CN111627270A - 一种基于智能终端设备的分组教学***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提出一种基于智能终端设备的分组教学***及方法，涉互联网及技术领域。所述***包括至少一块功能电路板，该功能电路板包括单片机，并在该单片机的控制下实现该功能电路板的功能；所述***还包括教师机、学生机、RS485通信线路和通信转换模块。一种创建教学软件平台即开发适用于教学的功能模块，并将其整合入一个整体的软件框架。软件平台配合硬件框架，从而解决之前所述的多媒体教室存在的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，具体而言，涉及一种基于智能终端设备的分组教学***及方法。
背景技术
无论基础教育，还是高等教育，教室是老师教学、学生学习和师生交流的主要场所，从技术发展的角度来看，到目前为止教室大致经历了两个CLASSROOM0.0和CLASSROOM1.0两个阶段，即传统的教室和多媒体教室。
传统教室即传统意义上的黑板加课桌的教室。在这个阶段，教师在课前备好课，上课的时候在黑板上板书，辅以教具进行特定内容的展示。它的优点在于教师能够通过板书较好地向学生展示问题的推导过程，引导学生的思维，同时在书写时可以保证教学内容的连贯性；缺点在于如信息容量小、表现手段单一、粉尘污染严重等。
在CLASSROOM1.0阶段，课堂教学方式相比CLASSROOM0.0阶段发生了巨大的改变，教师正在逐渐习惯基于鼠标键盘的人机交互方式，通过MS Office、多媒体播放器等软件来在课堂中进行教学内容的展示。这样的教学方式可以使抽象的知识变得直观形象，同时大大节省了教师授课时的板书时间，增加了课堂教学的信息容量，提高了教学效率。多媒体教室的使用也避免了粉尘污染。电子白板的出现为多媒体教室提供了新型的人机交互方式。并在一定程度上将板书活动重新带回了课堂。
当前多媒体教室存在的缺点即(1)无法将多媒体展示功能与板书活动较好地结合，教学活动中缺乏过程推导，操作方式缺乏连贯性；(2)软件功能并不适用于教学，教学资源的展示方式缺乏前后对照，无法保证学生思维的连续性；(3)多媒体设备分散独立，操作方式复杂繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于智能终端设备的分组教学***及方法，提供了一种创建教学软件平台即开发适用于教学的功能模块，并将其整合入一个整体的软件框架。软件平台配合硬件框架，从而解决之前所述的多媒体教室存在的缺点。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种基于智能终端设备的分组教学***，所述***包括至少一块功能电路板，该功能电路板包括单片机，并在该单片机的控制下实现该功能电路板的功能；所述***还包括教师机、学生机、RS485通信线路和通信转换模块，所述教师机包括：依次连接的电子输入展示装置、控制处理装置以及投影装置；其中，电子输入展示装置：至少由一块电子白板组成，用于用户进行软件操作或书写教学内容；控制处理装置：用于将上述用户进行的软件操作或书写的教学内容进行处理，并将处理结果转换为信号发送至投影装置上；投影装置：用于接收由控制处理装置传送的信号并输出影像到上述电子白板上；所述的控制处理装置包括控制上述电子白板的电子白板控制模块以及与所述电子白板控制模块相连的主机；所述学生机为一台或者多台电脑，执行软件仿真和软硬结合仿真，所述通信转换模块连接于所述教师机和所述学生机，将RS232接口转换成RS485接口，并通过所述RS485通信线路与所述功能电路板相连，其中，所述教师机在所述软件仿真成功的基础上通过所述通信转换模块与所述RS485通信线路相连实现与所述功能电路板相同的所述软硬件仿真，所述教师机向所述功能电路板发出调试信息来检测和验证所述功能电路板的功能，所述纯硬件仿真为将所述软硬结合仿真调试成功后的可执行代码从所述教师机下载到所述单片机里执行。
进一步的，所述功能电路板还包括RS485转换电路、RS485接口电路、地址电路、功能模块和程序下载接口，所述RS485转换电路将所述单片机的串行收发信号转换成RS485信号并与所述RS485接口电路相连，所述单片机通过所述RS485转换电路和所述RS485接口电路与所述RS485通信线路相连，所述地址电路与所述单片机相连实现所述功能电路板的地址设定，所述功能模块在所述单片机的控制下实现所述功能电路板的功能，所述程序下载接口为将编译好的可执行代码下载到所述单片机的接口。
进一步的，所述控制处理装置包括：一窗口工厂单元：用于创建以及销毁具有具体功能的子窗口；一窗口管理单元：用于管理所创建的各种子窗口；所述窗口工厂单元包括依次相连的通用功能窗口子单元、教学软件接口子单元以及交互窗口子单元；其中，通用功能窗口子单元：用于调用用户常用的第三方软件功能；教学软件接口子单元：用于兼容特定学科的教学软件；交互窗口子单元：用于配合外部设备的配接使用；所述的窗口管理单元包括依次相连的序列管理子单元、窗口通信管理子单元以及窗口布局管理子单元；其中，序列管理子单元：用于教学序列资源包中XML文档的解析，资源文件的定位，以及资源包的创建和保存；窗口通信管理子单元：用于窗口工厂单元所创建的子窗口之间的通信，以及子窗口与外部设备的通信；窗口布局管理子单元：用于管理当前运行的子窗口的位置，以及大小。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于智能终端设备的分组教学方法，所述方法包括：
步骤1：电子输入展示装置的初始化，具体包括两块电子白板与主机的连接以及电子输入展示装置的坐标定位；
步骤2：电子白板控制模块不断循环监听两块电子白板对应的端口；
步骤3：一旦电子白板的感应区域中产生了点击事件，电子白板立即将发生事件的白板坐标X0，Y0发送至电子白板控制模块，电子白板控制模块接收到X0，Y0，并通过接收消息的端口确定产生事件的电子白板的ID号K；
步骤4：电子白板控制模块利用X0，Y0，K，并根据操作***窗口的大小进行白板坐标向操作***窗口坐标的映射计算，最终得出对应的***窗口坐标X1，Y1；
步骤5：电子白板控制模块将白板中的事件转化成发生在X1，Y1的***鼠标事件，控制处理装置对此事件进行响应处理；
步骤6：响应完毕后，投影装置将结果画面进行二分处理并将影像投射到电子输入展示装置上。
进一步的，所述功能电路板还包括RS485转换电路、RS485接口电路、地址电路、功能模块和程序下载接口，所述RS485转换电路将所述单片机的串行收发信号转换成RS485信号并与所述RS485接口电路相连，所述单片机通过所述RS485转换电路和所述RS485接口电路与所述RS485通信线路相连，所述地址电路与所述单片机相连实现所述功能电路板的地址设定，所述功能模块在所述单片机的控制下实现所述功能电路板的功能，所述程序下载接口为将编译好的可执行代码下载到所述单片机的接口。
进一步的，所述功能电路板为一块监控板、至少一块检测板和至少一块联动板，该检测板检测可燃气体的浓度并将检测到的浓度值通过所述RS485通信线路传到所述监控板，所述监控板执行实时监控，并显示所述检测板传过来的所述浓度值，显示时钟信息，显示***运行状态，处理键盘信息，并在发现所述检测板发过来的所述浓度值超过低限值时，所述监控板通过所述RS485通信线路向所述联动板发送启动风机指令，风机在所述联动板的控制下启动，在发现所述检测板发过来的所述浓度值超过高限值时，所述监控板通过所述RS485通信线路向所述联动板发送切断阀门指令和启动风机指令，所述风机在所述联动板的控制下启动，阀门在所述联动板的控制下切断。
本发明实施例提供的一种基于智能终端设备的分组教学***及方法，具有如下有益效果：实现了“随时可写，随处可写”的效果，保证了教师能够在教学活动中随时进行过程推导，同时也保证了操作方式的连贯性；将课堂中常用的多媒体功能通过模块化的形式整合入软件框架，并且人机交互方式采用统一的窗口模板，这样大大降低了教师的工作量；将当前教学中常用的通用软件以及面向学科的教学软件均整合入框架提供了统一的教学资源呈现方式，并且提供了标准的导入导出格式。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例提供的基于智能终端设备的分组教学***的***结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1：
如图1所示，一种基于智能终端设备的分组教学***，所述***包括至少一块功能电路板，该功能电路板包括单片机，并在该单片机的控制下实现该功能电路板的功能；所述***还包括教师机、学生机、RS485通信线路和通信转换模块，所述教师机包括：依次连接的电子输入展示装置、控制处理装置以及投影装置；其中，电子输入展示装置：至少由一块电子白板组成，用于用户进行软件操作或书写教学内容；控制处理装置：用于将上述用户进行的软件操作或书写的教学内容进行处理，并将处理结果转换为信号发送至投影装置上；投影装置：用于接收由控制处理装置传送的信号并输出影像到上述电子白板上；所述的控制处理装置包括控制上述电子白板的电子白板控制模块以及与所述电子白板控制模块相连的主机；所述学生机为一台或者多台电脑，执行软件仿真和软硬结合仿真，所述通信转换模块连接于所述教师机和所述学生机，将RS232接口转换成RS485接口，并通过所述RS485通信线路与所述功能电路板相连，其中，所述教师机在所述软件仿真成功的基础上通过所述通信转换模块与所述RS485通信线路相连实现与所述功能电路板相同的所述软硬件仿真，所述教师机向所述功能电路板发出调试信息来检测和验证所述功能电路板的功能，所述纯硬件仿真为将所述软硬结合仿真调试成功后的可执行代码从所述教师机下载到所述单片机里执行。
进一步的，所述功能电路板还包括RS485转换电路、RS485接口电路、地址电路、功能模块和程序下载接口，所述RS485转换电路将所述单片机的串行收发信号转换成RS485信号并与所述RS485接口电路相连，所述单片机通过所述RS485转换电路和所述RS485接口电路与所述RS485通信线路相连，所述地址电路与所述单片机相连实现所述功能电路板的地址设定，所述功能模块在所述单片机的控制下实现所述功能电路板的功能，所述程序下载接口为将编译好的可执行代码下载到所述单片机的接口。
进一步的，所述控制处理装置包括：一窗口工厂单元：用于创建以及销毁具有具体功能的子窗口；一窗口管理单元：用于管理所创建的各种子窗口；所述窗口工厂单元包括依次相连的通用功能窗口子单元、教学软件接口子单元以及交互窗口子单元；其中，通用功能窗口子单元：用于调用用户常用的第三方软件功能；教学软件接口子单元：用于兼容特定学科的教学软件；交互窗口子单元：用于配合外部设备的配接使用；所述的窗口管理单元包括依次相连的序列管理子单元、窗口通信管理子单元以及窗口布局管理子单元；其中，序列管理子单元：用于教学序列资源包中XML文档的解析，资源文件的定位，以及资源包的创建和保存；窗口通信管理子单元：用于窗口工厂单元所创建的子窗口之间的通信，以及子窗口与外部设备的通信；窗口布局管理子单元：用于管理当前运行的子窗口的位置，以及大小。
实施例2：一种基于智能终端设备的分组教学方法，所述方法包括：
步骤1：电子输入展示装置的初始化，具体包括两块电子白板与主机的连接以及电子输入展示装置的坐标定位；
步骤2：电子白板控制模块不断循环监听两块电子白板对应的端口；
步骤3：一旦电子白板的感应区域中产生了点击事件，电子白板立即将发生事件的白板坐标X0，Y0发送至电子白板控制模块，电子白板控制模块接收到X0，Y0，并通过接收消息的端口确定产生事件的电子白板的ID号K；
步骤4：电子白板控制模块利用X0，Y0，K，并根据操作***窗口的大小进行白板坐标向操作***窗口坐标的映射计算，最终得出对应的***窗口坐标X1，Y1；
步骤5：电子白板控制模块将白板中的事件转化成发生在X1，Y1的***鼠标事件，控制处理装置对此事件进行响应处理；
步骤6：响应完毕后，投影装置将结果画面进行二分处理并将影像投射到电子输入展示装置上。
进一步的，所述功能电路板还包括RS485转换电路、RS485接口电路、地址电路、功能模块和程序下载接口，所述RS485转换电路将所述单片机的串行收发信号转换成RS485信号并与所述RS485接口电路相连，所述单片机通过所述RS485转换电路和所述RS485接口电路与所述RS485通信线路相连，所述地址电路与所述单片机相连实现所述功能电路板的地址设定，所述功能模块在所述单片机的控制下实现所述功能电路板的功能，所述程序下载接口为将编译好的可执行代码下载到所述单片机的接口。
进一步的，所述功能电路板为一块监控板、至少一块检测板和至少一块联动板，该检测板检测可燃气体的浓度并将检测到的浓度值通过所述RS485通信线路传到所述监控板，所述监控板执行实时监控，并显示所述检测板传过来的所述浓度值，显示时钟信息，显示***运行状态，处理键盘信息，并在发现所述检测板发过来的所述浓度值超过低限值时，所述监控板通过所述RS485通信线路向所述联动板发送启动风机指令，风机在所述联动板的控制下启动，在发现所述检测板发过来的所述浓度值超过高限值时，所述监控板通过所述RS485通信线路向所述联动板发送切断阀门指令和启动风机指令，所述风机在所述联动板的控制下启动，阀门在所述联动板的控制下切断。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个单元、程序段或代码的一部分，所述单元、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个单元单独存在，也可以两个或两个以上单元集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Onl8Memor8)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memor8)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
Claims (6)
1.一种基于智能终端设备的分组教学***，其特征在于，所述***包括至少一块功能电路板，该功能电路板包括单片机，并在该单片机的控制下实现该功能电路板的功能；所述***还包括教师机、学生机、RS485通信线路和通信转换模块，所述教师机包括：依次连接的电子输入展示装置、控制处理装置以及投影装置；其中，电子输入展示装置：至少由一块电子白板组成，用于用户进行软件操作或书写教学内容；控制处理装置：用于将上述用户进行的软件操作或书写的教学内容进行处理，并将处理结果转换为信号发送至投影装置上；投影装置：用于接收由控制处理装置传送的信号并输出影像到上述电子白板上；所述的控制处理装置包括控制上述电子白板的电子白板控制模块以及与所述电子白板控制模块相连的主机；所述学生机为一台或者多台电脑，执行软件仿真和软硬结合仿真，所述通信转换模块连接于所述教师机和所述学生机，将RS232接口转换成RS485接口，并通过所述RS485通信线路与所述功能电路板相连，其中，所述教师机在所述软件仿真成功的基础上通过所述通信转换模块与所述RS485通信线路相连实现与所述功能电路板相同的所述软硬件仿真，所述教师机向所述功能电路板发出调试信息来检测和验证所述功能电路板的功能，所述纯硬件仿真为将所述软硬结合仿真调试成功后的可执行代码从所述教师机下载到所述单片机里执行。
2.根据权利要求1所述的基于智能终端设备的分组教学***，其特征在于，所述功能电路板还包括RS485转换电路、RS485接口电路、地址电路、功能模块和程序下载接口，所述RS485转换电路将所述单片机的串行收发信号转换成RS485信号并与所述RS485接口电路相连，所述单片机通过所述RS485转换电路和所述RS485接口电路与所述RS485通信线路相连，所述地址电路与所述单片机相连实现所述功能电路板的地址设定，所述功能模块在所述单片机的控制下实现所述功能电路板的功能，所述程序下载接口为将编译好的可执行代码下载到所述单片机的接口。
3.如权利要求2所述的基于智能终端设备的分组教学***，其特征在于，所述控制处理装置包括：一窗口工厂单元：用于创建以及销毁具有具体功能的子窗口；一窗口管理单元：用于管理所创建的各种子窗口；所述窗口工厂单元包括依次相连的通用功能窗口子单元、教学软件接口子单元以及交互窗口子单元；其中，通用功能窗口子单元：用于调用用户常用的第三方软件功能；教学软件接口子单元：用于兼容特定学科的教学软件；交互窗口子单元：用于配合外部设备的配接使用；所述的窗口管理单元包括依次相连的序列管理子单元、窗口通信管理子单元以及窗口布局管理子单元；其中，序列管理子单元：用于教学序列资源包中XML文档的解析，资源文件的定位，以及资源包的创建和保存；窗口通信管理子单元：用于窗口工厂单元所创建的子窗口之间的通信，以及子窗口与外部设备的通信；窗口布局管理子单元：用于管理当前运行的子窗口的位置，以及大小。
4.一种基于权利要求1至3之一所述的基于智能终端设备的分组教学***的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：电子输入展示装置的初始化，具体包括两块电子白板与主机的连接以及电子输入展示装置的坐标定位；
步骤2：电子白板控制模块不断循环监听两块电子白板对应的端口；
步骤3：一旦电子白板的感应区域中产生了点击事件，电子白板立即将发生事件的白板坐标X0，Y0发送至电子白板控制模块，电子白板控制模块接收到X0，Y0，并通过接收消息的端口确定产生事件的电子白板的ID号K；
步骤4：电子白板控制模块利用X0，Y0，K，并根据操作***窗口的大小进行白板坐标向操作***窗口坐标的映射计算，最终得出对应的***窗口坐标X1，Y1；
步骤5：电子白板控制模块将白板中的事件转化成发生在X1，Y1的***鼠标事件，控制处理装置对此事件进行响应处理；
步骤6：响应完毕后，投影装置将结果画面进行二分处理并将影像投射到电子输入展示装置上。
5.如权利要求5所述的基于智能终端设备的分组教学方法，其特征在于，所述功能电路板还包括RS485转换电路、RS485接口电路、地址电路、功能模块和程序下载接口，所述RS485转换电路将所述单片机的串行收发信号转换成RS485信号并与所述RS485接口电路相连，所述单片机通过所述RS485转换电路和所述RS485接口电路与所述RS485通信线路相连，所述地址电路与所述单片机相连实现所述功能电路板的地址设定，所述功能模块在所述单片机的控制下实现所述功能电路板的功能，所述程序下载接口为将编译好的可执行代码下载到所述单片机的接口。
6.如权利要求5所述的基于智能终端设备的分组教学方法，其特征在于，所述功能电路板为一块监控板、至少一块检测板和至少一块联动板，该检测板检测可燃气体的浓度并将检测到的浓度值通过所述RS485通信线路传到所述监控板，所述监控板执行实时监控，并显示所述检测板传过来的所述浓度值，显示时钟信息，显示***运行状态，处理键盘信息，并在发现所述检测板发过来的所述浓度值超过低限值时，所述监控板通过所述RS485通信线路向所述联动板发送启动风机指令，风机在所述联动板的控制下启动，在发现所述检测板发过来的所述浓度值超过高限值时，所述监控板通过所述RS485通信线路向所述联动板发送切断阀门指令和启动风机指令，所述风机在所述联动板的控制下启动，阀门在所述联动板的控制下切断。
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