提供了基于物联网进行网络教学管理的方法，如图1所示是根据本发明的基于物联网进行网络教学管理的方法的流程示意图，如图1所示，该基于物联网进行网络教学管理的方法，包括以下步骤：
步骤S11，将多个学生设备300以及教师端100设置于教室内，并将学生端200与学生设备300连接；
步骤S12，基于教师端100采集教师用户的动作参数，所述教师用户的动作参数至少包括：
第一声音参数，其是由所采集教师用户的人声生成；
第一手臂动作参数，其是由采集教师用户的手臂动作生成；
步骤S13，将教师用户的动作参数发送到学生端200；
基于教师用户的手臂动作参数能够识别教师用户所要求的作出响应的学生用户；
具体的，基于第一声音参数进行语音识别能够通过识别的学生名称词来指向教师用户所要求的作出响应的学生用户；
或者基于采集教师用户的手臂动作所指向的学生设备300所联系的学生端200的学生用户作为教师用户所要求的作出响应的学生用户；
更具体的，作为一种示例，教师端100包括设置于教师用户的手臂上的红外发射装置，学生设备300包括用于配合设置于教师用户的手臂上的红外发射装置的红外接收装置。基于红外发射装置与红外接收装置的配合，基于教师手臂的指向来联系学生设备300，进一步指引学生用户。
步骤S14，基于学生端200采集学生用户的动作参数，所述学生用户的动作参数包括：
第二声音参数，其是由所采集学生用户的人声生成；
第二手臂动作参数，其是由采集学生用户的手臂动作生成；
腿部动作参数，基于腿部动作参数能够判断学生用户的站立姿态，学生用户的站立姿态至少包括坐姿还是站姿；
头部动作参数，基于头部动作参数能够判断学生用户的头部动作，至少包括摇头和点头；
步骤S15，基于学生用户的动作参数驱动学生设备300同步的动作；
基于第二手臂动作参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同类型的手臂动作；
基于腿部动作参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同类型的腿部动作；
基于头部动作参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同类型的头部动作；
基于第二声音参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同的人声；
举例来说对于第二声音参数，至少包括音频数据，其中音频数据是采集的学生的人声；
基于第二声音参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同的人声时对第二声音参数附加强度参数，基于强度参数可以控制学生设备300所发出的声音强度；
强度参数的获得是：基于学生设备300与讲台的距离配合基准强度进行确定，对于一个长8m，宽6m，层高4m的教室来说，可参考以下公式：
Figure BDA0003253678060000081
其中Q表示声音强度，d表示学生设备300与讲台的水平距离，k表示基准强度，其中Q、k的单位为dB，e表示自然常数，其余参数可以采用去单位化；
对于上述的教室，基准强度可以取40dB；
基于第二手臂动作参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同类型的手臂动作，其中第二手臂动作参数至少包括手臂动作的类型、动作的速度、动作的时间；
动作的类型包括：
举手、鼓掌、摆手等；
对于举手类型的动作，动作的速度为学生用户的手臂抬起动作完成一次的时间，动作的时间是学生用户的手臂抬起的总的时间；
对于鼓掌类型的动作，动作的速度为学生用户的鼓掌一次所需的时间，动作的时间是学生鼓掌的总的时间；
对于摆手类型的动作，动作的速度为学生用户的摆手一次所需的时间，动作的时间是学生摆手的总的时间；
作为进一步的方案，对于鼓掌类型的动作，由于学生设备300为机械设备，其机械关节以及结构很难模拟真实的鼓掌，因此需要配合发声进行仿真模拟，基于采集学生用户的鼓掌音频或预存储鼓掌音频播放，播放的发声强度可以通过以下公式进行计算：
Figure BDA0003253678060000082
其中Zi表示学生设备300模拟第i次的学生用户的鼓掌动作时的发声强度，ka表示基准发声强度，Xi表示第i次的学生用户的鼓掌动作的速度，
Figure BDA0003253678060000091
表示学生用户的鼓掌动作的采样的均值，σx表示学生用户的鼓掌动作的采样的样本标准差；
其中i为(1、2、3......N)，N为正整数。
其中Zi、ka的单位为dB，e表示自然常数，其余参数可以采用去单位化；
基于上述的公式能够控制学生设备300模拟学生用户的鼓掌动作时同步发声，并且配合学生用户的鼓掌随之变化的发声强度能够提供更加真实的模拟，能够获得近似于真实课堂的学生反馈场景。
例如基于对于学生用户手臂动作的模拟能够实现以下课堂场景的交互：
学生举手回答问题；
学生为老师或其他学生鼓掌；
学生举手示意拒绝；
作为进一步的方案，学生设备300包含用于采集图像的图像采集单元以及用于采集音频的声音采集单元，该图像采集单元用于采集教室的视频信息，并发送到学生端200用户显示，声音采集单元用于采集教室的音频信息并发送到学生端200用户播放，这样就使得学生端200能够获得整个教室的真实体验；
如图2-7所示，基于上述的基于物联网进行网络教学管理的方法，本发明进一步提供一种基于物联网进行网络教学管理的装置，包括：
学生端200，其用于采集学生用户的动作参数；
学生设备300，其用于基于学生用户的动作参数模拟学生用户的动作；
教师端100，其用于采集教师用户的动作参数；
云平台400，其连接学生端200、教师端100以及学生设备300，并用于接收以及发送数据；
学生设备300之间可以是通过近场通信连接之后再通过互联网连接到云平台400，例如CAN总线或WiFi网络；
教师端100至少包括：
第一音频采集单元110，其用于采集教师用户的人声数据；
第一手臂动作采集单元120，其用于采集教师用户的第一手臂动作参数；
学生端200至少包括：
第二音频采集单元210，其用于采集学生用户的人声数据；
肢体动作采集单元220，其用于采集学生用户的第二手臂动作参数、腿部动作参数以及头部动作参数；
肢体动作参数单元包括用于采集学生用户的第二手臂动作参数的第二手臂动作采集单元221、用于采集学生用户的腿部动作参数的腿部动作采集单元222以及用于采集学生用户的头部动作的头部动作采集单元223；
体感已经是本领域常规技术手段，作为参考可以采用加速度传感器作为上述采集单元的硬件基础；
学生设备300至少包括：
头部单元310，其用于模拟学生用户的头部动作；
手臂单元320，其用于模拟学生用户的手臂动作；
腿部单元330，其用于模拟学生用户的腿部动作；
发声单元340，其用于模拟学生用户的人声进行发声；
云平台400至少包括：
接收单元410，其用于接收教师端100以及学生端200的数据；
发送单元420，其用于向学生设备300发送数据；
引导单元430，其基于教师用户的动作参数生成指引信息发送到教师用户所要求的作出响应的学生用户学生端200；
指引信息可以是声音提示或文字或图像提示，能够基于学生端200的显示来提供提示。
控制参数生成单元440，其用于基于学生用户的动作参数生成用于控制学生设备300动作的控制参数；
控制参数生成单元440包括：
手臂控制单元441，其用于生成控制学生设备300的手臂单元320的控制参数；
头部控制单元442，其用于生成控制学生设备300的头部单元310的控制参数；
腿部控制单元443，其用于生成控制学生设备300的腿部单元330的控制参数；
发声控制单元444，其用于生成控制学生设备300的发声单元340的控制参数；
基于上述的系统能够形成一个模拟真实课堂的物联网系统，基于物联网系统提供学生用户以及教师用户的交互平台，并且联系学生设备300进行真实的教室模拟，可以在教室内仅由教师用户进行真人教学，配合模拟学生用户的学生设备300形成真实的教学场景，一方面为教师用户提供真实课堂的教学体验，另一方面为学生用户提供真实的学习环境，提高学生用户的代入感，相较于传统的类似视频会议的网络教学或录播的网络教学来说极大的提高的学生用户与教师用户之间的实时交互，并且整个系统可以进行复用，适用于各个学科的网络教学；
如图8所示，作为另一种方式，教师用户同样采用远程的教学，那么基于这样一种场景，进一步的提供另一种基于物联网进行网络教学管理的方法，包括以下步骤：
步骤S91，将多个学生设备300以及教师设备设置于教室内，并将学生端200与学生设备300连接，教师设备与教师端100连接；
步骤S92，基于教师端100采集教师用户的动作参数，所述教师用户的动作参数至少包括：
第一声音参数，其是由所采集教师用户的人声生成；
第一手臂动作参数，其是由采集教师用户的手臂动作生成；
步骤S93，基于教师用户的动作参数驱动教师设备同步的动作；
其中第一手臂动作参数至少包括手臂动作的类型、动作的速度、动作的时间；
动作的类型包括：
举手、鼓掌、摆手等；
对于举手类型的动作，动作的速度为教师用户的手臂抬起动作完成一次的时间，动作的时间是教师用户的手臂抬起的总的时间；
对于鼓掌类型的动作，动作的速度为教师用户的鼓掌一次所需的时间，动作的时间是教师鼓掌的总的时间；
对于摆手类型的动作，动作的速度为教师用户的摆手一次所需的时间，动作的时间是教师摆手的总的时间；
作为进一步的方案，对于鼓掌类型的动作，由于教师设备为机械设备，其机械关节以及结构很难模拟真实的鼓掌，因此需要配合发声进行仿真模拟，基于采集教师用户的鼓掌音频或预存储鼓掌音频播放，播放的发声强度可以通过以下公式进行计算：
Figure BDA0003253678060000121
其中Zi表示教师设备模拟第s次的教师用户的鼓掌动作时的发声强度，ka表示基准发声强度，Xs表示第s次的教师用户的鼓掌动作的速度，
Figure BDA0003253678060000122
表示教师用户的鼓掌动作的采样的均值，σx表示教师用户的鼓掌动作的采样的样本标准差；
其中i为(1、2、3......N)，N为正整数。
其中Zs、ka的单位为dB，e表示自然常数，其余参数可以采用去单位化；
基于上述的公式能够控制教师设备模拟教师用户的鼓掌动作时同步发声，并且配合教师用户的鼓掌随之变化的发声强度能够提供更加真实的模拟，能够获得近似于真实课堂的教师反馈场景。
步骤S94，基于教师用户的动作参数能够识别教师用户所要求的作出响应的学生用户；
具体的，基于第一声音参数进行语音识别能够通过识别的学生名称词来指向教师用户所要求的作出响应的学生用户；
或者基于采集教师用户的手臂动作驱动的教师设备的手臂所指向的学生设备300所联系的学生端200的学生用户作为教师用户所要求的作出响应的学生用户；
更具体的，作为一种示例，教师端100包括设置于教师设备的手臂上的红外发射装置，学生设备300包括用于配合设置于教师设备的手臂上的红外发射装置的红外接收装置。基于红外发射装置与红外接收装置的配合，基于教师设备的手臂的指向来联系学生设备300，进一步指引学生用户。
步骤S95，基于学生端200采集教师用户所要求的作出响应的学生用户的动作参数，所述学生用户的动作参数包括：
第二声音参数，其是由所采集学生用户的人声生成；
第二手臂动作参数，其是由采集学生用户的手臂动作生成；
腿部动作参数，基于腿部动作参数能够判断学生用户的站立姿态，学生用户的站立姿态至少包括坐姿还是站姿；
头部动作参数，基于头部动作参数能够判断学生用户的头部动作，至少包括摇头和点头；
步骤S96，基于学生用户的动作参数驱动学生设备300同步的动作；
基于第二手臂动作参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同类型的手臂动作；
基于腿部动作参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同类型的腿部动作；
基于头部动作参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同类型的头部动作；
基于第二声音参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同的人声；
举例来说对于第二声音参数，至少包括音频数据，其中音频数据是采集的学生的人声；
基于第二声音参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同的人声时对第二声音参数附加强度参数，基于强度参数可以控制学生设备300所发出的声音强度；
基于第二手臂动作参数驱动学生设备300的手臂作出与学生用户相同类型的手臂动作，其中第二手臂动作参数至少包括手臂动作的类型、动作的速度、动作的时间；
动作的类型包括：
举手、鼓掌、摆手等；
对于举手类型的动作，动作的速度为学生用户的手臂抬起动作完成一次的时间，动作的时间是学生用户的手臂抬起的总的时间；
对于鼓掌类型的动作，动作的速度为学生用户的鼓掌一次所需的时间，动作的时间是学生鼓掌的总的时间；
对于摆手类型的动作，动作的速度为学生用户的摆手一次所需的时间，动作的时间是学生摆手的总的时间；
如图10-12所示，基于上述方法，本发明的基于物联网进行网络教学管理的装置，还应包括设置于教室内的教师设备500，该教师设备500参考学生设备300进行设置；
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本实施例各个实施例的方法。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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应理解为必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.基于物联网进行网络教学管理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S11，将多个学生设备以及教师端设置于教室内，并将学生端与学生设备连接；
步骤S12，基于教师端采集教师用户的动作参数，所述教师用户的动作参数至少包括：
第一声音参数，其是由所采集教师用户的人声生成；
第一手臂动作参数，其是由采集教师用户的手臂动作生成；
步骤S13，将教师用户的动作参数发送到学生端；
基于教师用户的手臂动作参数识别教师用户所要求的作出响应的学生用户；
步骤S14，基于学生端采集学生用户的动作参数，所述学生用户的动作参数包括：
第二声音参数，其是由所采集学生用户的人声生成；
第二手臂动作参数，其是由采集学生用户的手臂动作生成；
腿部动作参数，基于腿部动作参数能够判断学生用户的站立姿态，学生用户的站立姿态至少包括坐姿还是站姿；
头部动作参数，基于头部动作参数能够判断学生用户的头部动作，至少包括摇头和点头；
步骤S15，基于学生用户的动作参数驱动学生设备同步的动作；
基于第二手臂动作参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同类型的手臂动作；
基于腿部动作参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同类型的腿部动作；
基于头部动作参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同类型的头部动作；
基于第二声音参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同的人声。
2.根据权利要求1所述的基于物联网进行网络教学管理的方法，其特征在于，所述基于教师用户的手臂动作参数识别教师用户所要求的作出响应的学生用户是基于第一声音参数进行语音识别能够通过识别的学生名称词来指向教师用户所要求的作出响应的学生用户，
或者基于采集教师用户的手臂动作所指向的学生设备所联系的学生端的学生用户作为教师用户所要求的作出响应的学生用户。
3.根据权利要求1所述的基于物联网进行网络教学管理的方法，其特征在于，所述第二声音参数至少包括音频数据，其中音频数据是采集的学生的人声；
基于第二声音参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同的人声时对第二声音参数附加强度参数，基于强度参数控制学生设备所发出的声音强度；
强度参数的计算公式如下：
Figure FDA0003253678050000021
其中Q表示声音强度，d表示学生设备与讲台的水平距离，k表示基准强度，其中Q、k的单位为dB，e表示自然常数。
4.根据权利要求1所述的基于物联网进行网络教学管理的方法，其特征在于，基于第二手臂动作参数驱动学生设备的手臂作出与学生用户相同类型的手臂动作，其中第二手臂动作参数至少包括手臂动作的类型、动作的速度、动作的时间；
动作的类型包括：
举手、鼓掌、摆手；
对于举手类型的动作，动作的速度为学生用户的手臂抬起动作完成一次的时间，动作的时间是学生用户的手臂抬起的总的时间；
对于鼓掌类型的动作，动作的速度为学生用户的鼓掌一次所需的时间，动作的时间是学生鼓掌的总的时间；
对于摆手类型的动作，动作的速度为学生用户的摆手一次所需的时间，动作的时间是学生摆手的总的时间。
5.根据权利要求4所述的基于物联网进行网络教学管理的方法，其特征在于，对于鼓掌类型的动作，配合发声进行仿真模拟，基于采集学生用户的鼓掌音频或预存储鼓掌音频播放，播放的发声强度可以通过以下公式进行计算：
Figure FDA0003253678050000031
其中Zi表示学生设备模拟第i次的学生用户的鼓掌动作时的发声强度，ka表示基准发声强度，Xi表示第i次的学生用户的鼓掌动作的速度，
Figure FDA0003253678050000032
表示学生用户的鼓掌动作的采样的均值，σx表示学生用户的鼓掌动作的采样的样本标准差。
6.一种基于物联网进行网络教学管理的装置，其特征在于，包括：
学生端，其用于采集学生用户的动作参数；
学生设备，其用于基于学生用户的动作参数模拟学生用户的动作；
教师端，其用于采集教师用户的动作参数；
云平台，其连接学生端、教师端以及学生设备，并用于接收以及发送数据。
7.根据权利要求6所述的基于物联网进行网络教学管理的装置，其特征在于，所述教师端至少包括：
第一音频采集单元，其用于采集教师用户的人声数据；
第一手臂动作采集单元，其用于采集教师用户的第一手臂动作参数。
8.根据权利要求6所述的基于物联网进行网络教学管理的装置，其特征在于，所述学生端至少包括：
第二音频采集单元，其用于采集学生用户的人声数据；
肢体动作采集单元，其用于采集学生用户的第二手臂动作参数、腿部动作参数以及头部动作参数；
肢体动作参数单元包括用于采集学生用户的第二手臂动作参数的第二手臂动作采集单元、用于采集学生用户的腿部动作参数的腿部动作采集单元以及用于采集学生用户的头部动作的头部动作采集单元。
9.根据权利要求6所述的基于物联网进行网络教学管理的装置，其特征在于，所述学生设备至少包括：
头部单元，其用于模拟学生用户的头部动作；
手臂单元，其用于模拟学生用户的手臂动作；
腿部单元，其用于模拟学生用户的腿部动作；
发声单元，其用于模拟学生用户的人声进行发声。
10.根据权利要求6所述的基于物联网进行网络教学管理的装置，其特征在于，所述云平台至少包括：
接收单元，其用于接收教师端以及学生端的数据；
发送单元，其用于向学生设备发送数据；
引导单元，其基于教师用户的动作参数生成指引信息发送到教师用户所要求的作出响应的学生用户学生端；
控制参数生成单元，其用于基于学生用户的动作参数生成用于控制学生设备动作的控制参数。
CN202111053701.8A 2021-09-09 2021-09-09 基于物联网进行网络教学管理的方法及装置 Pending CN113744583A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111053701.8A CN113744583A (zh) 2021-09-09 2021-09-09 基于物联网进行网络教学管理的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111053701.8A CN113744583A (zh) 2021-09-09 2021-09-09 基于物联网进行网络教学管理的方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113744583A true CN113744583A (zh) 2021-12-03

Family

ID=78737417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111053701.8A Pending CN113744583A (zh) 2021-09-09 2021-09-09 基于物联网进行网络教学管理的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113744583A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103295434A (zh) * 2012-11-15 2013-09-11 李亦文 交互体验式教育系统
CN103646574A (zh) * 2013-12-18 2014-03-19 闫健 一种基于全景学习系统平台的师生互动教学方法
CN106205245A (zh) * 2016-07-15 2016-12-07 深圳市豆娱科技有限公司 沉浸式在线教学系统、方法和装置
CN107248342A (zh) * 2017-07-07 2017-10-13 四川云图瑞科技有限公司 基于虚拟现实技术的三维互动教学系统
CN206869893U (zh) * 2017-03-31 2018-01-12 黄亮 一种声频定向的迎宾机器人
CN108428379A (zh) * 2018-06-15 2018-08-21 郑州思辩科技有限公司 一种节能唯物哲学教学演示器及演示方法
CN108831218A (zh) * 2018-06-15 2018-11-16 邹浩澜 基于虚拟现实的远程教学系统
CN112201096A (zh) * 2020-10-26 2021-01-08 周口师范学院 一种智能化音乐教学系统
CN112667085A (zh) * 2020-12-31 2021-04-16 北京高途云集教育科技有限公司 一种课堂互动方法、装置、计算机设备和存储介质

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103295434A (zh) * 2012-11-15 2013-09-11 李亦文 交互体验式教育系统
CN103646574A (zh) * 2013-12-18 2014-03-19 闫健 一种基于全景学习系统平台的师生互动教学方法
CN106205245A (zh) * 2016-07-15 2016-12-07 深圳市豆娱科技有限公司 沉浸式在线教学系统、方法和装置
CN206869893U (zh) * 2017-03-31 2018-01-12 黄亮 一种声频定向的迎宾机器人
CN107248342A (zh) * 2017-07-07 2017-10-13 四川云图瑞科技有限公司 基于虚拟现实技术的三维互动教学系统
CN108428379A (zh) * 2018-06-15 2018-08-21 郑州思辩科技有限公司 一种节能唯物哲学教学演示器及演示方法
CN108831218A (zh) * 2018-06-15 2018-11-16 邹浩澜 基于虚拟现实的远程教学系统
CN112201096A (zh) * 2020-10-26 2021-01-08 周口师范学院 一种智能化音乐教学系统
CN112667085A (zh) * 2020-12-31 2021-04-16 北京高途云集教育科技有限公司 一种课堂互动方法、装置、计算机设备和存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102013955B1 (ko) 소프트웨어 전문가 실무교육과 평가를 위한 스마트 교육 시스템 및 그 서비스 제공 방법
CN106205245A (zh) 沉浸式在线教学系统、方法和装置
CN102364916A (zh) 新课标学习系统
CN111477049A (zh) 一种教育创新创业训练用智能化培训交互系统
CN103646574A (zh) 一种基于全景学习系统平台的师生互动教学方法
US20180144651A1 (en) Teaching method using pupil's own likeness as a virtual teacher
CN111462561B (zh) 一种基于云计算的双师课堂管理方法及平台
CN113129661A (zh) 一种基于vr的多人远程教学系统及其教学方法
WO2019015134A1 (zh) 一种针对儿童的交互情景教学系统
CN111968431A (zh) 一种远程教育教学系统
CN112331001A (zh) 一种基于虚拟现实技术的教学系统
CN111913576A (zh) 一种vr教育培训系统及其运行方法
Chung et al. Design and development of m-learning service based on 3G cellular phones
CN111369408A (zh) 一种医院本科实习生教学管理系统及方法
KR20100060289A (ko) 쌍방향 온라인 동영상 강의 시스템 및 방법
CN114155755A (zh) 一种利用互联网实现跟随教学的系统及其实现方法
CN109191952A (zh) 基于网络的师生平台互动乐器学习系统及微慕课制作方法
CN113744583A (zh) 基于物联网进行网络教学管理的方法及装置
CN112201096A (zh) 一种智能化音乐教学系统
US20210366299A1 (en) Selecting lesson asset information based on a physicality assessment
KR102212035B1 (ko) 제스처 인식 기반 원격 교육서비스 시스템 및 방법
CN115565412A (zh) 一种用于企业线上线下融合培训的直播授课系统与方法
CN111563690A (zh) 一种基于互联网的在线音乐学习系统
TWI726233B (zh) 智慧型錄播互動教學教室系統及其操作方法
CN112863264A (zh) 一种便携式在线课堂导播台操控系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211203