一种分布式教学系统技术方案

本发明专利技术提出了一种分布式教学系统，为教学端和学生端分别建立第一教学模块和第一学习模块，并通过系统中心的环状教学岛执行教学数据的处理分析，独创性地引入了邀请学生模块，实现尤佳的全方位综合分布式教学效果，同时基于分布式系统模块设计，提升分布式教学系统的系统控制功能性，确保了辅助教学模块的教学质量比对，提供多元化的教学信息来源，较之现有技术较佳的提升了远程分布式教学的教学效果。技术较佳的提升了远程分布式教学的教学效果。技术较佳的提升了远程分布式教学的教学效果。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式教学系统


[0001]本专利技术属于分布式教育领域，尤其涉及一种分布式教学系统。

技术介绍

[0002]智慧教育作为智慧城市的一部分，在现代教学中应用范围愈加广泛，适用场景十分多样，同时教学收益有目共睹。
[0003]分布式教学系统作为智慧教育的重要组成部分，实践了关于智慧教育的远程教学模式，满足了部分学校和教学场景下，面对面教学的不足，同时，提升了整体教学的综合协同程度，为学生提供了更加丰富和生动的教学体验。
[0004]分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。其目的是利用更多的机器，处理更多的数据。首先需要明确的是，只有当单个节点的处理能力无法满足日益增长的计算、存储任务的时候，且硬件的提升(加内存、加磁盘、使用更好的CPU)高昂到得不偿失的时候，应用程序也不能进一步优化的时候，我们才需要考虑分布式系统。因为，分布式系统要解决的问题本身就是和单机系统一样的，而由于分布式系统多节点、通过网络通信的拓扑结构，会引入很多单机系统没有的问题，为了解决这些问题又会引入更多的机制、协议，带来更多的问题。分布式系统分为分布式计算(computation)与分布式存储(storage)。计算与存储是相辅相成的，计算需要数据，要么来自实时数据(流数据)，要么来自存储的数据；而计算的结果也是需要存储的。分布式系统需要大量机器协作，面临诸多的挑战：第一，异构的机器与网络：分布式系统中的机器，配置不一样，其上运行的服务也可能由不同的语言、架构实现，因此处理能力也不一样；节点间通过网络连接，而不同网络运营商提供的网络的带宽、延时、丢包率又不一样。怎么保证大家齐头并进，共同完成目标，这四个不小的挑战。第二，普遍的节点故障：虽然单个节点的故障概率较低，但节点数目达到一定规模，出故障的概率就变高了。分布式系统需要保证故障发生的时候，系统仍然是可用的，这就需要监控节点的状态，在节点故障的情况下将该节点负责的计算、存储任务转移到其他节点第三，不可靠的网络：节点间通过网络通信，而网络是不可靠的。可能的网络问题包括：网络分割、延时、丢包、乱序。
[0005]智慧学校是分布式系统应用的又一技术高地。智慧学校又可称为智慧校园、智慧教室或智慧课堂。学界对于“智慧教室”的概念已经达成了基本共识。这一共识认为，“智慧教室”是运用人工智能、人机交互等技术增强教学内容呈现和对整个教学环境的感知，利用物联网、互联网等通信技术优化教师和学生的沟通交流，促进个性化教学活动开展的教学环境。中国历史上教学环境的发端始自夏朝，当时被称为“庠”，是教室的萌芽形态。“庠”字由一“广”一“羊”组成，“广”表示与房屋有关，是教育的场所。之后又经历了私塾、书院等私学，到太学、国子监等官学，16世纪末实行班级授课制的教学环境成为真正现代意义上的教室，是现代教学环境演变的源头。纵观从黑板、讲台、桌椅的教室标配，到拥有电子音像设备的电子教室，到配备电视、投影仪、幻灯、白板等设备的多媒体教室，再到当前以云计算、互
联网、物联网、智能交互技术为依托的“智慧教室”，可以说，教学环境的革新为教育教学提供了日益先进的环境支持，“智慧教室”作为先进教学环境从技术本位上有力促进了课堂形态的转变。建设“智慧教室”，乃是构建一种以当前的高新技术为依托的教学环境，这一新型教学环境在本质上仍然是一种基础支撑物，作为客体存在本身，它不具备推进教学模式变革的主观能动性。
[0006]与传统思政课堂相比，人工智能驱动下的思政课智慧课堂是集软硬件智能设施、技术于一体的智慧教学新生态，旨在借助现代化信息技术手段如大数据技术、虚拟现实技术(VR)、增强现实技术(AR)、混合现实技术(MR)，实现对思政课教学环境的智慧赋能，打造“AI+思政课堂”新模式，科学甄别学生特征，统筹配备师资，精确定制课堂内容，智能优化课堂教学，精准评估课堂效果，以师生互动、生生互动、人机互动、人际互动增强学生对思政课教学的深度学习与沉浸式体验，实现教育过程由“一对多”到“多对多”“一对一”转变，提升思政课课程育人的导向性、亲和力和针对性。
[0007]传统的分布式教学系统，其系统组成较为模板化，且未合理考虑不同角色之间的多层次协同效果，同时，缺乏对教学效果的反馈和整合。
[0008]本专利技术提出了一种分布式教学系统，通过分布式的系统架构设置，为教学端和学生端分别建立第一教学模块和第一学习模块，并通过系统中心的环状教学岛执行教学音视频数据的中继处理和分析加工，首先，通过多个旁听教席模块为教学数据执行特定的截取操作，在分布式教学系统执行教学数据组合的同时限定了教学数据的加工范围；其次，独创性地引入了邀请学生模块，基于教学效果考量，在特定的教学数据截取部分执行基于邀请学生模块经比对选定处理后的辅助教学，从而实现尤佳的全方位综合分布式教学效果。再次，通过引入旁听教席的操作统计，为旁听教席的教学数据截断提供了特定的处理阈值，从而从系统层面对教学数据的加工进行了限制，提升分布式教学系统的系统控制功能性。第四，通过邀请教席的竞争上岗机制，确保了特定邀请学生模块的辅助教学质量比对，多元化教学信息来源，较之现有技术较佳的提升了远程分布式教学的教学效果。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在提供一种优于现有技术的一种分布式教学系统。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种分布式教学系统，所述系统包括：
[0012]第一教学模块，所述第一教学模块至少连接教师端，并接收教师端操作数据，且，将所述教师端操作数据发送至所述分布式教学系统的环状教学岛，供所述分布式教学系统的环状教学岛执行进一步处理；
[0013]所述教师端操作数据，为所述分布式教学系统教学授课教师在所述分布式教学系统的教师端执行教学操作所产生的操作记录数据；
[0014]环状教学岛，所述环状教学岛至少包含：
[0015]邀请教席归置模块，所述邀请教席归置模块用于确定并保存各个邀请学生模块的系统权重信息；
[0016]其中，每一组所述邀请学生模块的系统权重信息至少包含：
[0017]邀请学生模块ID、系统权重信息ID、系统权重信息值；
[0018]所述邀请学生模块ID被系统预置于分布式教学系统的各个邀请学生模块，并在系统初始化阶段发送至分布式教学系统的环状教学岛执行本地存储；
[0019]多个旁听教席，每个所述旁听教席用于监听操作记录数据，并选取特定的操作记录数据片段，作为非必要教学内容，执行操作记录数据的截取，生成被截取的空白时段；以及，多个旁听教席将被截取的空白时段及其相关信息发送至教学片记录模块以及旁听教席操作统计器；
[0020]所述分布式教学系统还包括旁听教席操作统计器，用于存储旁听教席操作阈值，并基于所述旁听教席操作阈值，执行建档位置确定；
[0021]教学片记录模块，所述教学片记录模块用于接收多个旁听教席将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式教学系统，所述系统包括：第一教学模块，所述第一教学模块至少连接教师端，并接收教师端操作数据，且，将所述教师端操作数据发送至所述分布式教学系统的环状教学岛，供所述分布式教学系统的环状教学岛执行进一步处理；所述教师端操作数据，为所述分布式教学系统教学授课教师在所述分布式教学系统的教师端执行教学操作所产生的操作记录数据；环状教学岛，所述环状教学岛至少包含：邀请教席归置模块，所述邀请教席归置模块用于确定并保存各个邀请学生模块的系统权重信息；其中，每一组所述邀请学生模块的系统权重信息至少包含：邀请学生模块ID、系统权重信息ID、系统权重信息值；所述邀请学生模块ID被系统预置于分布式教学系统的各个邀请学生模块，并在系统初始化阶段发送至分布式教学系统的环状教学岛执行本地存储；多个旁听教席，每个所述旁听教席用于监听操作记录数据，并选取特定的操作记录数据片段，作为非必要教学内容，执行操作记录数据的截取，生成被截取的空白时段；以及，多个旁听教席将被截取的空白时段及其相关信息发送至教学片记录模块以及旁听教席操作统计器；所述分布式教学系统还包括旁听教席操作统计器，用于存储旁听教席操作阈值，并基于所述旁听教席操作阈值，执行建档位置确定；教学片记录模块，所述教学片记录模块用于接收多个旁听教席将被截取的空白时段及其相关信息，并存储至本地，用于系统回滚操作；第一插入模块，所述第一插入模块用于从环状教学岛获取所述建档位置，通知多个邀请学生模块中的每个，并基于原始操作记录数据，生成插入建档位置的第二操作记录数据，将所述原始操作记录数据以及第二操作记录数据、建档位置发送至多个邀请学生模块；其中，第二操作记录数据将原始操作记录数据的各个建档位置数据置零；多个邀请学生模块，每个所述邀请学生模块用于从第一插入模块获取所述原始操作记录数据以及第二操作记录数据、建档位置，制作所述原始操作记录数据的各个建档位置的建档插入数据；所述多个邀请学生模块还用于将所述各个建档位置的建档插入数据及其相应的时长、位置信息以及对应的建档位置ID发送给邀请教席竞争模块；所述建档位置ID为在建立以后即具有特定的ID信息；邀请教席竞争模块，所述邀请教席竞争模块用于基于所述邀请教席归置模块确定并保存的各个邀请学生模块的系统权重信息，以及多个邀请学生模块在各个建档位置的建档插入数据及其相应的时长、位置信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志雄，
申请(专利权)人：深圳市中科网威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：