CN104575136A - 一种无线4d数字互动教学系统及教学方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线4D数字互动教学系统，包括主控电脑、服务器、无线显示单元、无线语音收发器单元、语音输入单元、音频输出单元、无线终端和无线访问接入点。主控电脑与服务器通信；无线显示单元的输入与主控电脑通过无线网络连接；音频输出单元的输入与主控电脑通过无线网络连接；无线语音收发器单元的输入与语音输入单元通过无线网络连接，输出与音频输出单元通过无线网络连接；无线终端通过无线访问接入点与主控电脑通过无线网络连接。本发明经软硬件一体化设计，使教学系统通过无线信号通讯实现音视频文本信号网络传输、无线显示、自行语音信号、显示信号投影与扩声切换。本发明还提出了一种无线4D数字互动教学方法。

Description

一种无线4D数字互动教学系统及教学方法

技术领域

本发明属于计算机领域，尤其涉及一种基于无线4D数字互动教学系统及教学方法。

背景技术

随着教育信息化的发展，4D数字互动电子课堂已经成为趋势，4D数字互动模式是指Demonstrating示范、Discovering探究、Discussing讨论和Developing发展。有别于传统课堂或会议室通过黑板或电子白板等由教师经讲解的形式来单向知识传播的传授方式，越来越多的电子教育设备不断出现电子课堂中，从而丰富了课堂传授知识的途径和互动交流，使得教师和学生能够完全拥有相互互动沟通，起到更好地教学效果。

虽然目前很多电子设备通过组合使用可以更好地实现教学互动，但是各种电子设备之间的相互通信以及信息传递方面仍无法实现共融。尤其对于硬件而言，各种电子设备没有完全统一配套安装或使用，经常发生电子设备之间接口不匹配和缺少电子设备等问题。各电子设备相互之间独立，即使配套安装及使用仍会出现线路过多导致不易检修和维护等复杂的情况，而且这类配套使用的系统的成本相对较高。

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了一种基于无线4D数字互动教学系统及其教学方法。

发明内容

本发明提出了一种无线4D数字互动教学系统，包括：主控电脑、服务器、无线显示单元、无线语音收发器单元、语音输入单元、音频输出单元、无线终端和无线访问接入点；所述主控电脑与所述服务器通信，其用于获取4D数字互动教学的资源、生成及传输视频信号和音频信号；所述无线显示单元的输入与所述主控电脑通过无线网络连接，用于接收视频信号进行视频投影；所述音频输出单元的输入与所述主控电脑通过无线网络连接，用于接收音频信号进行音频输出；所述无线语音收发器单元的输入与所述语音输入单元通过无线网络连接，所述无线语音收发器单元的输出与所述音频输出单元通过无线网络连接，其用于接收所述音频输入单元发送的语音信号并通过所述音频输出单元进行语音输出；所述无线终端通过所述无线访问接入点与所述主控电脑通过无线网络连接，用于获取4D数字互动教学的资源及进行教学互动。

本发明提出的所述无线4D数字互动教学系统中，所述无线显示单元包括无线显示适配器与投影机，所述无线显示适配器与所述主控电脑通过无线网络连接，并接收视频信号，其输出与所述投影机连接，所述投影机根据视频信号进行投影。

本发明提出的所述无线4D数字互动教学系统中，所述音频输出单元包括功率放大器和音箱；所述功率放大器与所述主控电脑连接，所述功率放大器的输出与所述音箱连接。

本发明提出的所述无线4D数字互动教学系统中，所述服务器为云服务器。

本发明提出的所述无线4D数字互动教学系统中，进一步包括用于安置所述无线终端的机盒，所述机盒内设置有充电接口，用于对安置的所述无线终端进行充电。

本发明提出的所述无线4D数字互动教学系统中，所述机盒进一步包括电机、蜗轮蜗杆和遥控器；所述蜗轮蜗杆设置在所述机盒的内部，用于控制所述机盒的开合；所述电机与所述涡轮蜗杆连接，用于驱动所述蜗轮蜗杆；所述遥控器与所述电机无线连接，用于远程控制所述电机。

本发明提出的所述无线4D数字互动教学系统中，所述机盒指嵌入桌子内部，通过电机带动蜗轮蜗杆翻转，所述机盒的无线终端托盘也自动翻转开，所述无线终端处于打开使用状态。

本发明还提出了一种无线4D数字互动教学方法，采用无线4D数字互动教学系统，包括如下步骤：

步骤一：学生和教师通过无线终端输入身份信息登陆所述教学系统，并由所述主控电脑识别后，配置学生应用界面或教师应用界面在所述无线终端上显示；

步骤二：教师通过所述教师应用界面控制无线显示单元和音频输出单元进行视频投影及语音交流；

步骤三：学生通过所述学生应用界面向教师发送交流申请，经教师批准后，由所述主控电脑开启对应的语音输入单元进行语音交流；

本发明提出的无线4D数字互动教学方法中，所述应用界面包括临时使用模式；所述临时使用模式下，学生能随时登陆所述教学系统，并随身通过所述学生应用界面发出交流申请；

本发明提出的无线4D数字互动教学方法中，所述应用界面包括正式使用模式；所述正式使用模式下，教师能通过所述教师应用界面上传互动安排文件，所述主控电脑根据所述互动安排文件将学生分组，实现分组交流。

本发明提出的无线4D数字互动教学方法中，所述正式使用模式下，未被分组的学生通过所述学生应用界面发出交流申请后参加分组交流。

本发明还提出的无线4D数字互动教学方法，正常开启硬件设备后，启动教学系统，选择临时使用模式或者正式使用模式，临时使用模式是日常教学比较常用的模式，具有临时随时性，学生可以随时进入退出，界面形式和使用界面内容统一，沟通交流随时随地无线申请，教学系统启动后，默认内容为登录界面，部分正式使用模式下的界面将成灰色界面停止使用，主要通过自己本机和投影或电子白板完成沟通交流。

本发明提出的所述无线4D数字互动教学方法中，正式使用模式状态下，可以提前准备好互动内容安排文件的上传，组织和互动交流的方式方法，使教师与学生的交流方便简单独立，并且可以完成分组讨论，达到学生独自自主的同时增强团队合作能力。教师和学生界面单独独立，更能通过投影或者电子白板完成进一步的沟通交流。正式模式状态下未安排讨论交流的对象需要申请进行交流。

本发明的有益效果在于：

本发明经软硬件一体化设计，使教学系统通过无线信号通讯实现音视频文本信号网络传输、无线显示、自行语音信号、显示信号投影与扩声切换，从而使课堂由一言堂变换为4D多言堂，适应于机关、学校、企事业单位会议室，互动教室等

附图说明

图1为本发明无线4D数字互动教学系统的结构示意图。

图2为本发明实施实例机盒的立体图。

图3a为本发明实施例中机盒的使用状态图。

图3b为本发明实施例中机盒的另一使用状态图。

图4为本发明中遥控机盒开合的原理图。

图5为本发明无线4D数字互动教学方法的流程图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

如图1所示，本发明无线4D数字互动教学系统充分利用数字信息的控制、通讯、切换、存储等技术，让示范、探讨、讨论、发展从单向改变成双向。从而，改变现代教育不注重交流讨论，个人观点展示，多形式目标实现以及延续思考的进行。

本发明提出的无线4D数字互动教学系统包括：主控电脑、服务器、无线显示单元、无线语音收发器单元、语音输入单元、音频输出单元、无线终端和无线访问接入点。

其中，主控电脑与服务器通信，其配置有基于Windows系列操作系统的基于云教育服务模型的无线4D数字互动课堂软件系统，用于获取4D数字互动教学的资源、生成及传输视频信号和音频信号。

无线显示单元的输入与主控电脑通过无线网络连接，无线显示单元包括无线显示适配器与投影机，无线显示适配器与主控电脑通过无线网络连接并接收视频信号，其输出与投影机连接，投影机根据视频信号进行投影。

音频输出单元的输入与主控电脑通过无线网络连接，音频输出单元包括功率放大器和音箱。功率放大器与主控电脑连接，功率放大器的输出与音箱连接。

无线语音收发器单元的输入与语音输入单元通过无线网络连接，输出与音频输出单元通过无线网络连接。语音输入单元为无线麦克风，无线语音收发器单元用于接收音频输入单元发送的语音信号并通过音频输出单元进行语音输出。

无线终端通过无线访问接入点与主控电脑通过无线网络连接，用于获取4D数字互动教学的资源及进行教学互动。

本发明提出的无线4D数字互动教学系统中，无线显示单元包括无线显示适配器与投影机，无线显示适配器与主控电脑通过无线网络连接，并接收视频信号，其输出与投影机连接，投影机根据视频信号进行投影。

本发明提出的无线4D数字互动教学系统中，音频输出单元包括功率放大器和音箱；功率放大器与主控电脑连接，功率放大器的输出与音箱连接。

如图3a及图3b所示，本发明提出的无线4D数字互动教学系统中，进一步包括用于安置无线终端的机盒，机盒内设置有充电接口，用于对安置的无线终端进行充电。

本发明提出的无线4D数字互动教学系统中，进一步包括电机、蜗轮蜗杆和遥控器。蜗轮蜗杆设置在机盒的内部，用于控制机盒的开合。电机与涡轮蜗杆连接，用于驱动蜗轮蜗杆。如图4所示，遥控器与电机无线连接，用于远程控制电机。机盒中电机和涡轮蜗杆是机盒翻转的动力机构，翻转时连接带动放置无线终端设备的托盘，机盒翻转开无线终端设备也随之翻转为使用准备状态。

本发明较佳实施例中，无线终端为平板电脑，平板电脑作为直面用户的界面，保持它的简易省力操作简单，角度适合的操作是进行了独特设计，解决了平板电脑的充电和保存管理问题。

本发明较佳实施例中，服务器为云服务器，可存储、拓展及更新4D数字互动教学的资源。

根据上述教学系统，如图5所示，本发明提出了一种无线4D数字互动教学方法，其包括如下步骤：

步骤一：学生和教师通过无线终端输入身份信息登陆教学系统，并由主控电脑识别后，配置学生应用界面或教师应用界面在无线终端上显示；

步骤二：教师通过教师应用界面控制无线显示单元和音频输出单元进行视频投影及语音交流；

步骤三：学生通过学生应用界面向教师发送交流申请，经教师批准后，由主控电脑开启对应的语音输入单元进行语音交流；

为了划分本发明教学方法中教与学之间的区别和互动，主控电脑中所配置的专业应用软件界面会根据登陆的教师和学生应用不同界面功能。学生所使用的应用包括：启动，会议主屏界面，会议流程查看，人员信息查看，主题发言，小组讨论，短信交流，发言申请及文件上传下载服务等等，而教师所使用的应用包括：会议前会议内容，会议室安排，参会人员安排的准备工作，人员信息、流程、讨论、投票、短信交流、文件服务及整个会议的管理工作至结束等等。

本发明提出的无线4D数字互动教学方法中，应用软件界面还进一步包括临时使用模式和正式使用模式，两种不同的登录后使用及软件使用的各种界面功能各有不同。

其中，临时使用模式是日常教学比较常用的模式，具有临时随时性，适用于临时性随时性登录使用该系统软件界面，在临时使用模式下，除教师试用机外的学生能随时登陆教学系统，界面形式和使用界面内容统一，随时随地通过无线终端发出交流申请，部分正式模式下的界面将成灰色界面停止使用，主要通过自己本机和投影或电子白板完成沟通交流。

正式使用模式具有更多有限定性权限，适用于有秩序有准备系统登录操作界面，在正式使用模式下，准备好互动资源，教师可以提前准备好互动内容安排文件的上传，组织和互动交流的方式方法，主控电脑会根据互动安排文件将学生分组，实现分组互动，使教师与学生的交流方便简单独立，并且可以完成分组讨论，达到学生独自自主的同时增强团队合作能力。正式模式状态下未安排讨论交流的对象需要申请进行交流。未分组的学生需要通过无线终端向主控电脑发出交流申请才能参加互动。教师和学生界面单独独立，更能通过投影或者电子白板完成进一步的沟通交流。

经上述软硬件一体化设计，整个课堂系统通过无线信号通讯实现音视频文本信号网络传输，无线显示，自行语音信号、显示信号投影与扩声切换，从而使课堂由一言课堂变换为4D多言课堂，增强了教学的互动性。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (10)

1.一种无线4D数字互动教学系统，其特征在于，包括：主控电脑、服务器、无线显示单元、无线语音收发器单元、语音输入单元、音频输出单元、无线终端和无线访问接入点；

所述主控电脑与所述服务器通信，其用于获取4D数字互动教学的资源、生成及传输视频信号和音频信号；

所述无线显示单元的输入与所述主控电脑通过无线网络连接，用于接收视频信号进行视频投影；

所述音频输出单元的输入与所述主控电脑通过无线网络连接，用于接收音频信号进行音频输出；

所述无线语音收发器单元的输入与所述语音输入单元通过无线网络连接，所述无线语音收发器单元的输出与所述音频输出单元通过无线网络连接，其用于接收所述音频输入单元发送的语音信号并通过所述音频输出单元进行语音输出；

所述无线终端通过所述无线访问接入点与所述主控电脑通过无线网络连接，用于获取4D数字互动教学的资源及进行教学互动。

2.如权利要求1所述的无线4D数字互动教学系统，其特征在于，所述无线显示单元包括无线显示适配器与投影机，所述无线显示适配器与所述主控电脑通过无线网络连接，并接收视频信号，其输出与所述投影机连接，所述投影机根据视频信号进行投影。

3.如权利要求1所述的无线4D数字互动教学系统，其特征在于，所述音频输出单元包括功率放大器和音箱；所述功率放大器与所述主控电脑连接，所述功率放大器的输出与所述音箱连接。

4.如权利要求1所述的无线4D数字互动教学系统，其特征在于，所述服务器为云服务器。

5.如权利要求1所述的无线4D数字互动教学系统，其特征在于，进一步包括用于安置所述无线终端的机盒，所述机盒内设置有充电接口，用于对安置的所述无线终端进行充电。

6.如权利要求5所述的无线4D数字互动教学系统，其特征在于，所述机盒进一步包括电机、蜗轮蜗杆和遥控器；

所述蜗轮蜗杆设置在所述机盒的内部，用于控制所述机盒的开合；

所述电机与所述涡轮蜗杆连接，用于驱动所述蜗轮蜗杆；

所述遥控器与所述电机无线连接，用于远程控制所述电机。

7.一种无线4D数字互动教学方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的无线4D数字互动教学系统，包括以下步骤：

步骤一：学生和教师通过无线终端输入身份信息登陆所述教学系统，并由所述主控电脑识别所述身份信息后，配置学生应用界面或教师应用界面在所述无线终端上显示；

步骤二：教师通过所述教师应用界面控制无线显示单元和音频输出单元进行视频投影及语音交流；

步骤三：学生通过所述学生应用界面向教师发送交流申请，经教师批准后，由所述主控电脑开启对应的语音输入单元进行语音交流。

8.如权利要求7所述的无线4D数字互动教学方法，其特征在于，所述应用界面包括临时使用模式；所述临时使用模式下，学生能随时登陆所述教学系统，并随时通过所述学生应用界面发出交流申请。

9.如权利要求7所述的无线4D数字互动教学方法，其特征在于，所述应用界面包括正式使用模式；所述正式使用模式下，教师能通过所述教师应用界面上传互动安排文件，所述主控电脑根据所述互动安排文件将学生分组,实现分组交流。

10.如权利要求9所述的无线4D数字互动教学方法，其特征在于，所述正式使用模式下，未被分组的学生通过所述学生应用界面发出交流申请后参加分组交流。