一种基于云计算的教学辅助系统的制作方法

2021-01-25 15:01:16|

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本发明涉及教学设备领域，具体涉及一种基于云计算的教学辅助系统。

背景技术：

网络教学是在一定教学理论和思想指导下，应用多媒体和网络技术，通过师、生、媒体等多边、多向互动和对多种媒体教学信息的收集、传输、处理、共享，来实现教学目标的一种教学模式。现有的网络教学通常是通过连接网络的计算机，在将教师端的教学视频发送至学生端，学生端通过观看视频进行学习，但此方法无法方便的使老师和学生进行沟通，同时无法对学生端进行监管，在观看视频的同时，学生能够自由的控制设备，无法专心听课，导致教学效果较差，同时由于专用的远程教学设备功能较少，教学结束后不能进一步利用，导致设备的课后利用率较低。

公开号为cn107067850a的专利文件记载了一种远程教学互动交流系统，该系统设置了做笔记的抓拍和截屏工具，做标记的选择工具，做标注的文字照片编辑工具；该远程教学互动交流系统，包括由服务器、学生端、老师端、教室和互联网构成；学生通过电脑或移动终端经互联网，登陆服务器，利用设置的控制平台，远程调节摄像机(或照相机)和语音，远程听取老师在教室里上课的语音、观看老师上课实时视频和板书。师生通过带标记标注的照片、语音和视频三种方式进行远程的实时或非实时的互动交流，使远程教学能实现因材施教、有的放矢，达到师生面对面，一对一的教学效果。能够一定程度上解决老师与学生沟通的问题，但远程教学学生数量较多，会导致交流不受控制，如提问频繁，影响教学秩序和课程进度。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于云计算的教学辅助系统，通过发出不同的教学指令，配合指令转化模块转化为不同的控制指令，对学生端的第二显示模块的串流权限和输入权限进行限定，实现不同教学阶段对学生端的控制需求。

本发明所要解决的技术问题为：

a.如何提高远程教学不同阶段的教学效果。

b.如何提高设备在教学后的利用率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于云计算的教学辅助系统，包括教师端、学生端、云服务器端；

所述教师端包括第一登录模块、影像采集模块、指令采集模块、课件选择模块、第一通信模块、第一显示模块；

所述第一登录模块通过输入的教师账密，登录云服务器端的教师账户，并获取登录教师的教学数据，所述教学数据包括关联学生账户表、教学日志、学科数据和班级数据；

所述影像采集模块用于采集教师上课时的影像数据，并将影像数据推流至云服务器端；所述影像数据包括视频和音频；

所述指令采集模块用于获取教师输入的教学指令，并将教学指令发送至云服务器端，所述教学指令包括上课指令、讨论指令和下课指令；

所述课件选择模块用于根据学科数据和班级数据从云服务器端筛选对应课件，生成课件列表并在第一显示模块上显示；如学科数据为数学，班级数据为七年级1班，则从课件存储模块中筛选出七年级的数学课件，根据筛选出的课件生成课件表，教师选择一个课件后，将播放请求发送至云服务器端。

所述第一显示模块用于显示从云服务器端获取的视频流；所述第一通信模块用于教师端与云服务器端的数据传输；

所述云服务器端包括课件存储模块、课件播放模块、串流分配模块、指令转化模块；

所述课件存储模块用于存储所有学科的课件，所述课件包括视频课件，图片课件以及文档课件；还用于暂存影像数据；

所述课件播放模块用于在接收到上课指令且教师选择播放的课件后，从课件存储模块获取并播放对应的课件，并生成视频流；还用于在接收到讨论指令后，从关联学生账户表对应的所有学生端获取输入数据，并从输入数据中提取文本数据，再根据时间顺序生成文本流；

所述串流分配模块用于将生成的视频流以及文本流推流至教师端，将生成的文本流、视频流和影像数据推流至关联学生账户表对应的学生端；

所述指令转化模块用于接收教师端发出的教学指令，并将教学指令转化为学生端的控制指令，并将控制指令发送至学生端，所述控制指令包括第一控制指令、第二控制指令、第三控制指令；其中，教学指令转化为学生端的控制指令的具体方法如下：

s1、若接收到上课指令，则生成内容为输入权限为关、串流权限为开的第一控制指令；

s2、若接收到讨论指令，则生成内容为输入权限以及串流权限均为开的第二控制指令；

s3、若接收到下课指令，则生成内容为串流权限为关，输入权限为开的第三控制指令；

所述学生端包括第二登录模块、第二显示模块、输入模块、指令执行模块、第二通信模块；

所述第二登录模块用于根据学生输入的学生账密，登录云服务器端中的学生账户；

所述第二显示模块用于显示从云服务器端获取的文本流、视频流和影像数据；

所述输入模块用于采集学生端的输入数据；

所述指令执行模块用于在接收到控制指令后，对控制指令进行执行；其中，指令执行模块具体执行步骤如下：

ss1、接收到第一控制指令时，将云服务器端中的视频流和影像数据实时串流至第二显示模块，同时学生端不采集输入模块的输入数据；

ss2、接收到第二控制指令时，学生端开始采集输入模块的输入数据，同时将云服务器端中的文本流以及影像数据推流至第二显示模块；

ss3、接收到第三控制指令时，学生端开始采集输入模块的输入数据；同时第二显示模块停止从云服务器端接收文本流、视频流和影像数据；

所述第二通信模块用于学生端与云服务器端之间的数据传输。

进一步的，所述教师端、学生端和云服务器端之间传输文本流、视频流、影像数据、教学指令和控制指令的具体步骤如下：

步骤一、登录教师账户后，课件选择模块根据学科数据和班级数据从云服务器端中的课件存储模块中筛选出所有对应的课件，同时串流分配模块根据关联学生账户表将教师端与对应的学生端连接至云服务器端中的同一个教学组内，通过指令采集模块输入上课指令，指令转化模块在接收到上课指令后，将上课指令转化为第一控制指令，指令执行模块执行完第一控制指令后，通过课件选择模块选择课件，课件播放模块生成对应的视频流，同时影像采集模块开始采集影像数据，并将影像数据传输至课件存储模块中存储，串流分配模块将视频流实时传输至教师账户对应的教师端，并通过第一显示模块显示视频流，同时将视频流和影像数据实时传输至与教师端同一教学组内的学生端，并通过第二显示模块显示视频流和影像数据；

步骤二、输入讨论指令后，指令转化模块在接收到讨论指令后，将讨论指令转化为第二控制指令，指令执行模块执行完第二控制指令后，输入模块采集输入数据，并将输入数据发送至云服务器端，课件播放模块根据输入数据生成文本流，串流分配模块将文本流实时推流至教师端，并通过第一显示模块显示，同时将文本流和影像数据实时推流至学生端，并通过第二显示模块显示；

步骤三、输入下课指令后，指令转化模块在接收到讨论指令后，将讨论指令转化为第三控制指令，指令执行模块继续采集输入数据，同时课件播放模块停止生成视频流、文本流，同时影像采集模块停止采集影像数据。

本发明的有益效果：

(1)通过发出上课指令，指令转化模块的转化和指令执行模块的执行，将学生端的第二显示模块连接云服务器端，以便实现串流，还切断学生端与输入模块的通信，实现限制学生使用输入设备控制学生端，防止学生做其他事情，可以更好的专注于上课。

(2)在串流播放课件的同时，采集教师端的影像数据，并将影像数据实时传输至学生端，方便学生在看课件的同时配合影像数据中教师的板书或是讲解进行学习，提高学习效果。

(3)上课结束后，可通过发出讨论指令，使指令执行模块执行第二控制指令，输入模块重新与学生端连通，同时保持影像数据的传输，而课件播放模块根据输入数据生成文本流，再传回教师端和学生端，使教师和学生能够看到实时的讨论内容，以便教师可通过影像数据对文本流中的问题进行解答。实现教师实时与学生沟通，提高教学的效果。

(4)输入下课指令后，指令转化模块在接收到讨论指令后，将讨论指令转化为第三控制指令，指令执行模块继续采集输入数据，同时课件播放模块停止生成视频流、文本流，同时影像采集模块停止采集影像数据。方便课后学生使用学生端，提高设备的利用率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本实施例提供了一种基于云计算的教学辅助系统，包括教师端、学生端、云服务器端；

教师端采用pc、智能手机或是平板电脑等设备，所述教师端包括第一登录模块、影像采集模块、指令采集模块、课件选择模块、第一通信模块、第一显示模块；

所述第一登录模块通过输入的教师账密，登录云服务器端的教师账户，并获取登录教师的教学数据，所述教学数据包括关联学生账户表、教学日志、学科数据和班级数据；每个教师对应一个教师账户，且每个教师账户中关联学生表中关联多个学生账户，学科数据为该教师所教的学科，班级数据为该关联学生表中学生的年级信息和班级信息，教学日志为教学的进度表。

所述影像采集模块用于采集教师上课时的影像数据，并将影像数据推流至云服务器端；所述影像数据包括视频和音频；影像采集模块可采用高清网络摄像头采集摄像画面或是使用采集卡配合输入设备采集教师端的画面和音频。

所述指令采集模块用于获取教师输入的教学指令，并将教学指令发送至云服务器端，所述教学指令包括上课指令、讨论指令和下课指令；如教师登录账户后，第一显示模块会显示上课、讨论、下课的选择按钮，分别对应三个教学指令，通过按下按钮即可发送教学指令。

所述课件选择模块用于根据学科数据和班级数据从云服务器端筛选对应课件，生成课件列表并在第一显示模块上显示，如教师登录账户后，对应的学科为数学，第一显示模块会显示上课所有对应的课件的按钮，点击即可选择播放该课件。

所述第一显示模块用于显示从云服务器端获取的视频流；所述第一通信模块用于教师端与云服务器端的数据传输；

所述云服务器端包括课件存储模块、课件播放模块、串流分配模块、指令转化模块；

所述课件存储模块用于存储所有学科的课件，所述课件包括视频课件，图片课件以及文档课件；还用于暂存影像数据；

课件播放模块可通过调用云服务器端内的视频播放器、图片浏览器、文档编辑器来播放对应的课件。

所述串流分配模块用于将生成的视频流以及文本流推流至教师端，将生成的文本流、视频流和影像数据推流至关联学生账户表对应的学生端；

s1、若接收到上课指令，则生成内容为输入权限为关、串流权限为开的第一控制指令；在上课时，通过设置权限，限制学生使用输入设备控制学生端，防止学生做其他事情。

s2、若接收到讨论指令，则生成内容为输入权限以及串流权限均为开的第二控制指令；讨论时，可通过输入文字实现所有学生与老师的交流，方便老师对学生的疑问进行解答。

s3、若接收到下课指令，则生成内容为串流权限为关，输入权限为开的第三控制指令；下课后，第二显示模块停止串流数据，同时恢复输入的权限，方便课后学生使用学生端。

输入权限关即为输入设备无法进行输入，输入权限开，即为输入设备可进行输入，输入设备包括键盘、鼠标、触屏等。串流权限关即为第二显示模块不从云服务器端获取数据，串流权限开即为从第二显示模块获取数据。

所述学生端包括第二登录模块、第二显示模块、输入模块、指令执行模块、第二通信模块；

所述第二登录模块用于根据学生输入的学生账密，登录云服务器端中的学生账户；实现学生身份的识别。

所述第二显示模块用于显示从云服务器端获取的文本流、视频流和影像数据；采用具有音频输出功能的显示设备。

所述输入模块用于采集学生端的输入数据，所述输入数据包括通过鼠标、键盘或触屏输入的图片、文字等数据；

所述指令执行模块用于在接收到控制指令后，对控制指令进行执行；其中，指令执行模块具体执行步骤如下：

ss1、接收到第一控制指令时，将云服务器端中的视频流和影像数据实时串流至第二显示模块，同时学生端不采集输入模块的输入数据；

ss2、接收到第二控制指令时，学生端开始采集输入模块的输入数据，同时将云服务器端中的文本流以及影像数据推流至第二显示模块；

ss3、接收到第三控制指令时，学生端开始采集输入模块的输入数据；同时第二显示模块停止从云服务器端接收文本流、视频流和影像数据；

所述第二通信模块用于学生端与云服务器端之间的数据传输。

所述教师端、学生端和云服务器端之间传输文本流、视频流、影像数据、教学指令和控制指令的具体步骤如下：

本实施例的具体工作过程如下：

1)教师使用教师端登录自己的教师账户后，选择对应的教学指令，并发送至云服务器端，在发出上课指令后，指令转化模块根据教学指令生成第一控制指令，通过指令执行模块执行第一控制指令，将学生端的第二显示模块连接云服务器端，还切断学生端与输入模块的通信，限制学生使用输入设备控制学生端，防止学生做其他事情，可以更好的专注于上课，同时采集教师端的影像数据，云服务器端根据教师选择的课件，播放对应课件并生成视频流串流至教师端和学生端，并将影像数据实时传输至学生端，方便学生在看课件的同时配合影像数据中教师的板书或是讲解进行学习，提高学习效果。

2)根据教师的选择，指令采集模块发出讨论指令，目的是为了让教师实时与学生沟通，解答学生的疑问，因此指令转化模块根据教学指令生成第二控制指令，通过指令执行模块执行第二控制指令，输入模块重新与学生端连通，使输入数据能够向云服务器端传输，同时保持影像数据的传输，而课件播放模块根据输入数据生成文本流，再传回教师端和学生端，使教师和学生能够看到实时的讨论内容，以便教师可通过影像数据对文本流中的问题进行解答。

3)输入下课指令后，指令转化模块在接收到讨论指令后，将讨论指令转化为第三控制指令，指令执行模块继续采集输入数据，同时课件播放模块停止生成视频流、文本流，同时影像采集模块停止采集影像数据。方便课后学生使用学生端，可通过登录学生账户搜索对应课件进行课后学习，提高设备的利用率。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

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