分區(qū)的體驗式多屏跨媒體互動教學(xué)實驗室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及教育或演示設(shè)施或?qū)嶒炇以O(shè)備，尤其是分區(qū)的體驗式多屏跨媒體互動教學(xué)實驗室。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新時期教學(xué)的發(fā)展，實驗室在教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用。實驗課是一種常見的理科教學(xué)方法。主要是通過現(xiàn)場的實驗進行教學(xué)，根據(jù)實驗操作者的不同可分為:教師演示、學(xué)生動手、師生協(xié)作三類。
[0003]雖然實驗課優(yōu)點眾多，但實驗課所用設(shè)備比較貴重，學(xué)校建立一個科學(xué)探宄實驗室需要很大的資金，對于偏遠地區(qū)或?qū)嶒灄l件較差地區(qū)的學(xué)校，由于缺少資金，很難建立科學(xué)探宄實驗室，這些地區(qū)的學(xué)生也無法享受先進水平的實驗課程。傳統(tǒng)教學(xué)模式受教學(xué)經(jīng)費的限制，很難隨時隨地帶領(lǐng)學(xué)生實地講解。而增加一些實地教學(xué)設(shè)施，但在資金成本上投入很大，而且這些投入并不能重復(fù)利用。在這一方面，傳統(tǒng)教學(xué)方式明顯存在不足。
[0004]隨著實驗室教學(xué)的快速發(fā)展，實現(xiàn)試驗教學(xué)的互動已經(jīng)成為試驗教學(xué)發(fā)展的大趨勢?；芋w驗式教學(xué)的內(nèi)涵是根據(jù)學(xué)生所處年齡段的心理特征，由教學(xué)環(huán)境境在恰當時機結(jié)合情景進行教學(xué)活動，從而使學(xué)生能夠感受到較為真實的交流體驗，以期使學(xué)生的各項素質(zhì)和邏輯能力得到綜合提升，使其感覺到教學(xué)活動與現(xiàn)實更加貼近。而互動體驗式教學(xué)重視的是從環(huán)境入手來完成互動體驗式教學(xué)。
[0005]現(xiàn)有的實驗室互動教學(xué)是在實驗室內(nèi)安裝視音頻錄入設(shè)備記錄教師實驗過程，教師在實驗完成后，將錄像內(nèi)容放在校園網(wǎng)上，由學(xué)生下載后觀看、實驗，學(xué)生在實驗過程遇到問題不能及時求教。實驗過程問題不及時解答，導(dǎo)致實驗后解答問題容易造成學(xué)生不理解，記不牢等，或者有些學(xué)生干脆不求教教師，教師不可能掌握每個學(xué)生學(xué)習(xí)情況，導(dǎo)致互動效果不好。而且，對于實驗課技術(shù)，許多課程對畫質(zhì)的清晰度、色彩的還原性、動作的連續(xù)性有較高的要求，再者，現(xiàn)代教學(xué)中為給學(xué)生提供名師授課是市場的需要，但名師教師資源的匱乏，與學(xué)生的要求產(chǎn)生矛盾。再者，眾多的學(xué)生可以通過虛擬的系統(tǒng)享受名師授課的優(yōu)惠。另一方面，目前的多媒體教學(xué)一般只采用一種顯示器，所有的教學(xué)資源通過該顯示器進行顯示，然后輸送給學(xué)生。這樣給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了困難，增加了教學(xué)的時間，使得教學(xué)效率大大降低。而在跨媒體互動平臺的諸備用顯示終端之間還需要進行多屏無縫互接轉(zhuǎn)換或同步，才能取得設(shè)計預(yù)定效果，相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)公開較少。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種分區(qū)的體驗式多屏跨媒體互動教學(xué)實驗室，是一個以信息技術(shù)為支撐，集教學(xué)、研宄、測試、分析和創(chuàng)新于一體的開放教學(xué)研宄服務(wù)平臺。
[0007]本實用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn):實驗室功能分區(qū)包括:教學(xué)展示區(qū)、教學(xué)測試區(qū)、學(xué)生體驗互動區(qū)、教育資源展示區(qū)、實驗數(shù)據(jù)信息采集區(qū)和信息集成設(shè)備區(qū)；學(xué)生體驗互動區(qū)位于教學(xué)測試區(qū)和實驗數(shù)據(jù)信息采集區(qū)之間，信息集成設(shè)備區(qū)以實驗室南北兩側(cè)墻體上的觸摸大屏和顯示大屏為主，教學(xué)展示區(qū)位于實驗室的相對較遠的一端；運行支持系統(tǒng)與數(shù)據(jù)工作系統(tǒng)均與服務(wù)器連接，實驗信息采集系統(tǒng)和音視頻輸入輸出設(shè)備安裝在實驗室內(nèi)；運行支持系統(tǒng)包括主控臺、電源控制模塊和通風(fēng)設(shè)備；數(shù)據(jù)工作系統(tǒng)中包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、教育資源云、泛在教學(xué)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)分析評估系統(tǒng)，移動設(shè)備、跨屏管理模塊，錄播系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)；其中，泛在教學(xué)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)分析評估系統(tǒng)和錄播系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)工作系統(tǒng)和服務(wù)器連接，服務(wù)器、教育資源云和移動設(shè)備分別通過互聯(lián)網(wǎng)無線互聯(lián)；實驗信息采集系統(tǒng)包括高清攝像設(shè)備以及各種專業(yè)實驗數(shù)據(jù)采集設(shè)備；音視頻輸入輸出設(shè)備包括輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)、高清顯示屏、音頻矩陣、麥克風(fēng)矩陣、喇叭矩陣和3D影像。
[0008]尤其是，實驗室內(nèi)壁滿掛高清顯示屏，其中至少有一塊高清顯示屏位于中下部的高清顯示屏為觸摸控制顯示屏，而且，實驗室內(nèi)均勻布置由麥克風(fēng)矩陣和喇叭矩陣構(gòu)成的音頻矩陣。
[0009]尤其是，教學(xué)測試區(qū)有至少部分封閉的隔離屏，而且，在所述隔離屏壁上安裝測試設(shè)備，隔離屏為可調(diào)單向透視結(jié)構(gòu)。
[0010]尤其是，學(xué)生體驗互動區(qū)為至少二組，每組內(nèi)安裝由至少二把座椅和至少一部圓桌構(gòu)成的輔助設(shè)施。
[0011]尤其是，高清顯示大屏采用17塊觸摸或非觸摸的大屏平板顯示器，其中3臺為46寸，用作教學(xué)成果顯示；6臺為42寸帶觸摸功能，用作交互演示；8臺為42寸不帶觸摸功能，用作監(jiān)測數(shù)據(jù)及報表圖展示；輸出系統(tǒng)包括跨屏管理模塊、可視展現(xiàn)模塊。
[0012]尤其是，數(shù)據(jù)工作系統(tǒng)中服務(wù)器嵌入CPU架構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)方面以無線連接為主、有線為輔，移動設(shè)備使用帶有RFID射頻識別電子標簽、紅外數(shù)據(jù)通信端口或藍牙端口通信接口利用無線通信技術(shù)的PDA、智能手機、筆記本電腦。
[0013]尤其是，學(xué)習(xí)分析評估系統(tǒng)包括前端攝像采集系統(tǒng):前端攝像采集系統(tǒng)通過前端高清攝像設(shè)備采集課堂實時圖像，前端攝像采集系統(tǒng)由兩套前置攝像機和兩套頭頂攝像機組成；學(xué)習(xí)分析評估系統(tǒng)還包括行為采集模塊、行為分析模塊和效果評估模塊，行為采集模塊包括圖像采集模塊、環(huán)境聲場音頻采集模塊、人體生物信息采集模塊和網(wǎng)絡(luò)痕跡采集模塊；圖像采集模塊還包括人臉檢測子模塊、人眼定位子模塊、形體判斷子模塊、判斷頭部特征子模塊和追蹤子模塊。
[0014]尤其是，輸入系統(tǒng)包括高清攝像設(shè)備和麥克風(fēng)矩陣，輸出系統(tǒng)包括音頻輸出、視頻輸出以及文字信息發(fā)布，其中視頻輸出包括三通道立體環(huán)幕系統(tǒng)，音頻輸出包括調(diào)音臺和功放設(shè)備、音箱，音箱支架可伸縮時尚支架，與音響配套；三通道立體環(huán)幕系統(tǒng)包括高性能圖像校正融合播放一體機、投影機、金屬幕布、投影機吊架和立體眼鏡。
[0015]本實用新型的優(yōu)點和效果:實驗室提供了跨媒體多屏無縫互動的學(xué)習(xí)空間，在多屏互動技術(shù)的支持下，融入全息影像、多屏互動、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)，實現(xiàn)物理空間與虛擬空間的無縫融合。學(xué)習(xí)者可以通過不同終端設(shè)備，實現(xiàn)從正式學(xué)習(xí)到非正式學(xué)習(xí)的無縫融合、多種學(xué)習(xí)模式的無縫融合、跨終端跨媒體等支撐技術(shù)的無縫融合，為學(xué)習(xí)者提供了良好的學(xué)習(xí)體驗，提升了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成效。互動性好，并方便年輕教師的培養(yǎng)，充分開發(fā)個性化服務(wù)的樂趣，使教師在講臺上即可實時的宏觀和微觀地了解各位學(xué)生的學(xué)習(xí)實訓(xùn)情況，掌握教學(xué)狀況?？梢怨?jié)約教育科學(xué)實驗室裝備的資金投入，達到最大限度的資源共享。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例1中實驗室功能分區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實用新型實施例1中工作結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
[0018]附圖標記包括:實驗室1、教學(xué)展示區(qū)2、教學(xué)測試區(qū)3、學(xué)生體驗互動區(qū)4、教育資源展示區(qū)5、實驗數(shù)據(jù)信息采集區(qū)6、信息集成設(shè)備區(qū)7 ;運行支持系統(tǒng)8、主控臺9、電源控制模塊10和通風(fēng)設(shè)備11 ;數(shù)據(jù)工作系統(tǒng)12、服務(wù)器13、數(shù)據(jù)庫14、教育資源云15、泛在教學(xué)系統(tǒng)16、學(xué)習(xí)分析評估系統(tǒng)17，移動設(shè)備18、跨屏管理模塊19，錄播系統(tǒng)20和互聯(lián)網(wǎng)21。
【具體實施方式】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0020]本實用新型意在提出的一類開放教學(xué)數(shù)字化實驗室是一套全新理念的教學(xué)研宄服務(wù)平臺，探索遠程教育的先進理念、整合先進技術(shù)如何在教育上的融合；實驗室集測試、研宄、分析于一體；實驗室集多種教學(xué)模式于同一空間，在真實的教學(xué)環(huán)境中進行實驗與數(shù)據(jù)分析。可以實現(xiàn)遠程管理和維護，互動性好、便于學(xué)生掌握課程內(nèi)容、提高授課質(zhì)量并方便年輕教師的培養(yǎng)。
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0022]本實用新型中包括:實驗室I功能分區(qū)、運行支持系統(tǒng)8、數(shù)據(jù)工作系統(tǒng)12、實驗信息采集系統(tǒng)、音視頻輸入輸出設(shè)備。