CN1838194A - 个性化远程教学系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种个性化远程教学系统及方法，该系统主要包括授课单元、多个听课单元和教学数据单元，相互之间进行网络连接。所述的授课单元是提供授课现场的实时视频、音频及电子教案的平台：所述的听课单元接收授课单元的视频、音频及电子教案信息的平台；所述的教学数据单元是系统管理员对教学过程进行实时监控的平台。本发明的优点是在利用该系统对学生进行个性化远程教学时，使教师能够针对不同学生的情况做到因材施教，并且可以使一个教师同时面对几百名学生进行授课，从而也极大地节省并合理利用教师资源。
Description
技术领域
本发明属于计算机设计与应用技术领域，涉及计算机软件、信息传递技术以及网络远程教育，尤其是涉及一种个性化远程教学系统及方法。
背景技术
长期以来，在教育领域中一直期待开发一种以计算机为基础、能实现教师对学生进行实时辅导以极大提升教学效果的自动化教学系统，以用于个别辅导的补习班、集体教育和以学校为基础的学习中心，现有的基于计算机的教学技术主要有电视教学、宽带VOD视频点播、DVD教学片及单机教育软件，这些现有技术的最大缺点是无法针对每个学生的不同情况进行因材施教，从而也就不能显著地提升教学效果，此外，目前也有基于网络直播的教学技术，其通常是一个教师针对几十个或上百个学生进行同步的网络授课，该技术的最大缺点是教学过程以教师为中心，对所有听课的学生都采取一种讲课方案，当有不同的学生向老师提出不同的问题的时候教师往往不能作出有针对性的回答，当然，现有技术中也可采取雇用家庭教师的作法对学生进行一对一授课，但这种方法的缺点是教师资源的成本投入大，得不到合理的分配利用，而且由于地理条件或其他条件限制，绝大多数学生无法得到优秀教师的特殊辅导。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种个性化远程教学系统及方法，其优点是使教师能够针对不同学生的情况做到因材施教，并且可以使一个教师同时面对几百名学生进行授课，从而极大地节省并合理利用教师资源。
本发明的个性化远程教学系统主要包括授课单元、多个听课单元和教学数据单元，相互之间进行网络连接。所述的授课单元是教师通过网络提供授课现场的实时视频、音频及电子教案的平台；所述的听课单元是学生通过网络接收授课单元的视频、音频及电子教案信息的平台；所述的教学数据单元是系统管理员对教学过程进行实时监控的平台。所述的授课单元与听课单元之间通过网络进行实时信息的交互，所述的教学数据单元用于对教学过程中的视频、音频数据进行传输、发送和回放等管理。
本发明的个性化远程教学的方法为：首先，授课单元采集教师授课现场的视频、音频信号，并接收来自教学数据单元存储的当前授课内容的课程资料，通过网络传输到听课单元上，然后，学生通过听课单元能够实时观摩教师授课的现场过程，如果在教学过程中，某个学生对授课内容有个别疑问，希望得到授课教师的专门辅导，则可提问并通过听课单元将该问题发送给教学数据单元，教学数据单元将学生所提出的问题转换为标准提问代码，并查询对应该标准提问代码的最佳答案，如果有最佳答案，则教学数据单元直接将其传输给听课单元，此时授课单元的教师仍然可以继续讲课以不耽误其它学生听课的进程，如果在教学数据单元中没有存储学生所提问题的最佳答案，则教学数据单元可将学生所提问题传输给授课单元，教师根据该问题进行在线解答，同时此次新的答案内容将被传输给教学数据单元内存储答案的数据资料进行完善和更新，另外，如果有多个学生在同一时间向教师提问，教学数据单元可将这些不同问题对应的最佳答案(如果有)分别传输给每个听课单元。
本发明的有益效果是：学生能够根据自己对授课内容的不同理解，以及对课程的不同关注的侧重点向教师提问，教师也能够针对各自学生的不同学习情况进行实时解疑答惑，以做到因材施教，另外，由于在教学过程中，始终是一名教师面对几百名的学生进行同时授课，因此能够极大地节省教师资源，从而实现显著提升教学效果的目的。
附图说明
下面参照附图和具体实施方式对本发明的个性化远程教学系统及方法作进一步详细地说明。
图1是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明的授课单元应用结构示意图；
图3是本发明的教学数据单元应用结构示意图；
图4是本发明的听课单元应用结构示意图；
图5是本发明的个性化远程教学方法流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的个性化远程教学系统主要包括授课单元、多个听课单元和教学数据单元，相互之间进行网络连接。所述的授课单元是教师通过网络提供授课现场的实时视频、音频及电子教案的平台；所述的听课单元是学生通过网络接收授课单元的视频、音频及电子教案信息的平台；所述的教学数据单元是系统管理员对教学过程进行实时监控的平台。所述的授课单元与听课单元之间通过网络进行实时信息的交互，所述的教学数据单元用于对教学过程中的视频、音频数据进行传输、发送和回放等管理。
如图2所示，本发明的授课单元主要包括中央处理器、音频采集模块、视频采集模块，所述的音频采集模块用于采集教师在授课现场过程中的音频信号，所述的视频采集模块用于采集教师在授课现场过程中的视频信号，所述的中央处理器用于将采集的音频信号和视频信号处理为可进行网络传输的数字信号。
如图3所示，本发明的教学数据单元主要包括中央处理器、存储模块、控制模块、传输模块，所述的存储模块内存储有教学课程内容、教学课程代码、课程标准提问代码、问题最佳答案和学生档案。
参见表一，所述的教学课程代码根据不同的学科编排两位英文字母，下表列出了部分学科的代码。
表一
| 课程 | 代码 |
| 语文 | AA |
| 政治 | AB |
| 地理 | AC |
| 历史 | AD |
| 英语 | AE |
| 代数 | BA |
| 几何 | BB |
| 物理 | BC |
| 化学 | BD |
| 生物 | BE |
参见表二(这里以教授朱自清的《春》的提问为例)，所述的课程标准提问代码共12位，第1、2位为英文字母(1到26个英文字母的数值分别对应数字1至26)，第3～6位为具体课节单元代码，第7～11位为具体问题代码，第12位为校验位，其数值为前11位数相加结果除以10得到的余数。
表二
| 问题代码 | 问题内容 |
| AA0203000018 | 课文开篇的两个“盼望”的含义？ |
| AA0203000029 | “朗润”是什么意思？ |
| AA0203000030 | 文章的写作特点是什么？ |
| AA0203000041 | 作者的生平和作品的介绍 |
| AA0203000052 | “凝碧“的意思？ |
| AA0203000063 | 怎么写散文？ |
| AA0203000074 | 怎么抓住景物特征？ |
| AA0203000085 | 写景的文章是不是以写景为目的？ |
| AA0203000096 | 作者为什么要写″闭了眼，树上已经满是桃儿、杏儿、梨儿″？ |
这里我们需要说明一下在标准提问代码中的第7～11位表示的具体问题代码的定义，所有学生用自然语言提出的问题将被教学数据单元分析，然后与标准问题进行匹配，例如：在朱自清的语文课《春》的第一节中，学生做如下提问：1、 “这篇文章的写作特点是什么？”；2、“能再讲一下这篇文章的写作特点吗？”；3、“写作特点有哪些？”。对这三个自然语言提出的问题，教学数据单元会认为它们和“文章的写作特点”这一标准问题等价，即他们的提问代码和“文章的写作特点”这一标准问题是同样的提问代码。另外，如果有学生提出的问题无法与标准问题进行正确的匹配时，教学数据单元会将该问题传输给授课单元的教师进行实时解答，并同时将学生所提的新问题和教师所解的新答案补充到存储模块中，以对应生成新的标准提问代码。另外，所述的具体问题代码的编排顺序是根据提问频率的高低进行排列的，范围从00001到99999，00001为提问频率最高的问题，99999为提问频率最低的问题。
参见表三，每个学生的学生档案包含以下内容：ID、性别、年龄、心理特征、课程进展、通讯方式和学生特征码，其中，ID为学生登录时的用户名，心理特征包括“智商”、“气质”、“压力”、“心理年龄”四项值。学生在登录之后这四项值为默认的(默认值为智商100、气质50、压力50、心理年龄与实际年龄相同)，这四项值会随着学生上课的过程有所改变。每一次上课时教师会向学生提出一些问题：例如“最近心情怎么样”，“喜欢唱歌吗”之类看似打招呼或无关紧要的问候，每题学生会有五种选择。例如“最近心情怎么样”的答案：“很好”，“不错”，“一般”，“不太好”，“糟透了”，根据学生回答会得出学生相应的心理特征值，如果学生在“最近心情怎么样”中选了“糟透了”，那么他的心理特征中“压力”值就会增加2，相对应他如果回答“很好”，“压力”值就会减2。课程进展列出了该名学生学习的各门课程进度及平时授课中回答问题的成绩，学生特征码由8位数字组成，第1、2位是年龄和性别。男性代码为偶数，女性代码为奇数，例如代码34表示33～34岁男性，代码27表示27～28岁女性。第3、4、5位表示心理特征，第3位表示智商，从0～9共10个等级，第4、5位表示其它心理学特征，包含心理年龄、气质、压力，第6、7位表示学习平均成绩，第8位为校验位，其数值为前7位数字相加结果除以10得到的余数。
表三
| ID | windnt |
| 性别 | 男 |
| 年龄 | 14 |
| 心理特征 | 智商122 气质75 压力67 心理年龄19 |
| 课程进展 | 语文：第98节。综合成绩77分。最近五节平均成绩82分。政治：第74节。综合成绩89分。最近五节平均成绩86分。地理：第76节。综合成绩76分。最近五节平均成绩72分。历史：第69节。综合成绩69分。最近五节平均成绩67分。英语：第98节。综合成绩92分。最近五节平均成绩93分。代数：第55节。综合成绩55分。最近五节平均成绩62分。几何：第98节。综合成绩92分。最近五节平均成绩93分。物理：第108节。综合成绩87分。最近五节平均成绩89分。化学：第56节。综合成绩55分。最近五节平均成绩62分。生物：第85节。综合成绩93分。最近五节平均成绩92分。 |
| 通讯方式 | 13910000000 |
| 学生特征码 | 14726785 |
该学生档案的主要目的是用于教师在授课一段过程之后，对不同学生的学习情况有一个客观地评价分析，以在下一教学阶段对每个学生进行有针对性的辅导，从而达到查漏补缺的目的。
教学数据单元中的控制模块主要实现对存储模块中的数据进行调用、补充和更新，其具有多点交互功能，可根据与多个听课单元的交互状态信息分别对数据进行准入控制、流量控制和区分服务。传输模块主要实现教学数据单元与授课单元和听课单元之间数据的实时和有序传输。
如图4所示，本发明的听课单元主要包括中央处理器、音频接收模块、视频接收模块，所述的音频接收模块用于接收教师在授课过程中的音频数据，所述的视频接收模块用于接收教师在授课过程中的视频数据，所述的中央处理器用于将接收的音频数据和视频数据处理转化为图像信号和声音信号。
如图5所示，本发明的个性化远程教学的方法为：首先，授课单元采集教师授课现场的视频、音频信号，并接收来自教学数据单元存储的当前授课内容的课程资料，通过网络传输到听课单元上，然后，学生通过听课单元能够实时观摩教师授课的现场过程，如果在教学过程中，某个学生对授课内容有个别疑问，希望得到授课教师的专门辅导，则可提问并通过听课单元将该问题发送给教学数据单元，教学数据单元将学生所提出的问题转换为标准提问代码，并查询对应该标准提问代码的最佳答案，如果有最佳答案，则教学数据单元直接将其传输给听课单元，此时授课单元的教师仍然可以继续讲课以不耽误其它学生听课的进程，如果在教学数据单元中没有存储学生所提问题的最佳答案，则教学数据单元可将学生所提问题传输给授课单元，教师根据该问题进行在线解答，同时此次新的答案内容将被传输给教学数据单元内存储答案的数据资料进行完善和更新，另外，如果有多个学生在同一时间向教师提问，教学数据单元可将这些不同问题对应的最佳答案(如果有)分别传输给每个听课单元。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种个性化远程教学系统，其特征在于：包括授课单元、多个听课单元和教学数据单元，相互之间进行网络连接。
2.如权利要求1所述的个性化远程教学系统，其特征在于所述的授课单元主要包括中央处理器、音频采集模块、视频采集模块。
3.如权利要求1所述的个性化远程教学系统，其特征在于所述的听课单元主要包括中央处理器、音频接收模块、视频接收模块。
4.如权利要求1所述的个性化远程教学系统，其特征在于所述的教学数据单元主要包括中央处理器、存储模块、控制模块、传输模块，所述的存储模块内存储有教学课程内容、教学课程代码、课程标准提问代码、问题最佳答案和学生档案。
5.一种利用如权利要求1所述的个性化远程教学系统进行个性化远程教学的方法，其特征在于：
首先，授课单元采集教师授课现场的视频、音频信号，并接收来自教学数据单元存储的当前授课内容的课程资料，通过网络传输到听课单元上，
然后，学生通过听课单元能够实时观摩教师授课的现场过程，如果在教学过程中，某个学生对授课内容有个别疑问，希望得到授课教师的专门辅导，则可提问并通过听课单元将该问题发送给教学数据单元，教学数据单元将学生所提出的问题转换为标准提问代码，并查询对应该标准提问代码的最佳答案，
如果有最佳答案，则教学数据单元直接将其传输给听课单元，此时授课单元的教师仍然可以继续讲课以不耽误其它学生听课的进程，如果在教学数据单元中没有存储学生所提问题的最佳答案，则教学数据单元可将学生所提问题传输给授课单元，教师根据该问题进行在线解答，同时此次新的提问和对应的答案内容将被补充到教学数据单元内。
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