一种课堂学情互动教学研究系统技术方案

本发明专利技术公开了一种课堂学情互动教学研究系统，包括服务器单元、交换机单元、摄像机单元、终端系统单元和管理系统单元；所述服务器单元与交换机单元连接，所述服务器单元用于储存和处理摄像机单元采集到的图像，同时用于为管理系统单元提供环境支撑和使用平台；所述交换机单元分别与服务器单元、摄像单元、终端系统单元连接，交换机单元用于实现各个单元之间数据传递；所述摄像单元与交换机单元连接，摄像单元包括若干摄像头，用于采集课堂上学生以及教师的图像信息；所述终端系统单元与交换机单元和管理系统单元连接，用于远程访问管理系统单元以及展示课堂学习情况；所述管理系统单元与终端系统单元连接，用于实现对各个系统的统一管理。

【技术实现步骤摘要】
一种课堂学情互动教学研究系统
本专利技术涉及多媒体教学系统
，具体地说，特别涉及到一种课堂学情互动教学研究系统。
技术介绍
近年来，随着科技的发展，教学评估模型被广泛的运用到教学过程中，但传统的教学评估模型主要以总结性学习评价为主，注重学生最终对知识的掌握程度，偏向于定性教学，采用这种教学评估方式，教师与学生之间缺少交流，学习效率低下，不利于师生之间的互动和总结教学经验。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种课堂学情互动教学研究系统，以解决现有技术中存在的问题。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种课堂学情互动教学研究系统，包括服务器单元、交换机单元、摄像机单元、终端系统单元和管理系统单元；所述服务器单元与交换机单元连接，用于储存和处理摄像机单元采集到的图像，同时用于为管理系统单元提供硬件环境支撑和使用平台；所述交换机单元分别与服务器单元、摄像单元、终端系统单元连接，用于实现各个单元之间数据传递；所述摄像单元与交换机单元连接，摄像单元包括若干摄像头，所述摄像头用于采集课堂上学生以及教师的图像信息；所述终端系统单元与交换机单元和管理系统单元连接，用于远程访问管理系统单元以及展示课堂学习情况；所述管理系统单元与终端系统单元连接，用于实现对各个系统的统一管理。进一步的，所述服务器单元包括若干视频/图像服务器和若干应用服务器，所述视频/图像服务器用于提供视频/图像识别、分类聚类深度学习等引擎服务系统的硬件环境支撑和使用平台，所述应用服务器为管理单元系统提供硬件支撑环境和使用平台。进一步的，所述终端系统单元包括与管理系统单元连接的PC机、PAD、移动手机，以及与课堂学情展示模块连接的智能终端，PC机、PAD、移动手机用于远程访问管理系统单元，实现对系统的管理和分析，智能终端用于展示课堂学情。进一步的，所述管理系统单元包括校园/教学楼等管理模块、师生管理模块、学院/专业等管理模块、设备/引擎等管理模块以及课堂学情互动分析模块。一种课堂学情互动教学研究系统的方法，包括以下步骤：1)启动视频/图像服务器、应用服务器以及相关网络交换机设备；2)启动摄像头和智能终端设备，让设备处于正常的运行状态；3)启动视频/图像识别、分类聚类深度学习等引擎服务系统；4)启动校园/教学楼管理系统、学院/专业管理系统、师生管理系统和课堂学情互动分析系统等应用服务系统，对各个系统的基础数据进行管理和设置；5)对摄像机进行参数设定，实时对监控区域进行图像和视频的拍摄并将数据储存到视频/图像服务器；6)通过视频/图像服务器，对摄像机采集到的视频和图像进行汇集分类聚类深度学习，形成多维度教学评估数据模型；7)课堂学情互动分析系统，通过多维度教学评估数据模型，加以图形化展示建模，输出图形化分析以及教学优化建议；8)通过智能终端将课堂上的情况实时展示出来。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术通过交换机单元能够实现各个单元之间的数据信息传递，实现对教师和学生教学情况的实时监管，提升了教学质量，减轻了教师的教学压力。2.通过多维度教学评估数据模型，对课堂学情加以图形化展示建模，直观形象。附图说明图1为本专利技术所述的互动教学研究系统的示意图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。参见图1，本专利技术所述的一种课堂学情互动教学研究系统，包括服务器单元、交换机单元、摄像机单元、终端系统单元和管理系统单元；所述服务器单元与交换机单元连接，用于储存和处理摄像机单元采集到的图像，同时用于为管理系统单元提供环境支撑和使用平台；所述交换机单元分别与服务器单元、摄像单元、终端系统单元连接，用于实现各个单元之间数据传递；所述摄像单元与交换机单元连接，摄像单元包括若干摄像头，用于采集课堂上学生以及教师的图像信息；所述终端系统单元与交换机单元和管理系统单元连接，所述应用服务器为管理单元系统提供硬件支撑环境；所述管理系统单元与终端系统单元连接，用于实现对各个系统的统一管理。所述服务器单元包括若干视频/图像服务器和若干应用服务器，所述视频/图像服务器用于提供视频/图像识别、分类聚类深度学习等引擎服务系统的硬件环境支撑和使用平台，所述应用服务器为管理单元系统提供硬件支撑环境和使用平台。所述视频/图像识别、分类聚类深度学习等引擎服务系统通过视频/图像服务器与核心交换机相连接。所述终端系统单元包括与管理系统单元连接的PC机、PAD、移动手机，以及与课堂学情展示模块连接的智能终端，PC机、PAD、移动手机用于远程访问管理系统单元，实现对系统的管理和分析，智能终端用于展示课堂学情。所述终端系统展示服务包括基于PC机、PAD及移动手机的终端管理应用和基于安卓系统的智能设备终端与楼层交换机相连接。所述管理系统单元包括校园/教学楼等管理模块、师生管理模块、学院/专业等管理模块、设备/引擎等管理模块以及课堂学情互动分析模块。所述校园/教学楼管理系统、学院/专业管理系统、师生管理系统和课堂学情互动分析系统通过应用服务器与核心交换机相连接。所述校园/教学楼管理系统用于实现校园信息、教学楼信息、楼层信息和教室信息等管理服务。所述师生管理系统用于实现教师信息、学生信息和选课信息等管理服务。所述学院/专业管理系统用于实现学院信息、专业信息、班级信息和课程开设安排等管理服务。课堂学情互动分析系统用于实现课堂签到行为分析、课堂学情行为分析、师生互动行为分析、老师移动轨迹分析、学生低头行为分析和课堂氛围行为分析。一种课堂学情互动教学研究系统的方法，包括以下步骤：1)启动视频/图像服务器、应用服务器以及相关网络交换机设备；2)启动摄像头和智能终端设备，让设备处于正常的运行状态；3)启动视频/图像识别、分类聚类深度学习等引擎服务系统；4)启动校园/教学楼管理系统、学院/专业管理系统、师生管理系统和课堂学情互动分析系统等应用服务系统，对各个系统的基础数据进行管理和设置；5)对摄像机进行参数设定，实时对监控区域进行图像和视频的拍摄并将数据储存到视频/图像服务器；6)通过视频/图像服务器，对摄像机采集到的视频和图像进行汇集分类聚类深度学习，形成多维度教学评估数据模型；7)课堂学情互动分析系统，通过多维度教学评估数据模型，加以图形化展示建模，输出图形化分析以及教学优化建议；8)通过智能终端将课堂上的情况实时展示出来。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种课堂学情互动教学研究系统，其特征在于：包括服务器单元、交换机单元、摄像机单元、终端系统单元和管理系统单元；/n所述服务器单元与交换机单元连接，用于储存和处理摄像机单元采集到的图像，同时为管理系统单元提供硬件环境支撑和使用平台；/n所述交换机单元分别与服务器单元、摄像单元、终端系统单元连接，用于实现各个单元之间数据传递；/n所述摄像单元与交换机单元连接，摄像单元包括若干摄像头，用于采集课堂上学生以及教师的图像信息；/n所述终端系统单元与交换机单元和管理系统单元连接，用于远程访问管理系统单元以及展示课堂学习情况；/n所述管理系统单元与终端系统单元连接，用于实现对各个系统的统一管理。/n

【技术特征摘要】
1.一种课堂学情互动教学研究系统，其特征在于：包括服务器单元、交换机单元、摄像机单元、终端系统单元和管理系统单元；
所述服务器单元与交换机单元连接，用于储存和处理摄像机单元采集到的图像，同时为管理系统单元提供硬件环境支撑和使用平台；
所述交换机单元分别与服务器单元、摄像单元、终端系统单元连接，用于实现各个单元之间数据传递；
所述摄像单元与交换机单元连接，摄像单元包括若干摄像头，用于采集课堂上学生以及教师的图像信息；
所述终端系统单元与交换机单元和管理系统单元连接，用于远程访问管理系统单元以及展示课堂学习情况；
所述管理系统单元与终端系统单元连接，用于实现对各个系统的统一管理。


2.根据权利要求1所述的一种课堂学情互动教学研究系统，其特征在于：所述服务器单元包括若干视频/图像服务器和若干应用服务器，所述视频/图像服务器用于提供视频/图像识别、分类聚类深度学习等引擎服务系统的硬件环境支撑和使用平台，所述应用服务器为管理单元系统提供硬件支撑环境和使用平台。


3.根据权利要求1所述的一种课堂学情互动教学研究系统，其特征在于：所述终端系统单元包括与管理系统单元连接的PC机、PAD、移动手机，以及与课堂学情展示模块连接的智能终端，PC机、PAD、移...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建军，杨爽，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31