CN210895942U - 一种加强课上作业交流的语音控制教学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，依靠PLC控制器可编辑程序实现命令，解决花课堂发放试卷、提交作业占据时间长，影响教师授课，学生课上注意力不集中，课下无人辅导的问题，本实用新型可以通过摄像头提交作业、课上问题无线传输给教师，教师可在教师端看到学生的问题，直接答疑，提高了师生课上的互动性，减少了提交作业的时间，指纹识别有考勤的作用，防止替课，减少了人工点名的时间，提高了教学效率，摄像机录制的教学视频，师生均可导出，方便教师查缺补漏、反思教学内容，提高教学质量，同时方便学生课下复习，教师端的语音控制器方便教师用语音发出口令，快速找出课件，提高教学效率。

Description

一种加强课上作业交流的语音控制教学系统

技术领域

本实用新型涉及一种教学设备领域，特别是涉及一种加强课上作业交流的语音控制教学系统。

背景技术

近十几年，信息技术的发展迅速，信息技术极大的推动了社会的发展。将信息技术融入到教学中已成为新时代高职教育发展的必然选择，为了让高职教育适应新时代的信息化发展，教育部门在新的课程改革中提到将信息化技术与课程整合己成为课程改革的重要内容。越来越多的学校将信息技术与学科教学相结合，通过多媒体教学、在线教学、微课教学、慕课教学等形式的信息技术教学融入到课堂教学中，使课堂教学内容形式多样、教学效率大大提高，同时也提升了学生学习的兴趣和积极性。多媒体教学其实古已有之，教师一直在借助文本、声音、图片来进行教学。但是在20世纪80年代开始出现采用多种电子媒体如幻灯、投影、录音、录像等综合运用与课堂教学，这种教学技术又称多媒体组合教学或电化教学，90年代起，随着计算机技术的迅速发展和普及，多媒体计算机已经逐步取代了以往的多种教学媒体的综合使用地位，它利用计算机技术、网络技术、通讯技术以及科学规范的管理对学习、教学、科研、管理和生活服务有关的所有信息资源进行整合、集成和全面的数字化，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制。各类学校和学术单位，都在建设多媒体教室或多功能厅。多媒体教学集声音、图像、视频和文字等媒体为一体，可以作为一种有效的辅助教学手段，且能将所要呈现的内容直观的展示出来，方便对其进行理解，既能达到传授知识、开发智力及培养能力的目的，又能实现因材施教和个性化教学的目的，因此深受师生们及学术单位的青睐。

通过投影仪进行多媒体教学已经在各类学校中得到了普及，教师省去了书写黑板的劳动，节省了教学时间，提高了教学效率。然而，在实际的多媒体教学当中，多媒体教学的自动化水平不高。教师投影幕布前进行讲解时，如果需要切换课件页面时，需要走到控制台进行手动点击操作，这一费时费力，自动化程度不足。目前校园课堂考勤采用的方式包括根据花名册人工点名、考勤机打卡点名。人工点名时间长，考勤机打卡点名只认卡不认人，人情打卡和代替打卡严重，同时考勤机考勤时，容易出现排大队和拥挤拥堵，造成现场秩序混乱、耽误上课时间、影响效率。现有的在线教学系统多数只是将教学的内容信息展示出来，而互动性较差，为了能够提高互动性，目前也有一些在线课堂教学系统提供一个选择器，供学生对教师的问题进行回答，实现师生互动，但是还有很多学生不敢直接提问，且课上学生注意力不集中，漏听教学内容，课下无人辅导等问题。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，解决课堂上人工考勤时间长，提交作业、考卷占据时间长，影响教学质量，课上学生注意力不集中，课下无人辅导，课上学生不敢提问等问题，通过指纹识别实现自动考察学生的出勤率，预防学生替课，摄像头拍照提交作业，节省了课堂时间，提交课堂问题，教师直接答疑，教学视频可以导出，方便学生课下复习，方便教师课下反思，提高教学效率和教学质量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，包括教师终端、无线通信装置和多个学生终端，所述的教师终端、学生终端均设置有无线通信装置，所述的教师终端通过无线通信装置与学生终端进行数据传输，所述的教师终端通过无线通信装置与外部终端设备进行数据传输，所述的教师终端包括操作台、PLC控制器、摄像机、触控显示屏、语音控制器、USB接口、存储硬盘、电池，所述的PLC控制器、语音控制器、存储硬盘、电池均设置在操作台内部，所述的触控显示屏、USB接口均设置在操作台顶部表面，所述的摄像机、触控显示屏、语音控制器、USB接口、存储硬盘、均与PLC控制器和电池电连接，所述的摄像机、语音控制器的输出端分别与PLC控制器的输入端电连接，所述的触控显示屏、存储硬盘的输入端分别与PLC控制器的输出端电连接，所述的USB接口的输入端通过PLC控制器与存储硬盘的输出端电连接，所述的学生终端包括学生终端主体、支架、副控制器、图像采集装置、触控显示屏、摄像头、USB接口、指纹识别装置、存储硬盘、电池，所述的副控制器、图像采集装置、指纹识别装置、存储硬盘、电池均设置在学生终端主体内部，所述的触控显示屏、USB接口均设置在学生终端主体表面顶部，所述的支架设置在学生终端主体顶部右侧，所述的摄像头设置在支架上，所述的图像采集装置、触控显示屏、摄像头、USB接口、指纹识别装置、存储硬盘分别与副控制器和电池电连接，所述的摄像头的输出端与图像采集装置的输入端电连接，所述的图像采集装置、指纹识别装置的输出端分别与副控制器的输入端电连接，所述的触控显示屏、存储硬盘的输入端分别与副控制器的输出端电连接，所述的USB接口的输入端通过副控制器与存储硬盘的输出端电连接。

所述的操作台、学生终端主体底部均设置有充电口，所述的充电口的输出端与电池的输入端电连接，所述的操作台还设置有与投影仪外接的接口。

所述的教师终端操作台设置在讲台上，所述的摄像机设置在教室内天花板上，所述的摄像头为360度全方位高清摄像头。

本实用新型的有益效果，

本实用新型提供了一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，包括教师终端、无线通信装置和多个学生终端，所述的教师终端、学生终端均设置有无线通信装置，所述的教师终端通过无线通信装置与学生终端进行数据传输，所述的教师终端通过无线通信装置与外部终端设备进行数据传输，所述的教师终端包括操作台、PLC控制器、摄像机、触控显示屏、语音控制器、USB接口、存储硬盘、电池，所述的学生终端包括学生终端主体、支架、副控制器、图像采集装置、触控显示屏、摄像头、USB接口、指纹识别装置、存储硬盘、电池，依靠PLC控制器可编辑程序实现命令，解决花课堂发放试卷、提交作业占据时间长，影响教师授课，学生课上注意力不集中，课下无人辅导的问题，本实用新型可以通过摄像头提交作业、课上问题无线传输给教师，教师可在教师端看到学生的问题，直接答疑，提高了师生课上的互动性，减少了提交作业的时间，指纹识别有考勤的作用，防止替课，减少了人工点名的时间，提高了教学效率，摄像机录制的教学视频，师生均可导出，方便教师查缺补漏、反思教学内容，提高教学质量，同时方便学生课下复习，教师端的语音控制器方便教师用语音发出口令，快速找出课件，提高教学效率。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构的连接示意图；

图2为本实用新型操作台的结构示意图；

图3为本实用新型学生终端主体的结构示意图。

附图标记

1、操作台，2、触控显示屏，3、USB接口，4、学生终端主体，5、支架，6、摄像头。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

如图1、图2、图3所示，一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，包括教师终端、无线通信装置和多个学生终端，所述的教师终端、学生终端均设置有无线通信装置，所述的教师终端通过无线通信装置与学生终端进行数据传输，所述的教师终端通过无线通信装置与外部终端设备进行数据传输，所述的教师终端包括操作台1、PLC控制器、摄像机、触控显示屏2、语音控制器、USB接口3、存储硬盘、电池，所述的PLC控制器、语音控制器、存储硬盘、电池均设置在操作台1内部，所述的触控显示屏2、USB接口3均设置在操作台1顶部表面，所述的摄像机、触控显示屏2、语音控制器、USB接口3、存储硬盘、均与PLC控制器和电池电连接，所述的摄像机、语音控制器的输出端分别与PLC控制器的输入端电连接，所述的触控显示屏2、存储硬盘的输入端分别与PLC控制器的输出端电连接，所述的USB接口3的输入端通过PLC控制器与存储硬盘的输出端电连接，所述的学生终端包括学生终端主体4、支架5、副控制器、图像采集装置、触控显示屏2、摄像头6、USB接口3、指纹识别装置、存储硬盘、电池，所述的副控制器、图像采集装置、指纹识别装置、存储硬盘、电池均设置在学生终端主体4内部，所述的触控显示屏2、USB接口3均设置在学生终端主体4表面顶部，所述的支架5设置在学生终端主体4顶部右侧，所述的摄像头6设置在支架5上，所述的图像采集装置、触控显示屏2、摄像头6、USB接口3、指纹识别装置、存储硬盘分别与副控制器和电池电连接，所述的摄像头6的输出端与图像采集装置的输入端电连接，所述的图像采集装置、指纹识别装置的输出端分别与副控制器的输入端电连接，所述的触控显示屏2、存储硬盘的输入端分别与副控制器的输出端电连接，所述的USB接口3的输入端通过副控制器与存储硬盘的输出端电连接。

所述的无线通信装置为WiFi无线通信装置。所述的PLC控制器可以通过无线通信装置与外部终端连接，如手机、电脑、校园服务器等。所述的PLC控制器，为可编程逻辑控制器，专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。所述的PLC控制系统将信号发送至所述的触控显示屏2，则教师可以通过触控显示屏2查看、输入数据，设置整体系统的运行。PLC控制器、摄像机、触控显示屏2、语音控制器、USB接口3、存储硬盘、电池、副控制器、图像采集装置、指纹识别装置为现有技术，不再赘述。

实施例2

如图1、图2、图3所示，所述的操作台1、学生终端主体4底部均设置有充电口，所述的充电口的输出端与电池的输入端电连接，所述的操作台还设置有与投影仪外接的接口，教师终端可以配合投影仪使用，投放课件。

实施例3

如图1、图2、图3所示，所述的教师终端操作台1设置在讲台上，所述的摄像机设置在教室内天花板上，所述的摄像头6为360度全方位高清摄像头6。

工作原理：

如图1、图2、图3所示，一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，包括教师终端、无线通信装置和多个学生终端，所述的教师终端、学生终端均设置有无线通信装置，所述的教师终端通过无线通信装置与学生终端进行数据传输，所述的教师终端通过无线通信装置与外部终端设备进行数据传输，所述的教师终端包括操作台1、PLC控制器、摄像机、触控显示屏2、语音控制器、USB接口3、存储硬盘、电池，所述的PLC控制器、语音控制器、存储硬盘、电池均设置在操作台1内部，所述的触控显示屏2、USB接口3均设置在操作台1顶部表面，所述的摄像机、触控显示屏2、语音控制器、USB接口3、存储硬盘、均与PLC控制器和电池电连接，所述的摄像机、语音控制器的输出端分别与PLC控制器的输入端电连接，所述的触控显示屏2、存储硬盘的输入端分别与PLC控制器的输出端电连接，所述的USB接口3的输入端通过PLC控制器与存储硬盘的输出端电连接，摄像机用于录制教师教学视频，教学视频通过PLC控制器储存在存储硬盘内，可以通过USB接口3用U盘导出，或者通过无线通信装置连接手机或电脑无线传输导出视频，方便教师对教学内容进行反思和改进，同时方便学校对教师教学水平进行评估；语音控制器通过接收教师语音口令，语音口令与在PLC控制器中预先存储好的样本信号语音口令进行比较，从而识别该语音口令，并通过PLC控制器发出对应的指令，从存储硬盘内调出对应课件，发送给学生终端；操作台上设置有与投影仪连接的接口，配合投影仪使用，可将课件投放，语音口令控制课件翻页，触控显示屏2用于教师操作，用于查看学生终端上传的问题、作业，可直接在课上对问题进行答疑，对作业进行批改；存储硬盘用于储存学生信息、课件、从学生终端收到的作业、学生终端摄像头6录入学生的状态和教学视频。

所述的学生终端包括学生终端主体4、支架5、副控制器、图像采集装置、触控显示屏2、摄像头6、USB接口3、指纹识别装置、存储硬盘、电池，所述的副控制器、图像采集装置、指纹识别装置、存储硬盘、电池均设置在学生终端主体4内部，所述的触控显示屏2、USB接口3均设置在学生终端主体4表面顶部，所述的支架5设置在学生终端主体4顶部右侧，所述的摄像头6设置在支架5上，所述的图像采集装置、触控显示屏2、摄像头6、USB接口3、指纹识别装置、存储硬盘分别与副控制器和电池电连接，所述的摄像头6的输出端与图像采集装置的输入端电连接，所述的图像采集装置、指纹识别装置的输出端分别与副控制器的输入端电连接，所述的触控显示屏2、存储硬盘的输入端分别与副控制器的输出端电连接，所述的USB接口3的输入端通过副控制器与存储硬盘的输出端电连接。学生的作业、提问可写在纸上用摄像头6拍照上传至学生终端经图像采集装置进行识别分析，传输给副控制器，再通过无线通信装置传输给教师终端，摄像头6还用于录入学生课上学习状态储存在存储硬盘内同时上传给教师终端，指纹识别装置设置在学生终端主体4内部，在学生终端主体4表面设有与指纹识别装置对应的指纹屏，学生通过指纹识别装置进行身份识别，学生指纹与教师终端预先存储的指纹信息进行匹配，将匹配指纹的相应学生信息通过无线通信装置传输给学生终端，学生终端显示学生信息，学生答题后，方便记录学生成绩，同时具有考勤和防替课的作用；存储硬盘用于存储学生作业和提问，同时将教师终端的教学视频导入到学生终端，USB接口3用于导出教学视频或者老师布置的作业；触控显示屏2用于操作学生终端。

本实用新型通过PLC控制器设定程序参数，依靠PLC控制器可编辑程序实现命令，录入学生面部信息、指纹信息和学生信息和教学内容，对学生课上学习情况进行记录和分析，学生通过指纹识别，进入学生终端，防止替课，同时有考勤的作用，减少了点名的时间，不占据课堂时间，学生在学生终端可查看教师布置的作业，在纸上进行解答(或提问)，通过摄像头6拍照将作业(或问题)通过无线通信装置传给教师终端，教师在教室终端查看学生作业(或问题)，对作业进行批改或讲解，对问题进行答疑，加强了学生与教师的课上交流，学生作业或者课堂小考，通过无线传输，减少了发放试卷的时间和收取作业的时间，提高教学效率，进行指纹识别时，通过无线通信装置，识别的指纹信息与教师终端内储存的指纹相匹配，将数据传输至PLC控制器内，PLC控制器记录并处理，学生指纹识别完毕后，指纹与系统内储存的指纹信息完全匹配，自动生成考勤日志，同时将已指纹识别的学生系统面部信息调出，传输给学生终端，教师可以通过触控显示屏2或者语音控制器发出指令，进行整体操作，导出课件，配合投影仪使用，将课件投放、翻页，将课件、作业或者试卷通过无线通信装置传至学生终端，进行课堂教学或者答疑，用摄像机录制教学视频，学生从学生终端导出教学视频，课上注意力不集中漏听，方便课下学习、复习教学内容，反复听讲，教师可通过教师终端导出教学视频，方便对教学内容进行改进，教师可通过教师终端导出学生作业或试卷，进行课下批改，提高教学质量。操作台1放置在讲台上，或者嵌入讲台内，学生终端固定在学生课桌上使用。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，包括教师终端、无线通信装置和多个学生终端，其特征在于：所述的教师终端、学生终端均设置有无线通信装置，所述的教师终端通过无线通信装置与学生终端进行数据传输，所述的教师终端通过无线通信装置与外部终端设备进行数据传输，所述的教师终端包括操作台、PLC控制器、摄像机、触控显示屏、语音控制器、USB接口、存储硬盘、电池，所述的PLC控制器、语音控制器、存储硬盘、电池均设置在操作台内部，所述的触控显示屏、USB接口均设置在操作台顶部表面，所述的摄像机、触控显示屏、语音控制器、USB接口、存储硬盘、均与PLC控制器和电池电连接，所述的摄像机、语音控制器的输出端分别与PLC控制器的输入端电连接，所述的触控显示屏、存储硬盘的输入端分别与PLC控制器的输出端电连接，所述的USB接口的输入端通过PLC控制器与存储硬盘的输出端电连接，所述的学生终端包括学生终端主体、支架、副控制器、图像采集装置、触控显示屏、摄像头、USB接口、指纹识别装置、存储硬盘、电池，所述的副控制器、图像采集装置、指纹识别装置、存储硬盘、电池均设置在学生终端主体内部，所述的触控显示屏、USB接口均设置在学生终端主体表面顶部，所述的支架设置在学生终端主体顶部右侧，所述的摄像头设置在支架上，所述的图像采集装置、触控显示屏、摄像头、USB接口、指纹识别装置、存储硬盘分别与副控制器和电池电连接，所述的摄像头的输出端与图像采集装置的输入端电连接，所述的图像采集装置、指纹识别装置的输出端分别与副控制器的输入端电连接，所述的触控显示屏、存储硬盘的输入端分别与副控制器的输出端电连接，所述的USB接口的输入端通过副控制器与存储硬盘的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，其特征在于：所述的操作台、学生终端主体底部均设置有充电口，所述的充电口的输出端与电池的输入端电连接，所述的操作台还设置有与投影仪外接的接口。

3.根据权利要求1所述的一种加强课上作业交流的语音控制教学系统，其特征在于：所述的教师终端操作台设置在讲台上，所述的摄像机设置在教室内天花板上，所述的摄像头为360度全方位高清摄像头。

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