TW201333903A - 雲端廣播互動式教學系統及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種雲端廣播互動式教學系統及其方法，包含在一老師端操作的一主控裝置，該主控裝置透過網路與多個學生端的受控裝置以及一雲端教學系統連結；老師在主控裝置下達指令後傳至雲端教學系統，由雲端教學系統對學生端受控裝置做出相應即時的動作，學生亦可透過受控裝置將即時訊息傳至雲端教學系統，有效提升教學時的互動性；另外，前述系統可即時且多面向的管理目前所有學生端受控裝置的使用狀態，例如對所有或單一的受控裝置進行廣播、監控、發訊息、遠端控制、開關機、鎖定、拍攝當前畫面等第三方操作，達到提升學習效果之目的。

Description

雲端廣播互動式教學系統及其方法

本發明係關於一種廣播教學系統，尤指一種透過網路與單一或多個學習者進行互動式即時教學的系統及其方法。

一般的廣播教學、視訊教學系統等，其主講者皆透過影像、聲音達到教學、演說、傳達訊息之目的，舉例而言，若主講者是老師且聽眾為學生，一般的廣播教學系統僅由老師將桌上型電腦中的多媒體檔案分享給學生觀看，學生透過所提供的電腦螢幕上所顯示之資訊進行學習，學生不論是收看老師提供的即時影像或是已經錄製好的影像、簡報，學生都是單方面的在電腦前觀看老師授課。

如我國公開第201243788號「互動式視訊教學方法」發明專利案，是一種互動式視訊教學方法，可使主講者與聽眾在視訊播放過程中有互動性，令聽眾可以即時回應訊息，供主講者即時掌握聽眾的迴響，以增進互動效果，解決上述一般的廣播教學、視訊教學系統，學生都是單方面無互動的在電腦前觀看老師授課之不足；上述所採用的技術手段係於一媒體伺服器可提供一即時模式，當主講者開始發表演說時，由一攝影裝置即時擷取主講者的影像，該媒體伺服器於即時模式執行的步驟包括：自一主 講端即時擷取一視訊並儲存，另在主講端產生一訊息回饋顯示介面；判斷是否自一個以上的聽眾端收到轉播請求；若接收到轉播請求，則即時傳送視訊至聽眾端，並在聽眾端產生一即時回饋介面，供聽眾對視訊同步回饋訊息，其中該即時回饋介面包含複數按鈕，該複數按鈕包含”好”、”不同意”、”問題”、等標記訊息；接收聽眾端回饋的同步標記訊息並儲存；將接收的同步標記訊息同步更新於主講端的訊息回饋顯示介面與聽眾端的及時回饋介面。

透過前述專利案所述的互動式視訊教學方法，於主講者在演說或授課的同時，聽眾可在聽眾端即時發出標記訊息，並在主講端同步顯示，供主講者即時掌握各聽眾的反應，進而對應加速、放慢演說或教學內容，達到主講者與聽眾互動的目的；由此可知，無論是前述已知的廣播教學、視訊教學系統或互動式視訊教學方法，均注重教學時老師與學生的互動性，並藉由參考學生的即時反應，達到加強學習效果的目的，因此如何更進一步的提升教學互動性，以及即時獲得更多可參考學生學習狀態的資訊，以目前的學習需求而言，確實值得提出更佳的解決方案。

有鑑於上述欲提升學習效果的需求，本發明主要目的係提供一種雲端廣播互動式教學系統及其方法，老師端透過一個雲端教學系統可即時且多面向的資訊管理、畫面監控、資源共享等第三方操控目前所有學生的使用狀態，並且透過雲端教學系統將學生端的即時訊息回傳至老 師端，老師可即時的與多方學生進行資訊交換、意見交流等，以此提升教學時的互動性並且加強學習效果。

欲達成前述目的所採用的技術手段係令前述雲端廣播互動式教學系統包括：一雲端教學系統，設有一處理器與一記憶單元，該處理器係與網路連結，並收發一廣播資料，該廣播資料包括一控制指令與一個以上的多媒體訊息，該控制指令中含有一互動權限資訊，並依據該互動權限資訊進行判斷廣播資料轉傳的來源與其廣播的對象；一個以上的主控裝置，係透過網路與雲端教學系統連結，用以收發廣播資料，並在發送的廣播資料中設定互動權限資訊，以指定廣播的對象；一個以上的受控裝置，係透過網路與雲端教學系統以及該主控裝置連結，以接收雲端教學系統轉傳的廣播資料，並回饋相對應的廣播資料。

上述雲端廣播互動式教學系統主要係由該主控裝置透過網路與一個以上的受控裝置以及雲端教學系統連接，而由老師操作該主控裝置以傳送具有互動權限資訊的廣播資料後，再由雲端教學系統依照互動權限資訊對學生端受控裝置進行廣播、監控、發訊息、遠端控制、開關機、鎖定、拍攝當前畫面等第三方操作；例如當老師透過廣播畫面向多位學生出題，學生可透過回饋廣播資料向老師回答問題，甚至單獨的向老師提出問題，老師還可以將各別學生的操作畫面或答案轉傳廣播至其他學生的畫面供參考，以此方式達到增加師生之間的互動性並且提升學習 的效果。

欲達前述目的所採取的又一主要技術手段係在提供一雲端廣播互動式教學方法，其主要係由該主控裝置透過網路分別與受控裝置以及雲端教學系統連接，並由雲端教學系統執行以下步驟：提供一教學平台；接收主控裝置送出的一廣播資料；判斷廣播資料的來源和廣播對象，並依判斷結果將廣播資料對指定的受控裝置廣播；接收對應的受控裝置所送出的廣播資料，並回饋給主控裝置。

上述方法主要是由雲端教學系統提供的教學平台，接收主控裝置傳送的廣播資料，並依廣播資料設定的互動權限資訊，對相對應的受控裝置廣播多媒體訊息，並接收受控裝置傳送回饋的廣播資料，藉此可提高老師端與學生端的互動性，並增進教學效果。

10‧‧‧主控裝置

20‧‧‧雲端教學系統

21‧‧‧處理器

22‧‧‧記憶單元

23‧‧‧儲存裝置

30‧‧‧受控裝置

圖1係本發明一較佳實施例的雲廣播互動式教學系統架構示意圖。

圖2係本發明一較佳實施例的雲端教學系統裝置方塊圖。

圖3係本發明一較佳實施例的雲端廣播互動式教學方法流程圖。

圖4 係本發明一較佳實施例的認證機制方塊示意圖。

圖5 係本發明一較佳實施例的資料結構方塊示意圖。

圖6係本發明一較佳實施例的全螢幕廣播影音傳送流程圖。

圖7係本發明一較佳實施例的全螢幕廣播非即時影音接收流程圖。

圖8係本發明一較佳實施例的全螢幕廣播即時影音接收流程圖。

圖9係本發明一較佳實施例的主控裝置接收監控影音流程圖。

圖10係本發明一較佳實施例的受控裝置回傳監控影音流程圖。

圖11係本發明一較佳實施例的文字訊息傳送流程圖。

圖12係本發明一較佳實施例的文字訊息接收流程圖。

圖13係本發明一較佳實施例的檔案播放流程圖。

圖14係本發明一較佳實施例的檔案儲存流程圖。

關於本發明雲端廣播互動式教學系統的一較佳實施例，請參考圖1與圖2所示，主要係由在一老師端操作一主控裝置10，該主控裝置10透過網路與一雲端教學系統20以及多個在學生端的受控裝置30連結所組成；其中：該主控裝置10包括一網路傳輸埠，透過該網路傳輸埠與網路連結，用以收發一廣播資料，該廣播資料包括一控制指令與一個以上的多媒體訊息，該控制指令中含有一互動權限資訊，以即時監控所有與雲端教學系統20 連結的受控裝置30，進行畫面監控、畫面廣播、桌面控制、即時訊息傳送、資料共享，於本實施例中該主控裝置10係指一桌上型電腦、一筆記型電腦、一平板電腦或一智慧型手機或其他智慧型裝置；該主控裝置10透過網路將老師端所下達的指令傳送至該雲端教學系統20；該雲端教學系統20設有一處理器21與一記憶單元22，該處理器21係與網路連結，並收發一廣播資料，依據該廣播資料中的互動權限資訊進行判斷廣播資料轉傳的來源與其廣播的對象；於本實施例中，該雲端教學系統20進一步包括一網路傳輸埠，供處理器21透過該網路傳輸埠與網路連結，該處理器21主要用於資料分析與處理，並透過廣播資料達到影像接收與分配、訊息接收與發送、指令接收與傳達以及權限的管控等動作；本實施例中，該雲端教學系統20進一步包括一訊號輸出埠、一訊號連接埠；該訊號輸出埠係供處理器21與一專用投影機連接，該雲端教學系統20接受教師端下達的控制指令後將廣播資料傳送至投影端進行即時投影，提供較大的學習畫面，例如老師將問題透過投影機投影至較大的投影幕，學生可用個人的受控裝置30進行回答，更充份的利用現有空間進行教學；該訊號連接埠係供處理器21與一外部儲存裝置23連接，透過該雲端教學系統20分享該外部儲存裝置23內之文件檔案、影音資訊等；該雲端教學系統20將教師端下達的控制指令對學生端受控裝置30做出相應即時的動作；該受控裝置30具有一網路傳輸埠，係透過網路與雲端教學系統20以及該主控裝置10連結，以接收主 控裝置10經由雲端教學系統20轉傳的廣播資料，並回饋相對應的廣播資料，於本實施例中該受控裝置30係指一桌上型電腦、一筆記型電腦、一平板電腦或一智慧型手機或其他智慧型裝置；前述主控裝置10的網路傳輸埠、雲端教學系統20的網路傳輸埠、受控裝置30的網路傳輸埠，於本實施例中分別係指一USB介面埠，透過USB連接線進行網路連接，或分別係指一乙太網路傳輸埠，將無線網路訊號轉為有線網路使用，或分別為一無線網路傳輸埠，用以傳輸無線的WIFI訊號。

又本發明進一步提供一種雲端廣播互動式教學方法，請參考圖3與圖4所示，主要由一個主控裝置20透過網路與該雲端教學系統20以及一個以上學生端的受控裝置30連接，於本實施例中，進行本發明的雲端廣播互動式教學前，由學生先進行一認證機制的確認，若通過確認方可與老師端連接，主要係由雲端教學系統20執行以下步驟：提供一認證機制(S20)，供老師、學生分別在主控裝置10、受控裝置30上操作以進行身分的確認；當老師在主控裝置10操作，該雲端教學系統20接收由主控裝置10所產生的一金鑰檔案(S21)；另外，該雲端教學系統20也接收由一個以上的學生端受控裝置30各自輸入的一特定金鑰(S22)；由該雲端教學系統20將該金鑰檔案與各特定金鑰進行比對(S23)；根據金鑰檔案與特定金鑰是否相同來判斷是否通過認證(S24)；若否，即認證失敗，則回 到提供該認證機制(S20)的步驟；若是，即金鑰檔案與特定金鑰認證通過，便繼續進行以下雲端廣播互動式教學，其包括以下步驟；由雲端教學系統20提供一教學平台(S25)，供老師端可即時監控所有學生端，對各個學生端分別進行畫面監控、畫面廣播、桌面控制、即時訊息傳送、內部資料庫共享管理、外部儲存裝置共享管理、即時畫面投影管理；接收主控裝置10發出的一控制指令(S26)；雲端教學系統20根據該控制指令將所對應的即時動作或資料，分派給對應的受控裝置30(S27)；該受控裝置30可收看雲端教學系統20在網路內所廣播的教師端分享資料，該雲端教學系統20接收對應的受控裝置30所回傳的訊息或資料(S28)，且該受控裝置30接受回傳畫面監控，接受老師端桌面控制，接受教師端即時訊息，接受教師端命令分享內、外部資料庫等。

透過上述系統以及方法可知，本發明主要是透過雲端教學系統20所提供的教學平台，由老師端操作該主控裝置10下達控制指令，令所對應該控制指令的受控裝置30進行廣播、監控、發訊息、遠端控制、開關機、鎖定、拍攝當前畫面等第三方操作、訊息與資料的傳輸，以達到增加師生之間的互動性以及提升學習的效果的目的。

為進一步說明本實施例雲端教學系統20具體的應用方式，請參考圖5所示，其中該廣播資料係一種搭配本發明雲端廣播互動式教學系統專用的一雲端廣播資料結構，並且分別在該主控裝置10與雲端教學系統20之間、 該雲端教學系統20與受控裝置30之間進行傳輸；該雲端廣播資料結構的控制指令係由一具有互動權限資訊的檔頭、一命令列所組成，並且具有多個多媒體訊息分別為一文字訊息、一即時影像、一即時聲音、一非即時影像、一非即時聲音、一文件檔案；其中，該檔頭係放置於每筆雲端廣播資料結構最前端，其中該互動權限資訊包含一資料類型說明、一ID識別碼、一控制驗證金鑰；該命令列係放置於檔頭之後，用於控制指定的學生端受控裝置30，其控制的動作包括有桌面鎖定、畫面大小調整、開關機等；該文字訊息係放置於命令列之後，可傳送到老師端或指定的學生端或進行廣播並顯示文字訊息內容，包括文字屬性、大小位置顏色等；該即時影像與該即時聲音皆可為主控裝置10、該雲端教學系統20、受控裝置30或內外部資料庫之即時影像資料，此資料亦可為壓縮或非壓縮格式，經投影端由專用投影機作即時影像投影用；該非即時影像與非即時聲音係為教師端廣播或學生端影音監看回傳之用，可為壓縮或不壓縮格式；該文件檔案係放置於雲端廣播資料結構最後端，允許存取傳送任何格式之資料檔案。

本實施例一應用方式之全螢幕廣播示範，將畫面即時同步傳送至全體學生端或即時投影端，其主要參考的雲端廣播資料結構為檔頭、即時影像、即時聲音、非即時影像、非即時聲音，如圖6所示為全螢幕廣播影音傳送流程，其應用於老師端、學生端、內外資料庫，其流程為全螢幕廣播傳送(S501)、輸出檔頭和即時影像資料 (S502)、輸出檔頭和即時聲音資料(S503)、輸出檔頭和非即時影像資料(S504)、輸出檔頭和非即時聲音資料(S505)；如圖7所示為全螢幕廣播非即時影音接收流程，其應用於老師端、學生端，其步驟如下：全螢幕廣播接收(S511)；判斷非即時影像資料檔頭的確認無誤(S512)；若是，接收非即時影像資料(S513)；判斷非即時聲音資料檔頭的確認無誤(S514)；若是，接收非即時聲音資料(S515)；輸出聲音影像畫面(S516)。請參考圖8所示，為全螢幕廣播即時影音接收流程，其應用於即時投影端，其步驟與上述全螢幕廣播非即時影音接收流程大致相同，惟其中非即時影像資料皆由即時影像資料所取代。

本實施例另一應用方式之老師端監控廣播，可同時監控多組學生畫面，其主要參考的雲端廣播資料結構為檔頭、非即時影像、非即時聲音，如圖9所示為主控裝置10接收監控影音流程，其步驟如下：在老師端透過主控裝置10進行監控，發出監控ID識別碼的命令(S601)；判斷監控ID識別碼所屬影像資料檔頭的確認無誤(S602)；若是，則接收監控ID識別碼所屬的影像資料(S603)；判斷監控ID識別碼所屬聲音資料檔頭的確認無誤(S604)；若是，則接收監控ID識別碼所屬的聲音資料(S605)；輸出監控ID識別碼所屬的影像資料、聲音資料(S606)。請參考圖10所示為受控裝置30回傳監控影音 流程，其步驟如下：在學生端透過受控裝置30進行監控，等待監控ID識別碼回傳(S611)；判斷回傳的監控ID識別碼的檔頭無誤(S612)；若是，接收回傳的監控ID識別碼資料(S613)；回傳受控裝置30的影像資料、聲音資料(S614)；若前一判斷結果為否，則回到等待監控ID識別碼回傳(S611)的步驟。

本實施例又一應用方式之文字訊息傳輸，將即時文字訊息同步傳至教師端、學生端、即時投影端，其主要參考的雲端廣播資料結構為檔頭、文字訊息，如圖10所示為文字訊息傳送流程，其流程為文字訊息傳送(S701)、輸出檔頭與文字訊息(S702)；請參考圖11所示為相對應的文字訊息接收流程，其步驟如下：等待文字訊息(S711)；判斷文字訊息的檔頭無誤(S712)；若是，則接收文字訊息資料(S713)；顯示文字訊息(S714)；若前一判斷結果為否，則返回等待文字訊息(S711)的步驟。

本實施例再一應用方式之當案播放與儲存，檔案播放係將影片、聲音、文字檔案於教師端、學生端、即時投影端進行播放，其主要參考的雲端廣播資料結構為檔頭、即時影像、即時聲音、非即時影像、非即時聲音、文件檔案，如圖13所示為檔案播放流程，其步驟如下：檔案播放(S801)；判斷檔案播放檔頭之確認無誤(S802)；若是，將檔案播放類型區分(S803)；檔案播放ID識別碼確認(S804)；輸出影像資料、聲音資料、文件資料(S805)；若前一判斷結果為否，則持續對檔案播放檔頭進行確認(S802)。另外，檔案儲存流程請參考圖14所示，檔案儲存 係將影片、聲音、文字檔案於儲存於內外部資料庫，其步驟如下：檔案儲存(S811)；判斷檔案儲存檔頭之確認無誤(S812)；若是，將檔案儲存類型區分(S813)；檔案儲存ID識別碼確認(S814)；儲存影像資料、聲音資料、文件資料(S815)；若前一判斷結果為否，則持續對檔案儲存檔頭進行確認(S802)。

由上述可知，本發明具有在老師端以一對一或一對多與學生端進行高互動性的教學特性，例如當老師透過廣播畫面向多位學生出題目，學生可透過回饋訊息向老師回答問題，甚至單獨的向老師提出問題，老師還可以將各別學生的操作畫面或答案廣播至其他學生的畫面，或者直接利用投影機投影至較大的投影幕，提高現有學習空間的使用性，透過此多元且高互動性的教學方式，達到提升學習效果的目的。

10‧‧‧主控裝置

20‧‧‧雲端教學系統

30‧‧‧受控裝置

Claims (13)

1. 一種雲端廣播互動式教學系統，其包括：一雲端教學系統，設有一處理器與一記憶單元，該處理器係與網路連結，並收發一廣播資料，該廣播資料包括一控制指令與一個以上的多媒體訊息，該控制指令中含有一互動權限資訊，並依據該互動權限資訊進行判斷廣播資料轉傳的來源與其廣播的對象；一個以上的主控裝置，係透過網路與雲端教學系統連結，主要用於分派一對一或一對多的廣播資料，並接收一個以上的廣播資料；一個以上的受控裝置，係透過網路與雲端教學系統以及該主控裝置連結，以接收由主控裝置分派的廣播資料，並回饋相對應的廣播資料。
2. 如請求項1所述之雲端廣播互動式教學系統，該主控裝置係指一桌上型電腦、一筆記型電腦、一平板電腦或一智慧型手機；該受控裝置係指一桌上型電腦、一筆記型電腦、一平板電腦或一智慧型手機。
3. 如請求項2所述之雲端廣播互動式教學系統，該雲端教學系統進一步包括一訊號輸出埠；該訊號輸出埠係供處理器與一專用投影機連接，該雲端教學系統接受教師端下達的控制指令再廣播資料傳送至投影端進行即時投影。
4. 如請求項3所述之雲端廣播互動式教學系統，該雲端教學系統進一步包括一訊號連接埠；該訊號連接埠係供處理器與一外部儲存裝置連接，透過該雲端教學系統分享該外部儲存裝置內之文件檔案、影音資訊。
5. 一種雲端廣播互動式教學方法，其包含一雲端教學系統係執行以下步驟：提供一教學平台；接收主控裝置送出的一廣播資料；判斷廣播資料的來源和廣播對象，並依判斷結果將廣播資料傳送給相對應的受控裝置廣播；接收對應的受控裝置所送出的廣播資料，並回饋給主控裝置。
6. 如請求項5所述之雲端廣播互動式教學方法，其中在提供一教學平台的步驟前，進一步先進行一認證機制的確認，該認證機制係於前述雲端教學系統執行以下步驟：提供一認證機制；接收主控裝置產生的一金鑰檔案；接收一個以上的受控裝置輸入的一特定金鑰；該金鑰檔案與特定金鑰進行比對；判斷是否通過認證；若否，則回到提供一認證機制的步驟。
7. 如請求項6所述之雲端廣播互動式教學方法，該廣播資料係一雲端廣播資料結構，該雲端廣播資料結構的控制指令係由一具有互動權限資訊的檔頭、一命令列所組成，並且具有多個多媒體訊息分別為一文字訊息、一即時影像、一即時聲音、一非即時影像、一非即時聲音、一文件檔案。
8. 如請求項7所述之雲端廣播互動式教學方法，該檔頭係放置於每筆雲端廣播資料結構最前端，包含一資料類型 說明、一ID識別碼、一控制驗證金鑰。
9. 如請求項8所述之雲端廣播互動式教學方法，該命令列係放置於檔頭之後，用於控制指定的學生端受控裝置，其控制的動作包括有桌面鎖定、畫面大小調整、開關機。
10. 如請求項9所述之雲端廣播互動式教學方法，該文字訊息係放置於命令列之後，可傳送到老師端或指定的學生端或進行廣播並顯示文字訊息內容，包括文字屬性、大小位置顏色。
11. 如請求項10所述之雲端廣播互動式教學方法，該即時影像與該即時聲音皆可為主控裝置、該雲端教學系統、受控裝置或內外部資料庫之即時影像資料，供即時投影端作影像投影用。
12. 如請求項11所述之雲端廣播互動式教學方法，該非即時影像與非即時聲音係為教師端廣播或學生端影音監看回傳之用。
13. 如請求項12所述之雲端廣播互動式教學方法，該文件檔案係允許存取傳送任何格式之資料檔案。