用于采集互動教學數據的方法、裝置和教師終端的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于采集互動教學數據的裝置，包括：建立模塊，其用于基于學生終端設備的設備標識建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系；發送模塊，其用于以無線方式向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性；接收模塊，其用于以無線方式接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果；解析模塊，其用于按照預定的消息編碼規則對接收的答題消息進行解析，根據學生終端設備標識統計已作答學生數，并記錄各個答題結果。本發明還提供了用于采集互動教學數據的方法和教師終端。
【專利說明】
用于采集互動教學數據的方法、裝置和教師終端
技術領域
[0001]本發明涉及計算機網絡應用領域，特別涉及一種對互動教學過程中產生的相關數據進行采集的技術。
【背景技術】
[0002]教育信息化(e-learning)是近來計算機網絡應用中的一個熱點領域，大體可以分為學員信息管理系統和學習管理系統。學習管理系統(Learning Management System,LMS)通過電子化、網絡化的手段實現對教學課程或培訓項目的管理、交付、存檔、跟蹤、報告等功會K。
[0003]學習管理系統的重要功能之一是對學生(或學員)在互動式教學過程中產生的學習數據進行管理。然而在實際應用中，現有的學習管理系統在學習數據的采集和管理方面依然存在以下問題。
[0004]首先，需要以平板電腦、手機等具有互聯網連接功能的智能設備作為學生終端來采集數據。此種方式存在以下多項不足。
[0005]第一，對課堂的網絡環境要求高:需要教室環境中具有穩定的無線互聯網環境，制約了應用的靈活性。
[0006]第二，學生終端的成本高、耗電量大:平板電腦、手機等智能移動設備的成本加高，提高了互動教學系統的使用成本，并且需要頻繁充電，影響系統使用的便捷性。
[0007]第三，學生終端的管理難度大:要求為每個學生配備一臺固定的學生終端，由學生本人管理設備，無法實現學生終端的集中化管理，提高了設備丟失、故障的風險。
[0008]同時，現有的學習管理系統在互動教學數據采集和處理方面也存在以下缺陷。
[0009]第一，學生信息采集或匹配困難，無法根據出勤情況實時、快速地獲得參與教學的學生信息。
[0010]第二，數據采集效率低，未實現批量化的數據采集，降低了互動教學的效率。
[0011 ]第三，未能實現互動教學數據的系統化、網絡化存儲，限制了對互動教學數據的后期分析和應用擴展。
[0012]因此，本領域需要一種新的技術方案以改進現有技術中的上述不足。
【發明內容】
[0013]本發明要解決的一個技術問題是提供一種采集互動教學數據的技術方案，在不依賴互聯網網絡環境和智能移動終端的前提下，實現學生終端與應出勤學生信息的即時匹配，并且實現對多個學生的互動教學數據的批量化采集。
[0014]為了解決上述技術問題，一種用于采集互動教學數據的裝置包括:建立模塊，其用于基于學生終端設備的設備標識建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系；發送模塊，其用于以無線方式向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性;接收模塊，其用于以無線方式接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果;解析模塊，其用于按照預定的消息編碼規則對接收的答題消息進行解析，根據學生終端設備標識統計已作答學生數，并記錄各個答題結果O
[0015]優選地，所述建立模塊包括:名單獲取模塊，其用于獲取應出勤學生的名單;編號分配模塊，其用于為名單中的學生信息分配對應的學生課堂編號;信息提供模塊，其用于將名單中的各個學生信息以及對應的學生課堂編號提供給顯示設備進行展示；消息接收模塊，其用于從學生終端接收簽到消息，所述簽到消息包括學生課堂編號以及對應的學生終端設備標識;關系建立模塊，其用于根據接收到的學生課堂編號，建立學生終端設備標識與學生信息的對應關系。
[0016]優選地，所述學生信息包括學生姓名。
[0017]優選地，所述建立模塊進一步包括:標識提供模塊，其用于將已建立與學生信息對應關系的學生終端設備標識提供給顯示設備進行展示。
[0018]優選地，所述裝置還包括:解除模塊，其用于在完成答題消息的接收后，按照預定的規則解除學生終端和學生信息之間的對應關系。
[0019]優選地，所述預定的規則為在規定的時間解除學生終端和學生信息之間的對應關系O
[0020]優選地，所述發送模塊包括:發送控制模塊，其用于采用倒計時或人工觸發的方式控制答題指令的發送時機。
[0021]優選地，所述裝置還包括:抽取模塊，其用于從已建立與學生終端設備標識對應關系的學生信息中抽取應作答學生的信息；篩選模塊，其用于根據與應作答學生信息對應的學生終端設備標識，對接收到的答題消息進行篩選，忽略來自設備標識不匹配的學生終端的答題消息。
[0022]優選地，所述解析模塊包括:統計模塊，其用于根據從答題消息中解析得到的學生終端設備標識和題目編號對答題結果進行分類，并據此統計每道題目的答題結果提交進度。
[0023]本發明還提供了一種用于從學生終端采集互動教學數據的教師終端，包括存儲模塊、顯示接口模塊、本地通信模塊;其中，所述存儲模塊用于保存基本數據，所述基本數據包括學生名單、教材內容;所述顯示接口模塊用于向顯示設備提供需要展示的數據;所述本地通信模塊用于與各個學生終端進行通信，以向學生終端發送指令，并接收來自學生終端的數據消息;所述教師終端還包括匹配/簽到模塊，其用于:根據學生名單中的學生信息為每個應出勤學生分配對應的學生課堂編號；向所述顯示接口模塊提供所述學生信息和對應的學生課堂編號;通過來自所述本地通信模塊的簽到消息獲得各個學生終端的設備標識以及對應的學生課堂編號;根據接收到的學生課堂編號，建立學生終端設備標識與學生信息之間的對應關系；其中，所述存儲模塊還用于保存所述學生終端設備標識與學生信息之間的對應關系。
[0024]優選地，所述本地通信模塊進一步用于:向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性;接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果;所述教師終端還包括統計處理模塊，其用于:根據學生終端設備標識和題目編號對答題結果進行統計，以得到統計數據。
[0025]優選地，所述教師終端還包括交互控制模塊，其用于:對本地通信模塊與學生終端的通信進行控制;對顯示接口模塊向顯示設備提供數據進行控制。
[0026]優選地，所述教師終端還包括上傳/下載模塊，其用于:從應用服務器下載所述基本數據，并向所述應用服務器上傳所述統計數據。
[0027]優選地，所述本地通信模塊與基站設備耦接，以實現與所述學生終端的無線通信。
[0028]本發明還提供了一種用于采集互動教學數據的裝置，包括:存儲器;處理器，其與所述處理器耦接，用于:基于學生終端設備的設備標識建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系；以無線方式向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性；以無線方式接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果;按照預定的消息編碼規則對接收的答題消息進行解析，根據學生終端設備標識統計已作答學生數，并記錄各個答題結果。
[0029]優選地，所述處理器還用于:獲取應出勤學生的名單;為名單中的學生信息分配對應的學生課堂編號;將名單中的各個學生信息以及對應的學生課堂編號提供給顯示設備進行展示;從學生終端接收簽到消息，所述簽到消息包括學生課堂編號以及對應的學生終端設備標識;根據接收到的學生課堂編號，建立學生終端設備標識與學生信息的對應關系。
[0030]本發明還提供了一種用于采集互動教學數據的方法，包括:基于學生終端設備的設備標識，建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系；以無線方式向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性；以無線方式接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果;按照預定的消息編碼規則對接收的答題消息進行解析，根據學生終端設備標識統計已作答學生數，并記錄各個答題結果。
[0031]優選地，所述建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系的步驟包括:獲取應出勤學生的名單;為名單中的學生信息分配對應的學生課堂編號;將名單中的各個學生信息以及對應的學生課堂編號提供給顯示設備進行展示；從學生終端接收簽到消息，所述簽到消息包括學生課堂編號以及對應的學生終端設備標識;根據接收到的學生課堂編號，建立學生終端設備標識與學生信息的對應關系。
[0032]優選地，所述學生信息包括學生姓名。
[0033]優選地，所述建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系的步驟進一步包括:將已建立與學生信息對應關系的學生終端設備標識提供給顯示設備進行展示。
[0034]優選地，所述方法還包括:在完成答題消息的接收后，按照預定的規則解除學生終端和學生信息之間的對應關系。
[0035]優選地，所述預定的規則為在規定的時間解除學生終端和學生信息之間的對應關系O
[0036]優選地，所述以無線方式向學生終端發出答題指令的步驟包括:采用倒計時或人工觸發的方式控制答題指令的發送時機。
[0037]優選地，所述方法還包括:從已建立與學生終端設備標識對應關系的學生信息中抽取應作答學生的信息;根據與應作答學生信息對應的學生終端設備標識，對接收到的答題消息進行篩選，忽略來自設備標識不匹配的學生終端的答題消息。
[0038]優選地，所述按照預定的消息編碼規則對接收的答題消息進行解析的步驟包括:根據從答題消息中解析得到的學生終端設備標識和題目編號對答題結果進行分類，并據此統計每道題目的答題結果提交進度。
[0039]通過本發明提供的技術方案可以獲得以下技術效果:I)實現了應出勤學生信息與低成本學生終端的即時綁定，在不依賴互聯網網絡環境的前提下，就可以實現對學生出勤、答題等互動教學數據的準確、高效采集，減低了系統成本，并且提高了系統應用的靈活性；2)實現了對來自不同學生終端的答題數據的批量化采集，提高了數據采集的效率，并且在互動教學過程中兼顧不同水平學生的答題速度，改善了教學效果;3)根據互聯網連接情況，靈活地將互動教學數據同步到網絡中的應用服務器，確保數據的完整性與安全性，并且可以實現更為豐富的互動教學應用
【附圖說明】
[0040]圖1示出了本發明提供的一種學習管理系統的示意圖。
[0041 ]圖2示出了本發明提供的一種采集互動教學數據的方法的流程圖。
[0042]圖3示出了在學習管理系統中的顯示設備上呈現的答題界面的實例。
[0043]圖4示出了在學習管理系統中的教師終端上呈現的批量答題數據采集進度界面的實例。
[0044]圖5示出了本發明提供的一種建立學生終端與學生信息對應關系的方法流程圖。
[0045]圖6示出了在學習管理系統中的顯示設備上呈現的學生簽到界面的實例。
[0046]圖7示出了本發明提供的一種教師終端的具體結構框圖。
[0047]圖8示出了本發明提供的一種學生終端的具體結構框圖。
[0048]圖9示出了本發明提供的一種基站的具體結構框圖。
[0049]圖10示出了本發明提供的另一種教師終端的具體結構框圖。
【具體實施方式】
[0050]以下結合附圖通過實施例的形式來描述本發明的具體實施例，以便于本領域技術人員理解本發明的目的、技術方案和優點。本領域技術人員可以理解，以實施例的形式描述的【具體實施方式】僅僅是示例性的，不應理解為對本發明保護范圍的限定。
[0051]圖1示出了本發明提供的一種學習管理系統的示意圖，該學習管理系統用于對教師與學生在互動教學過程產生的各種數據進行采集，并進而實現存儲、統計、上傳等處理，以解決現有技術中存在的對課堂網絡環境要求高、學生終端成本高并且信息匹配困難、數據采集效率低等技術缺陷。
[0052]首先，本發明中的學習管理系統包括教師終端、學生終端、顯示設備。
[0053]教師終端可以是能夠實現本發明中描述的對應功能的各種專用或通用計算機設備，包括但不限于運行有MS-Windows、Mac OS、Linux等操作系統的個人計算機或者運行有AndroicU1S等操作系統的便攜設備，本發明對此并不做出限制。
[0054]在學習管理系統或互動教學系統中，典型的顯示設備包括投影儀、大尺寸平板顯示器等，其可以采用各種有線或無線的方式與教師終端相連接，這些連接方式包括VGA、HDMI等有線接口技術以及DLNA、AirPlay等無線傳輸技術，本發明對此并不做出限制。
[0055]學生終端(也可以稱為答題器或其他術語)可以是能夠實現本發明中描述的對應功能的通用設備或定制化設備。學生終端具有無線通信功能，可以通過無線鏈路與教師終端進行通信，接收來自教師終端的簽到、答題、搶答、抽答等指令，并將學生在學生終端上輸入的相關數據反饋給教師終端。在一個優選實施例中，學生終端采用低功耗單片機技術實現，以使其具有更長的工作時間。
[0056]在一個優選實施例中，本發明中的學習管理系統還包括基站，用于與多個學生終端設備進行無線通信。優選地，該基站可以工作在中心頻率為433.92MHz、2.450GHz、5.800GHz等的ISM( Industrial Scientific Medical，工業-科學-醫學)頻段，利用定制化的專用傳輸協議與學生終端進行無線數據傳輸，實現互動教學數據的高效、安全傳輸。在一個實施例中，基站可以作為外圍設備，通過通用串行總線(USB)接口與教師終端相連接;在另一個實施例中，基站和教師終端也可以通過局域網(例如，通過路由器)基于TCP/IP協議進行數據交換，本發明對此并不做出限制。
[0057]在一個優選實施例中，本發明中的學習管理系統還包括應用服務器，用于對教材、學生名單、答題結果、教學統計等數據進行網絡化存儲，一方面能夠確保數據的完整性與安全性，另一方面還可以基于所存儲的數據實現更為豐富的互動教學應用，例如，為教師提供基于Web的教材開發和備課工具，通過手機軟件(APP)向學生家長推送學生的學情報告等。對應地，在本發明中的學習管理系統中還可以包括教材編輯終端以及運行有專用手機軟件的移動設備，以分別供教師、學生、學生家長等不同角色的系統用戶使用。
[0058]本領域技術人員可以理解，以上對于本發明中的學習管理系統的描述是示例性的，在不脫離本發明的精神的前提下，可以采用具有類似功能的其他系統組成單元來替換、組合或拆分上述系統組成單元，本發明對此并不做出限制。
[0059]圖2示出了本發明提供的一種采集互動教學數據的方法的流程圖，該方法可以由本發明中的教師終端執行并且包括步驟201-204。
[0060]在步驟201中，基于學生終端設備的設備標識，建立各個學生終端與各個學生信息之間的對應關系。
[0061]如上文所述，在現有技術中，通常需要為每個學生配備一臺固定的學生終端，并且將該學生終端與學生的信息綁定，因此存在設備成本高、不便于集中管理等問題。
[0062]本發明提出了另一種學生終端的使用方式。首先，在課前將未經綁定的學生終端分發給每個學生，然后在正式授課前建立學生終端與學生信息(例如，學生姓名)之間的對應關系，從而實現每臺終端設備與學生信息的綁定。另外，這一操作還實現了每個應出勤學生的簽到步驟。
[0063]可以利用設備標識來識別每臺學生終端設備。下文將結合附圖描述建立學生終端與學生信息對應關系的具體方法。
[0064]在步驟202中，以無線方式向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性。
[0065]在完成學生終端的綁定和應出勤學生的簽到后，可以根據教學進度和互動的需要，從教師終端向各個已綁定的學生終端發送答題指令消息。在一個優選的實施例中，教師終端通過基站以廣播的方式向各個學生終端發出答題指令，以提高無線通信的效率。
[0066]所述答題指令中可以包括“題目編號”和“題目屬性”信息。
[0067]題目編號對應于待接收答題結果的題目。在本發明中，題目編號信息可以包括一個或多個題目的編號:當答題指令包括單個題目編號時，系統被設置為單題答題模式，當答題指令包括多個題目編號時，系統被設置為批量答題模式。本領域技術人員可以理解，在批量答題模式中，除了明確地將每個題目的編號廣播給學生終端外，還可以采用其他方式在答題指令消息中表示多個待答題目的編號，例如，首道待答題目的編號和待答題目的總數，首道和最后一道待答題目的編號等等。圖3示出了在向生終端發出答題指令的同時，在系統中的顯示設備上呈現的題目內容的實例。優選地，還可以同時顯示對學生提交答題消息的統計情況以及答題時間計時，以增加教學的互動效果。
[0068]題目屬性對應于各個題目的類型，例如，單選題、多選題、判斷題等等。在一個實施例中，可以針對不同的題目類型預先設定對應的題目類型編號，以方便在學生終端中對題目屬性參數的解析。
[0069]在一個實施例中，可以采用倒計時或人工觸發的方式控制答題指令的發送時機，以實現搶答功能。在這個實施例中，優選地，還可以將與搶答觸發機制對應的狀態信息(例如，倒計時讀秒信息、搶答狀態等)以圖形界面的形式呈現在顯示設備上。
[0070]在步驟203中，以無線方式接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果。
[0071]學生在完成一道題目的作答操作后，可以點擊答題器上例如“0K”這樣的確認按鍵以通知學生終端已經完成作答。然后，學生終端將包括有學生終端設備標識、題目編號和答題結果的答題消息發送給教師終端。教師終端在接收到來自各個學生終端的答題消息后，對應對各個消息進行解析，以提取對應的答題數據。
[0072]在另一個優選的實施例中，來自學生終端的答題消息中還可以包括答題時間。例如，可以通過設置在學生終端中的計時器獲得學生每次完成答題的時間。
[0073]可以采用多種方式控制答題消息的接收操作。舉例而言，可以通過在教師終端上點擊對應的按鍵(例如，軟件界面中的虛擬按鍵)來停止接收答題消息，也可以在接收到預定數目的有效答題消息后，自動停止接收答題消息。
[0074]在另一個實施例中，還可以利用在步驟201中獲得信息，實現抽答功能。例如，可以根據已綁定學生終端的設備標識或已簽到學生的姓名實現抽簽算法。在這個實施例中，在獲得抽中學生的姓名以及對應的學生終端設備標識后，可以僅對來自對應學生終端的答題消息進行處理，并忽略來自設備標識不匹配的學生終端的答題消息。如上文所述，也可以優選地以圖形界面的形式將抽中學生的信息呈現在顯示設備上。
[0075]在步驟204中，按照預定的消息編碼規則對接收的答題消息進行解析，根據學生終端設備標識統計已作答學生數，并記錄各個答題結果。
[0076]由于多種原因，學生可能需要修改已作答的題目答案，系統應該支持這種修改操作。例如，在對接收的答題消息進行解析后，首先判斷針對一個特定的學生終端標識，是否之前已經接收到的應作答題目的答題結果。如果判斷為“否”，則確定該答題消息是該學生終端對該題目的首次作答，除記錄答題結果外，還將對已作答學生計數加I;如果判斷結果為“是”，則僅修改對應的答題結果記錄。
[0077]在一個優選的實施例中，可以通過教師終端或顯示設備呈現所統計的已作答學生的數目，從而實時地反饋答題數據的采集情況。
[0078]在另一個優選的實施例中，可以對多道題目的答題數據進行批量化采集以提高數據采集的效率。在這個實施例中，可以基于從答題消息中解析得到的學生終端設備標識和題目編號對答題結果進行分類，并據此統計每道題目的答題結果提交進度。圖4示出了在學習管理系統中的教師終端上呈現的批量答題數據采集進度界面的實例。
[0079]在完成答題結果的接收、解析、記錄操作后，可以將各個學生的答題結果與預先存儲的正確答案數據進行比較和統計，以獲得針對每個學生、每道題目、全部題目等的答題正確率信息。在一個實施例中，還可以對每臺學生終端的答題速度、修改答題結果的次數或頻率等進行統計，從而可以根據該數據確定每個學生的學習能力素質模型。
[0080]圖5示出了本發明提供的一種建立學生終端與學生姓名對應關系的具體方法流程圖，該方法可以由本發明中的教師終端執行并且包括步驟501-505。
[0081 ] 步驟501:獲取應出勤學生的名單。
[0082]舉例而言，可以在具有互聯網連接的情況下，從應用服務器下載需要的應出勤學生的名單，還可以進一步根據是否有新報入或臨時調課的學生，對名單做出調整。優選地，應出勤學生的名單可以采用MS-Excel數據表格的形式實現，以方便對各個數據項的處理和導入/導出操作。在數據項設置上，應出勤學生名單的數據表格除了包括學生姓名以外，還可以包括學號、首要聯系人電話等基本信息數據項。
[0083]在一個優選實施例中，應出勤學生名單中設置有“學生課堂編號”數據項，從而可以根據本發明中提出的技術方案實現對學生終端的即時綁定以及學生的出勤簽到功能。
[0084]步驟502:為名單中的學生信息分配對應的學生課堂編號。
[0085]可以根據各種規則為每個應出勤學生分配學生課堂編號。在一個實施例中，可以簡單地根據學生信息(例如，學生姓名)在名單中的排序順序地分配學生課堂編號。在另一個實施例中，可以根據每個學生學號的排序結果順序地分配學生課堂編號。在另一個實施例中，可以隨機地為每個學生分配一個學生課堂編號。在另一個實施例中，還可以根據學生在教室中的座次來分配學生課堂編號。
[0086]在一個優選實施例中，無論采用何種規則來分配學生課堂編號，所得到的學生編號均從1(或01、001等)作為開始，并且以應出勤學生的總人數n(例如，23、023等)作為結束，以方便后續對出勤結果的統計等操作。
[0087]步驟503:將名單中的各個學生信息以及對應的學生課堂編號提供給顯示設備進行展示。
[0088]在完成向學生姓名分配學生課堂編號后，成對地將各個應出勤學生的信息以及對應的學生課堂編號通過顯示設備(例如，投影儀)進行展示。在一個優選實施例中，還可以同時在顯示設備上展示應出勤學生的總數和已完成簽到的學生人數。
[0089]步驟504:從學生終端接收簽到消息，所述簽到消息包括學生課堂編號以及對應的學生終端設備標識。
[0090]每一個應出勤學生根據顯示的學生信息找到其對應的學生課堂編號，并在自己的學生終端上輸入其對應的學生課堂編號，然后再按下例如“0K”這樣的確認按鍵。此時，學生終端將向教師終端發送包括學生課堂編號以及對應的學生終端設備標識的簽到消息。一般而言，學生終端的設備標識可以是由設備的生產廠商在出廠前設置的，以確保其唯一性。
[0091]在一個實施例中，如上文所示，簽到消息的傳輸是通過與教師終端相連接或者可以與教師終端進行通信的基站設備實現的。具體而言，基站首先以無線的方式從各個學生終端接收包含有簽到消息的數據包，然后再將該數據包轉發給教師終端。在一個實施例中，在轉發之前，基站可以根據對應的傳輸協議對數據包進行解析。在另一個實施例中，基站可以直接將數據包透明傳輸給教師終端，然后由教師終端根據對應的傳輸協議對數據包進行解析。
[0092]步驟505:根據接收到的學生課堂編號，建立學生終端設備標識與學生信息的對應關系。
[0093]在通過簽到消息獲得學生課堂編號與學生課堂編號的對應后，以學生課堂編號為中間變量，建立學生課堂編號與學生姓名的對應關系，并將“學生姓名-學生課堂編號-學生終端設備標識”三者的對應關系保存起來。此后，在收到來自學生終端的答題結果等消息時，就可以根據上述對應關系查詢獲得與發送該消息的學生終端對應的學生姓名。
[0094]圖6示出了在顯示設備上呈現的一個示例性的學生簽到界面。在圖6中，示出了每個學生的姓名以及對應的學生課堂編號，其中完成簽到操作的學生信息用實心標簽顯示，未完成簽到操作的學生信息用空心標簽顯示。在一個優選的實施例中，對于完成綁定/簽到操作的學生終端，還可以在其標簽中顯示對應的學生終端設備標識。此外，還可以對綁定/簽到操作設置額外的規則，例如，在每次課前簽到環節中只允許每臺學生進行一次操作，在規定的時間(例如，每天0:00)解除全部學生終端的綁定，等等。
[0095]本領域技術人員可以理解，這里結合圖5-6描述的建立學生終端與學生姓名對應關系的方法僅僅是示例性的，在不脫離本發明的精神的前提下，也可以采用其他方式基于學生終端的設備標識來建立學生終端與學生信息之間的對應關系，從而實現對學生終端設備的綁定。
[0096]上述操作一方面完成了學生終端和學生信息的現場匹配工作，解決了學生信息和設備或軟件信息匹配操作復雜這一問題，另一方面通過電子化的手段實現了對應出勤學生的簽到操作，使學習管理系統可以方便、準確地采集到學生的出勤數據，豐富了學習管理系統的功能。
[0097]圖7示出了本發明提供的一種教師終端的具體結構框圖。
[0098]如圖7所示，首選，本發明中的教師終端可以包括存儲模塊、顯示接口模塊、本地通信模塊、匹配/簽到模塊。
[0099]存儲模塊保存來自應用服務器的學生名單、教材等基本數據，來自學生終端的設備標識、學生課堂編號、學生題目作答等互動教學數據，以及對出勤率、答題正確率、答題速度等統計數據。優選地，上述各種數據可以采用MS-Excel數據表格的形式保存，以方便對各個數據項的處理和導入/導出操作。
[0100]顯示接口模塊實現與投影儀、大尺寸平板顯示器等顯示設備的耦接，從而向顯示設備提供需要展示的各種互動教學數據。如上所述，常用的顯示接口包括VGA、HDMI等有線方式以及DLNA、AirPlay等無線方式。
[0101]本地通信模塊實現與教室中的各個學生終端的通信。所述通信可以采用無線的方式。在一種優選實施例中，本地通信模塊可以與一個基站設備耦接(例如，通過USB接口等有線計算機外設的方式，或者通過路由器等網絡化的方式，或者通過藍牙等無線PAN方式)。如上文所述，基站則可以工作在ISM頻段，并利用定制化的專用傳輸協議與學生終端進行無線數據傳輸，實現答題指令等的廣播以及簽到消息、答題消息等的接收。
[0102]匹配/簽到模塊用于根據學生信息(例如，學生姓名)分配學生課堂編號后，并且在通過簽到消息獲得學生終端設備標識和通過學生終端輸入的學生課堂編號后，以學生課堂編號為中間變量，建立學生終端設備設備標識與學生信息的對應關系。匹配/簽到模塊完成設備匹配和學生簽到操作后，實現了學生終端與學生信息的綁定，并且完成了應出勤學生的電子化簽到。
[0103]進一步地，本發明中的教師終端還可以包括統計處理模塊、交互控制模塊、上傳/下載模塊。
[0104]統計處理模塊用于對從學生終端采集的各種答題數據進行統計處理操作，例如，針對每一個題目統計已作答學生的數目，統計學生作答結果的分布情況，統計單個或全部題目/學生的答題正確率、答題速度，學生答題正確率排名等等。
[0105]交互控制模塊用于控制教師終端與學生終端的交互操作，例如啟動、停止簽到或答題操作，并且控制在顯示設備上呈現的各種互動教學數據的顯示情況。在一個實施例中，交互控制模塊可以根據從學生終端接收到的答題消息的數目，控制所顯示的題目內容，從而如上文所示，可以通過流水線的方式采集多個題目的答題數據，提高互動教學數據采集的效率。
[0106]上傳/下載模塊用于從應用服務器下載教材、學生名單、課程信息等基本教學數據，并且在具有互聯網連接的情況下，還可以將采集到的和/或統計處理得到的互動教學數據同步到網絡中的應用服務器，確保數據的完整性與安全性，并且可以基于所存儲的數據實現更為豐富的互動教學應用。可以以多種方式實現從教師終端向應用服務器同步數據，例如可以在具有互聯網連接的情況下自動將未上傳的數據同步到應用服務器，也可以根據需要在在具有互聯網連接的情況下手動觸發數據的上傳。
[0107]圖8示出了本發明提供的一種學生終端的具體結構框圖。
[0108]本發明中的學生終端可以包括輸入模塊、無線通信模塊、顯示模塊、設備標識模塊。
[0109]輸入模塊用于接收學生通過學生終端的鍵盤輸入的鍵盤消息編碼。
[0110]無線通信模塊用于與教室內設置的基站、無線路由器等設備進行通信，通過無線鏈路發送和接收數據包。數據包中可以包括各種用于實現互動教學功能的消息。
[0111]顯示模塊用于根據從教師終端接收到的各種指令和消息以及從輸入模塊接收到的按鍵編碼消息提供對應的顯示信息，包括但不限于:需作答題目總數、當前應作答題目編號、已輸入答案等交互信息以及“確認”、“取消”等狀態信息。
[0112]設備標識模塊用于提供每臺學生終端的設備標識，以在學習管理系統中唯一地識別每臺學生終端設備。舉例而言，學生終端的標識可以是具有固定長度的字符串，也可以是數字形式的設備編號，本發明對此并不做出限制。
[0113]圖9示出了本發明提供的一種基站的具體結構框圖。
[0114]本發明中的基站可以包括無線通信模塊、上位機通信模塊、通信控制模塊。
[0115]基站中的無線通信模塊與學生終端中的無線通信模塊對應，為無線信號覆蓋范圍的學生終端提供通信條件。需要注意，為了支持與多臺學生終端進行通信，基站中的無線通信模塊需要具有多址接入的能力。在一個實施例中，可以在物理層(PHY)采用直接序列擴頻(DSSS)或調頻擴頻(rass)等擴頻傳輸技術并在介質訪問控制層(MAC)采用帶沖突檢測的載波監聽多址接入技術(CSMA/⑶)，來實現對多個無線終端的多址接入。本領域技術人員可以理解，也可以采用其他的無線傳輸技術來支持基站與學生終端的無線通信。
[0116]上位機通信模塊實現與教師終端的通信，其接收來自教師終端的開始/停止簽到、開始/停止答題等待發送給學生終端的指令消息，并將來自學生終端的簽到、答題等消息轉發至教師終端。如上文所述，在一個實施例中，上位機通信模塊能夠以透明傳輸的方式向教師終端發送或從教師終端接收數據包，由教師終端或學生終端執行對數據包內消息的解析，以提高基站設備的數據處理效率，降低傳輸延遲。
[0117]通信控制模塊實現對無線終端與基站之間的無線通信鏈路以及基站與上位機(即，教師終端)之間的數據傳輸進行控制和協調，保證在教師終端與多個學生終端之間數據轉發功能的實現。
[0118]圖10示出了本發明提供的另一種教師終端的具體結構框圖。
[0119]本發明提供的另一種教師終端包括處理器以及與其耦接的存儲器，其中，該處理器可以被配置為執行本發明中描述的教師終端的各種操作功能，這里不再贅述。
[0120]本領域技術人員還應當理解，結合本發明公開的各個實施例描述的各種示例性的方法步驟和單元均可以實現成電子硬件、計算機軟件或二者的組合。為了清楚地表示硬件和軟件的可交換性，上文中各種示例性的步驟和單元均圍繞其功能進行了總體描述。至于這種功能是實現成硬件還是實現成軟件，則取決于特定的應用和對整個系統所施加的設計約束條件。本領域技術人員可以針對每個特定應用，以變通的方式實現所描述的功能，但是，這種實現決策不應解釋為引起與本發明的范圍的偏離。
[0121]此外，可以使用被設計為執行本發明所描述的功能的通用處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件部件或其任意組合來實現或執行結合本發明公開的各個方面所描述的各種示例性的邏輯框、模塊和電路。通用處理器可以是微處理器，或者，處理器也可以是任何傳統處理器、控制器、微控制器或者狀態機。處理器也可以實現為計算設備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器與DSP內核的結合，或者任何其它此種結構。
[0122]本發明說明書中使用的“示例/示例性/例如”等表示用作例子、例證或說明。說明書中被描述為“示例性”的任何技術方案不應被解釋為比其它技術方案更優選或更具優勢。
[0123]本發明提供了對所公開的技術內容的以上描述，以使本領域技術人員能夠實現或使用本發明。對于本領域技術人員而言，對這些技術內容的很多修改和變形都是顯而易見的，并且本發明所定義的總體原理也可以在不脫離本發明的精神或范圍的基礎上適用于其它實施例。因此，本發明并不限于上文所示的具體實施例，而是應與符合本發明公開的發明構思的最廣范圍相一致。
【主權項】
1.一種用于采集互動教學數據的裝置，其特征在于，包括: 建立模塊，其用于基于學生終端設備的設備標識建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系； 發送模塊，其用于以無線方式向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性； 接收模塊，其用于以無線方式接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果； 解析模塊，其用于按照預定的消息編碼規則對接收的答題消息進行解析，根據學生終端設備標識統計已作答學生數，并記錄各個答題結果。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述建立模塊包括: 名單獲取模塊，其用于獲取應出勤學生的名單； 編號分配模塊，其用于為名單中的學生信息分配對應的學生課堂編號； 信息提供模塊，其用于將名單中的各個學生信息以及對應的學生課堂編號提供給顯示設備進行展示； 消息接收模塊，其用于從學生終端接收簽到消息，所述簽到消息包括學生課堂編號以及對應的學生終端設備標識； 關系建立模塊，其用于根據接收到的學生課堂編號，建立學生終端設備標識與學生信息的對應關系。3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述建立模塊進一步包括: 標識提供模塊，其用于將已建立與學生信息對應關系的學生終端設備標識提供給顯示設備進行展示。4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括:解除模塊，其用于在完成答題消息的接收后，按照預定的規則解除學生終端和學生信息之間的對應關系。5.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括: 抽取模塊，其用于從已建立與學生終端設備標識對應關系的學生信息中抽取應作答學生的信息； 篩選模塊，其用于根據與應作答學生信息對應的學生終端設備標識，對接收到的答題消息進行篩選，忽略來自設備標識不匹配的學生終端的答題消息。6.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述解析模塊包括: 統計模塊，其用于根據從答題消息中解析得到的學生終端設備標識和題目編號對答題結果進行分類，并據此統計每道題目的答題結果提交進度。7.一種用于從學生終端采集互動教學數據的教師終端，包括存儲模塊、顯示接口模塊、本地通信模塊； 其中，所述存儲模塊用于保存基本數據，所述基本數據包括學生名單、教材內容;所述顯示接口模塊用于向顯示設備提供需要展示的數據;所述本地通信模塊用于與各個學生終端進行通信，以向學生終端發送指令，并接收來自學生終端的數據消息； 其特征在于，所述教師終端還包括匹配/簽到模塊，其用于:根據學生名單中的學生信息為每個應出勤學生分配對應的學生課堂編號；向所述顯示接口模塊提供所述學生信息和對應的學生課堂編號;通過來自所述本地通信模塊的簽到消息獲得各個學生終端的設備標識以及對應的學生課堂編號;根據接收到的學生課堂編號，建立學生終端設備標識與學生信息之間的對應關系； 其中，所述存儲模塊還用于保存所述學生終端設備標識與學生信息之間的對應關系。8.如權利要求7所述的教師終端，其特征在于: 所述本地通信模塊進一步用于:向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性;接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果； 所述教師終端還包括統計處理模塊，其用于:根據學生終端設備標識和題目編號對答題結果進行統計，以得到統計數據。9.一種用于采集互動教學數據的方法，其特征在于，包括: 基于學生終端設備的設備標識，建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系; 以無線方式向學生終端發出答題指令，所述答題指令包括題目編號和題目屬性； 以無線方式接收來自各個學生終端的答題消息，所述答題消息包括學生終端設備標識、題目編號和答題結果； 按照預定的消息編碼規則對接收的答題消息進行解析，根據學生終端設備標識統計已作答學生數，并記錄各個答題結果。10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述建立各個學生終端設備與各個學生信息之間的對應關系的步驟包括: 獲取應出勤學生的名單； 為名單中的學生信息分配對應的學生課堂編號； 將名單中的各個學生信息以及對應的學生課堂編號提供給顯示設備進行展示； 從學生終端接收簽到消息，所述簽到消息包括學生課堂編號以及對應的學生終端設備標識； 根據接收到的學生課堂編號，建立學生終端設備標識與學生信息的對應關系。
【文檔編號】G09B7/02GK105931514SQ201610537835
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】王專, 龔勇謀, 李琳波, 汪五海, 張騰飛, 梁爽, 殷玲玲
【申請人】北京圣合軟件科技有限公司