用于学校与家庭互通的通信架构与方法
【专利摘要】本发明涉及信息网络【技术领域】，尤其是用于学校与家庭互通的通信架构与方法，当用户在连入到互联网的终端电脑上访问该系统服务器时，系统以网页方式返回处理装置给浏览器。其中的登录装置首先将启动身份验证和业务逻辑分析，控制码将根据读取到的基础数据与业务流程，返回三种可能操作：一是基本信息注册页面，以进行上课开始前与课堂活动相关的基础信息注册；二是课堂活动管理操作页面，包括加载基础数据装置和上课途中考勤、交互评价、行为观察三类记录装置；三是课后总结页面，可提供三种可能的操作，包括列出单一课堂的记录、列出阶段性统计记录、列出所有课程的阶段性统计记录，以供短信服务装置发送给家长。
【专利说明】用于学校与家庭互通的通信架构与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息网络【技术领域】，尤其是用于学校与家庭互通的通信架构与方法。
【背景技术】
[0002]为了不混淆本发明与其他发明与应用的区别，首先特别强调:本发明所说的“教室”指的是传统教室，“课堂”指的是在传统教室里的教学活动，与其他发明与应用所说的“虚拟教室”、“虚拟课堂”、“网络教室”或“网络课堂”相反，本发明所说的“教室”与“课堂”全部为物理性的；也区别于当前市场上的家校通，本发明所涉及的是家校完全通，即:家长、教师对学生学习状态的完全了解，而不仅仅是学生到校与离校状态。目前，教育信息化水平已经达到了相当高程度，计算机网络、无线通信网络成为教学的重要基础设施，软件、硬件在每个教育单位的投入比例成为衡量其教育教学势力的指标，共同为学生学习成长保驾护航。在当前技术条件下，实现家长与学校之间的信息交流已经非常简便，例如市场上有多种家校通系统，基于RFID、基于公用电话网的、基于学校教育管理信息系统的家校通。这类系统保证了学生安全到达学校、安全离开学校的信息快速传递，也让家长能有时间准备接下来的工作，或者让家长通过电脑直接进入到学校管理信息系统。从系统结构和应用来说，都非常简便，费用也不很贵，有了相当的普及面。然而，家长迫切需要了解的是学生每天在校学习的情况，也需要了解每个学习阶段的情况，更需要了解整体发展水平，而这些的基础是每天的每一节课的活动情况。孩子的成长是基于每天在每门课程的课堂上的学习过程，其爱好与兴趣的培养、成绩的进步与退步等都是基于这样一个按部就班的学习过程所形成的。无论是家长还是老师，都需要对这个漫长过程中的行为特征变化进行了解，才能正确地共同培养学生，促进其发展。显然，当前的这种只顾头与尾两点的做法不能满足这种需求。另一方面，教师、管理人员及研究人员也注意到了另外一个缺陷，那就是:最重要的学生培养一课堂教学完全变成了教师的个人活动与独立事务，即使有互动也无法让家长获悉学生在这个活动中的表现与变化。当前，在中小学校广泛开展新课改，要求把平时课堂上学生的种种行为加以记录，并对学生进行评价，这就是所谓的学生成长记录袋。但这种要求因缺少有效的技术手段，致使45分钟内无法完成这个额外的要求，也无法在以后进行有效统计。如果不得已采用手工记录，但这种方式还是无法让家长有效获悉孩子成长的轨迹。显然，现有的系统包括家校通、远程教育系统等并没有涉及到这些问题，也无法解决这些问题。本发明旨在解决这些问题，从记录每门课程的学生课堂学习特征着手，以帮助教师、家长完全了解学生的单科学习状态，直至其整体学习状态，尤其满足家长的需求。
[0003]学生的学习状态国内外的定义无非包括2个方面:心理状态与生理状态。生理状态则因为外显而易被人认识，也容易加以利用，但影响有限。教育理论认为学习影响最大的是心理状态，尽管“心境、动机和注意”更倾向于被认为是一种心理品质，直接作用于学习，但相对稳定。新课改的出发点更倾向于利用这种稳定性，教师采用诱导的方式，以帮助学生形成更好的学习状态，从而改善学习效果。但学生的学习状态的变化通常只能从一些外显的现象来加以甄别，而且也只有从一系列的事件中寻找到实际的可能变化，而这个辨别过程通常也只有在课堂活动中才能实施。教师对学生的了解是正确开展教育的一个必要条件之一。为了完整地实施教育，家庭教育成为教育的延续部分，也使得家长具有教育知情权，而且必须具有这种权利，才能了解作为教育主体战场的课堂教学的状况，才能了解孩子在学习每门课程中的状态特征，才能对症下药，创设学习环境，改善学习条件，使得孩子的学习状态朝有利于提高学习效果的方面发展。家长需要了解孩子在课堂上的:1)到课情况，包括是否旷课、迟到、早退、请假等等行为；2)教师的交互评价，交互包括回答问题、提问教师等，及相应的教师点评；3)课堂行为的观察，主要是学生个体表现出的行为由教师观察描述。每门课程的学习状态之间存在差异，每天每个时间段的学习可能存在差异，从而反映出学生兴趣爱好等方面的特征。从点、到线、到面地分析学生学习状态，对于教师、家长显得非常重要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服上述技术缺点提供用于学校与家庭互通的通信架构与方法。
[0005]本发明解决技术问题采用的技术方案为:用于学校与家庭互通的通信架构与方法，本发明是应用一定的信息技术结合一定的教育管理策略所产生的一种教育管理系统，尤其是一种记录、跟踪、分析和共享学生在校学习状态的服务器系统，以每门课程的课堂教学活动过程为基础，通过互联网构成一个可涵盖学生所有活动的服务器系统组。该系统只包含一类教师用户，但隐含学生、家长两类关系型用户，教师记录的是学生状态信息，学生的这种信息将被发送给其家长。该系统是基于互联网的多用户信息系统，主要处理装置包括指导课程教师操作的业务逻辑控制器、注册基础信息装置、课堂学习状态记录装置、课后总结装置、系统间信息交换装置、学习状态短信息发送装置。其中，注册基础信息装置包括含家长手机号码在内的学生基本信息注册装置、课程表包含时间序次的课程信息注册装置、三类学习状态描述常用语句注册装置、班级所有课程信息注册装置；课堂学习状态记录装置包括课堂活动信息加载装置、学生名单加载与选择装置、考勤特征描述常用语句加载与列表选择装置、交互评价常用语加载与列表选择装置、学习行为的观察描述常用语句加载与列表选择装置；课后总结装置包括课后总结任务选择开关、加载当前课堂已有记录的装置、加载阶段性学习状态记录统计与分析结果的装置、加载学生整体学习状态列表的装置、短信发送装置。
[0006]所述的指导课程教师操作的业务逻辑控制器，通过读取已经注册的教师基本信息和开课信息，并比较业务策略来识别当前应采取的操作。其中，其业务判断逻辑为:如果没有可用的信息如授课计划、学生名单以及描述语句，业务逻辑控制器将可能的基本信息注册装置推送给教师；如果有恰当的可用信息，而且当前为上课状态，业务逻辑控制器将课堂学习状态记录装置推送给教师；如果为课后，业务逻辑控制器将把课后总结与短信发送装置推送给教师。
[0007]所述的含家长手机号码的学生基本信息注册装置，设置有多个计算机输入框以接受键盘输入，设置有多种特征选择按钮以供属性匹配选择，并设置有存储装置以将学生基本信息通过数据读写控制器存储到数据存储器；
[0008]所述的包含时间序次的课程表信息注册装置，接受用户的键盘输入与鼠标点击选择，并设置有存储装置以将课堂活动信息通过数据读写控制器存储到数据存储器；
[0009]所述的班级所有课程信息注册装置，设置有多个文本输入框以接受键盘输入，其信息包括这些课程服务器系统中的信息交换地址，并设置有存储装置以将课程信息通过数据读写控制器存储到数据存储器；
[0010]所述的三类学习状态描述常用语句注册装置，包括考勤特征描述常用语句注册装置、交互评价描述常用语句注册装置和学习行为观察描述常用语句注册装置。其中，考勤特征描述常用语句注册装置，接受用户的键盘输入，并设置有存储装置以将考勤情况描述语句通过数据读写控制器存储到数据存储器；
[0011]交互评价描述常用语句注册装置，接受用户的键盘输入，并设置有存储装置以将师生交互时的教师评价用语通过数据读写控制器存储到数据存储器；
[0012]学习行为观察描述常用语句注册装置，接受用户的键盘输入，并设置有存储装置以将学习行为观察描述用语通过数据读写控制器存储到数据存储器。
[0013]所述的课堂学习状态记录装置通过操作数据读写控制器将基础信息从数据存储器读出，并将学生学习状态特征数据写入数据存储器。其中，课堂活动信息加载装置指示数据读写控制器从数据存储器中读出当前课堂教学活动信息，并予以列出，作为合成将要存储的学习状态信息的元素；
[0014]学生名单加载与选择装置指示数据读写控制器从数据存储器中读出当前课堂教学的对象，并作为列表列出以供选择，作为合成将要存储的学习状态信息的元素；
[0015]考勤特征描述常用语句加载与列表选择装置指示数据读写控制器从数据存储器中读出考勤描述常用描述语句，并作为列表列出以供选择作为合成将要存储的三类学习状态中“考勤” 一类的元素；
[0016]交互评价常用语加载与列表选择装置指示数据读写控制器从数据存储器中读出交互评价常用语句，并作为列表列出以供选择作为合成将要存储的三类学习状态中“交互评价” 一类的元素；
[0017]学习行为的观察描述常用语句加载与列表选择装置指示数据读写控制器从数据存储器中读出教师对学生学习行为观察描述常用语句，并作为列表列出以供选择作为合成将要存储的三类学习状态中“观察行为” 一类的元素。
[0018]所述的课后总结装置中包含一个课后总结任务选择开关以控制三个互斥的任务加载装置，包括加载当前课堂学习状态记录列表装置、加载阶段性课程学习状态列表装置、加载学习整体状态列表装置，同时包含一个短信发送装置。其中，
[0019]加载当前课堂学习状态记录列表装置，指示所述的控制码从数据库中当前的课堂记录以多选型列表开关列出，这些记录包含的信息包括教师在课中对参与学习、参与交互、被观察登记的学生连同其状态描述信息，并隐含家长联系手机号；
[0020]加载阶段性课程学习状态列表装置，指示所述的控制码从数据库中读取一个学习阶段来的学习状态记录数据，以进行阶段性学习状态记录的统计与分析，其中的多项选择型列表开关将这些分析后的记录列出，并隐含家长联系手机号；
[0021]加载学习整体状态列表装置，首先调用学生相关课程的学习状态信息调用装置，指示所述的控制码从数据库表中读取班级的所有课程信息、以及当前课程的阶段性学习状态统计信息，通过课程系统间的通信装置以向本班的其他相关课程的服务器读取阶段性课程学习状态统计与分析信息，然后返回这些信息并隐含家长手机号，由所述的控制码进行合成，并返回给客户端，由其中的多项选择型列表开关列出；
[0022]短信发送装置通过操作所述的控制码，将上述各列表开关中所选择的学生连同其学习状态信息作为其短信息内容，发送到相应的家长手机。
[0023]本发明的课程数据库是一种关系型数据库，包含若干相互关联的表，存储教师信息、学习该课程的学生基本信息、开课信息、课程活动内容信息和三类学习状态常用描述语句集，通过该系统的控制码与数据库系统引擎完成数据写入、读取与分析工作。基本的信息表设置有:学生基本信息表、课程教学时间表、班级课程表、教师基本信息表、班级所有课程服务器地址表、课程学习状态记录表、阶段性学习状态统计表、统计策略表、业务流程逻辑表、学习状态特征模型表、课程基本信息表、课程活动内容安排表。
[0024]本发明所具有的有益效果是:当前在全国范围内开展的新课改离不开对学生学习状态的了解，但却缺少支撑工具，本发明将为此提供有力工具，本发明可形成一个巨大的网络系统，基于此可以有多种应用的发展，对教育教学的促进意义明显，应用价值很高，商业价值也非常明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]附图1为本发明的系统应用示意图。
[0026]附图2为本发明的系统工作原理示意图。
[0027]附图3为本发明的系统操作流程示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图1?附图3对本发明做以下详细说明。
[0029]如图1所示，本发明该的服务器可同时安装数门课程Cl、C2........Cm的系统，
该服务器以有线或无线的方式与internet相连，教师使用电脑终端，包括平板电脑与PC机如Al、A2........An通过有线或无线方式接入互联网，从而访问服务器，而在教室内的教师可操作平板电脑Al或A2来读取或记录学生在课堂上的表现，也可读取其学习状态信息，作为短信发送装置的发送内容发给家长手机Bi。
[0030]如图2所示，教师在上课途中，在平板电脑终端Al上启动浏览器，经由HTTP协议访问课程学习状态家校通系统SI。SI以网页的形式返回一个处理装置给电脑终端以接受教师的请求，该处理装置可指示Si上的控制码结合数据引擎从SI的课程数据库中读取数据和写入数据。如果终端上的处理装置希望从其他系统S2、Sm中读取数据，需要指示课程间的通信装置根据事先的策略指示操作码结合数据引擎从S2、Sm上的课程数据库中读取数据。终端An的操作与此相同。每个系统中的控制码内包含了一些业务逻辑处理程序，包括统计分析、数学运算、逻辑运算、系统间通信与短信发送服务等。
[0031]如图3所示，本发明的工作流程如下:
[0032]在任何一台连入互联网的电脑上的浏览器里，输入课程系统服务器地址，系统将返回一个用户登录页面，以进行身份识别，然后该系统中的业务逻辑控制器，一方面会读取业务规则，另一方面会根据这些规则和当前的条件来做逻辑分析，判断当前的操作任务并推送处理装置给教师。其中，用户得到100，在里面输入帐号、密码，提交以验证身份。101读取数据库中的帐号密码与用户的输入进行比对，成功认证后，系统中的201将根据业务规则，将读取到的基本信息进行逻辑判断。201首先读取课程表，以确定当前是否为上课时间、上哪次课、上课班级，然后读取相应班级的学生信息，之后读取学习状态常用描述语句。201的处理结果有3类，一是课前注册基本信息，二是进行课中记录，三是课后总结。分别返回三个处理装置，分别是:课前基本信息注册装置301、课堂教学活动管理303x组、课后总结装置302。其中，
[0033]301逻辑判断为:如果没有学生信息，则301将返回3011给电脑终端用户操作；如果没有上课信息，则301将返回3012给电脑终端用户操作；如果没有三类状态描述语句，则301将返回3013给电脑终端用户操作；如果当前授课班级的所开课程注册不齐全，尤其是课程服务地址信息，则返回3014给电脑终端用户操作，并提示可能的后果是无法完成整体学习状态的分析，但并不影响当前课程系统的运行。学生信息为最基础信息，优先检测判断；课程表信息为第二检测条件，有了学生就有了上课班级，上课活动就有了对象，时间安排可反复和变动；三类状态描述语句可变动，因此作为第三检测条件；四是授课班级所有的课程信息包含其系统服务器地址注册。
[0034]201根据其业务逻辑判断，如果返回课堂教学活动管理组303x操作装置，那么在返回的处理装置中会加载3031、3032、3033、3034、3035以及30311,30321,30331等装置。3031是一个课堂考勤描述常用语句列表单选型开关，3032是一个课堂交互教学评价用语列表单选型开关，3033是一个教师对学生的学习行为观察描述常用语句列表单选型开关，3035是当前参与教学活动的学生名单列表单选型开关，3034是当前课堂教学活动信息列表，包括时间、序次、问题列表等信息显示条。与3031、3032和3033紧密相关的是30311、30321和30331装置。30311是将3035选择到学生、3034中所指示的活动信息、3031中的考勤描述语句中的一个选择项一起，合成为一条学生的学习状态的考勤记录，指示控制码，将其存储到数据存储器中。30321是将3035选择到学生、3034中所指示的活动信息、3032中的课堂上师生的交互过程中教师对学生的评价描述语句中的一个选择项一起，合成为一条学生的学习状态的课堂交互评价性记录，指示控制码，将其存储到数据存储器中。30331是将3035选择到学生、3034中所指示的活动信息、3033中的课堂上教师通过观察学生的学习行为特征而给出的描述语句中的一个选择项一起，合成为一条学生的学习状态的行为观察描述性记录，指示控制码，将其存储到数据存储器中。
[0035]201根据其业务逻辑判断，如果决定返回课后总结装置，那么将302返回给电脑终端用户。302中有3021装置满足用户三种不同的数据内容读取需求，3021是三项单选开关。第一项为30211,30211将指示操作码从数据库中读取当前课堂上的记录数据，并返回给3023。3023将把刚结束的课堂中已经记录到的学生及其状态信息、并隐含相应的家长手机号以多项选择式开关列出，供用户根据需要挑选；还加载3024装置，该装置能够调用SMS短信发送服务工具，并将3023中所挑选的学生及其学习状态信息作为短信息内容，发送出去。3021也可返回第二项30212。根据阶段性课程学习状态统计分析业务策略，30212指示控制码从数据库中读取一个时间段来的课程学习状态记录数据，并由控制码内的统计分析程序进行频率、总次数、计分处理，然后将所有统计与分析出来的课程学习状态特征、并隐含相应的家长手机号以多项选择式开关3023列出返回给用户终端供用户根据需要挑选，也可指示控制码将其存储在课程数据库中以供调用，并可作为3024的短信发送内容发送出去。3021也可返回第三项30213。根据阶段性学习状态统计分析业务策略，一方面，30213指示自身系统内的控制码读取数据库中已有的课程阶段性统计与分析数据，另一方面，30213指示课程的系统间通信装置，向相关的课程系统发出当前班级的阶段性统计结果查询，如果有最新的可由控制码经由网络直接返回给调用装置；如果没有最新的，则指示控制码进行新的统计，并将统计结果经由网络直接返回给调用装置。调用装置内的多项选择型学习状态列表开关将列出所有的结果，以供用户选择，并可操作3024，以发送这些选择好的信息。
[0036]本发明采用是典型的B/S/S结构，一个教师实际上多门课，一门课也只有几个教学班，数据量相对较少，单次访问并发人数有限。数据库可采用小型数据库如access或者Mysql, XML等，服务器可建立在服务器如IIS之上。在控制码中可以调用短信服务提供商的webservice来完成短信发送。系统结构简单，软硬件要求低，客户端可使用平板电脑、智能手机或者移动电脑，只要有浏览器。可用3G网络连入或者WIFI连入互联网络，也可双绞线或光纤方式；所有数据读写控制器与业务逻辑处理器可以设计成中间件以供处理装置调用。
[0037]本发明弥补了当前家校通功能单一、作用有限的缺陷，也解决了课堂内广泛采用手工记录学生学习状态劳神费力和不易统计的问题，能有效地实现当前中小学新课改中的成长记录袋模式，也能让教师和家长根据学生学习的状态变化来调整教育教学的方式方法，促进学生的全面发展。
[0038]本发明将教育教学及管理理念与现代信息技术结合，可以替换当前市场上有了一定应用面的家校通，同时可确保家庭与学校更好地关注孩子的学习过程、成长过程，关注孩子个性的发展，为孩子教育提供科学的评价与预测工具。
[0039]当前在全国范围内开展的新课改离不开对学生学习状态的了解，但却缺少支撑工具，本发明将为此提供有力工具，本发明可形成一个巨大的网络系统，基于此可以有多种应用的发展，对教育教学的促进意义明显，应用价值很高，商业价值也非常明显。
【权利要求】
1.用于学校与家庭互通的通信架构与方法，其特征在于:一种服务器系统，用于在教师上课途中快速记录学生的课程学习状态，并将学生的课程学习状态信息发送到家长的手机上，该服务器包括: 学生的课程学习状态数据库，用以存储学生在参与课堂教学活动中的各种行为特征信息，主要包括考勤、交互评价、课堂行为等信息； 及控制模块，用以储存控制该服务器系统的控制码； 及处理装置，用以操作该控制码以接收指令、解释该指令、从课程学习状态数据库读取或存储或发送预定义的各种行为特征描述语句、产生网页、传送网页等至少一种操作。
2.根据权利要求1所述的用于学校与家庭互通的通信架构与方法，其特征在于:存在使用HTTP协议的客户机通过有线或无线网络与该服务器系统耦合，用以从该客户机传送请求指令至该服务器系统，以及由该服务器系统生成网页经由网络传送至该客户机。
3.根据权利要求1所述的用于学校与家庭互通的通信架构与方法，其特征在于:根据经由HTTP协议登录服务器的用户信息，上述处理装置操作该控制码库可加载与当前课堂教学相关的时间、上课序次、科目名称、活动班级及其学生、活动主题等信息，以及可能的预设问题、作业练习序号、学习行为特征预定义描述性语句，由控制码生成网页，并传送至该登录用户的客户机上显示。
4.根据权利要求1所述的用于学校与家庭互通的通信架构与方法，其特征在于:所述处理装置操作该控制码，在返回课堂活动信息的网页中设置有记录考勤、交互评价、教师所观察到的学生行为的三类状态装置，可操作该控制码将学生的学习状态特征信息存储到前述数据库中。
5.根据权利要求1所述的用于学校与家庭互通的通信架构与方法，其特征在于:所述处理装置操作该控制码，可在返回客户机的网页内列出之前课堂内所有做了记录的学生及其状态信息，以多项选择型开关的形式列出，并隐含相应的家长手机号码，同时加载短信息发送装置。
6.根据权利要求1所述的用于学校与家庭互通的通信架构与方法，其特征在于:所述处理装置操作该控制码将对该课程数据库中所有学生的学习状态特征进行统计、分析以规整学生学习状态特征，并返回一个以多项选择型开关方式列出学生一定课程学习阶段的状态规整信息的网页给客户机，也设置有短信息发送装置。
7.根据权利要求1所述的用于学校与家庭互通的通信架构与方法，其特征在于:所述处理装置可操作系统间信息交换装置，以从结构相同但内容不同的服务器系统内读取学生其他课程的学习状态，并经由互联网络返回，操作该控制码分析与统计合成为学生的整体学习状态，生成一个网页返回给客户机，其内用多项选择型列表装置列出学生状态信息并隐含家长手机号码，并设置短信发送装置。
8.根据权利要求1所述的用于学校与家庭互通的通信架构与方法特别是用于家长快速了解孩子在校的学习状态特征，该方法包括下列步骤: 教师在上课途中，快速记录下学生的考勤、交互、行为观察三类状态； 及教师在课后列出之前记录的学生及其状态信息，筛选后以短信方式发送给学生家长; 及经过一段时间的学习后，教师在课后列出统计分析后的学生及其状态信息，筛选后以短信方式发送给学生家长； 及经过一段时间的学习后，教师从其他课程获取学生的学习状态，统计分析后，列出学生的整体学习状态，筛选后以短信方式发送给家长。
9.根据权利要求1所述的用于学校与家庭互通的通信架构与方法，其特征在于:所述快速记录学生的课堂学习特征的方法是预先定义好三类课堂学习特征常用描述语句，分别是:考勤特征描述常用用语集、师生交互评价常用用语集、教师对学生在课堂活动中的行为表现观察描述常用用语集，并在第一次上课使用前存入该课程数据库中，在上课途中可由控制码分类读取，并在返回到客户机的网页中以单项选择的列表形式分三类列出，以供教师记录学生状态时快速选择。
【文档编号】H04L29/08GK104426988SQ201310406870
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】张志伟 申请人:郑州学生宝电子科技有限公司