[發(fā)明專利]一種閉環(huán)在線教學系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010823440.2
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111798710A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 李怡然;夏元清;張金會;孫中奇;翟弟華;戴荔;劉坤;閆莉萍;詹玉峰;鄒偉東;郭澤華;崔冰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G09B5/08
• 分類號: G09B5/08;G09B5/02;G09B7/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張夢澤

1.一種閉環(huán)在線教學系統(tǒng)，其特征在于，包括在線教學和視頻教學兩種教學模式；所述閉環(huán)在線教學系統(tǒng)包括：

云端視頻教學模塊，用于存儲和播放教學視頻；所述教學視頻包括：教師上傳的教學視頻和/或教師進行在線教學的視頻；

學習狀態(tài)監(jiān)控模塊，與所述云端視頻教學模塊連接，用于采用人工智能算法實時檢測學生的學習狀態(tài)；所述學習狀態(tài)包括：興奮狀態(tài)、疲勞狀態(tài)、走神狀態(tài)和離開狀態(tài)；

作業(yè)考試測評模塊，與所述云端視頻教學模塊連接，用于上傳、存儲學習作業(yè)和考試內容，并給出學生上傳的學習作業(yè)或考試內容的評分，確定學生的學習成果；所述學習作業(yè)包括：教師依據(jù)教學內容生成的待完成作業(yè)和學生完成后提交的作業(yè)；所述考試內容包括：教師生成的考試試卷和學生完成的試卷答復內容；

云控制實驗模塊，與所述云端視頻教學模塊連接，用于學生進行遠程實驗，并根據(jù)學生的實驗操作給出實驗結果；所述實驗結果包括實驗評分；

三閉環(huán)云端評價模塊，分別與所述云端視頻教學模塊、所述學習狀態(tài)監(jiān)控模塊、所述作業(yè)考試測評模塊和所述云控制實驗模塊連接，用于對學生的學習狀態(tài)、學習成果和實驗結果進行綜合評價。

2.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)在線教學系統(tǒng)，其特征在于，當所述閉環(huán)在線教學系統(tǒng)采用視頻教學模式時，所述云端視頻教學模塊包括：

課程信息創(chuàng)建單元，用于教師創(chuàng)建課程信息并上傳與所述課程信息相對應的教學視頻；

教學過程控制單元，與所述學習狀態(tài)監(jiān)控模塊連接，用于根據(jù)所述學生的在線學習狀態(tài)確定所述教學視頻的播放時間節(jié)點。

3.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)在線教學系統(tǒng)，其特征在于，當所述閉環(huán)在線教學系統(tǒng)采用在線教學模式時，所述云端視頻教學模塊包括：

課程創(chuàng)建和預約單元，用于創(chuàng)建課程信息，并用于將與所創(chuàng)建的課程信息相對應的虛擬資源分配到學生端；

教學過程反饋單元，與所述學習狀態(tài)監(jiān)控模塊連接，用于根據(jù)所述學生的學習狀態(tài)生成學生學習狀態(tài)評分和學生處于各種學習狀態(tài)的人數(shù)和比例。

4.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)在線教學系統(tǒng)，其特征在于，所述學習狀態(tài)監(jiān)控模塊包括：

攝像頭和麥克風，用于采集學生的學習環(huán)境信息和學習姿態(tài)信息；所述學習環(huán)境信息包括環(huán)境噪聲；所述學習姿態(tài)信息包括學生的學習時長和坐姿；

狀態(tài)評價單元，與所述攝像頭和所述麥克風連接，用于根據(jù)所述環(huán)境信息和所述學習姿態(tài)信息，采用人工智能算法或模式識別算法生成所述學習狀態(tài)。

5.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)在線教學系統(tǒng)，其特征在于，所述云控制實驗模塊包括：

實驗操作單元，用于學生進行實驗操作；

視頻監(jiān)控單元，用于實時檢測學生的實驗操作過程；

云端服務器，與所述實驗操作單元和所述視頻監(jiān)控單元連接，用于根據(jù)學生的實驗操作請求調用數(shù)據(jù)庫中的實驗控制指令，并用于根據(jù)學生的實驗操作給出實驗結果。

6.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)在線教學系統(tǒng)，其特征在于，所述云控制實驗模塊為網絡層結構，包括：頂層、中層和底層；

所述頂層包括云端服務器和通訊接口；所述中層包括視頻監(jiān)控單元和執(zhí)行單元；所述底層包括被控單元；

所述被控單元用于輸入實驗操作信息；所述實驗操作信息包括：學生選擇的實驗設備、實驗算法，以及實施實驗的步驟；

所述執(zhí)行單元用于執(zhí)行所述實驗操作信息后，所述視頻監(jiān)控單元用于將與所述實驗操作信息相對應的實驗結果反饋給學生端，并將實驗操作結果上傳至所述云端服務器；所述云端服務器根據(jù)實驗操作結果生成實驗操作評價報告，反饋至學生端；

7.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)在線教學系統(tǒng)，其特征在于，所述云控制實驗模塊中植入有設備管理程序和實驗接入管理程序；

所述設備管理程序和所述實驗接入管理程序協(xié)同管控學生實驗順序。