一种智能课堂教学督导系统及方法与流程

1.本发明涉及课堂教学技术领域，特别是涉及一种智能课堂教学督导系统及方法。


背景技术：

2.智能课堂是利用多媒体等设备，辅助教学软件实现的全方位、多视听教学模式，随着科技的发展，智能课堂已经得到快速的发展，并且已经在众多学校得到推广。但是目前，现有教学授课过程中，智能课堂仍然需要巡查人员单独监管线下整体授课过程，其需要每间教室挨个实体查看，实际效率较低，很多隐患无法及时了解，缺乏宏观了解和正确指挥调度。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种智能课堂教学督导系统，用于解决现有技术中线下监管效率不高、存在明显隐患的问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能课堂教学督导系统，包括物联管理模块、数据云存储模块、应用服务模块和督导管理模块；
5.物联管理模块：基于深度学习神经网络连接智慧课堂和控制室内物理机物联互通；
6.数据云存储模块：接收与采集物联互通产生的数据信息，将数据信息转换成特定格式的数据文件分类存储；
7.应用服务模块：基于通讯账户和定制化教学应用程序，分类构成学习端、教学端和巡查端；
8.督导管理模块：基于上述数据文件搭建巡查监管平台，定制化分类展示数据视图和数据详情；所述督导管理模块包括考察评分单元和数据统计分析单元；所述考察评分单元用于对智能课堂上教师、学生以及课堂氛围的考察维度进行分数评级；所述数据统计分析单元用于统计智能课堂的教学质量以及分析智能课堂巡课行为。
9.于本发明的一实施例中，所述教师的考察维度指标包括板书完成质量和多媒体使用率；所述学生的考察维度指标包括积极回答问题程度、小组合作活动率和教师巡视率。
10.于本发明的一实施例中，所述数据统计分析单元包括对巡课覆盖率的统计与分析，所述巡课覆盖率包括老师覆盖率、班级覆盖率、年级覆盖率和科目覆盖率。
11.于本发明的一实施例中，还包括视频监控单元，所述视频监控单元用于同时监视教师、学生以及讲台，并将采集的视频信息通过所述物联管理模块分类存储于所述数据云存储模块中。
12.于本发明的一实施例中，所述定制化教学应用程序为微信小程序。
13.于本发明的一实施例中，还包括与所述数据云存储模块以及应用服务模块信号连接的后台设置管理模块，用于对学校、教师、班级和教学设备的基本信息增设、删除、修改和查询。
14.于本发明的一实施例中，所述后台设置管理模块包括用于课表编辑、修改和查询的课表管理单元。
15.于本发明的一实施例中，所述数据统计分析单元的智能课堂教学质量的统计与智能课堂巡课行为的分析通过折线图、柱状图、饼图和表格进行可视化显示。
16.于本发明的一实施例中，所述物理机包括管理机、视频监控装置以及录播装置。
17.为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种基于上述的智能课堂教学督导方法，包括以下步骤，
18.s1、学生和教师通过通讯账号登录各自终端，通过物联管理模块和数据云存储模块记录学生签到上课数据、教师授课数据和设备运作数据；
19.s2、监管人员根据通讯账户登录督导巡查监管平台，通过电脑终端或智能手机在学习端、教学端和巡查端远程巡视，通过数据云存储模块了解巡查数据视图和视屏记录。
20.如上所述，本发明的智能课堂教学督导系统，具有以下有益效果：物联管理模块中的物理机物联互通后将产生的数据信息分类存储于数据云存储模块中，督导管理系统获取数据云存储模块中的数据信息，并依据该数据信息对统计智能课堂的教学质量以及分析智能课堂巡课行为，同时采集用户端对智能课堂上教师、学生以及课堂氛围的评分形成考察维度的评级，督导管理系统具有的高效率，保证了各个用户能通过应用服务模块可以及时了解智能课堂的实时情况，消除智能课堂的隐患，配合形成宏观的了解和辅助指挥调度的决策。
附图说明
21.图1为本发明的智能课堂教学督导系统的结构示意图；
22.图2为本发明的智能课堂教学督导系统的督导管理模块的结构示意图；
23.图3为本发明的智能课堂教学督导系统的另一结构示意图；
24.图4为本发明的智能课堂教学督导方法的流程图；
25.图5为本发明的智能课堂教学督导系统的界面示意图；
26.图6为本发明的智能课堂教学督导系统的另一界面示意图；
27.图7为本发明的智能课堂教学督导系统的另一界面示意图。
28.元件标号说明
29.1物联管理模块
30.2数据云存储模块
31.3应用服务模块
32.4督导管理模块
33.5考察评分单元
34.6数据统计分析单元
35.7视频监控单元
36.8后台设置管理模块
具体实施方式
37.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
39.实施例一
40.请参阅图1至图3、图5至图7，本发明提供一种智能课堂教学督导系统，包括物联管理模块1、数据云存储模块2、应用服务模块3和督导管理模块4；物联管理模块1：基于深度学习神经网络连接智慧课堂和控制室内物理机物联互通；数据云存储模块2：接收与采集物联互通产生的数据信息，将数据信息转换成特定格式的数据文件分类存储；应用服务模块3：基于通讯账户和定制化教学应用程序，分类构成学习端、教学端和巡查端；督导管理模块4：基于上述数据文件搭建巡查监管平台，定制化分类展示数据视图和数据详情；所述督导管理模块4包括考察评分单元5和数据统计分析单元6；所述考察评分单元5用于对智能课堂上教师、学生以及课堂氛围的考察维度进行分数评级；所述数据统计分析单元6用于统计智能课堂的教学质量以及分析智能课堂巡课行为。
41.物联管理模块1中的物理机物联互通后将产生的数据信息分类存储于数据云存储模块2中，督导管理系统获取数据云存储模块2中的数据信息，并依据该数据信息对统计智能课堂的教学质量以及分析智能课堂巡课行为，同时采集用户端对智能课堂上教师、学生以及课堂氛围的评分形成考察维度的评级，督导管理系统具有的高效率，保证了各个用户能通过应用服务模块3可以及时了解智能课堂的实时情况，消除智能课堂的隐患，配合形成宏观的了解和辅助指挥调度的决策。
42.在本实施例中，所述巡查监管平台包括端层、应用层、服务层、网络通信层、基础设施层，下层为上层提供服务和接口，而上层则在下层的基础上实现相应的功能。其中终端层为：台式机、笔记本、监控终端等不同的终端设备按照不同用户的需求，进行相应的操作。教师、学生、教学管理人员等不同类型的用户都能够利用各种终端设备，随时随地通过无线网络或者有线网络对智慧教室中的各种教学资源进行访问，并对相关的教学工作进行执行。
43.应用层为：包括智慧教室应用系统集成系统和智慧教室设备远程管理控制系统，将多教学互动系统、教学督导系统、教学资源管理系统、运维管控系统等集成起来，实现单点登录，而且能够远程管理和控制各种智慧教室设备的状态，对智慧教室设备的使用情况和教室内人数进行统计，方便用户使用。
44.服务层为：该层通过数据挖掘、大数据分析处理、传感数据采集、云计算等各种技术的利用为上层提供服务，对智慧教室的正常工作过程中涉及到的各种数据进行计算、存储、分析、处理等工作，保障智慧教室各项教学应用工作的顺利进行，并确保智慧教室的数据安全性。
45.网络通信层为：该层为智慧教室的正常网络通信提供保障，实现各类数据的可靠传输，保证智慧教室各个层次之间能够达到高质量的网络通信，为智慧教室的各项教学管
理服务等工作奠定坚实的网络通信基础。
46.基础设施层为：在基础设施层，必须结合实际的工作要求，科学有效地进行传感器种类的选择。该层是智慧教室的最底层，有智慧教室的服务器、大型机等基础设施，也有智慧教室的空调、换气扇、电源、多媒体网络中控器、电动黑板擦、电动门窗、电动窗帘、摄像头、无线访问点等教学管理设备，还有生物特征读取器和智能卡读卡器。其中，生物特征读取器等各种传感器设备能够对智慧教室内的环境变化进行智能感知，对智慧教窜内的温度、湿度、光照强度、灯光亮度等进行远程智能挖制，使环境温度能够智能渊节智能卡读卡器能够对用户所持有的智能卡中的信息进行读取，实现教室固定资产管理。
47.具体的，还包括视频监控单元7，所述视频监控单元7用于同时监视教师、学生以及讲台，并将采集的视频信息通过所述物联管理模块1分类存储于所述数据云存储模块2中。本实施的智能课堂教学督导系统支持与视频监控系统对接，可直接调用各教室监控画面，实时观测课室情况；提供4路i/o接口，可选的，采用可编程的有线全彩触屏，可以根据智慧教室不同的应用，编辑不同的控制界面。增加教室本地端控制按钮，如：窗帘分组控制、灯光分组控制、门禁开关控制等；同时也可在集控软件端增加自定义虚拟按钮，扩展控制选项。另外，智能课堂教学督导系统代码库管理实现一次填写，永久使用的方式可新增控制码囊括市面上所有的可控制设备均可添加上传至服务器其它的智慧教室可直接进行配置支持多种控制方式，rs232、rs485、红外，tcp、udp、干接点等。
48.所述物理机包括管理机、视频监控装置以及录播装置，在本实施例中，智能课堂教学督导系统可提供老师特写、老师全景、学生特写、学生全景、电脑画面共5路画面，可以理解的是，视频文件支持1080p全高清画幅，视频规格符合国家精品课程制作标准、微课录制标准。常态化使用，极简操作。
49.请参阅图5，所述教师的考察维度指标包括板书完成质量和多媒体使用率；所述学生的考察维度指标包括积极回答问题程度、小组合作活动率和教师巡视率，在本实施例中，所述板书完成质量、多媒体使用率、积极回答问题程度、小组合作活动率和教师巡视率采用的都是星级评等，所述星级评等为五星等级，最低为一星级，最高为五星级。
50.所述数据统计分析单元6包括对巡课覆盖率的统计与分析，所述巡课覆盖率包括老师覆盖率、班级覆盖率、年级覆盖率和科目覆盖率。可选的，所述数据统计分析单元6的智能课堂教学质量的统计与智能课堂巡课行为的分析通过扇形图、折线图、柱状图、饼图和表格进行可视化显示。请参阅图6，在本实施例中，所述老师覆盖率、班级覆盖率、年级覆盖率和科目覆盖率都是采用扇形图进行可视化显示。
51.所述定制化教学应用程序为微信小程序，微信小程序能够便于教职工和学生借助于台式机、笔记本、智能手机等不同设备访问智能课堂教学督导系统，教学管理人员能够对智慧课堂进行远程访问和监控。
52.详细的，还包括与所述数据云存储模块2以及应用服务模块3信号连接的后台设置管理模块8，用于对学校、教师、班级和教学设备的基本信息增设、删除、修改和查询。请参阅图7，所述后台设置管理模块8包括用于课表编辑、修改和查询的课表管理单元，点击按年级添加课程表，选择学科、教室、授课老师，身份证根据授课老师获取到身份证，选择课时名称，选择教学周，教学周根据基础信息所填的教学周来展示。
53.实施例二
54.请参阅图1至图7，本发明还提供一种智能课堂教学督导方法，包括以下步骤，s1、学生和教师通过通讯账号登录各自终端，通过物联管理模块1和数据云存储模块2记录学生签到上课数据、教师授课数据和设备运作数据；s2、监管人员根据通讯账户登录督导巡查监管平台，通过电脑终端或智能手机在学习端、教学端和巡查端远程巡视，通过数据云存储模块2了解巡查数据视图和视屏记录。
55.综上所述，本发明智能课堂教学督导系统，物联管理模块1中的物理机物联互通后将产生的数据信息分类存储于数据云存储模块2中，督导管理系统获取数据云存储模块2中的数据信息，并依据该数据信息对统计智能课堂的教学质量以及分析智能课堂巡课行为，同时采集用户端对智能课堂上教师、学生以及课堂氛围的评分形成考察维度的评级，督导管理系统具有的高效率，保证了各个用户能通过应用服务模块3可以及时了解智能课堂的实时情况，消除智能课堂的隐患，配合形成宏观的了解和辅助指挥调度的决策。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
56.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。