專利名稱：一種全景模式的在線學習系統(tǒng)及學習系統(tǒng)專用筆的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種學習系統(tǒng)，尤其涉及一種全景模式的在線學習系統(tǒng)及學習系統(tǒng)專用筆。
背景技術：
隨著信息技術的發(fā)展，越來越多的人從網(wǎng)上學習最新的知識，在線學習已經(jīng)成為人們豐富自己知識的一條全新途徑。然而，目前在線學習系統(tǒng)主要依賴于多媒體視頻教學或單純的文字教學兩種途徑。其中視頻教學雖然比較生動，但由于錄制時的距離，造成學生與播放內(nèi)容有距離感，容易使學生分散注意力，而導致學生不感興趣。另外，視頻文件體積比較大，下載和保存會花費大量的時間和磁盤空間，而純文字的教學方式又過于單調(diào)，更加不適合中小學生使用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有教學方法之不足，本發(fā)明提供一種全景模式的在線學習系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術方案為:一種全景模式的在線學習系統(tǒng)，所述學習系統(tǒng)包括:全景課件制作系統(tǒng)、全景課件播放系統(tǒng)、全景作業(yè)互動系統(tǒng)和全景實驗室系統(tǒng)，其特征在于，所述全景課件制作系統(tǒng)，通過全景學習筆獲取老師的講解動作、語音、課程資料及上述數(shù)據(jù)被取得時對應老師語音的時刻數(shù)據(jù)；并對這些數(shù)據(jù)進行處理，使之符合課件所要達到的制作規(guī)范要求；生成專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，形成文件保存至計算機中，并將文件上傳審批，符合制作規(guī)范和教學規(guī)范要求的課件將進入中心服務器進行統(tǒng)一管理；所述全景課件播放系統(tǒng)，從中心服務器讀取符合制作規(guī)范和教學規(guī)范的課件并進行解析，以錄播或直播的形式，重現(xiàn)老師的全部語音、課程資料和講解動作，達到全景模擬現(xiàn)場課堂教學的目的；所述全景作業(yè)互動系統(tǒng)，學生在完成老師通過本系統(tǒng)布置的作業(yè)后上傳至中心服務器，再由中心服務器分配給老師，老師在已做完的作業(yè)文件中進行批閱并回傳給學生；所述全景實驗室系統(tǒng)，模擬物理、化學或生物課的實驗過程，以實時演算動畫的形式，呈現(xiàn)宏觀的或微觀的、過程式的或結(jié)果式的實驗現(xiàn)象。學習系統(tǒng)具有語音錄制功能和筆跡記錄功能，可以設置筆跡的顏色與線條樣式，并可將筆跡與產(chǎn)生筆跡時所對應的語音時刻進行對應記錄。學習系統(tǒng)具有工作模式識別功能，可以實現(xiàn)不同的課堂講解動作，所述課堂講解動作包括:插入文字、動漫、圖片、實驗過程演示、繪制線條、精確角度、幾何圖形、板擦工具或小黑板工具。學習系統(tǒng)可以將上述數(shù)據(jù)進行處理，使之符合課件所要達到的制作規(guī)范要求；以工作模式-動作產(chǎn)生時刻-動作相關數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，按照動作時刻對數(shù)據(jù)進行排序，并壓縮形成符合全景制作規(guī)范的課件。學習系統(tǒng)可將生成的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的形式直播出去，重現(xiàn)在當前正在收看直播的所有學生的電子設備屏幕上。
學習系統(tǒng)具備全景錄播功能，可讀取和解析所述課件，并根據(jù)播放時刻獲取對應的講解動作、語音及資料，將其重現(xiàn)在電子設備屏幕上。學習系統(tǒng)可以通過全景作業(yè)互動系統(tǒng)布置作業(yè)，學生完成作業(yè)并上傳至中心服務器，生成唯一文檔編號，由中心服務器分配給老師；老師在批閱作業(yè)中，利用教學系統(tǒng)進行批改、標注與說明，之后生成批閱人編碼并返還給學生。學生收到已批閱的作業(yè)后，可以利用學習系統(tǒng)的播放功能播放老師的批改語音和動作，了解自己的學習效果。一種用于上述學習系統(tǒng)的專用筆，包括功能控制狀態(tài)與功能實現(xiàn)狀態(tài)兩種工作狀態(tài)，利用觸摸按鈕進行切換，專用筆具備語音采集模塊、程序快捷操作按鈕和數(shù)據(jù)輸出模塊，所述語音采集模塊可以獲取聲音信號；所述程序快捷操作按鈕可以采集控制指令信號；所述數(shù)據(jù)輸出模塊可以輸出采集到的上述數(shù)據(jù)；專用筆輸出的上述數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄W習系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取模塊，學習系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊對獲取到的數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)教學要求生成符合教學規(guī)范和制作規(guī)范的課件；數(shù)據(jù)存儲模塊，將制作完成的上述課件進行文件存儲。專用筆可通過觸摸按鈕切換功能控制狀態(tài)與功能實現(xiàn)狀態(tài)；在功能控制狀態(tài)下，可選擇所述的制作工具；在功能實現(xiàn)狀態(tài)下，可實現(xiàn)所述制作功能。一種利用所述學習系統(tǒng)的學習方法，其特征在于，包括以下步驟:把講解動作、語音和課程資料制作成符合教學規(guī)范和制作規(guī)范的標準課件，供學生在線瀏覽或下載電子課件進行學習，或者把講解動作、語音和課程資料以直播的方式發(fā)送出去，供學生在線觀看直播講解。利用所述全景作業(yè)互動系統(tǒng)布置作業(yè)并分發(fā)送給學生；學生完成作業(yè)并上傳至中心服務器，再由中心服務器分配給老師；老師對學生作業(yè)進行打分、批改及點評，并回傳給學生；學生查看老師對自己作業(yè)的打分、批改及點評。本發(fā)明通過技術手段記錄老師的講課聲音，并同步記錄老師講課時的講解過程，通過專用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行保存，并可以為學生進行同步回放，讓學生獲取最有效的學習信息。同時，體積非常小巧，四十分鐘的課程，包含板書和講師聲音在內(nèi)，僅有IOMb左右。本發(fā)明實現(xiàn)了作業(yè)交互系統(tǒng)。可以讓老師通過本發(fā)明的課件制作功能，布置家庭作業(yè)。而學生則可以直接通過全景學習筆進行答題，并提交給老師。老師可以對學生的作業(yè)進行打分、批改，這些操作都是可以通過網(wǎng)絡進行，在保證學習效果的同時，解決了師生雙方的時空限制，也節(jié)約了大量的紙張。


圖1是本發(fā)明的整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡要框2是本發(fā)明的課件制作系統(tǒng)工作流程3是本發(fā)明的課件制作系統(tǒng)的簡要流程圖4是本發(fā)明的直播工作模式下，播放系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)5是以直播的形式為在線的學生進行遠程講解的工作流程圖6是本發(fā)明的作業(yè)互動系統(tǒng)的簡要工作流程7是本發(fā)明的作業(yè)互動系統(tǒng)的工作流程圖8是本發(fā)明中的專用全景學習筆的簡要結(jié)構(gòu)圖
其中，I為發(fā)光二極管，2為感光元件，3為芯片，4為音量鍵+，5為音量鍵_，6為快進，7為快退，8為麥克風，9為開關，10為觸摸按鈕
具體實施例方式以下參照

本發(fā)明的具體實施方式
。如圖1所示，本發(fā)明整個系統(tǒng)由專家客戶端、中心服務器和學生用客戶端三大部分組成。專家客戶端(即老師所用的客戶端)由課件制作系統(tǒng)和批閱用互動作業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成。可使用全景學習筆進行操作。學生用客戶端由課件播放系統(tǒng)和學生用互動作業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成，可使用全景學習筆進行操作。中心服務器由中心流媒體服務器和課件與作業(yè)文件管理系統(tǒng)構(gòu)成，其中，中心流媒體服務器對老師的語音文件進行管理，在直播和錄播中的語音文件，需要從中心流媒體服務器讀取。而課件與作業(yè)文件管理系統(tǒng)，則集中管理課程或作業(yè)所必需的電子課件和作業(yè)文檔。圖2是課件制作系統(tǒng)的工作流程圖。老師的語音通過流媒體處理系統(tǒng)記錄，全景學習筆所提供的講解動作信號，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行處理。同時，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會協(xié)同流媒體處理系統(tǒng)，對語音信號和講解動作信號根據(jù)語音的時刻進行匹配。并最終由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)形成符合全景學習制作規(guī)范的課件。圖3是課件制作系統(tǒng)的簡要流程。在課件制作過程中，老師可以一邊講解，一邊使用全景學習筆進行講解操作，包括插入文字、圖片、動漫、實驗過程演示；繪制直線、精確角度、幾何圖形；進行板擦操作、打開與關閉小黑板等。這些不同的操作信號，都由課件制作系統(tǒng)接受并處理，同時與老師講解語音的當前時刻進行匹配。在錄制完成后，將獲取到的數(shù)據(jù)
統(tǒng)一處理。符合制作標準的課件上傳到中心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等待處理。如圖4所示，審核人員審核課件是否符合內(nèi)容規(guī)范，審核不符合要求的課件將被退回，并通知制作人進行修改。而審核合格的課件，將進入中心服務器。其中語音部分會保存在中心流媒體服務器，課件則保存在課件與作業(yè)文件管理系統(tǒng)中。這時，學生就可以瀏覽和學習這些課程了。圖5表示以直播的形式為在線的學生進行遠程講解的工作流程。老師需要首先連接到中心媒體服務器，其展示資料、講解過程會形成二進制數(shù)據(jù)流，以信號的形式通過中心媒體服務器進行廣播。與此同時，老師的聲音則以流媒體的形式，通過中心媒體服務器進行同步廣播。在線的學生通過專用客戶端接受動作信號和聲音信號，并在其計算機上進行同步播放，達到遠程直播教學目的。除直播形式外，本發(fā)明還可以以錄播的形式，將規(guī)范課件集中放在中心服務器上供學生在線瀏覽學習或下載學習。如圖6所示。首先通過本發(fā)明的課件錄制系統(tǒng)將講解過程、資料、聲音轉(zhuǎn)換成標準的電子課件。然后將課件提交給審核人員。在確認課件符合全景學習內(nèi)容規(guī)范后，集中上傳到中心服務器。學生則可以通過B/S的形式，從網(wǎng)站上瀏覽各地老師的課程，并選擇自己感興趣的課題，通過專用客戶端或B/S版的學生專用播放程序進行在線瀏覽學習或下載學習。
圖7是本發(fā)明的互動作業(yè)系統(tǒng)的工作流程。老師通過本發(fā)明的全景學習制作系統(tǒng)給學生布置作業(yè)，并通過中心服務器發(fā)送給學生。學生可以使用全景學習筆直接在作業(yè)課件上進行解答，并回傳給老師。老師在收到學生的回復后，在已解答的作業(yè)上進行批改、打分，并回發(fā)給學生，幫助學生檢查自己的學習效果。圖8展示了本發(fā)明中的專用全景學習筆的簡要結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明中的全景學習筆，可在本系統(tǒng)模擬現(xiàn)實筆的操作，讓老師和學生更方便地進行功能選擇與實現(xiàn)。全景學習筆具有感光元件2，用于功能控制。處理芯片3可以將感光元件2獲取到的數(shù)據(jù)，計算為控制信號輸出給計算機使用。同時，全景學習筆通過一個觸摸按鈕10來進行功能控制狀態(tài)與功能實現(xiàn)狀態(tài)的切換。為了方便錄音，全景學習筆內(nèi)置一個麥克風8，可用于聲音的采集。同時，全景學習筆上的快捷鍵4-7可用于對本發(fā)明中的計算機程序進行快捷操作。本發(fā)明的全景學習筆可以在本系統(tǒng)中為老師和學生帶來模擬日常用筆的書寫體驗?？梢愿奖愕刂谱麟娮诱n件、批閱學生作業(yè)以及進行作業(yè)解答。
權利要求
1.一種全景模式的在線學習系統(tǒng)，所述學習系統(tǒng)包括:全景課件制作系統(tǒng)、全景課件播放系統(tǒng)、全景作業(yè)互動系統(tǒng)和全景實驗室系統(tǒng)，其特征在于，所述全景課件制作系統(tǒng)，通過全景學習筆獲取老師的講解動作、語音、課程資料及上述數(shù)據(jù)被取得時對應老師語音的時刻數(shù)據(jù)；并對這些數(shù)據(jù)進行處理，使之符合課件所要達到的制作規(guī)范要求；生成專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，形成文件保存至計算機中，并將文件上傳審批，符合制作規(guī)范和教學規(guī)范要求的課件將進入中心服務器進行統(tǒng)一管理；所述全景課件播放系統(tǒng)，從中心服務器讀取符合制作規(guī)范和教學規(guī)范的課件并進行解析，以錄播或直播的形式，重現(xiàn)老師的全部語音、課程資料和講解動作，達到全景模擬現(xiàn)場課堂教學的目的；所述全景作業(yè)互動系統(tǒng)，學生在完成老師通過本系統(tǒng)布置的作業(yè)后上傳至中心服務器，再由中心服務器分配給老師，老師在已做完的作業(yè)文件中進行批閱并回傳給學生；所述全景實驗室系統(tǒng)，模擬物理、化學或生物課的實驗過程，以實時演算動畫的形式，呈現(xiàn)宏觀的或微觀的、過程式的或結(jié)果式的實驗現(xiàn)象。
2.根據(jù)權利要求1所述的學習系統(tǒng)，其特征在于，學習系統(tǒng)具有語音錄制功能和筆跡記錄功能，可以設置筆跡的顏色與 線條樣式，并可將筆跡與產(chǎn)生筆跡時所對應的語音時刻進行對應記錄。
3.根據(jù)權利要求1所述的學習系統(tǒng)，其特征在于，學習系統(tǒng)具有工作模式識別功能，可以實現(xiàn)不同的課堂講解動作，所述課堂講解動作包括:插入文字、動漫、圖片、實驗過程演示、繪制線條、精確角度、幾何圖形、板擦工具或小黑板工具。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的學習系統(tǒng)，其特征在于，學習系統(tǒng)可以將上述數(shù)據(jù)進行處理，使之符合課件所要達到的制作規(guī)范要求；以工作模式-動作產(chǎn)生時刻-動作相關數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，按照動作時刻對數(shù)據(jù)進行排序，并壓縮形成符合全景制作規(guī)范的課件。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的學習系統(tǒng)，其特征在于，學習系統(tǒng)可將權利要求2或權利要求3生成的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的形式直播出去，重現(xiàn)在當前正在收看直播的所有學生的電子設備屏眷上。
6.根據(jù)權利要求4所述的學習系統(tǒng)，其特征在于，學習系統(tǒng)具備全景錄播功能，可讀取和解析權利要求4所述的課件，并根據(jù)播放時刻獲取對應的講解動作、語音及資料，將其重現(xiàn)在電子設備屏幕上。
7.根據(jù)權利要求2或3所述的學習系統(tǒng)，其特征在于，學習系統(tǒng)可以通過全景作業(yè)互動系統(tǒng)布置作業(yè)，學生完成作業(yè)并上傳至中心服務器，生成唯一文檔編號，由中心服務器分配給老師；老師在批閱作業(yè)中，根據(jù)權利要求2和3所述的功能進行批改、標注與說明，之后生成批閱人編碼并返還給學生。
8.根據(jù)權利要求7所述的學習系統(tǒng)，其特征在于，學生收到已批閱的作業(yè)后，可以利用學習系統(tǒng)的播放功能播放老師的批改語音和動作，了解自己的學習效果。
9.一種用于權利要求1-8任一項所述學習系統(tǒng)的專用筆，包括功能控制狀態(tài)與功能實現(xiàn)狀態(tài)兩種工作狀態(tài)，利用觸摸按鈕進行切換，專用筆具備語音采集模塊、程序快捷操作按鈕和數(shù)據(jù)輸出模塊，所述語音采集模塊可以獲取聲音信號；所述程序快捷操作按鈕可以采集控制指令信號；所述數(shù)據(jù)輸出模塊可以輸出采集到的上述數(shù)據(jù)；專用筆輸出的上述數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄W習系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取模塊，學習系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊對獲取到的數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)教學要求生成符合教學規(guī)范和制作規(guī)范的課件；數(shù)據(jù)存儲模塊，將制作完成的上述課件進行文件存儲。
10.根據(jù)權利要求9所述的專用筆，其特征在于，可通過觸摸按鈕切換功能控制狀態(tài)與功能實現(xiàn)狀態(tài)；在功能控制狀態(tài)下，可選擇權利要求3所述的各種制作工具；在功能實現(xiàn)狀態(tài)下，可實現(xiàn)權利要求3所述的各種制作功能。
11.一種利用權利要求1-8任一項所述學習系統(tǒng)的學習方法，其特征在于，包括以下步驟:把講解動作、語音和課程資料制作成符合教學規(guī)范和制作規(guī)范的標準課件，供學生在線瀏覽或下載電子課件進行學習，或者把講解動作、語音和課程資料以直播的方式發(fā)送出去，供學生在線觀看直播講解。
12.根據(jù)權利要求11所述的學習方法，其特征在于，利用權利要求1所述全景作業(yè)互動系統(tǒng)布置作業(yè)并分發(fā)送給學生；學生完成作業(yè)并上傳至中心服務器，再由中心服務器分配給老師；老師對學生作業(yè)進行打分、批改及點評，并回傳給學生；學生查看老師對自己作業(yè)的打 分、批改及點評。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全景模式的在線學習系統(tǒng)及學習系統(tǒng)專用筆，主要包括一、課件制作系統(tǒng)，取得講解過程及資料展示的動作和位置，獲取語音及上述數(shù)據(jù)被獲取時對應語音的時刻，并將上述數(shù)據(jù)按照課件制作規(guī)范進行數(shù)據(jù)處理后，形成編碼課件；二、以直播或錄播兩種不同方式，對規(guī)范課件進行解碼播放；三、學生在完成通過本系統(tǒng)布置的作業(yè)后上傳至中心服務器，然后分配給批閱老師進行批閱，在批閱后傳給該生；四、展示詳細的實驗過程或?qū)嶒灲Y(jié)果；五、全景學習筆，用于本系統(tǒng)的專用筆，方便地制作電子課件、批閱作業(yè)和進行作業(yè)解答，本發(fā)明把講解過程、語音及課程資料為學生進行同步播放，達到全景模擬真實課堂的教學目的。
文檔編號G09B7/02GK103198724SQ201310096639
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權日2013年3月26日
發(fā)明者閆健, 任浩 申請人:閆健