專利名稱：多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多媒體教學(xué)系統(tǒng)及其教學(xué)方法，尤指基于計算機可執(zhí)行平臺上提 供多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)，從而進行實時、互動教學(xué)的系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
僅憑“一張嘴、一本書、一支粉筆、一塊黑板”以老師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式在中國 已年代久遠；其缺點顯而易見(1)在傳統(tǒng)教學(xué)中，很多需要現(xiàn)場演示或需要試驗的教學(xué)內(nèi)容無法進行；教師沒 有辦法讓學(xué)生看到或聽到他所需要的東西，教學(xué)內(nèi)容的完整性得不到保證，教師與學(xué)生缺 乏雙向信息交流，導(dǎo)致教學(xué)效率低下。(2)不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，教學(xué)形式單一；傳統(tǒng)教學(xué)以知識傳遞為主， 教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)方法、價值觀的形成關(guān)注不夠，教師對教學(xué)的目標、內(nèi)容、方 法、進程、結(jié)果和質(zhì)量評定都實施嚴格的控制，教學(xué)過于程序化和模式化。(3)不利于全面提高教師的綜合素質(zhì)；傳統(tǒng)教學(xué)的手段單一，很少涉及現(xiàn)代化的 教學(xué)設(shè)備，對教師的素質(zhì)相對要求較低，對全面提高教師的綜合素質(zhì)是不利的，并且教師作 為知識的“仲裁者”，對知識的“正確性”具有最高權(quán)威；(4)傳統(tǒng)教學(xué)效率低、學(xué)習(xí)效期短，往往辛苦教會的東西學(xué)生很快就忘掉。近年來，隨著科技的進步，以往必須由老師親自授課的情形，借助各類科技產(chǎn)品， 如今已完全改變了教學(xué)的形態(tài)。傳統(tǒng)教學(xué)方式結(jié)合網(wǎng)絡(luò)流通迅速、實時的優(yōu)勢，以及多媒體 豐富多變的教材，將使得教學(xué)方式更為活潑且令人^C異。目前結(jié)合科技產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的方式有以下幾種(1)電話熱線式一對一的教學(xué)，授課端與學(xué)習(xí)端雙方只要擁有電話通訊的條件 即可進行。然而此類教學(xué)方式僅限于語音交談，雖能實時的獲得交流與溝通，但無法看到影 像或使用特定主題的教學(xué)課程數(shù)據(jù)。(2)實況轉(zhuǎn)播式一對多的單向教學(xué)，授課端與學(xué)習(xí)端通過網(wǎng)絡(luò)條件以及相關(guān)通 訊軟件的支持，即可傳輸影像與聲音。然而此類教學(xué)方式僅能由授課端單向進行遠程的輔 助教學(xué)，而缺乏互動性。(3)視訊點播式一對多的非實時單向教學(xué)，授課端事先錄制好影音教學(xué)課程，學(xué) 生學(xué)習(xí)通過登錄進入該系統(tǒng)進行學(xué)習(xí)，系統(tǒng)端憑借網(wǎng)絡(luò)與播放軟件的結(jié)合，方能播放特定 的教學(xué)主題。目前各教學(xué)單位常用的教學(xué)手段主要是第(2)和第(3)兩種，然而此兩種情形如 同上述方式，僅提供單向遠程的教學(xué)模式，授課端與學(xué)生端無法擁有良好的互動，無法針對 每一個學(xué)生或每組學(xué)生的學(xué)習(xí)情況制定個性化教學(xué)輔助方案，學(xué)生端之間也不能建立有效 溝通連接。公開號CN101350140A的專利公開了一種數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)系統(tǒng)，包括計算機及 其輸入輸出設(shè)備，在計算機及其輸入輸出設(shè)備之間采用時分多址和異步串行傳輸方式，計算機用以太網(wǎng)線依次連接網(wǎng)絡(luò)通迅卡、網(wǎng)絡(luò)交換機和與網(wǎng)絡(luò)交換機并聯(lián)的若干互動學(xué)習(xí)終 端。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)系統(tǒng)中的手寫互動教學(xué)方法為系統(tǒng)啟動教學(xué)程序；教師選定授課 模式，然后建立網(wǎng)絡(luò)連接；系統(tǒng)等待學(xué)生登錄，進入教師端與學(xué)生端進行手寫互動作業(yè)；系 統(tǒng)依據(jù)選定的教學(xué)模式，產(chǎn)生并保存互動作業(yè)數(shù)據(jù)；教師將系統(tǒng)生產(chǎn)的互動作業(yè)數(shù)據(jù)回放 給全體學(xué)生并對作業(yè)評估。該專利依賴以太網(wǎng)布線，對其穩(wěn)定性和可靠性會造成影響，同時 也增加設(shè)備成本，建設(shè)系統(tǒng)投資大，資源配置浪費，另外授課端與學(xué)生端無法擁有良好的互 動，也無法針對每一個學(xué)生或每組學(xué)生制定個性化教學(xué)輔助方案，學(xué)生端之間也不能建立 有效溝通連接
發(fā)明內(nèi)容
針對目前多媒體教學(xué)系統(tǒng)存在授課端與學(xué)生端無法擁有良好的互動，也無法針對 每一個學(xué)生或每組學(xué)生制定個性化教學(xué)輔助方案，學(xué)生端之間也不能建立有效連接溝通， 以及系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性差、建設(shè)投資大、資源配置不合理和移動性不強、集成度不高、共 享性差、以及成本較高的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種，在特定教室內(nèi)將計算機、網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)、多媒體互動顯示大屏幕、教師操控終端、學(xué)生操控顯示終端、電子通信技術(shù)、嵌入式技 術(shù)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析技術(shù)搭建的教學(xué)資源、及語音、視頻、文本、手寫等教學(xué)元素整合在一起， 通過網(wǎng)絡(luò)信號實時傳輸?shù)墓δ?，結(jié)合儲存有各類教學(xué)課程的教程資源庫，提供豐富多樣化 的多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)，使得授課端與學(xué)習(xí)端能夠進行可實時性互動，進行多變且生動的教學(xué) 活動。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，在基于計算機 可執(zhí)行平臺上，提供多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)從而進行實時、互動教學(xué)，該系統(tǒng)包括；一多媒體互動 顯示大屏幕、一教師操控終端、一多媒體數(shù)據(jù)交換機以及若干學(xué)生操控顯示終端；所述的多 媒體數(shù)據(jù)交換機分別與教師操控終端、多媒體互動顯示大屏幕以及所有學(xué)生操控顯示終端 通訊連接；所述的教師操控終端還與多媒體互動顯示大屏幕通訊連接；所述的教師操控終 端，用以控制整個教學(xué)系統(tǒng)的運行；所述的多媒體數(shù)據(jù)交換機，用以在教師操控終端的許可 下執(zhí)行教師操控終端和學(xué)生操控顯示終端之間的多媒體數(shù)據(jù)信息進行點對點、點對群、群 對群及點對面的實時交換傳送和接收。本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案是所述的多媒體數(shù)據(jù)交換機與教師操控終端及多媒體互動顯示大屏幕彼此間通過 數(shù)據(jù)總線相連或采用無線發(fā)射/接收裝置來實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)信息的交換傳送與接收；所述 的多媒體數(shù)據(jù)交換機與各學(xué)生操控顯示終端之間通過數(shù)據(jù)總線相連或采用無線發(fā)射/接 收裝置實行多媒體數(shù)據(jù)信息的交換傳送與接收。所述的多媒體數(shù)據(jù)交換機具有一基礎(chǔ)信令模塊，用以在任意操控終端發(fā)起的兩點之間的連接請求時建立連接通 道；一數(shù)據(jù)傳輸模塊，用以在建立連接通道后傳輸多媒體通訊數(shù)據(jù)；一數(shù)據(jù)接收模塊，用以接收數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)亩嗝襟w通訊數(shù)據(jù)；一教程資源庫，用以儲存多媒體的教學(xué)數(shù)據(jù)資源；一教程管理模塊，可由教師操控終端用以向教程資源庫選取下載所需的多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)；一教學(xué)界面操控模塊，供教師和學(xué)生操控顯示終端通過登錄后進入各自的課堂教 學(xué)界面；一課堂教學(xué)管理界面模塊，分別具有教學(xué)管理、學(xué)生管理、輔助管理三個平臺，由 教師操控終端執(zhí)行平臺的操控管理作業(yè)；一音頻處理模塊及視頻解碼模塊和VGA模塊，用以處理及解壓縮多媒體中的音、 視頻通訊數(shù)據(jù)信號；上述的音頻處理模塊、視頻解碼模塊、VGA模塊、基礎(chǔ)信令模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù) 據(jù)接收模塊、教程資源庫、教程管理模塊、教學(xué)界面操控模塊、課堂教學(xué)管理界面模塊分別 與CPU中央處理器相連，并由CPU中央處理器控制各模塊的工作。所述的CPU中央處理器 由教師操控終端控制。所述的多媒體互動顯示大屏幕為具有觸摸和書寫功能的電子白板或液晶顯示器 或等離子顯示器。所述的學(xué)生操控顯示終端為具有觸摸和書寫功能的電子書或筆記本電腦。 所述的教師操控終端為臺式計算機或筆記本電腦或是具有觸摸和書寫功能的臺 式計算機或筆記本電腦。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種基于多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)的互動教學(xué) 方法，主要包括以下步驟a.系統(tǒng)啟動教學(xué)程序一教師操控終端生成使用界面供教師操作；學(xué)生操控顯示 終生成使用界面供學(xué)生操作；b.教師操控端和學(xué)生操控顯示端通過登錄后進入系統(tǒng)，屆時老師通過其使用界面 選定授課模式，向教程資源庫選取下載所需的多媒體教學(xué)資料并共享，然后通過多媒體數(shù) 據(jù)交換機建立教師操控終端與各學(xué)生操控顯示終之間的通訊連接；c.互動教學(xué)開始，期間在教師操控終端允許的情況下可以與各學(xué)生操控顯示終 端之間通過多媒體數(shù)據(jù)交換機進行多媒體信息實時交互；教師通過操控顯示終端可以選擇 將教學(xué)內(nèi)容廣播給全體學(xué)生操控顯示終端，也可以只廣播給某一組或某個學(xué)生操控顯示終 端接收，還可以向某一組或某個學(xué)生的終端發(fā)出提問信息；學(xué)生操控顯示終端也可以向教 師操控終端發(fā)送問題請求，學(xué)生操控顯示終端之間還可以向教師操控終端發(fā)送連接請求連 接，在教師操控終端允許的前提下二者建立連接通訊。d.老師通過教師操控終端控制課堂教學(xué)管理界面模塊中的教學(xué)管理、學(xué)生管理、 輔助管理三個平臺分別進行教學(xué)工作、學(xué)生管理工作和針對性的輔助管理工作操控作業(yè)；e.結(jié)束教學(xué)程序，退出系統(tǒng)。老師可以通過課堂教學(xué)管理界面模塊中的學(xué)生管理、輔助管理平臺了解學(xué)生的學(xué) 習(xí)掌握情況，并針對每個或每組學(xué)生制定個性化教學(xué)輔助方案，使用不同深度的教學(xué)材料 和不同難度的測試題型。課堂教學(xué)管理界面模塊中的課堂教學(xué)控制在于老師，老師根據(jù)不同教學(xué)狀況進行 調(diào)整管理；所述的教學(xué)管理平臺具有向每個或每組或全體學(xué)生操控顯示終端廣播、語言 視頻、雙向?qū)χv、習(xí)題搶答、練習(xí)比賽、消息發(fā)送、文件發(fā)送，電子畫板、電子教鞭功能；所述 學(xué)生管理平臺具有學(xué)生列表、班級座位管理，學(xué)生管理菜單，查看學(xué)生窗口、課程文件瀏覽功能；所述的輔助管理平臺具有統(tǒng)計分析、成績管理、消息管理功能。由于采用了上述技術(shù)方案和方法，本發(fā)明與傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)平臺相比具有良 好的穩(wěn)定性和可靠性，系統(tǒng)建設(shè)投資小、資源配置合理，系統(tǒng)對已有的成熟技術(shù)進行整合和 創(chuàng)新，形成了一種基于網(wǎng)絡(luò)可執(zhí)行平臺的網(wǎng)絡(luò)多媒體智能教學(xué)系統(tǒng)，是一種成本低廉、性能 卓越、互動靈活的全面“教、學(xué)”解決方案，是一種全新的電子教學(xué)應(yīng)用模式。它在現(xiàn)有多媒 體教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢，具有高移動性、高集成性、高共享性、低成本性 的特點。更為重要的是授課端與學(xué)生端之間可以擁有良好的實時互動，教學(xué)內(nèi)容和習(xí)題作 業(yè)都可以通過多媒體數(shù)據(jù)交換機實時完成數(shù)據(jù)的交換，完全可以實現(xiàn)無紙化教學(xué)的理念， 既經(jīng)濟又環(huán)保；老師還可以針對每個或每組學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況制定個性化教學(xué)輔助方 案，因材施教；經(jīng)教師操控終端允許；各學(xué)生操控顯示端之間可以建立協(xié)作和效溝通的連 接作業(yè)，使得授課端與學(xué)習(xí)端能夠進行實時、互動且生動的教學(xué)活動。



圖1是本發(fā)明多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明多媒體數(shù)據(jù)交換機的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明基于多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)方法運作流程圖；圖4是本發(fā)明基于多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)老師向?qū)W生布置作業(yè)的流程圖；圖5是本發(fā)明多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)在教室的具體實施例示意圖；圖6是教師通過操控終端選擇將教學(xué)內(nèi)容傳送給某組或某個學(xué)生操控顯示終端 或向其發(fā)出提問信息的示意圖；圖7是教師操控終端通過課堂教學(xué)管理界面模塊中的學(xué)生管理平臺將學(xué)生操控 顯示終端分成若干學(xué)習(xí)組的示意具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明進一步說明；請參考圖1至圖7 ；如圖1所示；圖1是本發(fā)明的多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)包括； 一個多媒體互動顯示大屏幕1、一個教師操控終端4、一個多媒體數(shù)據(jù)交換機2以及若干學(xué) 生操控顯示終端3。該多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)整體是這樣連接形成的；放置在鄰近講臺 處的多媒體數(shù)據(jù)交換機2通過數(shù)據(jù)總線與放置在學(xué)生前方或黑板處供學(xué)生觀看的多媒體 互動顯示大屏幕1相連接；教師操控終端4通過數(shù)據(jù)總線又分別與多媒體數(shù)據(jù)交換機2和 多媒體互動顯示大屏幕1相連接，另外多媒體數(shù)據(jù)交換機2還與所有學(xué)生操控顯示終端3 通過數(shù)據(jù)傳輸線相連，上述的數(shù)據(jù)總線是為了實現(xiàn)彼此間的多媒體數(shù)據(jù)傳輸；本發(fā)明也可 以采用在多媒體互動顯示大屏幕1、多媒體數(shù)據(jù)交換機2、教師操控終端4以及學(xué)生操控顯 示終端3內(nèi)設(shè)置相匹配的發(fā)射/接收裝置來實行彼此多媒體數(shù)據(jù)信息的交換傳遞與接收， 根據(jù)學(xué)生操控顯示終端3的數(shù)量，多媒體數(shù)據(jù)交換機2可以提供滿足其交換的多路信道供 學(xué)生操控顯示終端3連接，而且每路信道數(shù)據(jù)占用固定的信道，互不干擾通信信號。參考圖2 ；本發(fā)明的多媒體數(shù)據(jù)交換機2包括CPU中央處理器20，與CPU中央處 理器20連接并受其控制的基礎(chǔ)信令模塊24，主要用以在任意顯示終端之間發(fā)起兩點之間 的連接請求時建立連接通道；與CPU中央處理器20連接并受其控制的數(shù)據(jù)傳輸模塊25，用以在建立連接通道后傳輸多媒體通訊數(shù)據(jù)；與CPU中央處理器20連接并受其控制的數(shù)據(jù)接 收模塊30，用以在建立連接通道后接收發(fā)送端的多媒體通訊數(shù)據(jù)；與CPU中央處理器20連 接并受其控制的教程資源庫29，用以儲存多個多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)資源；與CPU中央處理器20 連接并受其控制的教程管理模塊26，可由教師操控終端4用以向教程資源庫29選取下載所 需的多媒體教學(xué)主題數(shù)據(jù)；與CPU中央處理器20連接并受其控制的教學(xué)界面操控模塊28， 該模塊供教師操控終端4和學(xué)生操控顯示終端3通過登錄后進入各自的課堂教學(xué)界面；與 CPU中央處理器20連接并受其控制的課堂教學(xué)管理界面模塊27，該模塊具有教學(xué)管理、學(xué) 生管理、輔助管理三個平臺，由教師操控終端4進行平臺的操控管理作業(yè)；與CPU中央處理 器20連接并受其控制的音頻處理模塊21及視頻解碼模塊22和VGA模塊23，用以解壓縮多 媒體中的音、視頻、文本、圖像、指令、數(shù)據(jù)包等通訊數(shù)據(jù)信號；CPU中央處理器20由教師操 控終端4操控。
本發(fā)明多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)是以教師操控終端4操控多媒體數(shù)據(jù)交換機2的 CPU中央處理器20，以及多媒體互動顯示大屏幕1的顯示控制，進而控制整個系統(tǒng)，可以說 是系統(tǒng)的指揮部；教師操控終端4通過多媒體數(shù)據(jù)交換機2的信道與任意學(xué)生操控顯示終 端3連接交互，在教師操控終端4允許的情況下，學(xué)生操控顯示終端3也可以通過多媒體數(shù) 據(jù)交換機2的信道與任意其他的學(xué)生操控顯示終端3連接交互；從而達到師生之間的互動 教與學(xué)。多媒體互動顯示大屏幕1為具有觸摸和書寫功能的電子白板或液晶顯示器或等 離子顯示器。學(xué)生操控顯示終端3為具有觸摸和書寫功能的電子書或筆記本電腦。本發(fā)明還提供了一種基于多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)的互動教學(xué)方法，通過上述的 教學(xué)系統(tǒng)來完成實時、互動的教學(xué)形態(tài)，參考圖3 ；基于多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)方 法運作流程圖；首先，系統(tǒng)啟動教學(xué)程序，并生成使用界面(步驟11)；教師操控終端生成使 用界面供教師操作；學(xué)生操控顯示終生成使用界面供學(xué)生操作；教師和學(xué)生操控顯示端通 過登錄后進入系統(tǒng)(步驟12)，通過多媒體數(shù)據(jù)交換機建立并確認教師操控終端與各學(xué)生 操控顯示終之間的通訊網(wǎng)絡(luò)連接(步驟13)；屆時教師通過其使用界面選定授課模式(步 驟14)，向教程資源庫選取下載所需的多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)資料并共享(步驟15)，教師開始與 學(xué)生互動教學(xué)(步驟16)，期間在教師操控終端允許的情況下可以與各學(xué)生操控顯示終端 之間通過多媒體數(shù)據(jù)交換機進行信息實時交互；教師通過其操控顯示終端可以選擇將教學(xué) 問題廣播給全體學(xué)生操控顯示終端，也可以只廣播給每一組或某個學(xué)生操控顯示終端，在 教師操控終端允許的前提下，學(xué)生操控顯示終端也可以隨時向老師端發(fā)送問題請求，還可 以向其他同學(xué)端發(fā)送連接請求連接；老師通過教師操控終端控制課堂教學(xué)管理界面模塊 (步驟17)中的教學(xué)管理(步驟170)、學(xué)生管理(步驟171)、輔助管理(步驟172)三個平 臺分別進行教學(xué)工作、學(xué)生管理工作和針對性的輔助管理工作操控作業(yè)；如果本次操作不 需要進行課堂教學(xué)管理(步驟17)，可以進入結(jié)束教學(xué)程序(步驟18)，若需要進入進行課 堂教學(xué)管理(步驟17)則可以在管理結(jié)束后進入結(jié)束教學(xué)程序(步驟18)。參考圖4 ；本發(fā)明基于多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)老師向?qū)W生布置作業(yè)的流程圖； 教師操控終端4控制整個多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)的運作，老師在給學(xué)生布置作業(yè)時，首 先老師將從教程資源庫或是自己編輯好的習(xí)題多媒體數(shù)據(jù)，老師可以課堂教學(xué)管理界面模 塊中的學(xué)生管理、輔助管理平臺了解學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況，并針對每一個學(xué)生或每組學(xué)生制定個性化教學(xué)輔助方案，使用不同深度的教學(xué)材料和不同難度的測試題型。從教師操控 終端4通過多媒體數(shù)據(jù)交換機2將習(xí)題傳輸給全體學(xué)生操控顯示終端3，也可以指定的某個 或某組學(xué)生操控顯示終端3，學(xué)生根據(jù)自己接收到的習(xí)題情況，在規(guī)定的時間內(nèi)在學(xué)生操控 顯示終端3上進行作答，學(xué)生將答案在教師操控終端4開放的情況下回傳給老師，屆時教師 操控終端4接收學(xué)生操控顯示終端3發(fā)送的答案文件，學(xué)生完成此次習(xí)題作業(yè)；所有的作業(yè) 完成以后系統(tǒng)將每份作業(yè)進行批改，然后向各終端公布正確答案并生成每份作業(yè)的批改報 告，結(jié)束程序。參考圖5 ；本發(fā)明多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)在教室的具體實施例示意圖，圖中多 媒體互動顯示大屏幕1為大尺寸的液晶顯示器有無線網(wǎng)絡(luò)接口，一般多安裝在黑板的中間 處，多媒體數(shù)據(jù)交換機2、教師操控終端4為具有觸摸和書寫功能的臺式電腦，當然還可以 是筆記本電腦、學(xué)生操控顯示終端3為具有觸摸和書寫功能的電子書，當然也可以是筆記 本電腦；液晶顯示器1、多媒體數(shù)據(jù)交換機2、教師操控終端4以及學(xué)生操控顯示終端3內(nèi)設(shè) 置相匹配的發(fā)射/接收裝置來實行彼此多媒體數(shù)據(jù)信息的交換傳遞與接收。
參考圖6與圖7 ；老師可以通過課堂教學(xué)管理界面模塊中的學(xué)生管理、輔助管理平 臺了解學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況，并針對每個或每組學(xué)生制定個性化教學(xué)輔助方案，使用不同 深度的教學(xué)材料和不同難度的測試題型。課堂教學(xué)管理界面模塊中的課堂教學(xué)控制在于老 師，老師根據(jù)不同教學(xué)狀況進行調(diào)整管理；所述的教學(xué)管理平臺具有向每個或每組或全 體學(xué)生操控顯示終端廣播、語言視頻、雙向?qū)χv、習(xí)題搶答、練習(xí)比賽、消息發(fā)送、文件發(fā)送， 電子畫板、電子教鞭功能；所述學(xué)生管理平臺具有學(xué)生列表、班級座位管理，學(xué)生管理菜 單，查看學(xué)生窗口、課程文件瀏覽功能；所述的輔助管理平臺具有統(tǒng)計分析、成績管理、消 息管理功能。教師可以將物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、語文等課程的題目經(jīng)教室多媒體以及練習(xí)作業(yè)傳送 到某個或某幾個或某組的學(xué)生操控顯示終端上，學(xué)生可以直接在自己的學(xué)生操控顯示終端 上作答，系統(tǒng)會記錄學(xué)生的整個做題過程。教師在自己的教師操控終端上就可以監(jiān)視到每 個學(xué)生的答題情況，也可以把學(xué)生的做題過程進行回放。教師執(zhí)行對學(xué)生進行分組教學(xué)或 討論學(xué)習(xí)，在討論學(xué)習(xí)中每組選定一名組長負責(zé)該組的學(xué)習(xí)情況總結(jié)并發(fā)送給教師操控終 端，另外不同組可以做不同的題目，并可對學(xué)生進行點評，點評下發(fā)給學(xué)生。教師可以根據(jù) 因材施教給學(xué)生分組，每組學(xué)生可以指定不同的題目，在練習(xí)開始后教師還可以通過監(jiān)視 參看學(xué)生的做題情況，并可進行語音同步輔導(dǎo)。教師可以把操作權(quán)交給任意一個學(xué)生，學(xué)生在其操控顯示終端可以請求與教師操 控終端請求連接，接通后闡述對問題的看法和思路。學(xué)生操控顯示終端之間可以請求連接， 合作成道題目，給同學(xué)們進行演示，學(xué)生主動探尋知識，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。老師通過課堂教學(xué)管理界面模塊中的教學(xué)管理、學(xué)生管理、輔助管理三個平臺分 別進行教學(xué)工作、學(xué)生管理工作和針對性的輔助管理工作操控作業(yè)；教師把全班學(xué)生進行 自由分組，組內(nèi)學(xué)生可以相互通話自由討論，其中一個人主操作，其他人通話輔助，操作者 也可以將操作權(quán)發(fā)給組內(nèi)其他同學(xué)。教師并可監(jiān)督和參與到小組討論中，同時系統(tǒng)會把每 個小組討論的全過程進行聲音和文本的錄制。協(xié)作學(xué)習(xí)讓學(xué)生的優(yōu)勢互補、相互競爭、相互 促進、形成良好的人際關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生個性健 全發(fā)展。結(jié)束后自動返回到各自界面。
課堂上由于每個學(xué)生的答題速度不一致，教師如果廣播給全體學(xué)生答題就會影響 有些學(xué)生的答題進度，老師根據(jù)每位學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的情況，可以將答題通過教師多媒體交 換機直接傳輸給某個或某些一些學(xué)生，每個學(xué)生互不影響。學(xué)生操控顯示終端界面有搶答 按鈕、答案按鈕，根據(jù)教師操控終端發(fā)布的指令學(xué)生可以在學(xué)生操控顯示終端界面進行搶 答。
是一種全新的多媒體教學(xué)應(yīng)用模式。它在現(xiàn)有多媒體教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，發(fā)揮傳 統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢，具有高移動性、高集成性、高共享性、低成本性的特點。更為重要的是授課端 與學(xué)生端之間可以擁有良好的實時互動，教學(xué)內(nèi)容和習(xí)題作業(yè)都可以通過多媒體數(shù)據(jù)交換 機實時完成數(shù)據(jù)的交換，完全可以實現(xiàn)無紙化教學(xué)的理念，既經(jīng)濟又環(huán)保；老師還可以針對 每個或每組學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況制定個性化教學(xué)輔助方案，因材施教；經(jīng)教師操控顯示終 端允許；各學(xué)生操控端之間可以建立協(xié)作和效溝通的連接作業(yè)，使得授課端與學(xué)習(xí)端能夠 進行實時、互動且生動的教學(xué)活動。
權(quán)利要求
一種多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，在基于計算機可執(zhí)行平臺上，提供多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)從而進行實時、互動教學(xué)，其特征在于該系統(tǒng)包括；一多媒體互動顯示大屏幕、一教師操控終端、一多媒體數(shù)據(jù)交換機以及若干學(xué)生操控顯示終端；所述的多媒體數(shù)據(jù)交換機分別與教師操控終端、多媒體互動顯示大屏幕以及所有學(xué)生操控顯示終端通訊連接；所述的教師操控終端還與多媒體互動顯示大屏幕通訊連接；所述的教師操控終端，用以控制整個教學(xué)系統(tǒng)的運行；所述的多媒體數(shù)據(jù)交換機，用以在教師操控終端的許可下執(zhí)行教師操控終端和學(xué)生操控顯示終端之間的多媒體數(shù)據(jù)信息進行點對點、點對群、群對群及點對面的實時交換傳送和接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的多媒體數(shù)據(jù) 交換機與教師操控終端及多媒體互動顯示大屏幕彼此間通過數(shù)據(jù)總線相連或采用無線發(fā) 射/接收裝置來實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)信息的交換傳送與接收；所述的多媒體數(shù)據(jù)交換機與各學(xué) 生操控顯示終端之間通過數(shù)據(jù)總線相連或采用無線發(fā)射/接收裝置實行多媒體數(shù)據(jù)信息 的交換傳送與接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的多媒體數(shù)據(jù) 交換機具有一基礎(chǔ)信令模塊，用以在任意操控終端發(fā)起的兩點之間的連接請求時建立連接通道； 一數(shù)據(jù)傳輸模塊，用以在建立連接通道后傳輸多媒體通訊數(shù)據(jù)； 一數(shù)據(jù)接收模塊，用以接收數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)亩嗝襟w通訊數(shù)據(jù)； 一教程資源庫，用以儲存多媒體的教學(xué)數(shù)據(jù)資源；一教程管理模塊，可由教師操控終端用以向教程資源庫選取下載所需的多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)；一教學(xué)界面操控模塊，供教師和學(xué)生操控顯示終端通過登錄后進入各自的課堂教學(xué)界面；一課堂教學(xué)管理界面模塊，分別具有教學(xué)管理、學(xué)生管理、輔助管理三個平臺，由教師 操控終端執(zhí)行平臺的操控管理作業(yè)；一音頻處理模塊及視頻解碼模塊和VGA模塊，用以處理及解壓縮多媒體中的音、視頻 通訊數(shù)據(jù)信號；上述的音頻處理模塊、視頻解碼模塊、VGA模塊、基礎(chǔ)信令模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)接 收模塊、教程資源庫、教程管理模塊、教學(xué)界面操控模塊、課堂教學(xué)管理界面模塊分別與CPU 中央處理器相連，并由CPU中央處理器控制各模塊的工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的多媒體互動 顯示大屏幕為具有觸摸和書寫功能的電子白板或液晶顯示器或等離子顯示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的學(xué)生操控顯 示終端為具有觸摸和書寫功能的電子書或筆記本電腦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的教師操控終 端為臺式計算機或筆記本電腦或是具有觸摸和書寫功能的臺式計算機或筆記本電腦。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的CPU中央處 理器由教師操控終端控制。
8.一種基于權(quán)利要求1至7所述的多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)的互動教學(xué)方法，其特征在于，包括以下步驟a.系統(tǒng)啟動教學(xué)程序一教師操控終端生成使用界面供教師操作；學(xué)生操控顯示終生成使用界面供學(xué)生操作；b.教師操控端和學(xué)生操控顯示端通過登錄后進入系統(tǒng)，屆時老師通過其使用界面選定 授課模式，向教程資源庫選取下載所需的多媒體教學(xué)資料并共享，然后通過多媒體數(shù)據(jù)交 換機建立教師操控終端與各學(xué)生操控顯示終之間的通訊連接；c.互動教學(xué)開始，期間在教師操控終端允許的情況下可以與各學(xué)生操控顯示終端之間 通過多媒體數(shù)據(jù)交換機進行多媒體信息實時交互；教師通過操控終端可以選擇將教學(xué)內(nèi)容 廣播給全體學(xué)生操控顯示終端，也可以只廣播給某一組或某個學(xué)生操控顯示終端接收，還 可以向某一組或某個學(xué)生的終端發(fā)出提問信息；學(xué)生操控顯示終端也可以向教師操控終端 發(fā)送問題請求，學(xué)生操控顯示終端之間還可以向教師操控終端發(fā)送連接請求連接，在教師 操控終端允許的前提下二者建立連接通訊。d.老師通過教師操控終端控制課堂教學(xué)管理界面模塊中的教學(xué)管理、學(xué)生管理、輔助 管理三個平臺分別進行教學(xué)工作、學(xué)生管理工作和針對性的輔助管理工作操控作業(yè)；e.結(jié)束教學(xué)程序，退出系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于多媒體智能互動教學(xué)方法，其特征在于老師可以 通過課堂教學(xué)管理界面模塊中的學(xué)生管理、輔助管理平臺了解學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況，并針 對每個或每組學(xué)生制定個性化教學(xué)輔助方案，使用不同深度的教學(xué)材料和不同難度的測試 題型。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于多媒體互動教學(xué)方法，其特征在于課堂教學(xué)管理 界面模塊中的課堂教學(xué)控制在于老師，老師根據(jù)不同教學(xué)狀況進行調(diào)整管理；所述的教學(xué) 管理平臺具有向每個或每組或全體學(xué)生操控顯示終端廣播、語言視頻、雙向?qū)χv、習(xí)題搶 答、練習(xí)比賽、消息發(fā)送、文件發(fā)送，電子畫板、電子教鞭功能；所述學(xué)生管理平臺具有學(xué) 生列表、班級座位管理，學(xué)生管理菜單，查看學(xué)生窗口、課程文件瀏覽功能；所述的輔助管理 平臺具有統(tǒng)計分析、成績管理、消息管理功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多媒體智能互動教學(xué)系統(tǒng)，在基于計算機可執(zhí)行平臺上提供多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)，從而進行實時、互動教學(xué)；該系統(tǒng)包括一個多媒體互動顯示大屏、教師操控終端、多媒體數(shù)據(jù)交換機以及若干個學(xué)生操控顯示終端；教師操控終端控制整個系統(tǒng)的運行；多媒體數(shù)據(jù)交換機，用以將教師操控終端和學(xué)生操控顯示終端之間的多媒體數(shù)據(jù)進行點對點、點對群、群對群及點對面的實時交換傳送和接收；還包括基于該系統(tǒng)的互動教學(xué)方法，老師可以針對每個或每組學(xué)生制定個性化教學(xué)輔助方案，因材施教；學(xué)生端之間也可以向教師操控終端請求建立連接，該系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)無紙化教學(xué)，還能提供多樣化、實時、互動的多媒體教學(xué)資訊。
文檔編號G09B5/08GK101968932SQ20101028693
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者張培祺, 林文娜 申請人:深圳市摩拓觸摸科技有限公司