CN115662218A - 一种智慧教室系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及教育信息化领域，且公开了一种智慧教室系统，包括教师端、学生端和服务器端，所教师端的数据传输端与学生端的数据传输端相互连接，服务器端的数据传输端与教师端的数据传输端相互连接，且服务器端的数据传输端同样与学生端的数据传输端相互连接，且使用方法包括教师和学生分别通过登录模块一和登录模块二进行登录到系统，系统的服务器端会进行数据对比将学生分列到对应的教师课堂，教师完成与学生对接后，可通过远程控制模块对学生端进行远程命令，教师通过显示屏模块一中的电子白板上进行教学内容，并通过显示屏模块一的屏幕录制对教学过程进行全程录制，教师通过教学交互模块以及学生通过上课交互模块进行师生间的教学互动。

Description

一种智慧教室系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及教育信息化领域，具体为一种智慧教室系统及其使用方法。

背景技术

智慧课堂实现技术是指从教育技术学科视角，对如何将物联网、大数据、云计算、“互联网+”等新兴智能技术应用于智慧课堂的构建，实现传统课堂从物理空间环境上向智慧性转变。随着新技术的开发与引入，智慧教室从设计到装备的选择逐渐多样化，更加注重从用户体验感出发，以人为本，用智能化促进师生互动沟通。

当前智能教室构建的三种技术基础——分布式侍候计算技术、交互电子白板技术和智能空间技术进行功能特性分析，总结出未来智能教室功能模块架构，这对我们重新认识未来课堂、推动课堂改革具有理论指导意义。智慧教室开发实现的主要技术，如云端技术、泛在网络技术、多屏显示技术、智能环境控制技术、交互显示终端与互动反馈技术等做了进一步的详细阐述，为未来课堂实验室物理形态空间的开发与建设提供关键技术支持。同时建构了依托于情景采集、移动通信互联、数据挖掘、智慧终端设备等新技术的智慧课堂学习模式，并针对课前、课中、课后的教学活动特征进行技术支持，以实现智慧课堂中技术与学习的双向融合。

智慧教室是一种典型的智慧学习环境的物化，是多媒体和网络教室的高端形态，它是借助物联网技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室，该新型教室包括有形的物理空间和无形的数字空间，通过各类智能装备辅助教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展，实现情境感知和环境管理功能的新型教室。智慧教室旨在为教学活动提供人性化、智能化的互动空间；通过物理空间与数字空间的结合，本地与远程的结合，改善人与学习环境的关系，在学习空间实现人与环境的自然交互，促进个性化学习、开放式学习和泛在学习。

智慧教室既无硬件版教学网投资大、安装维护困难、图像传输有重影和水波纹以及线路传输距离限制之弊病，同时又克服了其他同类软件版教学网广播效率低、语音延迟大、操作复杂、稳定性兼容性差等方面的不足。，为此我们提出了一种智慧教室系统及其使用方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智慧教室系统及其使用方法，解决了上述的问题。

(二)技术方案

为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧教室系统，包括教师端、学生端和服务器端，所述教师端的数据传输端与所述学生端的数据传输端相互连接，所述服务器端的数据传输端与所述教师端的数据传输端相互连接，且服务器端的数据传输端同样与学生端的数据传输端相互连接；

所述教师端包括登录模块一、显示屏模块一、远程控制模块、教学交互模块和操控模块，所述登录模块一的数据传输端与服务器端的数据传输端连接并用于教师登录系统，所述显示屏模块一和操控模块用于教师直播上课时对影像音频的调节，所述远程控制模块和教学交互模块的数据传输端与学生端数据传输端相互连接；

所述学生端包括登录模块二、显示屏模块二和上课交互模块，所述登录模块二的数据传输端与服务器端的数据传输端连接并用于学生登录系统，所述显示屏模块二用于学生上课时对影像音频的调节，所述上课交互模块的数据传输端与教师端数据传输端相互连接；

所述服务器端用于系统的数据交互和网络传输以及系统的信息数据储存。

优选的，所述显示屏模块一的数据传输端与学生端的显示屏模块二数据传输端连接，所述教师端显示屏模块一与学生端显示屏模块二均用于师生的线上直播教学，所述显示屏模块一包括对教学内容的屏幕录制以及教学演示过程的全屏广播、窗口广播和语音广播；

还包括针对学生端显示屏模块二使用的电子白板进行示范教学。

优选的，所述操控模块和远程控制模块的数据传输端与学生端显示屏模块二、上课交互模块的数据传输端连接，所述远程控制模块用于老师对显示屏模块二和上课交互模块进行远程桌面操作，包括进远程遥控、远程设置、远程命令和学生限制。

优选的，所述教学交互模块的数据传输端与学生端的上课交互模块数据传输端相互连接，所述教学交互模块可用于老师对学生端进行黑屏肃静、解除黑屏、发送信息、分组管理、分组讨论、分组教学、考试、随堂测试、文件传输、发作业、回收作业和电子点名；

所述上课交互模块可针对老师的教学过程进行提交文件、修改频道和消息发送。

优选的，一种智慧教室系统使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：教师和学生分别通过登录模块一和登录模块二进行登录到后台；

S2：系统的服务器端会进行数据对比将学生分列到对应的教师课堂，完成老师端与学生端连接；

S3：教师完成与学生对接后，可通过远程控制模块对学生端进行远程命令，例如限制屏幕、监控学生后台信息、远程唤醒学生计算机；

S4：教师通过显示屏模块一中的电子白板上进行教学内容，并通过显示屏模块一的屏幕录制对教学过程进行全程录制；

S5：教师通过教学交互模块以及学生通过上课交互模块进行师生间的教学互动，例如老师通过教学模块进行问题提问或者随堂测试，学生即可通过上课交互模块进行回应解答或者提交相应的测试试卷文件，从而完成教师端与学生端之间的教学交互。

优选的，所述S1中教师和学生分别通过登录模块一和登录模块二进行登录系统，包括以下步骤：

S21：搭建局域网络，且使老师和学生均注册下载有带有该系统的教学软件；

S22：老师和学生进行登录，服务器端对登录账号数据进行判断；

S23：判断教师是否第一次登录，如是设置教师名称，然后根据关联的学生信息进行搭建座位模型，若否说明之前已经建立的完整的课堂信息，直接执行S24；

S24：进行上课。

优选的，所述S5中教师端与学生端之间的教学交互流程，包括以下步骤：

S31：教师通过显示屏模块一选择教师模型；

S32：教师通过教学交互模块和远程控制模块对学生端进行电子点名；

S33：教师通过显示屏模块一进行使用使用屏幕广播等进行教学讲解；

S34：教师通过教学交互模块发送教学作业；

S35：教师通过远程控制模块进行使用远程桌面，发送信息等功能与学生端进行互动教学；

S36：学生通过上课交互模块和显示屏模块二对教师的教学演示内容和发布的教学任务进行反馈；

S37：教师通过远程控制模块进行远程关机下课。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种智慧教室系统及其使用方法，具备以下有益效果：

1、该智慧教室系统及其使用方法，通过向课堂上的全体学生显示教师的屏幕并播放音频，在全屏幕显示模式或窗口显示模式之间选择，以便掌控学生的整个屏幕并停用键盘，并且/或者在窗口中显示教师的屏幕；将老师的屏幕或学生的屏幕共享给班上的其他学生，给学生带来实践性的学习体验。

2、该智慧教室系统及其使用方法，通过远程控制功能可帮助教师解答学生提出的问题，或者使用键盘和鼠标控制学生的计算机，可让学生直接在自己的工作站会话中请求和接受帮助，使教师快速而高效地推进课程作业的完成，为学生提供一对一协助，不必暂停课程或中断其他学生的学习，直接通过学生的计算机高效地与他们交互。

3、该智慧教室系统及其使用方法，通过利用音频、聊天和广播功能实现新的交流方式，加强协作，为学生提供让他们充分参与的交互式课程，将老师的屏幕或学生的屏幕共享给班上的其他学生，给学生带来实践性的学习体验，使用快速投票工具，轻松地让学生参与决策，这取代了传统的点击系统，让学生能够快速理解，可以同时在所有学生的工作站上启动应用程序和打开网站，从而更快地进入到课堂中。

4、该智慧教室系统及其使用方法，通过将教师屏幕共享给学生或其督导，或者让学生将自己的屏幕共享给其他学生，使得教师能够掌控教学技术，让学生集中注意力，通过交互和协作实现学习目标，从而强化教学效过，提高通信效率。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明系统使用方法流程示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种智慧教室系统，包括教师端、学生端和服务器端，教师端的数据传输端与学生端的数据传输端相互连接，服务器端的数据传输端与教师端的数据传输端相互连接，且服务器端的数据传输端同样与学生端的数据传输端相互连接；

教师端包括登录模块一、显示屏模块一、远程控制模块、教学交互模块和操控模块，登录模块一的数据传输端与服务器端的数据传输端连接并用于教师登录系统，显示屏模块一和操控模块用于教师直播上课时对影像音频的调节，远程控制模块和教学交互模块的数据传输端与学生端数据传输端相互连接；

学生端包括登录模块二、显示屏模块二和上课交互模块，登录模块二的数据传输端与服务器端的数据传输端连接并用于学生登录系统，显示屏模块二用于学生上课时对影像音频的调节，上课交互模块的数据传输端与教师端数据传输端相互连接；

服务器端用于系统的数据交互和网络传输以及系统的信息数据储存。

显示屏模块一的数据传输端与学生端的显示屏模块二数据传输端连接，教师端显示屏模块一与学生端显示屏模块二均用于师生的线上直播教学，显示屏模块一包括对教学内容的屏幕录制以及教学演示过程的全屏广播、窗口广播和语音广播；

还包括针对学生端显示屏模块二使用的电子白板进行示范教学。

远程控制模块和操控模块的数据传输端与学生端显示屏模块二、上课交互模块的数据传输端连接，远程控制模块用于老师对显示屏模块二和上课交互模块进行远程桌面操作，包括进远程遥控、远程设置、远程命令和学生限制。

教学交互模块的数据传输端与学生端的上课交互模块数据传输端相互连接，教学交互模块可用于老师对学生端进行黑屏肃静、解除黑屏、发送信息、分组管理、分组讨论、分组教学、考试、随堂测试、文件传输、发作业、回收作业和电子点名；

上课交互模块可针对老师的教学过程进行提交文件、修改频道和消息发送。

通过教师端显示模块一可向课堂上的全体学生显示教师的屏幕并播放音频，在全屏幕显示模式或窗口显示模式之间选择，以便掌控学生的整个屏幕并停用键盘，并且/或者在窗口中显示教师的屏幕，将老师的屏幕或学生的屏幕共享给班上的其他学生，给学生带来实践性的学习体验。

通过学生端显示屏模块二向整个班级显示某位学生的屏幕，以展示某个问题的创造性解决方案，或者实时展示一幅漂亮的图片，使用共享学生屏幕选项向班级展示特定学生执行课堂任务时在做什么，将老师的屏幕或学生的屏幕共享给班上的其他学生，给学生带来实践性的学习体验。

通过远程控制模块一目了然地实时查看每个学生的屏幕，了解学生在做什么，快速查看计算机详情、登录的用户、当前的应用程序、上次访问的网站、上一个问题，频道号以及软件的版本，轮流显示不同学生的屏幕，让教师在更大的视图中监控学生屏幕。

远程控制模块和操控模块可帮助教师解答学生提出的问题，或者使用键盘和鼠标控制学生的计算机，可让学生直接在自己的工作站会话中请求和接受帮助，使教师快速而高效地推进课程作业的完成，为学生提供一对一协助，不必暂停课程或中断其他学生的学习，关闭所有学生的屏幕，停用学生的键盘和鼠标，以引起学生的注意，然后开始讲课，避免使用计算机的学生分散注意力助监控学生计算机、关闭学生屏幕、将音频静音、以远程方式登录到学生计算机，以及在学生工作站上打开、关闭和阻止应用程序与Web活动。

通过交互模块可直接通过学生的计算机高效地与他们交互，使用音频聊天与学生交流，倾听学生的想法，向全体或指定的学生广播音频，给任何或全体学生发送消息，使用这种有效的方式让注意力不集中的学生重新回到学习中，与特定的学生聊天，不会干扰班上其他学生的学习，这是一种简单、值得信任的交流方式，启动并维持群聊天，以协助学生之间协作，回答学生的问题，通过聊天会话进行回应，以帮助他们解决问题或尊重学生不想被识别的想法轻松地创建用于电子测试和评分的判断题、选择题、简答题以及论述题(都可以包含图形)，通过完整的在线评估管理，增强整体的数字化学习效果，当测试发给学生后，实时地观看他们在哪里以及如何做测试。

利于远程控制模块老师可进行监控课堂活动，利用课堂监控功能，教师可以完全掌握学生在课堂上的活动，上课时，让学生专注于课堂，阻止他们访问某些程序或Internet，使用共享学生屏幕选项向班级展示特定学生执行课堂任务时在做什么，如果老师碰巧抓到学生在不当使用计算机，可拍摄他们的屏幕快照，利用音频、聊天和广播功能实现新的交流方式，加强协作，为学生提供让他们充分参与的交互式课程，将您的屏幕或学生的屏幕共享给班上的其他学生，给学生带来实践性的学习体验，使用快速投票工具，轻松地让学生参与决策，这取代了传统的点击系统，让学生能够快速理解，可以同时在所有学生的工作站上启动应用程序和打开网站，从而更快地进入到课堂中。

操控模块中技术控制台提供了更多控制选项，其中包括许多基本桌面管理工具，可让老师及时了解最新的清单、资产、软件更新、安全信息。

可让学生直接在自己的工作站会话中请求和接受帮助，使教师快速而高效地推进课程作业的完成。

直接通过学生的计算机高效地与他们交互，教师可通过实时通信发展合作型课堂，从而让学生通过交互和协作实现学习目标，将教师屏幕共享给学生或其督导，或者让学生将自己的屏幕共享给其他学生使得教师能够掌控教学技术，让学生集中注意力，通过交互和协作实现学习目标，从而强化教学效果，提高通信效率，让教师发送和收集文件，给学生发送消息，从一个中央控制台主持课堂投票，保持课堂专注，限制学生可以访问的应用程序和网站

一种智慧教室系统使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：教师和学生分别通过登录模块一和登录模块二进行登录到后台；

S2：系统的服务器端会进行数据对比将学生分列到对应的教师课堂，完成老师端与学生端连接；

S3：教师完成与学生对接后，可通过远程控制模块对学生端进行远程命令，例如限制屏幕、监控学生后台信息、远程唤醒学生计算机；

S4：教师通过显示屏模块一中的电子白板上进行教学内容，并通过显示屏模块一的屏幕录制对教学过程进行全程录制；

S5：教师通过教学交互模块以及学生通过上课交互模块进行师生间的教学互动，例如老师通过教学模块进行问题提问或者随堂测试，学生即可通过上课交互模块进行回应解答或者提交相应的测试试卷文件，从而完成教师端与学生端之间的教学交互。

S1中教师和学生分别通过登录模块一和登录模块二进行登录系统，包括以下步骤：

S21：搭建局域网络，且使老师和学生均注册下载有带有该系统的教学软件；

S22：老师和学生进行登录，服务器端对登录账号数据进行判断；

S23：判断教师是否第一次登录，如是设置教师名称，然后根据关联的学生信息进行搭建座位模型，若否说明之前已经建立的完整的课堂信息，直接执行S24；

S24：进行上课。

S5中教师端与学生端之间的教学交互流程，包括以下步骤：

S31：教师通过显示屏模块一选择教师模型；

S32：教师通过教学交互模块和远程控制模块对学生端进行电子点名；

S33：教师通过显示屏模块一进行使用使用屏幕广播等进行教学讲解；

S34：教师通过教学交互模块发送教学作业；

S35：教师通过远程控制模块进行使用远程桌面，发送信息等功能与学生端进行互动教学；

S36：学生通过上课交互模块和显示屏模块二对教师的教学演示内容和发布的教学任务进行反馈；

S37：教师通过远程控制模块进行远程关机下课。

该系统能够利用现有的电脑网络及相关设备，实现对学生机的有效控制，教学内容能够通过同步视频和广播向学生展示，实现操作性教学的“零距离”教学。同时该软件还配备了屏幕回访和录制等操作功能，真正打破了时空和地域的限制，让“学生—电脑—教师”达到同步互动、同步交流、同步学习，学生学习兴趣被大大激发，教师教学内容立体呈现在学生面前，大大提高了教学效果。

过去，我们计算机教学的模式可以分为“三部曲”，首先，教师对理论知识进行讲解，让学生对相关内容有一个简单的了解和认识。其次，教师组织学生上机操作，对学习的内容进行实践，教师主要负责对学生的上机行为进行“一对一”的讲解。最后，教师对课堂进行总结，对学生实际操作中的不足进行讲解。以上教学模式虽然看起来系统、全面，但无法逃避的是教学质量和效率的低下，尤其是对少数学生的“偷懒”，无法及时给予纠正。采用智慧教室软件则能够为学生提高一个“零距离”教学平台，教师能够通过计算机直接进行理论与实践同步教学，让学生直观的看到计算机的操作过程，符合教学目标的要求。通过“面对面”的受教，有利于激发学生探索、发现知识的欲望，发散思维。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智慧教室系统，其特征在于：包括教师端、学生端和服务器端，所述教师端的数据传输端与所述学生端的数据传输端相互连接，所述服务器端的数据传输端与所述教师端的数据传输端相互连接，且服务器端的数据传输端同样与学生端的数据传输端相互连接；

所述教师端包括登录模块一、显示屏模块一、远程控制模块、教学交互模块和操控模块，所述登录模块一的数据传输端与服务器端的数据传输端连接并用于教师登录系统，所述显示屏模块一和操控模块用于教师直播上课时对影像音频的调节，所述远程控制模块和教学交互模块的数据传输端与学生端数据传输端相互连接；

所述学生端包括登录模块二、显示屏模块二和上课交互模块，所述登录模块二的数据传输端与服务器端的数据传输端连接并用于学生登录系统，所述显示屏模块二用于学生上课时对影像音频的调节，所述上课交互模块的数据传输端与教师端数据传输端相互连接；

所述服务器端用于系统的数据交互和网络传输以及系统的信息数据储存。

2.根据权利要求1所述的一种智慧教室系统，其特征在于：所述显示屏模块一的数据传输端与学生端的显示屏模块二数据传输端连接，所述教师端显示屏模块一与学生端显示屏模块二均用于师生的线上直播教学，所述显示屏模块一包括对教学内容的屏幕录制以及教学演示过程的全屏广播、窗口广播和语音广播；

还包括针对学生端显示屏模块二使用的电子白板进行示范教学。

3.根据权利要求1所述的一种智慧教室系统，其特征在于：所述操控模块和远程控制模块的数据传输端与学生端显示屏模块二、上课交互模块的数据传输端连接，所述远程控制模块用于老师对显示屏模块二和上课交互模块进行远程桌面操作，包括进远程遥控、远程设置、远程命令和学生限制。

4.根据权利要求1所述的一种智慧教室系统，其特征在于：所述教学交互模块的数据传输端与学生端的上课交互模块数据传输端相互连接，所述教学交互模块可用于老师对学生端进行黑屏肃静、解除黑屏、发送信息、分组管理、分组讨论、分组教学、考试、随堂测试、文件传输、发作业、回收作业和电子点名；

所述上课交互模块可针对老师的教学过程进行提交文件、修改频道和消息发送。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种智慧教室系统使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：教师和学生分别通过登录模块一和登录模块二进行登录到系统后台；

S2：系统的服务器端会进行数据对比将学生分列到对应的教师课堂，完成老师端与学生端连接；

S3：教师完成与学生对接后，可通过远程控制模块对学生端进行远程命令，例如限制屏幕、监控学生后台信息、远程唤醒学生计算机；

S4：教师通过显示屏模块一中的电子白板上进行教学内容，并通过显示屏模块一的屏幕录制对教学过程进行全程录制；

S5：教师通过教学交互模块以及学生通过上课交互模块进行师生间的教学互动，例如老师通过教学模块进行问题提问或者随堂测试，学生即可通过上课交互模块进行回应解答或者提交相应的测试试卷文件，从而完成教师端与学生端之间的教学交互。

6.根据权利要求5所述的一种智慧教室系统使用方法，其特征在于：所述S1中教师和学生分别通过登录模块一和登录模块二进行登录系统，包括以下步骤：

S21：搭建局域网络，且使老师和学生均注册下载有带有该系统的教学软件；

S22：老师和学生进行登录，服务器端对登录账号数据进行判断；

S23：判断教师是否第一次登录，如是设置教师名称，然后根据关联的学生信息进行搭建座位模型，若否说明之前已经建立的完整的课堂信息，直接执行S24；

S24：进行上课。

7.根据权利要求5所述的一种智慧教室系统使用方法，其特征在于：所述S5中教师端与学生端之间的教学交互流程，包括以下步骤：

S31：教师通过显示屏模块一选择教师模型；

S32：教师通过教学交互模块和远程控制模块对学生端进行电子点名；

S33：教师通过显示屏模块一进行使用使用屏幕广播等进行教学讲解；

S34：教师通过教学交互模块发送教学作业；

S35：教师通过远程控制模块进行使用远程桌面，发送信息等功能与学生端进行互动教学；

S36：学生通过上课交互模块和显示屏模块二对教师的教学演示内容和发布的教学任务进行反馈；

S37：教师通过远程控制模块进行远程关机下课。

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