图形化远程教学系统以及图形化远程教学方法技术方案

本发明专利技术提供了一种图形化远程教学系统，包括：教师终端；教室管理装置；多个学生操作器；以及云端服务器，其中，学生操作器对图形化教育画面进行显示让学生进行图形化答题或图形化创作，云端服务器将接收到的像素坐标序列所代表的图形化答题或创作信息，以及图形化答题与创作的设计思路进行处理，并与学生操作器对应地存储到学习信息存储部中。该系统以图形化方式帮助教师进行课堂教学效果和教学过程的数据跟踪、统计和分析，同时将以图形化方式帮助家长获得学生学习效果以及学习思考过程的反馈，其铺设成本远低于现有的类似系统，能够以极低成本实现图形化远程教学。本发明专利技术还提供了一种图形化远程教学方法以及另一种图形化远程教学系统。

Graphic distance teaching system and graphic distance teaching method

The invention provides a graphical long-distance teaching system, which includes a teacher terminal, a classroom management device, a plurality of student operators, and a cloud server, wherein the student operator displays the graphical education picture to enable the students to perform the graphical answer or creation, and the cloud server will receive the graphical answer or creation information represented by the pixel coordinate sequence , and the design idea of graphical answer and creation is processed, and stored in the learning information storage unit corresponding to the student operator. The system helps teachers to track, count and analyze the data of classroom teaching effect and teaching process in a graphical way. Meanwhile, it will help parents to get the feedback of students' learning effect and learning thinking process in a graphical way. Its laying cost is far lower than the existing similar system, and it can realize the graphical distance teaching at a very low cost. The invention also provides a graphical distance teaching method and another graphical distance teaching system.

【技术实现步骤摘要】
图形化远程教学系统以及图形化远程教学方法
本专利技术涉及一种图形化远程教学系统以及图形化远程教学方法。
技术介绍
图形化教学是指通过图形化的方式进行的教学。例如，图形化的编程教学是将编程代码等抽象内容通过图形化答案要素(例如卡通图案、色块、积木等)的方式来表现，将编程代码之间的抽象逻辑关系化为图形化答案要素之间的选择、排序、连接、组合等图形化关系，从而让学生更好地理解算法逻辑。这种图形化教学十分适用于儿童，因此在幼儿园、儿童兴趣班等场景应用广泛。另外，绘画等艺术类教学中也时常采用图形化教学的形式，例如，让学生进行绘画或书法创作练习，然后将作品发送给教师查看并点评。现有技术中，实现图形化教学的系统通常包括学生终端、教师终端以及服务器。学生终端为护眼电脑、平板等设备，学生通过学生终端进行图形化答题或图形化创作，服务器再对结果进行处理或将结果发给教师终端让教师查看。在这种图形化教学系统中，为了实现图形处理，学生终端均需要设置中央处理器CPU、应用处理器AP、数字信号处理器DSP、图形处理器GPU、内存、硬盘、无线模块、无线蓝牙模块、触控屏幕、电池及充电模块、外设模块(键盘、鼠标、扬声器、麦克风)、传感器模块等硬件结构，单个学生终端造价较高。不仅如此，图形化教学通常还具有个性化针对性教学的特点，因此每个学生都需要配备一台学生终端，因此，每个班级的铺设成本昂贵，难以广泛应用。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种图形化远程教学系统，用于进行图形化教育以及图形化答题或图形化创作，其特征在于，包括：教师终端，由进行图形化教育的教师持有；教室管理装置，设置在教室内；多个学生操作器，分别由处在教室内的各个学生持有并且与教室管理装置通过近距离无线通信方式相通信连接；以及云端服务器，与教师终端以及教室管理装置通过远程通信方式相通信连接，其中，教室管理装置至少含有与近距离无线通信方式相配套的装置侧近距离通信单元以及与远程通信方式相配套的装置侧远距离通信单元，学生操作器至少含有输入输出单元以及与近距离无线通信方式相配套的学生侧通信单元，云端服务器至少含有对答题信息或创作信息进行处理的学习信息处理部和对答题信息或创作信息进行存储的学习信息存储部，教室管理装置通过装置侧通信单元接受来自于云端服务器的图形化教育画面信息，并通过装置侧近距离通信单元将接收到的图形化教育画面信息传输给每一个学生操作器，学生操作器通过学生侧通信单元一旦接收到图形化教育画面信息，就通过输入输出单元对图形化教育画面进行显示，一旦学生针对图形化教育画面通过输入输出单元进行图形化答题或图形化创作时，学生侧通信单元就将答题信息或创作信息传输给教室管理装置，教室管理装置通过装置侧远距离通信单元将每一个答题信息或创作信息发送到云端服务器从而让该云端服务器将接收到的图形化答题或创作信息进行处理，并与学生操作器身份信息对应地存储到学习信息存储部中。另外，本专利技术还提供了另一种图形化远程教学系统，包括：教师终端，由进行图形化教育的教师持有；多个学生操作器，分别由处在教室内的各个学生持有；以及云端服务器，与教师终端以及学生操作器相通信连接，其中，学生操作器至少含有输入输出单元以及学生侧通信单元，云端服务器至少含有对答题信息或创作信息进行处理的学习信息处理部和对答题信息或创作信息进行存储的学习信息存储部，云端服务器将图形化教育画面信息发送给每一个学生操作器，学生操作器通过学生侧通信单元一旦接收到图形化教育画面信息，就通过输入输出单元对图形化教育画面进行显示，一旦学生针对图形化教育画面通过输入输出单元进行图形化答题或图形化创作，学生侧通信单元就将答题信息或创作信息传输给教室管理装置，教室管理装置通过装置侧远距离通信单元将每一个答题信息或创作信息发送到云端服务器从而让该云端服务器将接收到的图形化答题或创作信息进行处理，并与学生操作器对应地存储到学习信息存储部中。本专利技术还提供了一种图形化远程教学方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在学生操作器的操作界面中，学生以图形化方式对答题与创作的操作指令进行编辑和制作，该操作指令用于远程服务器生成教学执行指令；2)在学生操作器的操作界面中，学生答题与创作的设计思路，以图形化方式进行编辑和制作，该设计思路用于远程服务器构建和复现学生答案和创作的设计思路元素的集合；3)将答题与创作的图形化的操作指令以及设计思路，所对应的像素坐标序列，通过无线通讯方式，上传给远程服务器；4)通过服务器编译模块将上述的操作指令以及设计思路进行编译和执行，生成学生操作器能够图形化显示并连续执行的像素坐标序列和指令代码；5)将上述图形化的像素坐标序列和指令代码无线发送给学生操作器，从而让学生操作器显示设计思路元素的集合，一步步地直至显示最终答案和创作作品。专利技术作用与效果根据本专利技术提供的图形化远程教学系统及图形化远程教学方法，由于云端服务器中设有学习信息处理部，该云端服务器能够对学生的图形化答题信息或创作信息进行处理，因此学生操作器内可以不设置任何处理器或内存，也不需要安装操作系统和应用软件。相应地，本专利技术的学生操作器的成本远低于现有的学生终端，教学系统的铺设成本也远低于现有的类似系统，能够以极低成本实现图形化的远程教学。附图说明图1是本专利技术实施例一的图形化远程教学系统的构成框图；图2是本专利技术实施例一的图形化提问画面的示意图；图3是本专利技术实施例一的图形化提问画面在创作过程中的示意图；图4是本专利技术实施例一的学习信息处理部的构成框图；图5是本专利技术实施例一的图形化提问画面显示创作结果的示意图；图6是本专利技术实施例一的图形化远程教学方法的图形化创作流程图；图7是本专利技术变形例的图形化提问画面的示意图；图8是本专利技术实施例二的图形化远程教学系统的构成框图；图9是本专利技术实施例四的基于笔迹输入区域进行答题的画面示意图；图10是本专利技术实施例四的基于笔迹输入区域进行美术创作的画面示意图。具体实施方式作为第一种实施形态，本专利技术提供了一种图形化远程教学系统，用于进行图形化教育以及图形化答题或图形化创作，其特征在于，包括：教师终端，由进行图形化教育的教师持有；教室管理装置，设置在教室内；多个学生操作器，分别由处在教室内的各个学生持有并且与教室管理装置通过近距离无线通信方式相通信连接；以及云端服务器，与教师终端以及教室管理装置通过远程通信方式相通信连接，其中，教室管理装置至少含有与近距离无线通信方式相配套的装置侧近距离通信单元以及与远程通信方式相配套的装置侧远距离通信单元，学生操作器至少含有输入输出单元以及与近距离无线通信方式相配套的学生侧通信单元，云端服务器至少含有对答题信息或创作信息进行处理的学习信息处理部和对答题信息或创作信息进行存储的学习信息存储部，教室管理装置通过装置侧通信单元接受来自于云端服务器的图形化教育画面信息，并通过装置侧近距离通信单元将接收到的图形化教育画面信息传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图形化远程教学系统，用于进行图形化教育以及图形化答题或图形化创作，其特征在于，包括：/n教师终端，由进行图形化教育的教师持有；/n教室管理装置，设置在教室内；/n多个学生操作器，分别由处在所述教室内的各个学生持有并且与所述教室管理装置通过近距离无线通信方式相通信连接；以及/n云端服务器，与所述教师终端以及所述教室管理装置通过远程通信方式相通信连接，/n其中，所述教室管理装置至少含有与所述近距离无线通信方式相配套的装置侧近距离通信单元以及与所述远程通信方式相配套的装置侧远距离通信单元，/n所述学生操作器至少含有输入输出单元以及与所述近距离无线通信方式相配套的学生侧通信单元，/n所述云端服务器至少含有对答题信息或创作信息进行处理的学习信息处理部和对答题信息或创作信息进行存储的学习信息存储部，/n所述教室管理装置通过所述装置侧通信单元接受来自于所述云端服务器的图形化教育画面信息，并通过所述装置侧近距离通信单元将接收到的所述图形化教育画面信息传输给每一个所述学生操作器，/n所述学生操作器通过所述学生侧通信单元一旦接收到所述图形化教育画面信息，就通过所述输入输出单元对图形化教育画面进行显示，/n一旦所述学生针对所述图形化教育画面通过所述输入输出单元进行图形化答题或图形化创作时，所述学生侧通信单元就将答题信息或创作信息传输给所述教室管理装置，/n所述教室管理装置通过所述装置侧远距离通信单元将每一个所述答题信息或所述创作信息发送到所述云端服务器从而让该云端服务器将接收到的所述图形化答题或所述创作信息进行处理，并与所述学生操作器对应身份信息存储到所述学习信息存储部中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种图形化远程教学系统，用于进行图形化教育以及图形化答题或图形化创作，其特征在于，包括：
教师终端，由进行图形化教育的教师持有；
教室管理装置，设置在教室内；
多个学生操作器，分别由处在所述教室内的各个学生持有并且与所述教室管理装置通过近距离无线通信方式相通信连接；以及
云端服务器，与所述教师终端以及所述教室管理装置通过远程通信方式相通信连接，
其中，所述教室管理装置至少含有与所述近距离无线通信方式相配套的装置侧近距离通信单元以及与所述远程通信方式相配套的装置侧远距离通信单元，
所述学生操作器至少含有输入输出单元以及与所述近距离无线通信方式相配套的学生侧通信单元，
所述云端服务器至少含有对答题信息或创作信息进行处理的学习信息处理部和对答题信息或创作信息进行存储的学习信息存储部，
所述教室管理装置通过所述装置侧通信单元接受来自于所述云端服务器的图形化教育画面信息，并通过所述装置侧近距离通信单元将接收到的所述图形化教育画面信息传输给每一个所述学生操作器，
所述学生操作器通过所述学生侧通信单元一旦接收到所述图形化教育画面信息，就通过所述输入输出单元对图形化教育画面进行显示，
一旦所述学生针对所述图形化教育画面通过所述输入输出单元进行图形化答题或图形化创作时，所述学生侧通信单元就将答题信息或创作信息传输给所述教室管理装置，
所述教室管理装置通过所述装置侧远距离通信单元将每一个所述答题信息或所述创作信息发送到所述云端服务器从而让该云端服务器将接收到的所述图形化答题或所述创作信息进行处理，并与所述学生操作器对应身份信息存储到所述学习信息存储部中。


2.根据权利要求1所述的图形化远程教学系统，其特征在于：
其中，所述近距离无线通信方式为Wifi、蓝牙、2.4G无线BLE、IrDa、ZigBee、NFC、UWB、RFSIM、SIMPASS中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的图形化远程教学系统，其特征在于：
其中，所述输入输出单元为触摸式屏幕，
所述图形化教育画面中含有图形化提问画面，该图形化提问画面中含有图形化答案要素集合选项区域，
所述图形化答案要素集合选项区域中显示有为完成答题与创作所需的各种图形化答案要素集合，
所述图形化答题信息为所述学生通过该触摸式屏幕在所述图形化提问画面中对所述图形化答案要素集合进行包括选择、移动或组合中的至少一种的答题操作或创作操作而形成。


4.根据权利要求3所述的图形化远程教学系统，其特征在于：
其中，所述图形化教育为图形化编程或创作教育的过程，
所述云端服务器还具有与所述远程通信方式相配套的云端侧通信单元，
所述学习信息处理部具有代码编译模块以及信息处理控制单元，该代码编译模块包括编程代码存储单元、编程代码获取单元、编程代码运行单元，
所述编程代码存储单元存储有与各个所述图形化答案要素集合相对应的编程代码，
一旦所述云端侧通信单元接收到所述答题信息或所述创作信息，所述信息处理控制单元就控制所述编程代码获取单元根据所述答题信息或所述创作信息中所包含的所述图形化答案要素集合从所述编程代码存储单元检索获取对应的编程代码，控制所述编程代码运行单元基于答题信息或所述创作信息中的答题过程与创作过程操作对获取到的所述编程代码进行运行从而形成与运行结果相对应的答题结果或创作结果，
所述学习信息存储部对所述答题信息与对应的所述答题结果或所述创作信息与对应的所述创作结果进行存储。


5.根据权利要求4所述的图形化远程教学系统，其特征在于，还包括：
家长移动终端，由所述学生的家长持有，与所述云端服务器通过远程通信方式相通信连接，
所述云端侧控制部在控制所述学习信息存储部对所述答题信息与对应的所述答题结果或所述创作信息与对应的所述创作结果进行存储的同时还控制所述云端侧通信单元将所述答题信息或所述创作信息发送给与所述学生相对应的所述家长移动终端，让该家长移动终端显示对应的答题过程或创作过程。


6.根据权利要求4所述的图形化远程教学系统，其特征在于：
其中，所述云端服务器还具有结果画面处理生成部，
所述云端侧控制部在控制所述学习信息存储部对所述答题信息与对应的所述答题结果或所述创作信息与对应的所述创作结果进行存储的同时，还控制所述结果画面生成部生成反映答题结果或创作结果的帧图像流作为结果帧图像流，进一步控制所述云端侧通信单元通过所述教室管理装置将所述结果帧图像流实时发送至所述学生操作器，从而使得所述输入输出单元对所述答题结果或所述创作结果进行动态显示。


7.根据权利要求1所述的图形化远程教学系统，其特征在于：
其中，所述输入输出单元为触摸式屏幕，
所述图形化教育画面中含有图形化提问画面，该图形化提问画面中含有图形化答题与创作区域，
所述答题信息与所述创作信息为所述学生在所述图形化答题与创作区域中...

【专利技术属性】
技术研发人员：高勇，杨洁，
申请(专利权)人：高勇，
类型：发明
国别省市：上海;31