[發明專利]基于語音和數字板書同步回放的習題解答教學方法

在審

• 申請號: 201710265082.6
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106898170A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 高林鋒
• 申請（專利權）人: 杭州獅說教育科技有限公司
• 主分類號: G09B5/06
• 分類號: G09B5/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 劉靜,邱啟旺

技術領域

本發明涉及一種基于語音、數字板書的教學方法，尤其能提升理科課后習題的解答效果。

背景技術

目前，老師對于習題的解答方式主要有兩種：一種是給出答案，復雜點的題目給出解題步驟，讓學生自己去消化；還有一種是老師占用課堂時間給學生解答。這兩種方式都存在一些弊端，對于第一種形式，即使有解題步驟，也不能達到思路引導的目的，而對于難題來說解題思路至關重要。另外一種形式雖然解答效果明顯高于前一種，但是需要消耗課堂時間。

發明內容

本發明要解決的問題是針對課后習題，老師在不占用課堂教學時間的情況下無法給出解題思路引導。

本發明解決實際問題所采用的技術方案是：一種基于語音和數字板書同步回放的習題解答教學方法，包括：同步記錄老師解題時的語音和其在手寫板上的板書數據，所述板書數據包括軌跡坐標值和時間；將語音和板書數據壓縮打包成錄制文件后上傳到web服務器，生成回放鏈接；學生訪問回放鏈接，請求并解壓錄制文件，回放錄制文件中的語音，板書數據根據語音時間軸進行同步顯示，重現老師帶語音引導的解題過程。整個錄制過程只需要記錄語音和老師在手寫板上的板書數據，語音的碼率可以壓制得非常小，而板書數據記錄的是軌跡坐標值和時間，壓縮率更有保障，把語音和板書數據打包成文件后非常有利于網絡傳輸。

進一步地，記錄語音和板書數據的平臺為支持語音輸入及手寫筆的平板電腦，或者普通Windows/Mac臺式機+可視化手寫板(如Wacom Cintiq 13HD)+外置麥克風。

進一步地，錄制文件支持跨平臺回放，通過幀更新事件或計時器(不支持幀更新事件的平臺上使用)讀取語音的時間軸來判斷當前時間點上是否有板書數據需要被展示。

進一步地，根據軌跡坐標值和時間生成包括筆跡繪制開始時間和繪制時長的筆跡路徑，在回放過程中，當接收學生的暫停操作時中斷當前路徑的繪制，繼續播放時恢復當前路徑剩余部分的繪制。

進一步地，在手寫板的書寫區域按需在垂直方向上進行擴展，空間上不受限制，并通過滾動顯示書寫區域的操作來保持板書的連續性，書寫區域的擴展和滾動操作均在錄制時記錄，回放時在記錄的時間點上重現這些操作。

本發明的有益效果是：本發明采用高效的數據采集方式，記錄語音、板書數據及操作指令，打包壓縮傳輸，基于語音時間軸回放板書數據及其操作指令，回放過程可在多終端實現。老師不必占用課堂教學時間就可以將帶思路引導的習題解答過程展示給學生，這個解答過程的書寫空間比教室的黑板更加連續且不受限制，這個解答過程的錄制比視頻的錄制編碼占用更小的系統資源，錄制的文件也遠小于視頻文件，能夠提高網絡傳輸的效率。本發明習題解答的形式能達到思路引導的良好效果。

附圖說明

圖1是本方法的數據采集實現流程圖；

圖2是本方法中基于語音時間軸的筆跡路徑同步回放流程圖；

圖3是本方法的PC端平臺采集和回放實施例；

圖4是本方法的移動端平臺采集和回放實施例；

圖5是本方法的數據采集原型示例圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的目的和效果將更加明顯。

本發明提供的一種基于語音和數字板書同步回放的習題解答教學方法，包括：同步記錄老師解題時的語音和其在手寫板上的板書數據，所述板書數據包括軌跡坐標值和時間；將語音和板書數據壓縮打包成錄制文件后上傳到web服務器，生成回放鏈接；學生訪問回放鏈接，請求并解壓錄制文件，回放錄制文件中的語音，板書數據根據語音時間軸進行同步顯示，重現老師帶語音引導的解題過程。整個錄制過程只需要記錄語音和老師在手寫板上的板書數據，語音的碼率可以壓制得非常小，而板書數據記錄的是軌跡坐標值和時間，壓縮率更有保障，把語音和板書數據打包成文件后非常有利于網絡傳輸。

進一步地，記錄語音和板書數據的平臺為支持語音輸入及手寫筆的平板電腦，或者普通Windows/Mac臺式機+可視化手寫板(如Wacom Cintiq 13HD)+外置麥克風。

進一步地，錄制文件支持跨平臺回放，通過幀更新事件或計時器(不支持幀更新事件的平臺上使用)讀取語音的時間軸來判斷當前時間點上是否有板書數據需要被展示。

進一步地，根據軌跡坐標值和時間生成包括筆跡繪制開始時間和繪制時長的筆跡路徑，在回放過程中，當接收學生的暫停操作時中斷當前路徑的繪制，繼續播放時恢復當前路徑剩余部分的繪制。