一种智能课堂教学管理系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种智能课堂教学管理系统和方法，属于教育软件领域。
【背景技术】
[0002] 现有技术无法实现课堂和教学信息的高效结合，这样不方便更方便老师和学生的 校园学习生活。
[0003] 随着社会对教育越来越多的重视以及科技的发展普及，校园里的教学楼在扩建、 课程内容在日益丰富，老师、学生们所使用的教学基础设施和个人终端设备也都在升级，包 括更高速的校园网络、信息维护方便的教务管理系统，甚至是硬件性能跳跃式发展的智能 手机、平板，这些都给校园学习生活带来了很大便利性。然而，却伴随出现或仍然存在着以 下这些问题需要去解决改善，比如： (1)教学楼和教室非常多，要去上课却无法找到或者忘记教室在哪。
[0004] (2)图书馆经常人满为患，想去教室自习却又不知道某间教室待会是否会有人来 上课，想去某间教室旁听，却又不知道周围哪间教室的课堂内容适合自己。
[0005] (3)上课之前，老师经常会花时间用来考勤点到，却又经常有学生多次帮他人冒名 答到，甚至是有人代替上课，既浪费时间又无法达到效果，不利于课堂教学管理。
[0006] (4)课堂结束之后，老师的教学知识点和布置的课堂作业往往是口头或板书在黑 板上，学生经常是记不住或即使记录在笔记本上，并且如果笔记本弄丢了，就不利于教学互 动学习。
[0007] 根据上述情况，现有技术公布如下技术方案，具体如下所示： (1)系统通过摄像头实时监控每间教室并将数据传送到管理PC机当中，能够在特定主 机上查询教室当前时间点的占用情况。这种方法查询的方式、时间和查询地点都有局限性， 获取的有关教室的信息也不够全面，不能直接获知这间教室在一个较长时间段内（一周、一 个月或是一个学期）的使用情况，且未与教学管理相结合。
[0008] (2)例如一种签到装置，硬件包括单片机、读卡电路、存储电路、显示电路、蜂鸣器、 时钟电路、电源电路和按键电路，使用校园卡进行刷卡签到。这种方式需要重新设计并生产 复杂的硬件，需要高成本支出且不环保，还要主动近距离接触式签到，不够方便快捷。
[0009] (3)例如一种手持设备的签到方法，使用手持终端扫描二维码的方式签到，仍然需 要人主动去近距离签到，不够方便快捷。
[0010] 根据上述现有技术可知，现有技术无法实现自动签到，自动提示学生教室情况，无 法实现师生之间的有效互动。
【发明内容】
[0011] 针对现有技术低下无法实现自动签到，自动提示学生教室情况，无法实现师生之 间的有效互动，本发明的技术方案提供了一种智能课堂教学管理系统和方法，用于进行高 效全面的校园教室信息管理，智能化签到和教学互动管理。
[0012] 本发明的技术方案包括一种智能课堂教学管理系统，用于学校教学管理，该系统 包括基站发射器、客户端、教学云端系统，客户端包括手持客户端、网页客户端和计算机客 户端，其中基站发射器分别与客户端、教学云端系统相连，客户端与教学云端系统相连，其 特征在于：基站发射器用于向周围一定范围内不断发送包括特征值的广播信息，每个基站 发射器通过特征值确定唯一标识；所述手持客户端用于进入基站发射器范围时进行距离测 算，根据测算结果向所述教学云端系统执行对应的请求和/或操作，所述网络客户端和计 算机客户端用于通过教学管理云端与手持客户端进行交互和管理；教学管理云端用于管理 所述基站发射器的部署信息，根据所述客户端的类型及请求与客户端进行相应的交互和管 理，还用于对数据进行存储和调度。
[0013] 一种智能课堂教学管理系统，其特征在于，所述的基站发射器使用iBeacon基站， 即基于低耗能蓝牙的射频技术的基站，每间教室部署有3个iBeacon基站，基站根据教室 大小自动调节其射频发射范围，包括：特征值子模块，用于使用特征值确认唯一的基站发射 器；发射子模块，用于发射向周围一定范围内持续不断的发送包括特征值的广播信息。
[0014] 一种智能课堂教学管理系统，其特征在于，该系统还包括：可以使用Wi-Fi和 Zigbee无线射频技术代替iBeacon蓝牙射频技术，其中Wi-Fi为无线保真技术，Zigbee为 局域网低功耗短距离通信技术。
[0015] -种智能课堂教学管理系统，其特征在于，该系统还包括：自动导航子模块，部署 于子客户端的手持终端的客户端，根据手持终端的学生信息向教学管理云端发送调取学校 地图的请求，并在手持终端的客户端中显示地图且标注前往指定上课教室的线路；距离测 算子模块，部署于子客户端的手持终端的客户端，当手持终端的学生进入iBeacon的发射 范围时，获取iBeacon基站发送的特征值，然后使用距离定位技术计算得到学生位置坐标， 并将计算得到学生的位置坐标回送至教学管理云端；自动签到子模块，部署于子客户端的 手持终端的客户端，通过所述距离测算子模块测算的学生位置坐标，根据学生位置坐标进 行判断计算确认学生是否处于教室范围内，如果在则向教学管理云端发送签到请求；管理 子模块，部署于网络访问的网络客户端或/和计算机客户端，用于接收经过教学管理云端 处理的手持终端发送的请求信息，并根据请求实施对应的措施，包括对自动签到的学生在 网络客户端或/和计算机客户端使用明显标志进行标注，同时老师或管理人员还拥有权限 对学生出勤状况进行动态调整；教学互动子模块，部署于网络访问的网络客户端或/和计 算机客户端，用于向手持终端推送对应的学习内容，还可以与手持客户端实现师生互动。
[0016] -种智能课堂教学管理系统，其特征在于，该系统包括：基站部署信息子模块，用 于存储学校基站部署信息，并且根据接收的请求和/或信息，确认其中的基站特征值，根据 基站特征值确认请求和/或信息的来源；数据处理子模块，用于根据上述基站部署信息子 模块所确认的请求和/或信息来源，并判定请求和/或信息的类型，根据请求和/或信息执 行对应操作，并将执行操作后的请求和/或信息回送给对应的客户端，其包括对自动签到 进行确认、推送教学内容、自动导航、教学互动；数据管理子模块，用于对根据请求和/信息 的操作对数据库进行对应的增删改查，还用于接收客户端的数据调取请求。
[0017] -种智能课堂教学管理方法，该方法用于智能教学管理系统，系统包系统包括基 站发射器、客户端、教学云端系统，客户端包括手持客户端、网页客户端和计算机客户端， 其中基站发射器分别与客户端、教学云端系统相连，客户端与教学云端系统相连，其特征在 于，该方法包括：用于向周围一定范围内不断发送包括特征值的广播信息，每个基站发射器 通过特征值确定唯一标识；对所述手持客户端用于进入基站发射器范围时进行距离测算， 根据测算结果向所述教学云端系统执行对应的请求和/或操作，所述网络客户端和计算机 客户端用于通过教学管理云端与手持客户端进行交互和管理；管理所述基站发射器的部署 信息，根据所述客户端的类型及请求与客户端进行相应的交互和管理，还用于对数据进行 存储和调度。
[0018] -种智能课堂教学管理方法具体的，其中基站发射器位于教室，每个教室包括多 个基站发射器，基站使用iBeacon基站，S卩基于低耗能蓝牙的射频技术的基站，每间教室部 署有多个iBeacon基站，基站根据教室大小自动调节其射频发射范围，其特征在于，该方法 还包括：用于使用特征值确认唯一的基站发射器；用于发射向周围一定范围内持续不断的 发送包括特征值的广播信息。
[0019] 在一个优选的方案中，该方法包括：可以使用Wi-Fi和Zigbee无线射频技术代替 iBeacon蓝牙射频技术，其中Wi-Fi为无线保真技术，Zigbee为局域网低功耗短距离通信技 术。
[0020] 一种智能课堂教学管理方法，还包括：使用部署于子客户端的手持终端的客户端， 根据手持终端的学生信息向教学管理云端发送调取学校地图的请求，并在手持终端的客户 端中显示地图且标注前往指定上课