自动判断和指导学生实验操作的教学装置的制作方法

本实用新型属于教学技术领域，具体涉及自动判断和指导学生实验操作的教学装置。

背景技术：

随着互联网和通讯技术的发展，远程教学已经成为教学技术的热点。远程教学技术较为容易地应用在语文、英语、数学等无需实验操作的课程中。而在实验操作课程，例如化学实验课堂上，教师一般单方面演示实验操作，学生观看教师演示视频；或者由学生进行实验操作，教师观看学生操作视频。由于缺少实验中的操作过程自动化指导，在学生根据教师教学内容进行单方面实验操作时，易发生意外。

现有技术中，急需一种自动判断和指导学生实验操作的教学装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动判断和指导学生实验操作的教学装置。

具体技术方案如下：

一种自动判断和指导学生实验操作的教学装置，包括教师教学设备、学生视频捕捉设备和视频数据分析服务器，所述教师教学设备、学生视频捕捉设备和视频数据分析服务器分别通过网络互连；教师教学设备包括教师身份认证设备、教师课程管理设备、视频预警开启设备和交流互动设备，所述教师身份认证设备用于认证登录教师，所述教师课程管理设备用于通过远程手段获得教学课程内容，发布课程内容和进行课后测试，当教师所授课程为实验课程时，所述视频预警开启设备启动视频预警功能，所述交流互动设备用于教师与学生的交流；学生视频捕捉设备包括用于捕捉单一学生或者课堂多个学生的课堂影像的摄像头；视频数据分析服务器包括图像处理设备、视频预警生成设备和警报发出设备。

进一步的，所述视频预警开启设备用于接收教师课程管理设备发出的预警开启指令。

进一步的，所述视频预警开启设备开启后，向视频数据分析服务器发送一条视频预警生成指令。

进一步的，所述视频预警开启设备根据学生视频捕捉设备捕捉到的学生实验视频进行分析，对有危险的实验操作进行生成预警信息，并发送给警报发出设备。

进一步的，所述警报发出设备向教师及学生的紧急联系人发出警报。

有益效果，通过实施本申请的技术方案，能够增强实验教学过程中的互动体验，便于教师有针对性地指导实操，更好地保障实验过程中学生安全。

附图说明

图1为本实用信息的自动判断和指导学生实验操作的教学装置的示意图。

图2为本实用信息的自动判断和指导学生实验操作的教学装置的流程示意图。

图例：1.教师教学设备；11.教师身份认证设备；12.教师课程管理设备；13.视频预警开启设备；14.交流互动设备；2.学生视频捕捉设备；3.视频数据分析服务器；31.图像处理设备；32.视频预警生成设备；33.警报发出设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作出进一步详细说明。

如图1-2所示，一种自动判断和指导学生实验操作的教学装置，包括，教师教学设备1、学生视频捕捉设备2和视频数据分析服务器3。

教师教学设备1、学生视频捕捉设备2和视频数据分析服务器3分别通过网络互连，可以是互联网，也可以是5g网络、局域网络等，保证学生能够远程与教师沟通；教师教学设备1包括教师身份认证设备11、教师课程管理设备12、视频预警开启设备13和交流互动设备14，

教师身份认证设备11，用于认证登录教师以及教师所处的级别、年级、教师教授的课程科目等，教师课程管理设备12用于通过远程手段获得教学课程内容，发布课程内容和进行课后测试，当教师所授课程为实验课程时，例如可以为化学、物理、化学等课程的实验课程，视频预警开启设备13将被启动，交流互动设备14用于教师与学生的交流。

学生视频捕捉设备2开启模式的启动方式分为交互启动方式和自动启动方式。在交互启动方式时，当教师登录进教师课程管理设备12，依照课程进行流程，若进行到实验性课程，则由学生视频捕捉设备2向教师用户发送一条是否开启视频预警的交互指令，教师用户对该交互指令进行应答，依照教师用户的应答内容，开启或暂缓开启视频预警交互模式。在自动启动方式，由教师教学设备的教师课程管理设备12依照课程管理流程为每个实验课程预置危险等级，视频预警开启设备13依据实验课程危险等级，自动打开或关闭视频预警开启模式。

学生视频捕捉设备2，包括摄像头，用于捕捉单一学生或者课堂多个学生的课堂影像，即捕捉学生的课堂图像信号，并将课堂图像信号发送给视频数据分析服务器3。

视频数据分析服务器3包括图像处理设备31，对学生课堂实验操作的图像进行分析，视频数据分析服务,3可以是云端服务器，其预先经过历史学生课堂实验操作图像数据的训练，能够依据实验操作图像对实验操作内容由学生视频捕捉设备2进行计算机视觉捕捉，并把实验操作内容根据危险阈值进行分类，其类别包括但不限于危险级操作、不规范操作、规范操作等，在视频预警开启模式下，视频预警生成设备32根据学生视频捕捉设备2捕捉到的学生实验视频进行分析，对有危险级操作进行生成预警信息，通知教师和学生联系人并发送给警报发出设备33，呼叫教师和学生联系人立即响应警报；对于不规范操作，视频预警生成设备32根据视频呼叫教师，由教师给与学生指导，对于规范操作级别，视频预警生成设备32不生成警报，视频数据分析服务器上还包括云存储器，可以由教师用户指定某堂课某学生某时段的视频数据，并将该指定数据保存在云存储器上。教师可以通过教师课程管理设备12回放指定视频数据并在视频数据上进行标注，以作为教学示例保存在教案中。

能够增强实验教学过程中的互动体验，便于教师有针对性地指导实操，更好地保障实验过程中学生安全。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何书序本领域技术的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或者等效替换均落入本实用新型的保护范围内。

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