CN113919984A - 一种在线课堂智能互动方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在线课堂智能互动方法及系统，该系统包括教师端、学生端、服务器、音视频摄录模块、实时通讯模块；所述教师端、学生端和音视频摄录模块分别与服务器连接；所述实时通讯模块，同时安装在教师端和学生端，通过服务器进行通讯。通过提供一种新的教学和学习平台，在教学过程中进行有效的沟通互动，有效调动学生学习积极性，通过该系统将线上和线下授课相结合，该系统可以单独网络教学使用，也可以在线下的教室进行使用，同时提供良好的互动功能，解决现在技术存在不方便查看老师黑板板书，不能及时跟进笔记，不能将线上和线下教学相结合，不能在线上教学过程中及时有效互动的问题。

Description

一种在线课堂智能互动方法及系统
技术领域
本发明涉及智能教学技术领域，特别涉及一种在线课堂智能互动方法及系统。
背景技术
现有的线下课堂现场教学与网络在线教育，是相互分离的；线下的课堂教学多媒体多是单向的，由教师操作，学生在座位上听课；或者是采用线上视频直播教学，学生在线观看的方式进行。
线下课堂教学过程中，后排座位的通讯可能个子不高，被前排的同学或者物品遮挡，导致看不见老师在黑板上板书的内容，或者由于教师要书写其他内容而将之前的内容擦除，导致来不及做笔记。
现有方式的问题：
1、不能将线上与线下结合；
2、不能及时有效的互动，比如现有的线上教学方式，是采用视频教学，学生提问的方式采用弹幕或者在留言框留言，并不能双向互动。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种在线课堂智能互动方法及系统。通过该系统将线上和线下授课相结合，该系统可以单独网络教学使用，也可以在线下的教室进行使用，同时提供良好的互动功能，解决现在技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
本发明提供一种在线课堂智能互动系统，其特征在于包括：教师端、学生端、服务器、音视频摄录模块、实时通讯模块；
所述教师端、学生端和音视频摄录模块分别与服务器连接；
所述教师端用于教师讲课时课件的呈现，以及教师讲课时进行批注和演算；
所述学生端用于同步显示教师端屏幕内容，及记录课堂笔记；
所述音视频摄录模块，对教师讲课的过程进行录音录像并同步传输到学生端；
所述实时通讯模块，同时安装在教师端和学生端，通过服务器进行通讯；
所述教师端和学生端依据设备硬件的串号生成一个唯一ID编号；通过ID编号在教师端和学生端的交互界面生成一个互动窗口，并对ID编号设置昵称；
所述实时通讯模块包含数据分割拼接单元、数据加密单元、数据解密单元；
所述数据分割拼接单元将需要发送的信息分割为等长的若干数据段，并将数据段按照先后顺序进行编号；
所述数据加密单元使用接收方的公钥对数据段进行加密；
所述数据解密单元将接收到的数据段，用自己的私钥进行解密，并按照编号顺序拼接还原信息，在交互窗口进行展示。
进一步地，所述教师端和学生端通过账号和密码登陆到服务器；
所述教师端通过缩小的所有学生端的窗口形成的窗口阵列，判断学生端的登陆情况，并据此进行考勤和判断到课率是否达到上课的预定要求，学生端登陆后头像为彩色，没有登陆头像为灰色。
进一步地，所述服务器包含系统程序、辅助功能程序、存储单元和数据库；
所述系统程序，用于实现在线课堂智能互动系统的主体功能；
所述辅助功能程序，用于实现设定的功能；
所述存储单元用于存储程序运行中产生的记录和文件；
所述数据库用于提供系统运行需要的资源数据。
进一步地，所述辅助功能程序包括：语音助手程序、录屏程序和试题批改互评程序；所述语音助手程序，用于实现语音控制相关操作；
所述录屏程序，用于教师讲课过程中对教师端屏幕进行录制；
所述试题批改互评程序，用于教师批改学生端提交的作用以及学生端主观题互评。
进一步地，所述存储单元，用于存储音视频文件、实时通讯模块的沟通记录、录屏文件；
所述数据库，用于存储课件、试题集、做题记录和考勤记录。
本发明还提供一种在线课堂智能互动方法，该方法包括以下步骤：
S1，教师端和学生端登陆系统；
S2，启动教师端和音视频摄录模块进行课件教学、学生端进行同步学习；
S3，课堂上，通过实时通讯模块进行互动交流，发送方的实时通讯模块将信息等长分割为若干数据段，并将数据段按照先后顺序进行编号及加密，接收方的实时通讯模块对数据段进行解密，并按照数据段编号先后顺序对数据段进行拼接，完成信息还原，然后在互动窗口呈现，完成教师端和学生端的互动交流；
S4，课后对上课内容进行复习。
进一步地，步骤S1具体包括以下步骤：
S11，教师端和学生端通过账号和密码登陆系统；
S12，学生端登陆后自愿录制一段时间的视频作为身份认证和打卡，或者通过学生端指纹模块进行认证，同时教师端根据缩小的学生端窗口判断学生登陆情况，进行考勤记录。
进一步地，步骤S2具体包括以下步骤：
S21，教师端登陆后确认学生打卡情况；
S22，学生到课率达到预定的阈值开始上课，从数据库调出准备好的课件开始上课；
S23，学生端同步课件内容和教师上课的音视频，跟进学习；
进一步地，步骤S3具体包括以下步骤：
S31，讲课过程中，教师用手指或者手写笔在课件上进行批注和讲解；
S32，学生通过学生端同步的课件和视频，进行学习，同时用手写笔在屏幕做笔记，笔记保存到学生端本地；
S33，教师端和学生端通过实时通讯模块进行互动交流，教师端指定特定的学生回答问题；S34，学生通过语音或者文字在实时实时通讯模块建立的互动窗口中进行回答；
S35，教师随堂提出练习题，学生端做题后提交服务器，教师端从服务器调出试题进行批改，并将批改后的试题回传给服务器的数据库，学生端登陆数据库查看批改情况；
S36，客观题答题后由系统自动批改并出统计结果，主观题除教师批改之外通过学生互评方式进行互评。
进一步地，步骤S4具体包括以下步骤：
S41，对教师端上课时候的课件屏幕、批注和人像进行音视频录制；
S42，学生端通过观看录制的内容进行重复学习。
采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
1.通过提供一种新的教学和学习平台，在教学过程中进行有效的沟通互动，有效调动学生学习积极性，通过该系统将线上和线下授课相结合，该系统可以单独网络教学使用，也可以在线下的教室进行使用，同时提供良好的互动功能；
2.信息传播过程中的加密功能，防止信息泄露；
2.解决现在技术存在不方便查看老师黑板板书，不能及时跟进笔记，不能将线上和线下教学相结合，不能在线上教学过程中及时有效互动的问题。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的整体步骤流程图；
图2是本发明具体实施方式的步骤S1具体具体流程图；
图3是本发明具体实施方式的步骤S2具体具体流程图；
图4是本发明具体实施方式的步骤S3具体具体流程图；
图5是本发明具体实施方式的步骤S4具体具体流程图；
图6是本发明具体实施方式的各功能模块图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步说明。
结合图1-图6对本发明进行具体说明
本发明提供一种在线课堂智能互动系统，包括：教师端、学生端、服务器、音视频摄录模块、实时通讯模块；其中教师端、学生端和音视频摄录模块分别与服务器连接；在线课堂智能互动系统通过局域网进行通信或者通过广域网(即外网、公网)进行通信，可以通过有线或者无线的方式组网或者有线加无线的方式组网；教师端用于教师讲课时课件的呈现，以及教师讲课时进行批注和演算；学生端用于同步显示教师端屏幕内容，及记录课堂笔记；音视频摄录模块，对教师讲课的过程进行录音录像并同步传输到学生端，通过摄录机进行音频和视频的录入，所述实时通讯模块，同时安装在教师端和学生端，通过服务器进行通讯；
所述教师端和学生端依据设备硬件的串号生成一个唯一ID编号；通过ID编号在教师端和学生端的交互界面生成一个互动窗口，并对ID编号设置昵称；
所述实时通讯模块包含数据分割拼接单元、数据加密单元、数据解密单元；
所述数据分割拼接单元将需要发送的信息分割为等长的若干数据段，并将数据段按照先后顺序进行编号；
所述数据加密单元使用接收方的公钥对数据段进行加密；
所述数据解密单元将接收到的数据段，用自己的私钥进行解密，并按照编号顺序拼接还原信息，在交互窗口进行展示。
所述实时实时通讯模块提供教师端与学生端的实时互动功能(比如：提供包括文字，图片，语音，视频在内的通讯手段；也包括教师端对学生进行弹窗提醒，抖屏提醒，或者弹幕提醒，学生端也可以通过弹幕进行提问)；
教师端和学生端通过账号和密码登陆到服务器；教师端通过缩小的所有学生端的视频窗口形成的窗口阵列判断学生端的登陆情况，并据此进行考勤和判断到课率是否达到上课的预定要求，学生端登陆后头像为彩色，没有登陆头像为灰色。
其中服务器包含系统程序、辅助功能程序、存储单元和数据库；系统程序，用于实现在线课堂智能互动系统的主体功能；辅助功能程序，用于实现设定的功能；存储单元用于存储程序运行中产生的记录和文件；数据库用于提供系统运行需要的资源数据。
辅助功能程序包括：语音助手程序、录屏程序和试题批改互评程序；
语音助手程序，用于实现语音控制相关操作(比如语音输入，语音打开程序等)；
录屏程序，用于教师讲课过程中对教师端屏幕进行录制；
试题批改和互评程序，用于教师批改学生端提交的作用以及学生端主观题互评。
存储单元，用于存储音视频文件(包括音视频摄录模块录制的音视频文件)、实时实时通讯模块沟通记录、录屏文件；数据库，用于存储课件、试题集、做题记录和考勤记录。
本发明还一种在线课堂智能互动方法，该方法包括以下步骤：
S1，教师端和学生端登陆系统；
S2，启动教师端和音视频摄录模块进行课件教学、学生端进行同步学习；
S3，课堂上，通过实时通讯模块进行互动交流，发送方的实时通讯模块将信息等长分割为若干数据段，并将数据段按照先后顺序进行编号及加密，接收方的实时通讯模块对数据段进行解密，并按照数据段编号先后顺序对数据段进行拼接，完成信息还原，然后在互动窗口呈现，完成教师端和学生端的互动交流；
S4，课后通过录播对上课内容复习。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11，教师端和学生端通过账号和密码登陆系统；
S12，学生端登陆后自愿录制一段时间(比如10-30秒)的视频作为身份认证和打卡，或者通过学生端指纹模块进行认证，同时教师端根据缩小的学生端窗口判断学生登陆情况，进行考勤记录，每一个学生端在教师端有一个显示的小窗口，学生端没有登陆则窗口显示空白，登陆后显示学生端摄像头拍摄的视频。
步骤S2具体包括以下步骤：
S21，教师端登陆后确认学生打卡情况；
S22，学生到课率达到预定的阈值(比如90％)开始上课，从数据库调出准备好的课件开始上课；
S23，学生端同步课件内容和教师上课的音视频，跟进学习；
所述教师端包括pc电脑或者平板电脑中的一种或者两种同时登陆使用；
教师与学生在同一个空间，或者远程，均可以进行教学，(线下教学和远程教学均可使用)；当教师和学生处于同一个教室时，可以让后排学生在看不到黑板的情况下，通过学生端进行学习和记录，当教师和学生处于异地的时候，即可通过网络教学的形成完成课程教学。步骤S3具体包括以下步骤：
S31，讲课过程中，教师用手指或者手写笔在课件上进行批注和讲解；
S32，学生通过学生端同步的课件和视频(包括课件内容和老师的摄像内容小窗)，进行学习，同时用手写笔在屏幕做笔记，所述学生的笔记会自动保存到学生端本地；
S33，教师端和学生端通过实时通讯模块进行互动交流，教师端指定特定的学生回答问题；S34，学生通过语音或者文字在实时实时通讯模块建立的互动窗口中进行回答(互动窗口可以是多人的，也可以是一对一的，可以是班级固定的，也可以临时组建，并可以根据权限进行解散或者人员的管理)；
S35，教师随堂提出练习题，学生端做题后提交服务器，教师端从服务器调出试题进行批改，并将批改后的试题回传给服务器的数据库，学生端登陆数据库查看批改情况；
S36，客观题答题后由系统自动批改并出统计结果，主观题除教师批改之外通过学生互评方式进行互评，教师的批改和学生之间的互评可以分开进行，也可以同步进行。
步骤S4具体包括以下步骤：
S41，对教师端上课时候的课件屏幕、批注和人像进行音视频录制；(上课过程中相当于直播的形式，而现在进行的是录播，就是将屏幕和人像的音视频资源整合，形成可以重复使用的资源)；
S42，学生端通过观看录制的内容进行重复学习。
课堂智能互动主要包括
1、教师课件的批注和学生端同步；
2、教师端和学生端，学生端之间，可以组群或者点对点的互动；
3、随堂练习的互动
(1)学生之间的互动，相互批改作业；
(2)教师与学生之间的互动，随堂主观题的批改；
(3)客观题做题结果，实时呈现，由系统自动出结果；
考虑在线课堂智能互动系统的组建方式：
1、全部无线，
2、全部有线
3、教师端有线，学生端无线。
采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
1.通过提供一种新的教学和学习平台，在教学过程中进行有效的沟通互动，有效调动学生学习积极性，通过该系统将线上和线下授课相结合，该系统可以单独网络教学使用，也可以在线下的教室进行使用，同时提供良好的互动功能；
2.信息传播过程中的加密功能，防止信息泄露；
2.解决现在技术存在不方便查看老师黑板板书，不能及时跟进笔记，不能将线上和线下教学相结合，不能在线上教学过程中及时有效互动的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线课堂智能互动系统，其特征在于，包括：教师端、学生端、服务器、音视频摄录模块、实时通讯模块；
所述教师端、学生端和音视频摄录模块分别与服务器连接；
所述教师端用于教师讲课时课件的呈现，以及教师讲课时进行批注和演算；
所述学生端用于同步显示教师端屏幕内容，及记录课堂笔记；
所述音视频摄录模块，对教师讲课的过程进行录音录像并同步传输到学生端；
所述实时通讯模块，同时安装在教师端和学生端，通过服务器进行通讯；
所述教师端和学生端依据设备硬件的串号生成一个唯一ID编号；通过ID编号在教师端和学生端的交互界面生成一个互动窗口，并对ID编号设置昵称；
所述实时通讯模块包含数据分割拼接单元、数据加密单元、数据解密单元；
所述数据分割拼接单元将需要发送的信息分割为等长的若干数据段，并将数据段按照先后顺序进行编号；
所述数据加密单元使用接收方的公钥对数据段进行加密；
所述数据解密单元将接收到的数据段，用自己的私钥进行解密，并按照编号顺序拼接还原信息，在交互窗口进行展示。
2.根据权利要求1所述的在线课堂智能互动系统，其特征在于，所述教师端和学生端通过账号和密码登陆到服务器；
所述教师端通过缩小的所有学生端窗口形成的窗口阵列，判断学生端的登陆情况，并据此进行考勤和判断到课率是否达到上课的预定要求，学生端登陆后头像为彩色，没有登陆头像为灰色。
3.根据权利要求1所述的在线课堂智能互动系统，其特征在于，所述服务器包含系统程序、辅助功能程序、存储单元和数据库；
所述系统程序，用于实现在线课堂智能互动系统的主体功能；
所述辅助功能程序，用于实现设定的功能；
所述存储单元用于存储程序运行中产生的记录和文件；
所述数据库用于提供系统运行需要的资源数据。
4.根据权利要求3所述的在线课堂智能互动系统，其特征在于，所述辅助功能程序包括：语音助手程序、录屏程序和试题批改互评程序；
所述语音助手程序，用于实现语音控制相关操作；
所述录屏程序，用于教师讲课过程中对教师端屏幕进行录制；
所述试题批改互评程序，用于教师批改学生端提交的作用以及学生端主观题互评。
5.根据权利要求3所述的在线课堂智能互动系统，其特征在于，所述存储单元，用于存储音视频文件、实时通讯模块的沟通记录、录屏文件；
所述数据库，用于存储课件、试题集、做题记录和考勤记录。
6.一种在线课堂智能互动方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
S1，教师端和学生端登陆系统；
S2，启动教师端和音视频摄录模块进行课件教学、学生端进行同步学习；
S3，课堂上，通过实时通讯模块进行互动交流，发送方的实时通讯模块将信息等长分割为若干数据段，并将数据段按照先后顺序进行编号及加密，接收方的实时通讯模块对数据段进行解密，并按照数据段编号先后顺序对数据段进行拼接，完成信息还原，然后在互动窗口呈现，完成教师端和学生端的互动交流；
S4，课后对上课内容进行复习。
7.根据权利要求6所述的一种在线课堂智能互动方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：
S11，教师端和学生端通过账号和密码登陆系统；
S12，学生端登陆后自愿录制一段时间的视频作为身份认证和打卡，或者通过学生端指纹模块进行认证，同时教师端根据缩小的学生端窗口判断学生登陆情况，进行考勤记录。
8.根据权利要求6所述的一种在线课堂智能互动方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
S21，教师端登陆后确认学生打卡情况；
S22，学生到课率达到预定的阈值开始上课，从数据库调出准备好的课件开始上课；
S23，学生端同步课件内容和教师上课的音视频，跟进学习。
9.根据权利要求6所述的一种在线课堂智能互动方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：
S31，讲课过程中，教师用手指或者手写笔在课件上进行批注和讲解；
S32，学生通过学生端同步的课件和视频，进行学习，同时用手写笔在屏幕做笔记，笔记保存到学生端本地；
S33，教师端和学生端通过实时通讯模块进行互动交流，教师端指定特定的学生回答问题；
S34，学生通过语音或者文字在实时通讯模块建立的互动窗口中进行回答；
S35，教师随堂提出练习题，学生端做题后提交服务器，教师端从服务器调出试题进行批改，并将批改后的试题回传给服务器的数据库，学生端登陆数据库查看批改情况；
S36，客观题答题后由系统自动批改并出统计结果，主观题除教师批改之外通过学生互评方式进行互评。
10.根据权利要求6所述的一种在线课堂智能互动方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：
S41，对教师端上课时候的课件屏幕、批注和人像进行音视频录制；
S42，学生端通过观看录制的内容进行重复学习。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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