教师全控的课堂快速互动教学系统及其使用方法

1.教师全控的课堂快速互动教学系统，其特征在于，其包括：
监控屏教师主机，其包括监控屏、教师主机、USB模块、以及第一无线通讯模块，该教师主机通过该USB模块与该第一无线通讯模块连接，该监控屏与该教师主机连接；
若干学生机，每个学生机包括第二无线通讯模块、学生机微电脑系统、学生机控制系统以及连接该第二无线通讯模块与该学生机控制系统的处理模块，该第二无线通讯模块与该第一无线通讯模块无线通讯，该学生机微电脑系统包括显示屏以及与该显示屏连接的第一触摸屏，该显示屏与该第一触摸屏均与该学生机控制系统连接；
教师便携机，其包括第三无线通讯模块、教师便携机微电脑系统、以及连接该第三无线通讯模块与该教师便携机微电脑系统的通讯及控制单片机，该第三无线通讯模块与该第二无线通讯模块无线通讯，该第三无线通讯模块与该第一无线通讯模块无线通讯，该教师便携机微电脑系统包括与该通讯及控制单片机连接的第二触摸屏；
电子白板，其通过网络接口与该监控屏教师主机的教师主机连接；
其中，该学生机包括学生机开关、显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、触摸屏开关、手写控制开关和多媒体播放开关若干功能开关，该若干功能开关均与该学生机微电脑系统连接，其中，触 摸屏开关、手写控制开关还与该第一触摸屏连接，学生机开关还与该处理模块电性连接，显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、和多媒体播放开关还与显示屏连接；
该教师主机包括控制模块、操作模块、发送信息模块、查阅模块以及生成统计报表模块，该控制模块通过该USB模块与该第一无线通讯模块连接，该控制模块与该操作模块连接控制该操作模块对该若干学生机进行命令控制，该命令控制包括对该若干学生机的开机、关机、关屏、显示内容、手写允许、手写格式、同步翻页、分组讨论、学生互相批改，该控制模块与该发送信息模块连接控制该发送信息模块向该若干学生机发送信息，该信息包括预习内容、检测内容、批改内容，该控制模块与该查阅模块连接控制该查阅模块通过该监控屏对该若干学生机的学生操作信息进行接收、查看、批改、分析，该控制模块与该生成统计报表模块连接控制该生成统计报表模块生成各种报表，该报表包括教师教学情况报表、学生学习情况报表；
该教师便携机包括控制模块、操作模块、发送信息模块、查阅模块，该控制模块通过第三无线通讯模块与该第一无线通讯模块连接，该控制模块通过第三无线通讯模块与该第二无线通讯模块连接，该控制模块与该操作模块连接控制该操作模块对该若干学生机进行命令控制，该命令控制包括对该若干学生机的开机、关机、关屏、显示内容、手写允许、手写格式、同步翻页、分组讨论、学生互相批改，该控制模块与该发送信息模块连接控制该发送信息模块向该若 干学生机发送信息，该信息包括预习内容、检测内容、批改内容，该控制模块与该查阅模块连接控制该查阅模块通过第三触摸屏对该若干学生机的学生操作信息进行接收、查看、批改、分析。
2.如权利要求1所述的教师全控的课堂快速互动教学系统，其特征在于，学生机开关、显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、触摸屏开关、手写控制开关和多媒体播放开关均能采用软开关或硬开关。
3.如权利要求1所述的教师全控的课堂快速互动教学系统，其特征在于，学生机控制系统采用硬件或软件实现触发学生机开关、显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、触摸屏开关、手写控制开关和多媒体播放开关。

教师全控的课堂快速互动教学系统及其使用方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及课堂快速互动教学系统，尤其涉及教师全控的课堂快速互动教学系统及其使用方法。\n背景技术\n[0002] 教育部从2011年6月起向社会征集学生“减负”良策，“减负”这个话题已属老生常谈了。年年在喊“减负”，实际上，学生的学习任务仍然是“重于泰山”。“减负”减的是什么？“减负”只是单纯减少作业量么？“减负，不减质”这一严峻的课题摆在了学校和教师的面前。既要减负但同时又要增效，这是教育行业所面临的难题，只有打造高效的课堂教学质量，提高课堂教学效率，挤干课堂水份，向45分钟要效果，唯有高效的课堂教学，方能实现“减负增效”的目的。针对课堂传统“满堂灌”教学模式进行改革创新，本发明围绕这一主线课题进行研究开发。\n发明内容\n[0003] 有鉴于此，有必要提供一种教师全控的课堂快速互动教学系统及其使用方法，其安置在教室内，不会给学生带来重量上的负担，同时方便老师教学。如何提高课堂教学质量和学生学习效果，挤干课堂水份，向45分钟要效率，针对课堂传统“满堂灌”教学模式进行改革创新，就是本发明的技术核心。\n[0004] 本发明是这样实现的，教师全控的课堂快速互动教学系统，其包括：\n[0005] 监控屏教师主机，其包括监控屏、教师主机、USB模块、以及第一无线通讯模块，该教师主机通过该USB模块与该第一无线通讯模块连接，该监控屏与该教师主机连接；\n[0006] 若干学生机，每个学生机包括第二无线通讯模块、学生机微电脑系统、学生机控制系统以及连接该第二无线通讯模块与该学生机控制系统的处理模块，该第二无线通讯模块与该第一无线通讯模块无线通讯，该学生机微电脑系统包括显示屏以及与该显示屏连接的第一触摸屏，该显示屏与该第一触摸屏均与该学生机控制系统连接；\n[0007] 教师便携机，其包括第三无线通讯模块、教师便携机微电脑系统、以及连接该第三无线通讯模块与该教师便携机微电脑系统的通讯及控制单片机，该第三无线通讯模块与该第二无线通讯模块无线通讯，该第三无线通讯模块与该第一无线通讯模块无线通讯，该教师便携机微电脑系统包括与该第三通讯及控制单片机连接的第二触摸屏；\n[0008] 电子白板，其通过网络接口与该监控屏教师主机的教师主机连接；\n[0009] 其中，该学生机包括学生机开关、显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、触摸屏开关、手写控制开关和多媒体播放开关若干功能开关，该若干功能开关均与该学生机微电脑系统连接，其中，触摸屏开关、手写控制开关还与该第一触摸屏连接，学生机开关还与该处理模块电性连接，显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、和多媒体播放开关还与显示屏连接；\n[0010] 该教师主机包括控制模块、操作模块、发送信息模块、查阅模块以及生成统计报表模块，该控制模块通过该USB模块与该第一无线通讯模块连接，该控制模块与该操作模块连接控制该操作模块对该若干学生机进行命令控制，该命令控制包括对该若干学生机的开机、关机、关屏、显示内容、手写允许、手写格式、同步翻页、分组讨论、学生互相批改，该控制模块与该发送信息模块连接控制该发送信息模块向该若干学生机发送信息，该信息包括预习内容、检测内容、批改内容，该控制模块与该查阅模块连接控制该查阅模块通过该监控屏对该若干学生机的学生操作信息进行接收、查看、批改、分析，该控制模块与该生成统计报表模块连接控制该生成统计报表模块生成各种报表，该报表包括教师教学情况报表、学生学习情况报表；\n[0011] 该教师便携机包括控制模块、操作模块、发送信息模块、查阅模块，该控制模块通过第三无线通讯模块与该第一无线通讯模块连接，该控制模块通过第三无线通讯模块与该第二无线通讯模块连接，该控制模块与该操作模块连接控制该操作模块对该若干学生机进行命令控制，该命令控制包括对该若干学生机的开机、关机、关屏、显示内容、手写允许、手写格式、同步翻页、分组讨论、学生互相批改，该控制模块与该发送信息模块连接控制该发送信息模块向该若干学生机发送信息，该信息包括预习内容、检测内容、批改内容，该控制模块与该查阅模块连接控制该查阅模块通过该第三触摸屏对该若干学生机的学生操作信息进行接收、查看、批改、分析。\n[0012] 作为上述方案的进一步改进，学生机开关、显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、触摸屏开关、手写控制开关和多媒体播放开关均能采用软开关或硬开关。\n[0013] 作为上述方案的进一步改进，学生机控制系统采用硬件或软件实现触发学生机开关、显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、触摸屏开关、手写控制开关和多媒体播放开关。\n[0014] 本发明提供的教师全控的课堂快速互动教学系统具有以下优点：学生机完全处于全控状态下工作，只有允许的功能学生才能使用和操作；实现课堂教学中教师对学生听课学习的全面监控；实现了教师和学生的实时快速互动；教师可实时监测学生对教学点的掌握情况，将时间有效的分配在学生未掌握的知识点的讲解上，充分利用课堂教学时间，使学生在课堂上就能正确掌握所有教学内容；实现了高效的课堂教学。\n附图说明\n[0015] 图1为本发明较佳实施方式提供的教师全控的课堂快速互动教学系统的结构示意图。\n[0016] 图2为图1中教师全控的课堂快速互动教学系统的教师便携机的组成示意图。\n[0017] 图3为图1中教师全控的课堂快速互动教学系统的学生机的组成示意图。\n[0018] 图4为图1中教师全控的课堂快速互动教学系统的监控屏教师主机的组成示意图。\n[0019] 图5为图1中教师全控的课堂快速互动教学系统的监控屏教师主机的功能模块示意图。\n[0020] 图6为图1中教师全控的课堂快速互动教学系统的操作流程示意图。\n[0021] 图7为图6中图文发送部分流程图。\n[0022] 图8为图6中题目发送部分流程图。\n[0023] 图9为图6中接收部分流程图。\n具体实施方式\n[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。\n[0025] 请一并参阅图1、图2、图3及图4，教师全控的课堂快速互动教学系统包括监控屏教师主机10、若干学生机20、教师便携机30、电子白板40。其中，教师便携机30实现了教师在离开教师主机或走动过程中对学生机20和监控屏教师主机10的控制，使得教师在使用本发明系统的过程中不受位置的局限，随时随地都能对系统进行与监控屏教师主机10一样的全面监控和操作。\n[0026] 监控屏教师主机10包括监控屏11、教师主机14、USB模块12、以及第一无线通讯模块13，教师主机14通过该USB模块12而与该第一无线通讯模块13连接，该监控屏11与教师主机14连接。监控屏11主要是用来展示教师主机14发送和接收的信息以及学生机\n20的状态；所有控制命令的发送以及信息的发送和接收都是由教师主机14完成。\n[0027] 每个学生机20包括第二无线通讯模块21、学生机微电脑系统、学生机控制系统\n252以及连接该第二无线通讯模块21与该学生机控制系统252的处理模块251，该第二无线通讯模块21与该第一无线通讯模块13无线通讯，该学生机微电脑系统包括显示屏23以及与该显示屏23连接的第一触摸屏26，该显示屏23与该第一触摸屏26均与该学生机控制系统252连接。\n[0028] 该学生机20还包括若干功能开关27，在本实施方式中，功能开关27主要指学生机开关、显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、触摸屏开关、手写控制开关和多媒体播放开关若干功能开关，该若干功能开关均与该学生机微电脑系统连接，其中，触摸屏开关、手写控制开关还与该第一触摸屏26连接，学生机开关还与该处理模块251以及电源模块271电性连接，显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、和多媒体播放开关还与显示屏23连接。\n[0029] 在本实施方式中，学生机微电脑系统主要功能包括：1、“显示开关”、“题目显示”、“图文控制”、“学生批改”、“词典控制”和“多媒体播放”等诸多软开关的通断；2、根据接收信息和软开关状态对显示信息的控制；3、对学生手写信息的处理和反馈；4、第一触摸屏26为设置为输入设备，触摸屏是否允许工作和是否允许手写由“触摸屏开关”和“手写开关”控制。学生机控制系统252为嵌入控制程序，其根据接收的控制命令实现对各模块的软件开关进行控制从而实现相应功能，当然在其它实施方式中，也可以采用硬件实现。学生机控制系统252采用硬件或软件实现触发学生机开关、显示开关、题目显示开关、图文控制开关、学生批改开关、词典控制开关、触摸屏开关、手写控制开关和多媒体播放开关。\n[0030] 该学生机20的开机、关机、开屏、关屏、显示内容、手写允许、手写格式、同步翻页、分组讨论、学生互相批改等功能均被教师主机14或教师便携机30完全控制，该学生机20的显示题目开关或图文内容开关是接收的由教师主机14或教师便携机30发送的内容，该学生机20的电子词典开关和多媒体播放开关是否能够使用被教师主机14或教师便携机30完全控制，学生机20只有在接收到相应功能允许命令的情况下其相应功能才能被学生操作和使用。\n[0031] 学生机20通过无线方式接收到教师主机14（监控屏教师主机10可由教师便携机30替代，教师便携机30能具备监控屏教师主机10的功能，同时还方便教师在教室内走动授课）命令和信息，在教师主机14的全控下进行相关动作：开机、关机、开显示屏、关显示屏、开触摸屏、关触摸屏、允许手写、禁止手写、同步翻页、题目显示、图文控制、分组讨论、学生批改、词典控制、多媒体播放。\n[0032] 学生机20的开机、关机、开显示屏、关显示屏、开触摸屏、关触摸屏、允许手写、禁止手写、同步翻页、题目显示、图文控制、分组讨论、学生批改、词典控制、多媒体播放等功能完全处于接收命令的控制下，只有在相应功能允许的情况下学生才能操作学生机的相应功能。教师便携机30，其包括第三无线通讯模块31、教师便携机微电脑系统33、以及连接该第三无线通讯模块31与该教师便携机微电脑系统33的通讯及控制单片机35，该第三无线通讯模块31与该第二无线通讯模块21无线通讯，该第三无线通讯模块31与该第一无线通讯模块13无线通讯，该教师便携机微电脑系统33包括与该第三通讯及控制单片机35连接的第二触摸屏。教师可在教师便携机30上进行圈圈点点分析讲解，分析讲解的内容将实时同步显示在学生机20上。\n[0033] 电子白板40，其通过网络接口与该教师主机14连接。电子白板40可展示教师主机14发送的电子图档，教师可通过教师主机14将教师需展示的内容实时发送到电子白板\n40上进行显示讲解。\n[0034] 每个学生配备一台学生机20，用于接收教师主机14发送过来的命令和信息内容，并根据要求进行查看或作答，作答结果将实时上传。学生机20完全实时处于教师主机14的监控下进行操作。学生机20中可加载海量题库，对学习和复习提供参考。学生机20可由教师控制进行分组，并在每组中指定一台学生机20成为组长机，组长机可与组内学生机进行互动，教师主机14可选择是对所有学生机进行控制或者仅对组长机进行控制，实现分组讨论和学习。若干小组之间可以互相传输讨论结果，激励和挖掘小组讨论空间和潜力，树立小组争优形象。电子白板40是由投影仪、电脑和触控面板组成，电子白板40展示教师主机14发送的电子图档，教师可通过监控屏11将教师需展示的内容实时发送到电子白板40上进行显示讲解。\n[0035] 请结合图5，该监控屏教师主机10包括控制模块15、操作模块16、发送信息模块\n17、查阅模块19以及生成统计报表模块18。该控制模块通过该USB模块与该第一无线通讯模块13连接，该控制模块15与该操作模块16连接控制该操作模块16对该若干学生机20进行命令控制，该命令控制包括对该若干学生机20的开机、关机、关屏、显示内容、手写允许、手写格式、同步翻页、分组讨论、学生互相批改。该控制模块15与该发送信息模块17连接控制该发送信息模块17向该若干学生机20发送信息，该信息包括预习内容、检测内容、批改内容，该控制模块15与该查阅模块19连接控制该查阅模块19通过该监控屏11对该若干学生机20的学生操作信息进行接收、查看、批改、分析，该控制模块15与该生成统计报表模块18连接控制该生成统计报表模块18生成各种报表，该报表包括教师教学情况报表、学生学习情况报表。\n[0036] 教师全控的课堂快速互动教学系统的操作流程：教师在教学过程中通过教师主机\n14或教师便携机30将要讲解或检测的内容发送到学生机20，学生根据学生机20接收的指令和内容对接收信息进行查看或作答；教师通过教师主机14将学生作答结果实时进行接收，教师通过监控屏11对所有学生提交的信息进行查看，实时了解学生对教学内容的掌握情况，从而确定后续的教学安排，对已掌握的内容可不再讲解，将时间有效地分配在未掌握的内容讲解上。从而实现了教学的全控和互动。\n[0037] 请一并结合图6、图7、图8及图9，教师全控的课堂快速互动教学系统具有以下详细学生机能够被全控的功能：\n[0038] 1、开机：学生机20在关机的状态下每间隔2秒通过无线检查是否有教师主机14的开机命令，教师要打开学生机20时通过教师主机14发送开学生机命令，开机命令每次发送持续3秒，确保学生机20在关机状态时能接收开机命令；学生机20在接收到开机命令后通过打开“学生机开关”软开关打开学生机20工作电源（即电源模块271）；\n[0039] 2、关机：教师要关闭学生机20时通过教师主机14发送关学生机命令，学生机20接收到教师机关学生机命令后通过关闭“学生机开关”软开关关闭学生机20工作电源，进入关机后学生机20每间隔2秒通过无线检测教师主机14的开机命令状态；当不使用时教师若未发送关闭学生机命令，学生机20会在30分钟没接收到教师主机14无线信号时自动关机，关机后学生机每间隔2秒通过无线检测教师主机14的开机命令状态；\n[0040] 3、开显示屏23：教师需要让学生通过学生机20查看显示内容时，教师通过教师主机14发送开显示屏命令给学生机20，学生机20在接收到开显示屏命令后通过控制系统打开“显示开关”软开关打开显示屏23；\n[0041] 4、关显示屏23：教师在不想让学生查看学生机20内容时，教师通过教师主机14发送关显示屏命令给学生机20，学生机20在接收到关显示屏命令后通过控制系统关闭“显示开关”软开关关闭显示屏23；\n[0042] 5、教师通过控制学生机20的开关显示屏23，使学生只有在教师的允许下才能通过学生机20查看信息，从而专心听课；\n[0043] 6、开触摸屏：教师在要求学生通过触摸屏操作学生机20时通过教师主机14发送开触摸屏命令给学生机20，学生机20在接收到开触摸屏命令后通过控制系统打开“触摸屏开关”软开关打开触摸屏（即学生机20上的第一触摸屏）；\n[0044] 7、关触摸屏：教师在不想让学生操作触摸屏时，教师通过教师主机14发送关触摸屏命令给学生机20，学生机20在接收到关触摸屏命令后通过控制系统关闭“触摸屏开关”软开关关闭触摸屏；\n[0045] 8、学生完全在教师的控制下操作触摸屏；\n[0046] 9、允许手写：教师在要求学生手写作答时通过教师主机14发送允许手写命令给学生机20，学生机20在接收到允许手写命令后通过控制系统打开“手写控制”软开关开启学生机手写功能；\n[0047] 10、禁止手写：教师在不允许学生手写时通过教师主机14发送禁止手写命令给学生机20，学生机20在接收到禁止手写命令后通过控制系统关闭“手写控制”软开关禁止学生手写；\n[0048] 11、学生能否在学生机20上进行手写完全由教师控制；\n[0049] 12、同步翻页：教师在希望学生机20显示内容和监控屏11同步时，可通过教师主机14发送同步翻页命令给学生机20，学生机20在接收到同步翻页命令后随教师同步翻到监控屏11相同的页面；\n[0050] 13、同步翻页功能使得学生在听课时与教师教学完全同步；\n[0051] 14、题目显示：教师需要在学生机20上显示题目内容时发送相应的题目给学生机\n20同时发送开启题目显示命令，学生机20在接收到题目和开启题目显示命令时打开“题目显示”软开关进行题目显示作答，学生机20显示的题目内容和是否显示完全由教师控制，学生机20只能显示教师要求的题目；\n[0052] 15、图文控制：教师需要在学生机20上显示图文内容时发送相应的图文内容给学生机同时发送图文显示命令，学生机20在接收到图文内容和图文显示命令时打开“图文控制”软开关显示相应的图文内容，学生机2显示的图文内容和是否显示完全由教师控制，学生机20只能显示教师要求的图文；\n[0053] 16、教师可以通过教师主机14发送背景格子格式在学生机20上显示相应的背景格子让学生在格子中进行手写，格子格式包括：方格、大条格、小条格、拼音米字格、三线格、田字格、米字格等，格子可以单页也可多页；另外也可发送一个快速互动的方框让学生将答案直接写在方框中实现快速作答互动；\n[0054] 17、分组讨论：学生机20可由教师控制进行分组，并在每组中指定一台学生机成为组长机，组长机可与组内学生机进行互动，每个小组可通过讨论作答，每个学生可分别作答，也可由组长机接收汇总后只通过组长机作答；教师主机14若只想接收组长机的内容时可只接收组长机的内容，若想接收一个小组的学生作答内容时可只接收一个小组的内容，若想接收所有学生机20的内容时可全部接收，完全由教师自主控制；学生机是否处在分组状态、哪些学生分在一组、组长是谁完全由教师控制；\n[0055] 18、学生批改：教师若希望学生进行相互批改时发送学生批改命令，学生机20在接收到学生批改命令后打开“学生批改”软开关开启学生批改功能，学生可以相互交换学生机20进行互相批改，批改结束，教师主机14发送关闭学生批改命令，学生便不能再进行批改；学生换回自己的学生机20进行查看批改结果，监控屏11也可将学生相互批改的内容接收查看，学生是否能进行学生批改完全由教师控制；\n[0056] 19、词典控制：教师若允许学生通过学生机20查词典时可发送开启学生机词典功能命令，学生机20在接收到开启学生机词典功能命令后打开“词典控制”软开关，此时学生可以使用电子词典；查询完毕后教师若需要关闭学生机词典功能时发送关闭词典命令，学生机20在接收到关闭词典命令后词典便被关闭；词典功能的开启或关闭完全由教师根据自己的教学需要随时控制；\n[0057] 20、多媒体播放：教师在教学过程中如需要播放多媒体时可发送开启多媒体播放功能命令，学生机20在接收到开启多媒体播放功能命令后打开“多媒体播放”软开关开启多媒体播放功能，学生机20将根据教师主机14发送的播放内容进行多媒体播放，教师将根据教学需要关闭多媒体播放功能，学生机的多媒体播放将立刻被关闭，多媒体的播放功能完全由教师控制，学生不能自行操作；\n[0058] 21、学生机20内嵌大容量存取空间可存取和加载课本内容、习题库、图文信息、多媒体教程等内容。\n[0059] 22、教师可以在下课时通过教师主机14发送相关命令控制学生机20相应功能软开关打开以便开放此功能让学生在课后使用学生机20，学生课后在学生机20上只能使用教师开放功能，其他未开放的功能不能使用。\n[0060] 本发明提供的教师全控的课堂快速互动教学系统及其使用方法具有以下优点：实现课堂教学中教师对学生听课学习的全面监控；学生机完全处于全控状态下工作，只有允许的功能学生才能使用和操作；实现了教师和学生的实时快速互动；教师可实时监测学生对教学点的掌握情况，将时间有效的分配在学生未掌握的知识点的讲解上，充分利用课堂教学时间，使学生在课堂上就能正确掌握所有教学内容；实现了高效的课堂教学。\n[0061] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。