专利名称：一种全景模式的在线学习系统及学习系统专用笔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种学习系统，尤其涉及一种全景模式的在线学习系统及学习系统专用笔。
背景技术：
随着信息技术的发展，越来越多的人从网上学习最新的知识，在线学习已经成为人们丰富自己知识的一条全新途径。然而，目前在线学习系统主要依赖于多媒体视频教学或单纯的文字教学两种途径。其中视频教学虽然比较生动，但由于录制时的距离，造成学生与播放内容有距离感，容易使学生分散注意力，而导致学生不感兴趣。另外，视频文件体积比较大，下载和保存会花费大量的时间和磁盘空间，而纯文字的教学方式又过于单调，更加不适合中小学生使用。
发明内容
为了解决上述现有教学方法之不足，本发明提供一种全景模式的在线学习系统。本发明采用的技术方案为:一种全景模式的在线学习系统，所述学习系统包括:全景课件制作系统、全景课件播放系统、全景作业互动系统和全景实验室系统，其特征在于，所述全景课件制作系统，通过全景学习笔获取老师的讲解动作、语音、课程资料及上述数据被取得时对应老师语音的时刻数据；并对这些数据进行处理，使之符合课件所要达到的制作规范要求；生成专用数据结构，形成文件保存至计算机中，并将文件上传审批，符合制作规范和教学规范要求的课件将进入中心服务器进行统一管理；所述全景课件播放系统，从中心服务器读取符合制作规范和教学规范的课件并进行解析，以录播或直播的形式，重现老师的全部语音、课程资料和讲解动作，达到全景模拟现场课堂教学的目的；所述全景作业互动系统，学生在完成老师通过本系统布置的作业后上传至中心服务器，再由中心服务器分配给老师，老师在已做完的作业文件中进行批阅并回传给学生；所述全景实验室系统，模拟物理、化学或生物课的实验过程，以实时演算动画的形式，呈现宏观的或微观的、过程式的或结果式的实验现象。学习系统具有语音录制功能和笔迹记录功能，可以设置笔迹的颜色与线条样式，并可将笔迹与产生笔迹时所对应的语音时刻进行对应记录。学习系统具有工作模式识别功能，可以实现不同的课堂讲解动作，所述课堂讲解动作包括:插入文字、动漫、图片、实验过程演示、绘制线条、精确角度、几何图形、板擦工具或小黑板工具。学习系统可以将上述数据进行处理，使之符合课件所要达到的制作规范要求；以工作模式-动作产生时刻-动作相关数据的结构，按照动作时刻对数据进行排序，并压缩形成符合全景制作规范的课件。学习系统可将生成的数据以数据流的形式直播出去，重现在当前正在收看直播的所有学生的电子设备屏幕上。
学习系统具备全景录播功能，可读取和解析所述课件，并根据播放时刻获取对应的讲解动作、语音及资料，将其重现在电子设备屏幕上。学习系统可以通过全景作业互动系统布置作业，学生完成作业并上传至中心服务器，生成唯一文档编号，由中心服务器分配给老师；老师在批阅作业中，利用教学系统进行批改、标注与说明，之后生成批阅人编码并返还给学生。学生收到已批阅的作业后，可以利用学习系统的播放功能播放老师的批改语音和动作，了解自己的学习效果。一种用于上述学习系统的专用笔，包括功能控制状态与功能实现状态两种工作状态，利用触摸按钮进行切换，专用笔具备语音采集模块、程序快捷操作按钮和数据输出模块，所述语音采集模块可以获取声音信号；所述程序快捷操作按钮可以采集控制指令信号；所述数据输出模块可以输出采集到的上述数据；专用笔输出的上述数据传输到学习系统的数据读取模块，学习系统的数据处理模块对获取到的数据进行处理，并根据教学要求生成符合教学规范和制作规范的课件；数据存储模块，将制作完成的上述课件进行文件存储。专用笔可通过触摸按钮切换功能控制状态与功能实现状态；在功能控制状态下，可选择所述的制作工具；在功能实现状态下，可实现所述制作功能。一种利用所述学习系统的学习方法，其特征在于，包括以下步骤:把讲解动作、语音和课程资料制作成符合教学规范和制作规范的标准课件，供学生在线浏览或下载电子课件进行学习，或者把讲解动作、语音和课程资料以直播的方式发送出去，供学生在线观看直播讲解。利用所述全景作业互动系统布置作业并分发送给学生；学生完成作业并上传至中心服务器，再由中心服务器分配给老师；老师对学生作业进行打分、批改及点评，并回传给学生；学生查看老师对自己作业的打分、批改及点评。本发明通过技术手段记录老师的讲课声音，并同步记录老师讲课时的讲解过程，通过专用的数据结构进行保存，并可以为学生进行同步回放，让学生获取最有效的学习信息。同时，体积非常小巧，四十分钟的课程，包含板书和讲师声音在内，仅有IOMb左右。本发明实现了作业交互系统。可以让老师通过本发明的课件制作功能，布置家庭作业。而学生则可以直接通过全景学习笔进行答题，并提交给老师。老师可以对学生的作业进行打分、批改，这些操作都是可以通过网络进行，在保证学习效果的同时，解决了师生双方的时空限制，也节约了大量的纸张。
图1是本发明的整个系统结构简要框2是本发明的课件制作系统工作流程3是本发明的课件制作系统的简要流程图4是本发明的直播工作模式下，播放系统的简要结构5是以直播的形式为在线的学生进行远程讲解的工作流程图6是本发明的作业互动系统的简要工作流程7是本发明的作业互动系统的工作流程图8是本发明中的专用全景学习笔的简要结构图
其中，I为发光二极管，2为感光元件，3为芯片，4为音量键+，5为音量键_，6为快进，7为快退，8为麦克风，9为开关，10为触摸按钮
具体实施例方式以下参照
本发明的具体实施方式
。如图1所示，本发明整个系统由专家客户端、中心服务器和学生用客户端三大部分组成。专家客户端(即老师所用的客户端)由课件制作系统和批阅用互动作业系统构成。可使用全景学习笔进行操作。学生用客户端由课件播放系统和学生用互动作业系统构成，可使用全景学习笔进行操作。中心服务器由中心流媒体服务器和课件与作业文件管理系统构成，其中，中心流媒体服务器对老师的语音文件进行管理，在直播和录播中的语音文件，需要从中心流媒体服务器读取。而课件与作业文件管理系统，则集中管理课程或作业所必需的电子课件和作业文档。图2是课件制作系统的工作流程图。老师的语音通过流媒体处理系统记录，全景学习笔所提供的讲解动作信号，由数据处理系统进行处理。同时，数据处理系统会协同流媒体处理系统，对语音信号和讲解动作信号根据语音的时刻进行匹配。并最终由数据处理系统形成符合全景学习制作规范的课件。图3是课件制作系统的简要流程。在课件制作过程中，老师可以一边讲解，一边使用全景学习笔进行讲解操作，包括插入文字、图片、动漫、实验过程演示；绘制直线、精确角度、几何图形；进行板擦操作、打开与关闭小黑板等。这些不同的操作信号，都由课件制作系统接受并处理，同时与老师讲解语音的当前时刻进行匹配。在录制完成后，将获取到的数据
统一处理。符合制作标准的课件上传到中心数据处理系统等待处理。如图4所示，审核人员审核课件是否符合内容规范，审核不符合要求的课件将被退回，并通知制作人进行修改。而审核合格的课件，将进入中心服务器。其中语音部分会保存在中心流媒体服务器，课件则保存在课件与作业文件管理系统中。这时，学生就可以浏览和学习这些课程了。图5表示以直播的形式为在线的学生进行远程讲解的工作流程。老师需要首先连接到中心媒体服务器，其展示资料、讲解过程会形成二进制数据流，以信号的形式通过中心媒体服务器进行广播。与此同时，老师的声音则以流媒体的形式，通过中心媒体服务器进行同步广播。在线的学生通过专用客户端接受动作信号和声音信号，并在其计算机上进行同步播放，达到远程直播教学目的。除直播形式外，本发明还可以以录播的形式，将规范课件集中放在中心服务器上供学生在线浏览学习或下载学习。如图6所示。首先通过本发明的课件录制系统将讲解过程、资料、声音转换成标准的电子课件。然后将课件提交给审核人员。在确认课件符合全景学习内容规范后，集中上传到中心服务器。学生则可以通过B/S的形式，从网站上浏览各地老师的课程，并选择自己感兴趣的课题，通过专用客户端或B/S版的学生专用播放程序进行在线浏览学习或下载学习。
图7是本发明的互动作业系统的工作流程。老师通过本发明的全景学习制作系统给学生布置作业，并通过中心服务器发送给学生。学生可以使用全景学习笔直接在作业课件上进行解答，并回传给老师。老师在收到学生的回复后，在已解答的作业上进行批改、打分，并回发给学生，帮助学生检查自己的学习效果。图8展示了本发明中的专用全景学习笔的简要结构图。本发明中的全景学习笔，可在本系统模拟现实笔的操作，让老师和学生更方便地进行功能选择与实现。全景学习笔具有感光元件2，用于功能控制。处理芯片3可以将感光元件2获取到的数据，计算为控制信号输出给计算机使用。同时，全景学习笔通过一个触摸按钮10来进行功能控制状态与功能实现状态的切换。为了方便录音，全景学习笔内置一个麦克风8，可用于声音的采集。同时，全景学习笔上的快捷键4-7可用于对本发明中的计算机程序进行快捷操作。本发明的全景学习笔可以在本系统中为老师和学生带来模拟日常用笔的书写体验。可以更方便地制作电子课件、批阅学生作业以及进行作业解答。
权利要求
1.一种全景模式的在线学习系统，所述学习系统包括:全景课件制作系统、全景课件播放系统、全景作业互动系统和全景实验室系统，其特征在于，所述全景课件制作系统，通过全景学习笔获取老师的讲解动作、语音、课程资料及上述数据被取得时对应老师语音的时刻数据；并对这些数据进行处理，使之符合课件所要达到的制作规范要求；生成专用数据结构，形成文件保存至计算机中，并将文件上传审批，符合制作规范和教学规范要求的课件将进入中心服务器进行统一管理；所述全景课件播放系统，从中心服务器读取符合制作规范和教学规范的课件并进行解析，以录播或直播的形式，重现老师的全部语音、课程资料和讲解动作，达到全景模拟现场课堂教学的目的；所述全景作业互动系统，学生在完成老师通过本系统布置的作业后上传至中心服务器，再由中心服务器分配给老师，老师在已做完的作业文件中进行批阅并回传给学生；所述全景实验室系统，模拟物理、化学或生物课的实验过程，以实时演算动画的形式，呈现宏观的或微观的、过程式的或结果式的实验现象。
2.根据权利要求1所述的学习系统，其特征在于，学习系统具有语音录制功能和笔迹记录功能，可以设置笔迹的颜色与 线条样式，并可将笔迹与产生笔迹时所对应的语音时刻进行对应记录。
3.根据权利要求1所述的学习系统，其特征在于，学习系统具有工作模式识别功能，可以实现不同的课堂讲解动作，所述课堂讲解动作包括:插入文字、动漫、图片、实验过程演示、绘制线条、精确角度、几何图形、板擦工具或小黑板工具。
4.根据权利要求2或3所述的学习系统，其特征在于，学习系统可以将上述数据进行处理，使之符合课件所要达到的制作规范要求；以工作模式-动作产生时刻-动作相关数据的结构，按照动作时刻对数据进行排序，并压缩形成符合全景制作规范的课件。
5.根据权利要求2或3所述的学习系统，其特征在于，学习系统可将权利要求2或权利要求3生成的数据以数据流的形式直播出去，重现在当前正在收看直播的所有学生的电子设备屏眷上。
6.根据权利要求4所述的学习系统，其特征在于，学习系统具备全景录播功能，可读取和解析权利要求4所述的课件，并根据播放时刻获取对应的讲解动作、语音及资料，将其重现在电子设备屏幕上。
7.根据权利要求2或3所述的学习系统，其特征在于，学习系统可以通过全景作业互动系统布置作业，学生完成作业并上传至中心服务器，生成唯一文档编号，由中心服务器分配给老师；老师在批阅作业中，根据权利要求2和3所述的功能进行批改、标注与说明，之后生成批阅人编码并返还给学生。
8.根据权利要求7所述的学习系统，其特征在于，学生收到已批阅的作业后，可以利用学习系统的播放功能播放老师的批改语音和动作，了解自己的学习效果。
9.一种用于权利要求1-8任一项所述学习系统的专用笔，包括功能控制状态与功能实现状态两种工作状态，利用触摸按钮进行切换，专用笔具备语音采集模块、程序快捷操作按钮和数据输出模块，所述语音采集模块可以获取声音信号；所述程序快捷操作按钮可以采集控制指令信号；所述数据输出模块可以输出采集到的上述数据；专用笔输出的上述数据传输到学习系统的数据读取模块，学习系统的数据处理模块对获取到的数据进行处理，并根据教学要求生成符合教学规范和制作规范的课件；数据存储模块，将制作完成的上述课件进行文件存储。
10.根据权利要求9所述的专用笔，其特征在于，可通过触摸按钮切换功能控制状态与功能实现状态；在功能控制状态下，可选择权利要求3所述的各种制作工具；在功能实现状态下，可实现权利要求3所述的各种制作功能。
11.一种利用权利要求1-8任一项所述学习系统的学习方法，其特征在于，包括以下步骤:把讲解动作、语音和课程资料制作成符合教学规范和制作规范的标准课件，供学生在线浏览或下载电子课件进行学习，或者把讲解动作、语音和课程资料以直播的方式发送出去，供学生在线观看直播讲解。
12.根据权利要求11所述的学习方法，其特征在于，利用权利要求1所述全景作业互动系统布置作业并分发送给学生；学生完成作业并上传至中心服务器，再由中心服务器分配给老师；老师对学生作业进行打分、批改及点评，并回传给学生；学生查看老师对自己作业的打 分、批改及点评。
全文摘要
本发明涉及一种全景模式的在线学习系统及学习系统专用笔，主要包括一、课件制作系统，取得讲解过程及资料展示的动作和位置，获取语音及上述数据被获取时对应语音的时刻，并将上述数据按照课件制作规范进行数据处理后，形成编码课件；二、以直播或录播两种不同方式，对规范课件进行解码播放；三、学生在完成通过本系统布置的作业后上传至中心服务器，然后分配给批阅老师进行批阅，在批阅后传给该生；四、展示详细的实验过程或实验结果；五、全景学习笔，用于本系统的专用笔，方便地制作电子课件、批阅作业和进行作业解答，本发明把讲解过程、语音及课程资料为学生进行同步播放，达到全景模拟真实课堂的教学目的。
文档编号G09B7/02GK103198724SQ201310096639
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者闫健, 任浩 申请人:闫健