一种互动教学系统的制作方法

本实用新型涉及教育行业技术领域，具体涉及一种互动教学系统。

背景技术：

随着教育行业信息化和数字化校园的建设，目前大部分学校基本都实现了多媒体教学。教室一般都配置了电脑、投影仪或电子白板、音箱、话筒等设备。为提高教学质量，大部分学校要求老师必须采用多媒体教学的授课方式，通过多媒体设备播放课件，以此提高课堂教学的生动性和学习效果。

为了及时掌握学生对知识的掌握情况，培养学生的学习兴趣和创新能力，近几年，部分学校开始探索互动教学方式，尝试着建立互动教学教室。其建设方式为：在学生座位安装PC机、云桌面或平板电脑等设备，通过校园网实现与老师的互动教学。

然而，在互动教学教室建设过程中，确遇到了资金、维护、网络等诸多问题，让互动教学的探索举步维艰。首先，是建设投资大，一个50人教室，为实现互动教学，需要购置大量设备，投资在20万以上；其次，是维护工作量大，教室需要大量的PC机等终端设备，需要专人维护。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种互动教学系统，解决现有技术中，建设成本高、维护量大的缺陷。

本实用新型采取的技术方案为：一种互动教学系统，包括互动教学管理平台、移动终端、多媒体设备和互动教学单元；

所述互动教学管理平台通过校园网与所述互动教学单元连接，在所述互动教学管理平台上实现教学资料的上传和下载；

所述互动教学单元安装在教室内，通过所述互动教学单元分别与所述移动终端和多媒体设备连接，教学时老师和学生通过所述移动终端和多媒体设备实现课堂教学的互动。

通过采用上述方案，只需在学校配置一套互动教学管理平台，每个教室设置一个互动教学单元，在教室里设置一些投影仪、音箱等多媒体设备，或是采用教室原有的多媒体设备，使用时，通过老师和学生的移动终端与互动教学单元的连接，实现课堂教学互动的同时，也使互动教学教室建设的成本得到了降低、设备的维护量也相应地减少。

所述互动教学单元包括控制模块、存储模块、按键模块、无线模块、电源模块和多个不同的接口，所述存储模块、按键模块、无线模块、电源模块和接口均分别与所述控制模块连接；通过所述互动教学单元设置的各个模块，实现与外部设备的连接，便于集中管理和控制，提高了使用者的工作效率。

所述接口包括视频、音频接口、电源接口、网络接口、通讯接口和USB接口；所述视频、音频接口用于与教室内设置的电脑、音箱连接；所述电源接口用于与外接交流电源连接；所述网络接口用于与所述校园网的网线连接；所述通讯接口用于与其它设备连接、以及对所述互动教学单元进行调试；所述USB接口用于与外部USB设备连接；便于无缝对接教室现有的PC机、投影仪、音箱等多媒体设备，实现现有教学设备的合理利用。

所述按键模块包括音频切换按键、视频切换按键、VGA切换按键以及用于开关外部电脑、投影仪的控制按键；便于使用者分别控制其中的某个设备，增加了该系统控制的灵活性。

所述无线模块为无线WIFI模块，通过所述无线WIFI模块实现与所述移动终端连接；老师和学生的移动终端，通过所述无线WIFI模块，在教室内形成无线局域网络，不但在教学过程中能够进行互动，也能在教学结束后，从所述互动教学管理平台上下载或上传学习资料。

所述通讯接口为RS-232接口。

所述音频接口为3.5mm接口；所述视频接口为HDMI接口。

采用上述技术方案，具有以下优点：本实用新型提出的一种互动教学系统，通过互动教学单元内设置的无线WIFI模块与老师、学生的移动终端和教室内的多媒体设备进行连接，在实现互动教学的同时，也大幅度的降低了互动教学教室的建设成本和设备的维护量。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型中互动教学单元的硬件框图；

图3为本实用新型具体地结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至图3所示，一种互动教学系统，包括互动教学管理平台、移动终端、多媒体设备和互动教学单元；

所述互动教学管理平台通过校园网与所述互动教学单元连接，在所述互动教学管理平台上实现教学资料的上传和下载；

所述互动教学单元安装在教室内，通过所述互动教学单元分别与所述移动终端和多媒体设备连接，教学时老师和学生通过所述移动终端和多媒体设备实现课堂教学的互动。

具体地，互动教学单元是一个运行Android系统，提供互动教学服务的ARM设备，可安装第三方通用的办公软件、音视频播放软件等，同时也可以作为云桌面客户端，方便将来系统的扩展；并提供VGA、鼠标键盘、音频、HDMI多个输入输出接口；同时提供千兆网络接口、WIFI无线模块、USB接口、话筒接口等；设备内安装互动教学控制应用程序，各种软件接口、数据存储器等；

互动教学管理平台是基于Tomcat、MySQL，以Web方式提供的教学资源管理和分享平台，并通过校园网与互动教学单元连接；课后，老师和学生也可通过校园网访问互动教学管理平台。

所述互动教学单元包括控制模块、存储模块、按键模块、无线模块、电源模块和多个不同的接口，所述存储模块、按键模块、无线模块、电源模块和接口均分别与所述控制模块连接；

所述按键模块包括音频切换按键、视频切换按键、VGA切换按键以及用于开关外部电脑、投影仪的控制按键。

具体地，存储模块用于数据的存储，可以采用存储卡，也可采用硬盘进行存储；按键模块包括VGA切换、鼠标、键盘切换、音频切换、HDMI切换，电源模块将输入的交流220伏电压，转换为5伏直流电压，为所述互动教学单元供电。

进一步地，所述通讯接口为RS-232接口；所述音频接口为3.5mm接口；所述视频接口为HDMI接口。

在本实施例中，移动终端可以为智能手机、平板电脑等设备。

本实用新型的工作原理为：老师课前将PPT课件、教学音视频、图片、测试题、讨论主题等教学资料上传到互动教学管理平台，学生通过校园网随时下载浏览老师的教学材料，实现课前预习；

老师开始上课，将本节课的教学资料下载到互动教学单元，并生成该教室无线网络ID和验证密码，老师和学生的智能手机连接到该教室的无线局域网，形成独立互动教学网络；老师播放在互动教学单元上播放课件，利用投影仪、扩音设备进行多媒体教学；上课期间，老师随时通过智能手机与学生进行互动教学；

老师在授课期间，通过手机遥控功能控制PPT、音视频、图片等课件的播放，并在投影仪等多媒体设备中进行显示；并且可随时将手机上的教学资料通过互动教学单元在投影仪等多媒体设备中显示；

智能手机作为互动教学客户端，可实时接收互动教学单元下发的信息，并进行互动；IP语音功能利用教室音箱进行扩音；同屏显示手机内容功能；为了保护手机隐私，提供了上传手机资料，并通过手机控制和操作互动教学单元的显示内容。

进一步地，互动教学应用非常广泛，以下仅对课堂现场测验、现场讨论、翻转课堂三方面的应用进行简单叙述。

课堂现场测验：老师在上课过程中，现场出题或从互动教学管理平台下载题目，通过互动教学单元下发到学生智能手机，学生进行答题提交；互动教学单元实时统计分析学生对知识点的掌握情况，并在投影仪中显示，突出讲解重点。老师对学生的回答情况进行现场打分，作为平时学习情况的考核依据；

课堂现场讨论：可以分组讨论，也可以个人发言；通过互动教学单元下发讨论主题到学生智能手机，学生在智能手机上简单阐述个人观点并提交；互动教学单元实时统计分析学生回答的观点，并在投影仪中显示；老师点名部分学生进行观点的口头阐述，在老师的授权下，学生在智能手机端，通过IP语音功能，利用教室的音箱设备进行扩音，同时也可以上传智能手机中的资料，并通过智能手机控制和操作投影仪的显示内容。老师对学生的回答情况进行现场打分，作为平时学习情况的考核依据；

翻转课堂：学生课前准备个人讲解的材料，在老师的授权下，将智能手机中的材料上传到互动教学单元，通过APP的IP语音功能，利用教室的音箱设备进行扩音，并通过智能手机控制和操作投影仪的显示内容。老师对学生的讲解情况进行现场打分，作为平时学习情况的考核依据；

课堂过程记录与分析：互动教学单元实时收集、统计分析，老师和学生在课堂中的各种表现，包括签到、回答问题、讨论等等，并上传到互动教学管理平台，作为学校考核教评学评的依据。且可以结合大数据分析与挖掘，作为学校提高教学质量的参考依据。

课后学生通过互动教学管理平台进行预习、复习、并完成老师布置的各项作业，教学互动系统记录和分析老师和学生操作过程。作为学校考核教评学评的依据。且可以结合大数据分析与挖掘，作为学校提高教学质量的参考依据。

互动教学单元是基于高性能的ARM Cortex-A系列处理器，其既可以作为互动教学设备，同时，对于未配备PC机的教室，其完全可替代传统PC，降低学校设备采购成本。

综上所述，本实用新型实施例，互动教学教室建设仅需采购一台互动教学单元，大幅度的降低了建设投资；而嵌入式的架构，以及仅安装单个设备，基本实现了零维护；教室独立的无线网络既节省了线路敷设的成本和繁琐施工，同时也有效控制了学生在上课期间上通过上互联网影响学习；通过本实用新型，完全可以快速在每间教室部署互动教学系统，提高教学质量。

这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、算法、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、算法、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、算法、方法，但并不包含对功能、算法、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、算法、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。

最后需要说明的是，上述描述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。