分区的体验式多屏跨媒体互动教学实验室的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及教育或演示设施或实验室设备，尤其是分区的体验式多屏跨媒体互动教学实验室。
【背景技术】
[0002]随着新时期教学的发展，实验室在教学中发挥着越来越重要的作用。实验课是一种常见的理科教学方法。主要是通过现场的实验进行教学，根据实验操作者的不同可分为:教师演示、学生动手、师生协作三类。
[0003]虽然实验课优点众多，但实验课所用设备比较贵重，学校建立一个科学探宄实验室需要很大的资金，对于偏远地区或实验条件较差地区的学校，由于缺少资金，很难建立科学探宄实验室，这些地区的学生也无法享受先进水平的实验课程。传统教学模式受教学经费的限制，很难随时随地带领学生实地讲解。而增加一些实地教学设施，但在资金成本上投入很大，而且这些投入并不能重复利用。在这一方面，传统教学方式明显存在不足。
[0004]随着实验室教学的快速发展，实现试验教学的互动已经成为试验教学发展的大趋势。互动体验式教学的内涵是根据学生所处年龄段的心理特征，由教学环境境在恰当时机结合情景进行教学活动，从而使学生能够感受到较为真实的交流体验，以期使学生的各项素质和逻辑能力得到综合提升，使其感觉到教学活动与现实更加贴近。而互动体验式教学重视的是从环境入手来完成互动体验式教学。
[0005]现有的实验室互动教学是在实验室内安装视音频录入设备记录教师实验过程，教师在实验完成后，将录像内容放在校园网上，由学生下载后观看、实验，学生在实验过程遇到问题不能及时求教。实验过程问题不及时解答，导致实验后解答问题容易造成学生不理解，记不牢等，或者有些学生干脆不求教教师，教师不可能掌握每个学生学习情况，导致互动效果不好。而且，对于实验课技术，许多课程对画质的清晰度、色彩的还原性、动作的连续性有较高的要求，再者，现代教学中为给学生提供名师授课是市场的需要，但名师教师资源的匮乏，与学生的要求产生矛盾。再者，众多的学生可以通过虚拟的系统享受名师授课的优惠。另一方面，目前的多媒体教学一般只采用一种显示器，所有的教学资源通过该显示器进行显示，然后输送给学生。这样给学生的学习带来了困难，增加了教学的时间，使得教学效率大大降低。而在跨媒体互动平台的诸备用显示终端之间还需要进行多屏无缝互接转换或同步，才能取得设计预定效果，相关现有技术公开较少。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种分区的体验式多屏跨媒体互动教学实验室，是一个以信息技术为支撑，集教学、研宄、测试、分析和创新于一体的开放教学研宄服务平台。
[0007]本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现:实验室功能分区包括:教学展示区、教学测试区、学生体验互动区、教育资源展示区、实验数据信息采集区和信息集成设备区；学生体验互动区位于教学测试区和实验数据信息采集区之间，信息集成设备区以实验室南北两侧墙体上的触摸大屏和显示大屏为主，教学展示区位于实验室的相对较远的一端；运行支持系统与数据工作系统均与服务器连接，实验信息采集系统和音视频输入输出设备安装在实验室内；运行支持系统包括主控台、电源控制模块和通风设备；数据工作系统中包括服务器、数据库、教育资源云、泛在教学系统、学习分析评估系统，移动设备、跨屏管理模块，录播系统和互联网；其中，泛在教学系统、学习分析评估系统和录播系统分别与数据工作系统和服务器连接，服务器、教育资源云和移动设备分别通过互联网无线互联；实验信息采集系统包括高清摄像设备以及各种专业实验数据采集设备；音视频输入输出设备包括输入系统、输出系统、高清显示屏、音频矩阵、麦克风矩阵、喇叭矩阵和3D影像。
[0008]尤其是，实验室内壁满挂高清显示屏，其中至少有一块高清显示屏位于中下部的高清显示屏为触摸控制显示屏，而且，实验室内均匀布置由麦克风矩阵和喇叭矩阵构成的音频矩阵。
[0009]尤其是，教学测试区有至少部分封闭的隔离屏，而且，在所述隔离屏壁上安装测试设备，隔离屏为可调单向透视结构。
[0010]尤其是，学生体验互动区为至少二组，每组内安装由至少二把座椅和至少一部圆桌构成的辅助设施。
[0011]尤其是，高清显示大屏采用17块触摸或非触摸的大屏平板显示器，其中3台为46寸，用作教学成果显示；6台为42寸带触摸功能，用作交互演示；8台为42寸不带触摸功能，用作监测数据及报表图展示；输出系统包括跨屏管理模块、可视展现模块。
[0012]尤其是，数据工作系统中服务器嵌入CPU架构，在网络方面以无线连接为主、有线为辅，移动设备使用带有RFID射频识别电子标签、红外数据通信端口或蓝牙端口通信接口利用无线通信技术的PDA、智能手机、笔记本电脑。
[0013]尤其是，学习分析评估系统包括前端摄像采集系统:前端摄像采集系统通过前端高清摄像设备采集课堂实时图像，前端摄像采集系统由两套前置摄像机和两套头顶摄像机组成；学习分析评估系统还包括行为采集模块、行为分析模块和效果评估模块，行为采集模块包括图像采集模块、环境声场音频采集模块、人体生物信息采集模块和网络痕迹采集模块；图像采集模块还包括人脸检测子模块、人眼定位子模块、形体判断子模块、判断头部特征子模块和追踪子模块。
[0014]尤其是，输入系统包括高清摄像设备和麦克风矩阵，输出系统包括音频输出、视频输出以及文字信息发布，其中视频输出包括三通道立体环幕系统，音频输出包括调音台和功放设备、音箱，音箱支架可伸缩时尚支架，与音响配套；三通道立体环幕系统包括高性能图像校正融合播放一体机、投影机、金属幕布、投影机吊架和立体眼镜。
[0015]本实用新型的优点和效果:实验室提供了跨媒体多屏无缝互动的学习空间，在多屏互动技术的支持下，融入全息影像、多屏互动、学习分析等技术，实现物理空间与虚拟空间的无缝融合。学习者可以通过不同终端设备，实现从正式学习到非正式学习的无缝融合、多种学习模式的无缝融合、跨终端跨媒体等支撑技术的无缝融合，为学习者提供了良好的学习体验，提升了学习者的学习成效。互动性好，并方便年轻教师的培养，充分开发个性化服务的乐趣，使教师在讲台上即可实时的宏观和微观地了解各位学生的学习实训情况，掌握教学状况。可以节约教育科学实验室装备的资金投入，达到最大限度的资源共享。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例1中实验室功能分区结构示意图。
[0017]图2为本实用新型实施例1中工作结构关系示意图。
[0018]附图标记包括:实验室1、教学展示区2、教学测试区3、学生体验互动区4、教育资源展示区5、实验数据信息采集区6、信息集成设备区7 ;运行支持系统8、主控台9、电源控制模块10和通风设备11 ;数据工作系统12、服务器13、数据库14、教育资源云15、泛在教学系统16、学习分析评估系统17，移动设备18、跨屏管理模块19，录播系统20和互联网21。
【具体实施方式】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0020]本实用新型意在提出的一类开放教学数字化实验室是一套全新理念的教学研宄服务平台，探索远程教育的先进理念、整合先进技术如何在教育上的融合；实验室集测试、研宄、分析于一体；实验室集多种教学模式于同一空间，在真实的教学环境中进行实验与数据分析。可以实现远程管理和维护，互动性好、便于学生掌握课程内容、提高授课质量并方便年轻教师的培养。
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0022]本实用新型中包括:实验室I功能分区、运行支持系统8、数据工作系统12、实验信息采集系统、音视频输入输出设备。