一种教室多媒体系统及其使用方法与流程

文档序号：15835500发布日期：2018-11-07 07:48阅读：332来源：国知局

一种教室多媒体系统及其使用方法，属于教学设备领域，尤其涉及优化师生角色的教室多媒体系统及其使用方法。

背景技术

交互式电子白板，因解放了电脑对教师的束缚，实现教师面向学生授课，成为现代教室的标志性设备。但是，其存在的隐患，也逐渐暴露在教育工作者面前：

1.教师与学生共用一个屏幕，教师为开展教学的操作，对学生学习造成干扰。最典型的就是：教师将辅助理解的内容，与要求学生过手的内容一起，杂揉进课件里。随着课件的应用，课堂容量急剧增加，教师难于记下所教内容，是教师杂揉辅助理解内容的原因，但这种做法确实模糊了要求学生掌握内容与辅助学生理解内容之间的界线，增加了学生掌握难度。还有在播放与批注之间切换，频繁调用菜单等，都干扰了学生学习。

教师与学生共用一个展示手段，活动开展不起来。课堂多媒体互动基本环节主要有：教师播放课件、学生展示学习成果、教师点评学生展示。在这些环节中，交互式电子白板的控制权发生两次转移，依次是从教师转移到学生和从学生转移到教师。如果学生还有改动，教师又修改点评，则交互式电子白板的控制权转移又重新循环一次。如果有多个学生参与互动，交互式电子白板的控制权则频繁发生转移。中小学课堂活动较多，交互式电子白板控制权的频繁转移，放大了课堂时间浪费，而且，紧凑性要求高的同时展示活动，比如演算比赛，甚至根本无法开展起来。

教师被固定在电子白板前。交互式电子白板是解放教师被电脑束缚的产物，但教师只获得了面向交互式电子白板授课或面向学生授课的自由，教师依然被束缚在电子白板前，活动空间有限。教师高高在上，容易疏远与学生的心理距离，也不利于教师了解学生的学习情况。这种情况在高校也许不是问题，但在中小学课堂中却是严重的问题。

学生的展示活动频频遭遇技术困难。交互式电子白板操作复杂，比如要在课件播放与批注强调等之间来回切换，教师经过操作技能培训，使用过程中尚且存在或多或少的问题。学生没有受过训练，尤其是小学生心智不健全，本想批注，却翻到课件的下一页，本想强调，却变成批注，更别说配置颜色等。即使做好了，因为不熟练，时间也浪费严重。

技术实现要素：

发明人反复研究得出，上述问题的根本症结，在于对多媒体课堂中师生角色差异认识不清，导致技术手段缺乏使用对象的针对性，传统技术手段也没有整合到教室多媒体中来。一方面，以讲授为主的课堂样式是问题形成的土壤，另一方面，多媒体技术专业性强，推动教室多媒体发展的技术部门，又不了解多媒体课堂的真正需求，是这个问题久拖至今没有解决的原因。因此，本发明立足师生互动的视角，提供一个区别师生角色、合理分配展示手段、融合传统技术与现代技术的教室多媒体系统，具有为：

1.一种教室多媒体系统，包括多媒体电脑系统、固定在讲台墙壁上的投影白板、固定在讲台上方与多媒体电脑数据连接的投影机，多媒体电脑上运行演示软件，演示软件演示的课件和其他展示内容，通过投影机展示到投影白板上，可选地：

（1）多媒体电脑系统支持多显示器，能扩展桌面到投影机。

多显示器，可以由操作系统支持，也可以用专门软件实现，优选操作系统支持。与交互式电子白板以复制桌面方式显示相同内容不同，本方案采用的是扩展桌面方式，多媒体电脑显示的内容与投影机显示的内容不同。多媒体电脑与投影机显示不同内容，为多媒体课堂中教师与学生分别使用专用视图奠定了基础。

（2）演示软件支持演示者视图，多媒体电脑屏幕运行演示者视图，投影机同时运行观看者视图，观看者视图只是演示者视图的一个子视图。

演示软件可以是ppt，也可以是金山演示等，优选ppt。因为软件不同，具体的名称、功能、操作等略有不同。与演示内容直接相关的，才会出现在观看者视图中，演示者视图除观看者子视图外，还包括支持演示的子视图，比如演示流程视图，批注视图，演示内容提示视图等。观看者视图不具有电子白板交互功能，即使拥用也被严格限制在微弱交互水平，而电子白板交互功能却是演示者视图的基本功能，课件流程控制、批注强调、演示内容提示等，都通过演示者视图完成。在演示者视图上的操作过程，也不会干扰观看者视图的显示。

（3）投影白板还耐磨，支持粉笔板书。

投影内容主要有课件展示、课堂批注。投影白板的板书既根据课件展示，也成为课堂批注的根据。在投影白板上板书，技术上独立于电子白板，降低了电子白板的故障率。与交互式电子白板系统中，黑板被独立于投影白板外、板书远离投影不同，本方案不再区分黑板白板，将黑板与白板创造性地合二为一、将传统的板书展示整合进现代教室多媒体系统，不仅增加了一个可靠的展示手段，而且可以与电子白板展示手段密切互动，为师生展示互动中学生获得专用展示手段、师生展示手段合理分配奠定了基础。

2.优选地，多媒体电脑设置whdi无线发送端。

whdi无线接收端可独立而插接于投影机之上，也可被内置于投影机，优选地，将其内置于投影机。多媒体电脑有了whdi无线发射端，解放了与投影机、功放的固定连接，教师可以将多媒体电脑放置在移动讲台上，离开固定讲台授课了。教师离开讲台，不仅缩短了师生心理距离，也为学生利用投影白板展示挪出了空间，为学生板书展示与教师课件展示和课堂批注互动完善了条件。

3.进一步优选，多媒体电脑是平板电脑，whdi无线发射端内置于平板电脑。

移动讲台相对笨拙，平板电脑因其屏幕大小适中、重量较轻，可以解决这一问题。拿着平板电脑授课，还附带一个外置的whdi无线发射端就不太适合，因此要求whdi内置于平板电脑中。手机也能实现平板电脑的功能，适当扩大了屏幕与完善输入手段，也可以用于多媒体课堂。平板电脑的加入，教师不被限制在过道上，教师可以完全走进学生中间，与学生的心理距离进一步缩小。

4.进一步优选地，投影机内置与whdi无线发射端配套的whdi无线接收端。

投影机的whdi接收端与多媒体电脑的whdi发射端配套，进一步整合了教室多媒体系统，进一步保障了教室多媒体系统的稳定性。

5.还有一个优选方案，就是多媒体电脑的显示器是触控液晶显示器，内置与whdi发射端配置的whdi接收端。

触控液晶显示器只是平板电脑的一部分，重量会更轻。教师拿着上课，进一步提高了教师上课的舒适度。

6.优选地，多媒体电脑是工控电脑，优化项目还包括：（1）开机后直接打开所述演示软件；（2）自动搜索所述课件，自动进入所述演示者视图。

课件可存储在网络位置，也可以存储于插接在电脑上的u盘等便携设备中。除whdi无线传输、课件存储、供电等接口外，尽量减少其他接口。除多显示器、演示软件、演示者视图相关软件外，尽量精简其他软件，尽量将软件系统固化，将资源集中在提高多媒体运行的效率与稳定性上。工控电脑，可以是嵌入式电脑，也可以是平板电脑。

7.一种教室多媒体系统的使用方法，可选地：

（1）如果没有设置多显示器，设置所述多媒体电脑显示器为主显示器，设置所述投影机为扩展显示器；如果没有运行所述演示软件，运行所述演示软件；如果没有打开所述课件，打开所述课件；如果没有运行演示者视图，在所述多媒体电脑上运行演示者视图，在所述投影机上运行观看者视图；

（2）步骤2：教师通过所述演示者视图播放所述课件的一个流程，学生通过所述观看者视图观看所述课件；

（3）步骤3：学生在所述投影白板上板书观看投影后的反馈；

（4）步骤4：教师通过所述演示者视图评价学生的所述板书反馈；

（5）步骤5：如果学生没有修改，进入步骤7，否则学生板书修改所述板书反馈；

（6）步骤6：如果教师没有修改，进入步骤7，否则教师通过所述演示者视图修改所述评价；

（7）重复步骤2-7，直到课件所有流程结束。

在实际教学中，不是每个流程都需要学生反馈，也不是每个学生反馈都需要教师作出评价，学生反馈和教师评价也还有其他展示手段，但视觉是信息获取的主要手段，充分运用传统板书展示与现代电子白板展示，有利于提高课堂互动质量，有利于提高课堂质量。

有益效果：

1.师生视图分离，演示者视图支持教师授课，观看者视图支持学生听课，二者协调一致，提高了教师授课和学生听课效率。

2.独立的两个展示手段同时互动，缩短了展示之间的等待时间，提高了展示互动的紧凑性，为丰富多彩的展示互动活动打下基础。

3.电脑轻量化和小型化，为教师在学生区授课打下基础，特别适合师生亲密氛围要求较高的中小学课堂。

4.不仅复杂的电脑由有专业技术的教师操作，没有专业技术的学生则使用板书，而且教师使用电子白板展示，学生使用白板板书展示，师生各自拥有展示手段，技术上互相隔离，二者提高了多媒体系统的可靠性。

5.师生视图分离，为新型课件打下基础。这种课件既明确的学生观看内容，又有服务于教师授课的备注内容，还为学生反馈预留空间，在课外预设阶段就有明确的师生角色划分。

6.专业的工业电脑，提高了多媒体系统的稳定性，提高了通过演示者视图开展教学的课堂的效率。

附图说明

图1：演示者视图示意图。演示者视图比观看者视图多了三个工具，一是演示工具条，二是流程控制条，三是备注文字框。本图只是示意，具体的位置，具体增加的功能可能略有不同。

图2：whdi发射器电路图。源于minipci-e接口的数据，主要经过amn2120和amn3110，调制成5.8g频段ofdm射频信号，进入开放空间。

图3：whdi接收器电路图。开自开放空间的5.8g频段ofdm射频信号，主要经amn3210和amn2220，传输到minipci-e接口。

具体实施方式：

（1）多媒体电脑系统支持多显示器，能扩展桌面到投影机。

多显示器，可以由操作系统支持，也可以用专门软件实现，优选操作系统支持。与交互式电子白板以复制方式显示相同内容不同，本方案采用的是扩展方式，多媒体电脑显示的内容与投影机显示的内容不同。多媒体电脑与投影机显示不同内容，为多媒体课堂中教师与学生分别使用专用视图奠定了基础。

比如，可以用windows操作系统，设置多显示器，多媒体电脑显示器为主显示器，投影机为扩展显示器。

（2）演示软件支持演示者视图，多媒体电脑屏幕运行演示者视图，投影机同时运行观看者视图，观看者视图只是演示者视图的一个子视图（见图1）。

演示软件可以是ppt，也可以是金山演示等，优选ppt。因为软件不同，具体的名称、功能、操作等略有不同。与演示内容直接相关的，才会出现在观看者视图中，演示者视图除观看者子视图外，还包括支持演示的子视图，比演示如流程视图，批注视图，演示内容提示视图等。观看者视图不具有电子白板交互功能，即使拥用也被严格限制在微弱交互水平，而电子白板交互功能却是演示者视图的基本功能，课件流程控制、批注强调、演示内容提示等，都通过演示者视图完成。在演示者视图上的操作过程，也不会干扰观看者视图的显示。

比如，可以运行ppt，打开课件，放映时打开在主显示器上使用演示者视图。

（3）投影白板还耐磨，支持粉笔板书。

要在投影白板上板书，对投影白板和粉笔都有一定要求。亚光表面是投影质量的基本保证，粉笔书写与擦除容易破坏投影白板的亚光表层，因此支持粉笔板书的投影白板对板材还有耐磨要求，不耐磨损的板材不能用于支持板书的投影白板。为了保护投影白板的亚光表层，粉笔的摩擦系数要小，还要以黑色为主，白色的粉笔就失去了表现力。

2.优选地，多媒体电脑设置whdi无线发送端。

市场上已有多款使用whdi技术传输hdmi信号的独立产品，本方案需要的whdi发射端及相应的接收端，可以从市场购得。

3.进一步优选，多媒体电脑是平板电脑，whdi无线发射端内置于平板电脑。

如图2，先将视频信号置换成itu-rbt.601/itu-rbt.656标准信号，再经基带发送到芯片amn2120处理，然后输出4路iq信号传送到射频传输芯片amn3110调制成5.8g频段ofdm信号，经过功率放大芯片rtc6670提升，最后发射到自由空间。

如图3，5.8g信号经由天线接入amn3210ofdm解调芯片，芯片输出5路iq信号传送到amn2220进行筛选、比较、解码后输出itu-rbt.656标准格式信号，通过信号轮换芯片置换成hdmi信号。