一種多媒體互動式教學方法和裝置的製作方法

2023-05-06 12:20:31

專利名稱:一種多媒體互動式教學方法和裝置的製作方法
一種多媒體互動式教學方法和裝置技術領域：
[0001]本發明屬於教育培訓領域，具體涉及一種多媒體互動式教學方法和裝置。
背景技術：
[0002]當前市場上作為輔助學習的電子科技產品很多，如點讀機、文曲星、電子辭典等學 習類用具，這些產品豐富了學生的學習手段和方法，在一定程度上促進了學生學習的效率。 但這些電子產品的設計出發點本質上是以電子教學工具代替老師的角色來對學生施教。它 們存在很多缺陷，具體如下。[0003]1，電子工具中的內容固化，雖然適合大多數學生的需求，但很難進行個性化教學， 缺乏針對性，不能因材施教。[0004]2，相對於人與人的交流，電子工具過於生硬化，尤其缺少對學生測試、點評等方面 的環節。[0005]隨著網絡的發展，網絡教學已經成為教學的新手段，應運而生幾項網絡教學技術， 簡述如下。[0006]1，一種通過網絡改進多媒體電子教學的方法，該多媒體電子教學系統包括通過計 算機網絡連接的教師機和學生機，其特徵在於該方法至少包括以下步驟[0007]A,教師機判斷是否有來自某個學生機的遠程控制信息，如果有，接收該信息，在教 師機上產生相應的滑鼠、鍵盤動作。[0008]B,教師機截取當前屏幕的桌面顯示數據，通過計算機網絡傳輸到所有學生機上。[0009]C，學生機接收該屏幕的桌面顯示數據並分別將該屏幕的桌面顯示數據轉化為在 學生機顯示屏上的顯示。[0010]該技術的缺陷是用途有局限性，不支持手寫輸入，不便於數理化的教學活動。[0011]2, 一種多方互動式學教系統,其包括多方互動式學教系統客戶端和多方互動式學 教系統伺服器，多方互動式學教系統客戶端與多方互動式學教系統伺服器通過網絡連接， 多方互動式學教系統客戶端包括多方互動式學教機和計算機，多方互動式學教機和計算機 通過網絡或同步線連接。[0012]該技術的缺陷是不支持手寫輸入，另需要支付購買多臺學教機的費用，這使得成 本大大增加。[0013]總之，現有網絡教學技術，不具備手寫輸入的功能，不利於老師教學板書和勾畫重 點等，特別是理科類的教學，例如數學圖形和公式等，不便於教學，互動性不強，且除一臺教 師用計算機外還需另購置多臺學教機和教學軟體等，使得成本大大增加，後期維護費用也 隨之增加。
發明內容
[0014]本發明的目的在於解決上述現有技術中存在的難題，提供一種多媒體互動式教學 方法和裝置，其具有手寫輸入功能，且除一臺教師用計算機等基本設備外只需接入網絡學生演練板，節省其它硬體及軟體的購買費用。[0015]本發明是通過以下技術方案實現的。[0016]一種多媒體互動式教學裝置，所述裝置包括網絡學生演練機4、路由控制系統3、 教師控制臺2和放映設備I。[0017]所述網絡學生演練機4通過無線或有線網絡與路由控制系統3進行通訊，路由控 制系統3再通過無線或有線網絡與教師控制臺2進行通訊，教師控制臺與放映設備I相連。[0018]其中，所述網絡學生演練機4上安裝有攝像頭2-6和麥克風2-4 ;在所述網絡學生 演練機4內部裝有電路板，電路板中裝有一套嵌入式小型Linux作業系統，用於實時捕捉、 處理和發送學生5的演練過程的視頻和音頻信號。[0019]所述路由控制系統3採用802.1lb協議或TCPIP協議與教師控制臺2和網絡學生 演練機4進行通訊。[0020]所述教師控制臺2用於瀏覽學生演練過程的信息，並有選擇性地將信息展示在放 映設備I上。[0021]所述放映設備I採用投影儀和大屏幕或者電視機。[0022]具體來說，所述網絡學生演練機4包括手寫臺面2-9，側展架2-3，延伸展架2-1，折 疊結構，攝像頭2-6和麥克風2-4。[0023]所述手寫臺面2-9為平面結構，所述手寫臺面2-9設置在側展架2_3的一端；所述 延伸展架2-1設置在側展架2-3的另一端，構成懸臂結構；所述攝像頭2-6固定在延伸展架 2-1的自由端；所述麥克風2-4設置在所述側展架2-3上；所述摺疊結構使所述延伸展架 2-1與側展架2-3摺疊，以及使側展架2-3與所述手寫臺面2-9摺疊。[0024]所述摺疊結構包括一組摺疊合頁2-7 ;在所述側展架2-3的兩端均設置有摺疊合 頁2-7 ;所述手寫臺面2-9和延伸展架2-1分別通過所述摺疊合頁2-7與所述側展架2_3連 接；在所述側展架2-3上靠近延伸展架2-1的一端還裝有卡頭2-2。[0025]在所述手寫臺面2-9上還設置有夾子2-8，用於固定紙張，學生可在上手寫輸入演 練過程。[0026]在所述手寫臺面2-9的一側設置有網絡接口 2-11和電源接口 2_10 ;本發明的網 絡學生演練機使用乾電池或交流電。[0027]在攝像頭2-6的上方安裝有指示燈，用於顯示電力接通和網絡接通的情況。[0028]一種使用所述多媒體互動式教學裝置的方法，所述方法首先通過網絡學生演練機 4採集學生手寫輸入的演練過程的視頻和音頻信號，然後對視頻和音頻信號進行處理形成 視音頻數據，再通過網絡將所述視音頻數據傳送給路由控制系統3，教師在教師控制臺2上 通過網絡從路由控制系統3上接收所有視音頻數據並查看任意學生的演練過程，然後選擇 將至少一個學生的演練過程在教師控制臺2上顯示，並通過放映設備I展示給所有學生。[0029]所述方法包括以下步驟。[0030]( I)對網絡學生演練機4和教師控制臺2分別進行初始化，然後通過無線網絡或有 線網絡和路由控制系統3建立連結。[0031](2)網絡學生演練機4啟動捕捉程序，控制攝像頭2-6和麥克風2-4，捕捉學生演 練過程的視頻和音頻信號。[0032](3)對捕捉到的視頻和音頻信號進行壓縮編碼形成視音頻數據，然後通過無線網絡或有線網絡將所述視音頻數據傳送給路由控制系統3，路由控制系統3再將視音頻數據 傳送給教師控制臺2。[0033](4)教師控制臺2將收到的視音頻數據解壓還原成演練影像，教師瀏覽還原後的 演練影像，並根據演練需要，選擇需要展示演練影像的學生的序號並按展示順序對序號進 行排列。[0034](5)將選定學生的演練影像按照指定的排列順序通過放映設備I實時同步展示給 學生，進行交流、講解。[0035]與現有技術相比，本發明的有益效果是。[0036]( I)利用本發明的方法及裝置能因材施教，能實施完整的學習和輔教過程，能實現 學生、教師的多方互動。[0037](2)教師可使用本發明對學生進行多媒體教學和輔導；學生使用本發明將自己的 答題過程展示給老師或將不明白的試題展示給同學，教師或同學使用本發明進行指導或者 探討問題。[0038](3)本發明的裝置除伺服器和計算機等基本設備外只需接入網絡教學演練板，節 省其它硬體，軟體購買費用成本低，功能強，互動性高，易於維護，使用便捷。


[0039]圖1是本發明多媒體互動式教學裝置的結構示意圖。[0040]圖2是本發明實施例中的網絡學生演練機的正面結構示意圖。[0041]圖3是本發明實施例中的網絡學生演練機的背面結構示意圖。[0042]圖4是本發明實施例中的網絡學生演練機摺疊中的結構示意圖。[0043]圖5是本發明實施例中的網絡學生演練機摺疊後的結構示意圖。
具體實施方式
[0044]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。[0045]一種多媒體互動式教學裝置，如圖1所示，包括網絡學生演練機4、路由控制系統 3、教師控制臺2和放映設備I。[0046]所述網絡學生演練機4通過無線或有線網絡與路由控制系統3進行通訊，路由控 制系統3再通過無線或有線網絡與教師控制臺2進行通訊，教師控制臺與放映設備I相連。[0047]其中，所述網絡學生演練機4上安裝有攝像頭和麥克風；在所述網絡學生演練機4 內部裝有電路板，電路板中裝有一套嵌入式小型Linux作業系統，用於實時捕捉、處理和發 送學生5的演練過程的視頻和音頻信號。[0048]所述路由控制系統3採用802.1lb協議(無線)或TCPIP協議(有線)與網絡學生 演練機4和教師控制臺2連接，接收網絡學生演練機4發送來的視音頻壓縮數據，然後將其 轉發給教師控制臺2。[0049]所述教師控制臺2用於瀏覽學生演練過程的信息，並有選擇性地將信息展示在放 映設備I上。[0050]所述放映設備I採用投影儀和大屏幕或者電視機。[0051]具體來說,如圖2所述，所述網絡學生演練機4包括手寫臺面2-9，側展架2-3，延伸展架2-1，摺疊結構，攝像頭2-6和麥克風2-4。[0052]所述手寫臺面2-9為平面結構，所述手寫臺面2-9設置在側展架2_3的一端；所述 延伸展架2-1設置在側展架2-3的另一端，構成懸臂結構；所述攝像頭2-6固定在延伸展架 2-1的自由端；所述麥克風2-4設置在所述側展架2-3上；所述摺疊結構使所述延伸展架 2-1與側展架2-3摺疊，以及使側展架2-3與所述手寫臺面2-9摺疊。[0053]所述摺疊結構包括一組摺疊合頁2-7 ;在所述側展架2-3的兩端均設置有摺疊合 頁2-7 ;所述手寫臺面2-9和延伸展架2-1分別通過所述摺疊合頁2-7與所述側展架2_3連 接；在所述側展架2-3上靠近延伸展架2-1的一端還裝有卡頭2-2 ;圖4給出的是摺疊中的 結構示意圖，摺疊中，先將延伸展架2-1摺疊進所述側展架2-3中，所述側展架2-3為中空 支架結構，圖5給出的是摺疊後的結構示意圖，摺疊後，所述延伸展架2-1和攝像頭2-6與 所述手寫臺面2-9上表面貼合，並通過所述卡頭2-2與所述手寫臺面2-9的一端卡緊固定。[0054]在所述手寫臺面2-9上還設置有夾子2-8，用於固定紙張。[0055]如圖3所示，在所述手寫臺面2-9的一側設置有網絡接口 2-11和電源接口 2_10 (電源主要用於為攝像頭、麥克風和電路板供電);本發明的網絡學生演練機4可以使用乾電 池或交流電。[0056]在攝像頭2-6的上方安裝有指示燈，用於顯示電力接通和網絡接通的情況。[0057]—種使用所述多媒體互動式教學裝置的方法，所述方法首先通過網絡學生演練機 4採集學生手寫輸入的演練過程的視頻和音頻信號，然後對視頻和音頻信號進行處理形成 視音頻數據，再通過網絡將所述視音頻數據傳送給路由控制系統3，教師在教師控制臺2上 通過網絡從路由控制系統3上接收所有視音頻數據並查看任意學生的演練過程，然後選擇 將至少一個學生的演練過程在教師控制臺2上顯示，並通過放映設備I展示給所有學生。[0058]所述方法包括以下步驟。[0059]( I)對網絡學生演練機4和教師控制臺2分別進行初始化，然後通過無線網絡或有 線網絡和路由控制系統3建立連結。[0060](2)網絡學生演練機4啟動捕捉程序，控制攝像頭2-6和麥克風2-4，捕捉學生演 練過程的視頻和音頻信號。[0061](3)對捕捉到的視頻和音頻信號進行壓縮編碼形成視音頻數據，然後通過無線網 絡或有線網絡將所述視音頻數據傳送給路由控制系統3，路由控制系統3再將視音頻數據 傳送給教師控制臺2。[0062](4)教師控制臺2將收到的視音頻數據解壓還原成演練影像，教師瀏覽還原後的 演練影像，並根據演練需要，選擇需要展示演練影像的學生的序號，並按展示順序對序號進 行排列(教師根據演練需要，選擇需要展示學生演練過程的視音頻數據的排列順序，例如 要展示序號為3、6、7、8號學生的演練過程數據，教師先選擇3、6、7、8學生的數據信息，並可 指定這4個數據的展示排列順序)。[0063](5)將選定學生的演練影像按照指定的排列順序通過放映設備I實時同步展示給 學生，進行交流、講解。[0064]本發明公開了一種通過網絡實現多媒體多方互動式教學演練的方法，該方法在教 學過程中，通過網絡(有線或無線)採集學生在網絡學生演練機上手寫輸入的答題過程，教 師可以接收所有網絡學生演練機上的答題過程並可隨意查看任意學生的演練過程，並選擇將某一或某幾個學生，例如I個、2個、4個、6個、8個學生(奇數也可以，但偶數的對稱視覺 效果會更好一些)的答題過程在老師的教師控制臺2上顯示，並通過投影儀和大屏幕或者 電視機將學生的答題過程實時同步展示給所有學生，並引導學生對答題過程進行評價和指 導。該方法使得教學的互動性更強，交互性更及時，教學效果更好，同時，該方法使得只需接 入網絡學生演練板，降低了軟硬體的購買成本。[0065]上述技術方案只是本發明的一種實施方式，對於本領域內的技術人員而言，在本 發明公開了應用方法和原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限於本 發明上述具體實施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是優選的，而並不具有限制 性的意義。
權利要求
1.一種多媒體互動式教學裝置，其特徵在於所述裝置包括網絡學生演練機(4)、路由控制系統(3)、教師控制臺(2)和放映設備(I)； 所述網絡學生演練機(4)通過無線或有線網絡與路由控制系統(3)進行通訊，路由控制系統(3)再通過無線或有線網絡與教師控制臺(2)進行通訊，教師控制臺與放映設備(I)相連； 其中，所述網絡學生演練機(4)上安裝有攝像頭(2-6)和麥克風(2-4);在所述網絡學生演練機(4)內部裝有電路板，電路板中裝有一套嵌入式小型Linux作業系統，用於實時捕捉、處理和發送學生(5)的演練過程的視頻和音頻信號； 所述網絡學生演練機(4)包括手寫臺面(2-9)，側展架(2-3)，延伸展架(2-1)，摺疊結構，攝像頭(2-6)和麥克風(2-4)； 所述手寫臺面(2-9)為平面結構，所述手寫臺面(2-9)設置在側展架(2-3)的一端；所述延伸展架(2-1)設置在側展架(2-3)的另一端，構成懸臂結構；所述攝像頭(2-6)固定在延伸展架(2-1)的自由端；所述麥克風(2-4)設置在所述側展架(2-3)上；所述摺疊結構使所述延伸展架(2-1)與側展架(2-3)摺疊，以及使側展架(2-3)與所述手寫臺面(2-9)摺疊； 所述摺疊結構包括一組摺疊合頁(2-7);在所述側展架(2-3)的兩端均設置有摺疊合頁(2-7);所述手寫臺面(2-9)和延伸展架(2-1)分別通過所述摺疊合頁(2-7)與所述側展架(2-3)連接；在所述側展架(2-3)上靠近延伸展架(2-1)的一端裝有卡頭(2-2)； 在所述手寫臺面(2-9)上設置有夾子(2-8)，用於固定紙張，學生可在上手寫輸入演練過程； 在所述手寫臺面(2-9)的一側設置有網絡接口(2-11)和電源接口(2-10)； 在攝像頭(2-6)的上方安裝有指示燈，用於顯示電力接通和網絡接通的情況。
2.根據權利要求
I所述的多媒體互動式教學裝置，其特徵在於所述路由控制系統(3)採用802. Ilb協議或TCPIP協議與教師控制臺(2)和網絡學生演練機(4)進行通訊。
3.根據權利要求
I所述的多媒體互動式教學裝置，其特徵在於所述放映設備(I)採用投影儀和大屏幕或者電視機。
4.一種使用權利要求
I至3任一所述的多媒體互動式教學裝置的方法，其特徵在於所述方法首先通過網絡學生演練機(4)採集學生手寫輸入的演練過程的視頻和音頻信號，然後對視頻和音頻信號進行處理形成視音頻數據，再通過網絡將所述視音頻數據傳送給路由控制系統(3)，教師在教師控制臺(2)上通過網絡從路由控制系統(3)上接收所有視音頻數據並查看任意學生的演練過程，然後選擇將至少一個學生的演練過程在教師控制臺(2)上顯示，並通過放映設備(I)展示給所有學生。
5.根據權利要求
4所述的多媒體互動式教學裝置的方法，其特徵在於所述方法包括以下步驟 (1)對網絡學生演練機(4)和教師控制臺(2)分別進行初始化，然後通過無線網絡或有線網絡和路由控制系統(3)建立連結； (2)網絡學生演練機(4)啟動捕捉程序，控制攝像頭(2-6)和麥克風(2-4)，捕捉學生演練過程的視頻和音頻信號； (3)對捕捉到的視頻和音頻信號進行壓縮編碼形成視音頻數據，然後通過無線網絡或有線網絡將所述視音頻數據傳送給路由控制系統(3)，路由控制系統(3)再將視音頻數據傳送給教師控制臺(2)； (4)教師控制臺(2)將收到的視音頻數據解壓還原成演練影像，教師瀏覽還原後的演練影像，並根據演練需要，選擇需要展示演練影像的學生的序號並按展示順序對序號進行排列； (5)將選定學生的演練影像按照指定的排列順序通過放映設備(I)實時同步展示給學生，進行交流、講解。
專利摘要
本發明提供了一種多媒體互動式教學方法及裝置，屬於教育培訓領域。本發明的方法首先通過網絡學生演練機採集學生手寫輸入的演練過程的視頻和音頻信號，然後對視頻和音頻信號進行處理形成視音頻數據，再通過網絡將所述視音頻數據傳送給路由控制系統，教師在教師控制臺上通過網絡從路由控制系統上接收所有視音頻數據並查看任意學生的演練過程，然後選擇將至少一個學生的演練過程在教師控制臺上顯示，並通過放映設備展示給所有學生。本發明還提供了一種互動式教學裝置，其具有手寫輸入功能。利用本發明能因材施教，能實施完整的學習和輔教過程，能實現學生、教師的多方互動。另外，本發明的裝置使用便捷、成本低且易維護。
文檔編號G09B7/00GKCN102157077SQ201110052445
公開日2013年3月20日 申請日期2011年3月4日
發明者楊少鋒 申請人:楊少鋒導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),