專(zhuān)利名稱(chēng)：一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無(wú)論基礎(chǔ)教育，還是高等教育，教室是老師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)和師生交流的主 要場(chǎng)所，從技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看，到目前為止教室大致經(jīng)歷了兩個(gè)CLASSR00M0.0和 CLASSR00M1. 0兩個(gè)階段，即傳統(tǒng)的教室和多媒體教室。傳統(tǒng)教室即傳統(tǒng)意義上的黑板加課桌的教室。在這個(gè)階段，教師在課前備好課，上 課的時(shí)候在黑板上板書(shū)，輔以教具進(jìn)行特定內(nèi)容的展示。它的優(yōu)點(diǎn)在于教師能夠通過(guò)板書(shū) 較好地向?qū)W生展示問(wèn)題的推導(dǎo)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生的思維，同時(shí)在書(shū)寫(xiě)時(shí)可以保證教學(xué)內(nèi)容的 連貫性；缺點(diǎn)在于如信息容量小、表現(xiàn)手段單一、粉塵污染嚴(yán)重等。在CLASSR00M1. 0階段，課堂教學(xué)方式相比CLASSR00M0. 0階段發(fā)生了巨大的改變， 教師正在逐漸習(xí)慣基于鼠標(biāo)鍵盤(pán)的人機(jī)交互方式，通過(guò)MSOffice、多媒體播放器等軟件來(lái) 在課堂中進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的展示。這樣的教學(xué)方式可以使抽象的知識(shí)變得直觀形象，同時(shí)大 大節(jié)省了教師授課時(shí)的板書(shū)時(shí)間，增加了課堂教學(xué)的信息容量，提高了教學(xué)效率。多媒體教 室的使用也避免了粉塵污染。電子白板的出現(xiàn)為多媒體教室提供了新型的人機(jī)交互方式。 并在一定程度上將板書(shū)活動(dòng)重新帶回了課堂。當(dāng)前多媒體教室存在的缺點(diǎn)即(1)無(wú)法將多媒體展示功能與板書(shū)活動(dòng)較好地結(jié) 合，教學(xué)活動(dòng)中缺乏過(guò)程推導(dǎo)，操作方式缺乏連貫性；(2)軟件功能并不適用于教學(xué)，教學(xué) 資源的展示方式缺乏前后對(duì)照，無(wú)法保證學(xué)生思維的連續(xù)性；(3)多媒體設(shè)備分散獨(dú)立，操 作方式復(fù)雜繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的搭建數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)框架 等的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種利用現(xiàn)有的電子白板技術(shù)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)白板間相互通信，從而一方 面將傳統(tǒng)多媒體教室中基于鼠標(biāo)鍵盤(pán)的人機(jī)交互方式轉(zhuǎn)化成“類(lèi)板書(shū)”的人機(jī)交互方式，另 一方面保證了系統(tǒng)能夠具有足夠大的信息展示空間的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在無(wú)法將多媒體展示功能與板書(shū)活動(dòng)較好地結(jié) 合，教學(xué)活動(dòng)中缺乏過(guò)程推導(dǎo)，操作方式缺乏連貫性；軟件功能并不適用于教學(xué)，教學(xué)資源 的展示方式缺乏前后對(duì)照，無(wú)法保證學(xué)生思維的連續(xù)性；多媒體設(shè)備分散獨(dú)立，操作方式復(fù) 雜繁瑣等的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種創(chuàng)建教學(xué)軟件平臺(tái)即開(kāi)發(fā)適用于教學(xué)的功能模塊，并將 其整合入一個(gè)整體的軟件框架。軟件平臺(tái)配合硬件框架，從而解決之前所述的多媒體教室 存在的缺點(diǎn)。本發(fā)明再有一目的是配合教學(xué)軟件平臺(tái)，建立適用于課堂教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)平臺(tái)使 用方式。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的
4
一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的電子輸入展示裝置、控 制處理裝置以及投影裝置；其中，電子輸入展示裝置至少由一塊電子白板組成，用于用戶(hù)進(jìn)行軟件操作或書(shū)寫(xiě)教 學(xué)內(nèi)容；控制處理裝置用于將上述用戶(hù)進(jìn)行的軟件操作或書(shū)寫(xiě)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行處理，并 將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為信號(hào)發(fā)送至投影裝置上；投影裝置用于接收由控制處理裝置傳送的信號(hào)并輸出影像到上述電子白板上。本發(fā)明創(chuàng)造性地通過(guò)電子雙板系統(tǒng)來(lái)搭建數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架，以解 決現(xiàn)有的電子白板的展示區(qū)域過(guò)小的缺點(diǎn)。電子雙板系統(tǒng)由電子輸入展示裝置、控制處理 裝置、投影裝置這三塊組成電子輸入展示裝置負(fù)責(zé)接收用戶(hù)的輸入信息，并進(jìn)行資源展 示，它由兩塊電子白板組成；控制處理裝置由電子白板控制模塊，一臺(tái)主機(jī)以及其他軟硬件 設(shè)備組成，這部分負(fù)責(zé)對(duì)電子白板的定位，通信管理；投影裝置由雙接口顯卡(接在主機(jī) 上)和兩臺(tái)投影儀組成，作用是將畫(huà)面信息以合適的效果投影到白板上。這里也可以利用 單顯卡配合專(zhuān)門(mén)設(shè)備實(shí)現(xiàn)單畫(huà)面向雙畫(huà)面的投影。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的控制處理裝置包括控制上述電子白板 的電子白板控制模塊以及與與所述電子白板控制模塊相連的主機(jī)。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的電子白板控制模塊的具體操作步驟如 下步驟201 電子輸入展示裝置的初始化，具體包括兩塊電子白板與主機(jī)的連接以 及電子輸入展示裝置的坐標(biāo)定位；步驟202 電子白板控制模塊不斷循環(huán)監(jiān)聽(tīng)兩塊電子白板對(duì)應(yīng)的端口 ；步驟203 —旦電子白板的感應(yīng)區(qū)域中產(chǎn)生了點(diǎn)擊事件，電子白板立即將發(fā)生事 件的白板坐標(biāo)xo，YO發(fā)送至電子白板控制模塊，電子白板控制模塊接收到xo，Y0，并通過(guò)接 收消息的端口確定產(chǎn)生事件的電子白板的ID號(hào)K ；步驟204 電子白板控制模塊利用X0，Y0，K，并根據(jù)操作系統(tǒng)窗口的大小進(jìn)行白板 坐標(biāo)向操作系統(tǒng)窗口坐標(biāo)的映射計(jì)算，最終得出對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)窗口坐標(biāo)XI，Yi ；步驟205 電子白板控制模塊將白板中的事件轉(zhuǎn)化成發(fā)生在XI，Yl的系統(tǒng)鼠標(biāo)事 件，控制處理裝置對(duì)此事件進(jìn)行響應(yīng)處理；步驟206 響應(yīng)完畢后，投影裝置將結(jié)果畫(huà)面進(jìn)行二分處理并將影像投射到電子 輸入展示裝置上。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的控制處理裝置還包括一個(gè)與上述主機(jī) 相連的用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊包括依次相連的窗 口工廠單元以及窗口管理單元；其中，窗口工廠單元用于創(chuàng)建以及銷(xiāo)毀具有具體功能的子窗口 ；窗口管理單元用于管理所創(chuàng)建的各種子窗口。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的窗口工廠單元包括依次相連的通用功 能窗口子單元、教學(xué)軟件接口子單元以及交互窗口子單元；其中，通用功能窗口子單元用于調(diào)用用戶(hù)常用的第三方軟件功能；
教學(xué)軟件接口子單元用于兼容特定學(xué)科的教學(xué)軟件；交互窗口子單元用于配合外部設(shè)備的配接使用。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的用戶(hù)常用的第三方軟件包括OFFICE、 PDF、Web瀏覽器以及多媒體播放器，所述的特定學(xué)科的教學(xué)軟件包括數(shù)學(xué)輔助教學(xué)軟件以 及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M引擎。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的軟件白板模塊包括依次連接的白板書(shū) 寫(xiě)單元以及書(shū)寫(xiě)痕跡保留單元；其中，白板書(shū)寫(xiě)單元用于在全局的軟件白板書(shū)寫(xiě)或者在每一個(gè)功能子窗口上進(jìn)行書(shū) 寫(xiě)；書(shū)寫(xiě)痕跡保留單元用于保存書(shū)寫(xiě)的內(nèi)容，并根據(jù)用戶(hù)需要時(shí)調(diào)用已經(jīng)保存的書(shū) 寫(xiě)內(nèi)容。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的窗口管理單元包括依次相連的序列管 理子單元、窗口通信管理子單元以及窗口布局管理子單元；其中，序列管理子單元用于教學(xué)序列資源包中XML文檔的解析，資源文件的定位，以及 資源包的創(chuàng)建和保存；窗口通信管理子單元用于窗口工廠單元所創(chuàng)建的子窗口之間的通信，以及子窗 口與外部設(shè)備的通信；窗口布局管理子單元用于管理當(dāng)前運(yùn)行的子窗口的位置，以及大小。在上述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，所述的電子白板采用壓感式或者紅外式，所 述的投影裝置采用投影儀。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.實(shí)現(xiàn)了“隨時(shí)可寫(xiě)，隨處可寫(xiě)”的效果，保證了教 師能夠在教學(xué)活動(dòng)中隨時(shí)進(jìn)行過(guò)程推導(dǎo)，同時(shí)也保證了操作方式的連貫性；2.將課堂中常 用的多媒體功能通過(guò)模塊化的形式整合入軟件框架，并且人機(jī)交互方式采用統(tǒng)一的窗口模 板，這樣大大降低了教師的工作量；3.將當(dāng)前教學(xué)中常用的通用軟件以及面向?qū)W科的教學(xué) 軟件均整合入框架提供了統(tǒng)一的教學(xué)資源呈現(xiàn)方式，并且提供了標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)入導(dǎo)出格式。


附圖1是本發(fā)明的部署示意圖(以前投為例)；附圖2是本發(fā)明雙畫(huà)面操作的實(shí)現(xiàn)流程；附圖3是課堂教學(xué)序列的格式標(biāo)準(zhǔn)示例；附圖4是用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊的功能架構(gòu)圖；附圖5是用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊的展示示例；圖中，電子輸入展示裝置中的輸入展示區(qū)域101、主機(jī)102，投影裝置103。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例首先需要說(shuō)明的是在本實(shí)施例中，電子白板采用兩塊相互連接組成一個(gè)電子雙 板系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入展示區(qū)域(對(duì)應(yīng)前述的電子輸入展示裝置)、控制處理部分(為前述
6控制處理裝置的一部分)、畫(huà)面處理部分(對(duì)應(yīng)前述的投影裝置)這三塊組成輸入展示區(qū) 域負(fù)責(zé)接收用戶(hù)的輸入信息，并進(jìn)行資源展示，它由兩塊電子白板組成；控制處理部分由電 子白板控制模塊，一臺(tái)主機(jī)以及其他軟硬件設(shè)備組成，這部分負(fù)責(zé)對(duì)電子白板的定位，通信 管理；畫(huà)面處理部分由雙接口顯卡(接在電腦主機(jī)上)和兩臺(tái)投影儀組成，作用是將畫(huà)面信 息以合適的效果投影到輸入展示區(qū)域上。這里也可以利用單顯卡配合專(zhuān)門(mén)設(shè)備實(shí)現(xiàn)單畫(huà)面 向雙畫(huà)面的投影。在本實(shí)施例中，并不局限于采用兩塊白板，按照本發(fā)明的技術(shù)方案，更可以采用3 塊甚至更多的電子白板組成電子白板系統(tǒng)來(lái)實(shí)施教學(xué)，在本實(shí)施例中，是以?xún)蓧K白板相連 接作為范例說(shuō)明。一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，包括電子雙板系統(tǒng)和用戶(hù)調(diào)用平臺(tái)模塊。其中課 堂教學(xué)系統(tǒng)的電子輸入展示裝置由電子雙板系統(tǒng)的電子輸入展示區(qū)域構(gòu)成包括兩塊電子 白板，用于用戶(hù)進(jìn)行操作或書(shū)寫(xiě)教學(xué)內(nèi)容；電子白板的類(lèi)型無(wú)特殊要求，教學(xué)系統(tǒng)的控制處 理裝置由電子雙板系統(tǒng)的控制處理部分和用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊構(gòu)成用于將上述用戶(hù)進(jìn)行的 操作或書(shū)寫(xiě)的教學(xué)內(nèi)容處理后轉(zhuǎn)換為信號(hào)發(fā)送至投影裝置上；投影裝置由電子雙板系統(tǒng)的 畫(huà)面處理部分構(gòu)成用于接收由控制處理裝置傳送的信號(hào)并輸出影像到上述輸入展示裝置 上。如圖4所示，在本實(shí)施例中，用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊包括一窗口工廠單元用于創(chuàng)建 以及銷(xiāo)毀具有具體功能的子窗口 ；一窗口管理單元用于管理所創(chuàng)建的各種子窗口 ；窗口工廠單元包括一通用功能窗口子單元用于調(diào)用用戶(hù)常用的第三方軟件以及 如軟件白板這樣的教學(xué)常用功能，用戶(hù)常用的第三方軟件包括OFFICE、PDF、Web瀏覽器以 及多媒體播放器，所述的特定學(xué)科的教學(xué)軟件包括數(shù)學(xué)輔助教學(xué)軟件以及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M引 擎；一教學(xué)軟件接口子單元用于兼容特定學(xué)科的教學(xué)軟件；一交互窗口子單元用于配合 外部設(shè)備的配接使用；一窗口管理單元用于管理所創(chuàng)建的各種子窗口 ；窗口管理單元包括一序列管理子單元用于教學(xué)序列資源包中XML文檔的解析， 資源文件的定位，以及資源包的創(chuàng)建和保存；一窗口通信管理子單元用于用于窗口工廠 單元所創(chuàng)建的子窗口之間的通信，以及子窗口與外部設(shè)備的通信；一窗口布局管理子單元 用于管理當(dāng)前運(yùn)行的子窗口的位置，以及大小。下面具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案第一個(gè)方面要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何擴(kuò)展電子白板的展示區(qū)域，這個(gè)問(wèn)題通過(guò)電 子雙板系統(tǒng)來(lái)解決。電子雙板系統(tǒng)指的是由電子白板、主機(jī)、投影設(shè)備組成的一套設(shè)備系 統(tǒng)，它由電子輸入展示區(qū)域、控制處理部分、畫(huà)面處理部分這三塊組成電子輸入展示區(qū)域 負(fù)責(zé)接收用戶(hù)的輸入信息，并進(jìn)行資源展示，它由兩塊電子白板組成；控制處理部分負(fù)責(zé)對(duì) 電子白板的定位，通信管理；畫(huà)面處理部分的作用是將畫(huà)面信息以合適的效果投影到輸入 展示區(qū)域上。電子雙板系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案如下輸入展示區(qū)域的部署輸入展示區(qū)域由兩塊同型號(hào)電子白板組成。這里對(duì)電子白 板的類(lèi)型并沒(méi)有特殊要求，壓感式或者紅外式均可。輸入展示區(qū)域的定位構(gòu)成輸入展示區(qū)域的兩塊電子白板由控制處理部分統(tǒng)一管 理。每一塊電子白板都被分配一個(gè)ID，當(dāng)用戶(hù)通過(guò)白板輸入信息時(shí)，控制處理部分接收發(fā)送 信息的白板的ID以及相關(guān)位置坐標(biāo)，并通過(guò)這些信息進(jìn)行白板坐標(biāo)與操作系統(tǒng)窗口坐標(biāo)
7之間的映射并進(jìn)行相應(yīng)處理。畫(huà)面處理部分的部署顯示部分由雙接口顯卡和兩臺(tái)投影機(jī)組成，其中雙接口顯 卡的作用是將控制處理部分處理完輸入信息后的結(jié)果畫(huà)面分成兩部分(也可以采用單顯 卡配合專(zhuān)門(mén)分屏設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn))，每一部分分別傳給一臺(tái)投影機(jī)。然后每臺(tái)投影機(jī)將畫(huà)面投影 到對(duì)應(yīng)一塊電子白板上。顯示部分對(duì)投影設(shè)備的類(lèi)型無(wú)特殊要求，背投或者前投均可。如圖1所示，軟件白板模塊通過(guò)調(diào)用操作系統(tǒng)API實(shí)現(xiàn)，這樣就解決了當(dāng)前白板應(yīng) 用軟件無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，并且通過(guò)操作系統(tǒng)API實(shí)現(xiàn)的軟件白板也具有較強(qiáng)的兼容性。 軟件白板模塊主要包括兩大功能單元，一是白板書(shū)寫(xiě)單元，二是書(shū)寫(xiě)痕跡保留單元。其中白 板書(shū)寫(xiě)單元包含兩項(xiàng)功能，其一是全局的白板書(shū)寫(xiě)功能，即軟件提供白板書(shū)寫(xiě)區(qū)域，用戶(hù)可 在上面進(jìn)行書(shū)寫(xiě)。而另一項(xiàng)功能是對(duì)于每一個(gè)功能子窗口用戶(hù)均可以自由地在上面書(shū)寫(xiě)； 書(shū)寫(xiě)痕跡保留單元指的是當(dāng)用戶(hù)板書(shū)完畢后，隨時(shí)可以將書(shū)寫(xiě)的內(nèi)容保存起來(lái)，并再需要 時(shí)重新展示。在實(shí)施例中，電子白板控制模塊的控制電子白板的具體操作步驟如下步驟201 :電子雙板系統(tǒng)輸入展示區(qū)域的初始化，具體包括兩塊電子白板與主機(jī) 的連接以及輸入展示區(qū)域的坐標(biāo)定位；步驟202 電子白板控制模塊不斷循環(huán)監(jiān)聽(tīng)兩塊電子白板對(duì)應(yīng)的端口 ；步驟203 —旦電子白板的感應(yīng)區(qū)域中產(chǎn)生了點(diǎn)擊事件，電子白板立即將發(fā)生事 件的白板坐標(biāo)xo，YO發(fā)送至電子白板控制模塊，電子白板控制模塊接收到xo，Y0，并通過(guò)接 收消息的端口確定產(chǎn)生事件的電子白板的ID號(hào)K ；步驟204 電子白板控制模塊利用X0，Y0，K，并根據(jù)操作系統(tǒng)窗口的大小進(jìn)行白板 坐標(biāo)向操作系統(tǒng)窗口坐標(biāo)的映射計(jì)算，最終得出對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)窗口坐標(biāo)XI，Yi ；步驟205 電子白板控制模塊將白板中的事件轉(zhuǎn)化成發(fā)生在XI，Yl的系統(tǒng)鼠標(biāo)事 件，用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊對(duì)此事件進(jìn)行響應(yīng)處理；步驟206 響應(yīng)完畢后，電子雙板系統(tǒng)的顯示部分將結(jié)果畫(huà)面進(jìn)行二分處理并將 影像投射到電子輸入展示區(qū)域上。第二個(gè)方面主要解決兩個(gè)問(wèn)題，第一個(gè)是將分散獨(dú)立的多媒體軟件集成進(jìn)一個(gè)軟 件框架，并賦以較統(tǒng)一的操作方式；通過(guò)用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一的操作，第二個(gè)是以 電子雙板系統(tǒng)為硬件基礎(chǔ)，在軟件層面進(jìn)一步增強(qiáng)課堂教學(xué)中展示與板書(shū)活動(dòng)的融合度。 解決這一問(wèn)題分兩步首先針對(duì)不同的多媒體功能建立統(tǒng)一形式的功能模塊，每一個(gè)功能 模塊通過(guò)窗口的形式和用戶(hù)進(jìn)行交互；然后建立整體框架，并通過(guò)調(diào)用功能模塊來(lái)在框架 中實(shí)現(xiàn)各種不同的多媒體功能。具體方案如下一、功能模塊窗口單元的定制。窗口模板定義了一個(gè)統(tǒng)一的操作方式，這樣用戶(hù)就 不需要專(zhuān)門(mén)學(xué)習(xí)不同功能軟件的操作方式了。二、具體功能的實(shí)現(xiàn)。單元通過(guò)調(diào)用底層插件或操作系統(tǒng)API，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的教學(xué) 功能，并通過(guò)繼承窗口模板來(lái)進(jìn)行效果展示和人機(jī)交互。用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊的單元分為三 大類(lèi)Bi.通用功能窗口子單元對(duì)應(yīng)PPT展示、視音頻文件播放、軟件白板、視頻捕捉等 在教學(xué)中常用的功能建立相應(yīng)的功能模塊。B2.教學(xué)軟件接口子單元現(xiàn)階段有許多針對(duì)專(zhuān)門(mén)學(xué)科的教學(xué)軟件(如超級(jí)畫(huà)板等)，對(duì)應(yīng)著這些軟件也擁有大量?jī)?yōu)秀的教學(xué)資源，因此平臺(tái)也提供了面向這些專(zhuān)門(mén)教學(xué)軟 件的接口。B3.交互窗口子單元。這類(lèi)窗口負(fù)責(zé)與無(wú)限手寫(xiě)板、Clicker、平板電腦等外部硬 件交互設(shè)備進(jìn)行通信。三、整體軟件平臺(tái)框架的搭建。平臺(tái)框架的作用來(lái)對(duì)多媒體功能模塊進(jìn)行管理。用 戶(hù)可以通過(guò)平臺(tái)框架方便地創(chuàng)建，調(diào)用，銷(xiāo)毀功能窗口，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了在教學(xué)中使用多 媒體功能的操作。同時(shí)平臺(tái)框架能夠?qū)Υ翱诓季忠约按翱谥g的通信進(jìn)行管理，這樣能夠 更好地配合電子雙板系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行教學(xué)資源的展示，批注，板書(shū)等操作。如圖5所示，用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊設(shè)置在主機(jī)上。其中工具欄擺放一些基本功能鍵 如，創(chuàng)建，打開(kāi)，保存，退出等，序列列表則負(fù)責(zé)展示導(dǎo)入的教學(xué)序列的環(huán)節(jié)流程。圖中平臺(tái) 軟件打開(kāi)了兩個(gè)功能子窗口，并通過(guò)電子雙板系統(tǒng)的顯示設(shè)備投射到輸入展示區(qū)域上，這 兩個(gè)窗口之間可以發(fā)生交互，其具體流程如下用戶(hù)點(diǎn)擊輸入展示區(qū)域中左邊的電子白板，電子白板將點(diǎn)擊事件的信息發(fā)送至電 子白板控制模塊?？刂铺幚硌b置通過(guò)坐標(biāo)換算，確定點(diǎn)擊發(fā)生在功能窗口 1的區(qū)域中，并將具體的 窗口坐標(biāo)以及點(diǎn)擊的方式(如單擊，雙擊，等)發(fā)送給用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊。若是功能窗口 1向功能窗口 2發(fā)送消息，則用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊調(diào)用窗口通信管理 模塊將消息發(fā)送至功能窗口 2，功能窗口 2對(duì)消息進(jìn)行處理。投影裝置將處理完畢后的結(jié)果畫(huà)面投射到電子雙板系統(tǒng)的輸入展示區(qū)域上。在附圖3中，301為教學(xué)序列中一個(gè)具體環(huán)節(jié)的保存格式，每一個(gè)教學(xué)序列具有若 干個(gè)環(huán)節(jié)組成，環(huán)節(jié)中的資源1和資源2為該環(huán)節(jié)中包含的教學(xué)素材的索引，軟件平臺(tái)能夠 通過(guò)讀取索引中的信息找到對(duì)應(yīng)的資源并將其展示。302為一個(gè)具體教學(xué)序列的示例。第三個(gè)方面要解決的問(wèn)題是A.在教學(xué)軟件平臺(tái)所提供的框架的基礎(chǔ)上，建立適用于課堂教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)平臺(tái) 使用方式。涉及到本實(shí)施例的具體工作單元的工作流程如下基于電子雙板系統(tǒng)的雙軌教學(xué)方式充分利用電子雙板系統(tǒng)的兩塊電子白板，在 講授知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)向?qū)W生呈現(xiàn)兩個(gè)教學(xué)資源，具體流程為教師確定需要同時(shí)展示的兩個(gè)教學(xué)資源，窗口工廠單元內(nèi)的通用功能窗口子單 元、教學(xué)軟件接口子單元以及交互窗口子單元根據(jù)教學(xué)資源的類(lèi)型分別創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的功能窗 口，并在窗口中呈現(xiàn)資源。在授課時(shí)教師可以根據(jù)需要通過(guò)窗口布局管理子單元對(duì)功能窗口進(jìn)行布局設(shè)置 (默認(rèn)兩個(gè)窗口各占一半，即各占一個(gè)電子白板區(qū)域，教師也可選擇交換兩個(gè)窗口的位置， 或者設(shè)置某一窗口占較大區(qū)域而另一窗口占較小區(qū)域)。某些特定的雙資源展示需要資源與資源之間建立關(guān)聯(lián)，這時(shí)候需調(diào)用窗口通信管 理子單元來(lái)負(fù)責(zé)功能窗口之間的通信。資源使用完畢后，窗口工廠單元銷(xiāo)毀所創(chuàng)建的功能窗口。具體來(lái)說(shuō)基于電子雙板系統(tǒng)的雙軌教學(xué)方式有三種形式1.雙資源展示。指的是在講授某個(gè)內(nèi)容時(shí)，教師可以在雙板上同時(shí)展示兩個(gè)功能 窗口(比如一個(gè)放PPt另一個(gè)是視頻文件)。
9
2. η- > η-1擴(kuò)展。指的是在進(jìn)行一個(gè)PPT資源展示的時(shí)候，窗口工廠創(chuàng)建兩個(gè) Office功能窗口，其中一個(gè)為主窗口，另一個(gè)為擴(kuò)展，主窗口和擴(kuò)展窗口展示的是同一個(gè) PPt文件。當(dāng)主窗口展現(xiàn)ppt的第N頁(yè)時(shí)，窗口通信管理子單元會(huì)將該信息封裝成消息發(fā)送 給擴(kuò)展窗口，擴(kuò)展窗口接受到這個(gè)消息后，便自動(dòng)展示PPt的第N-I頁(yè)，這時(shí)候教師也可以 根據(jù)需要對(duì)擴(kuò)展窗口所展現(xiàn)的頁(yè)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，不過(guò)范圍局限在PPt的1到N-I頁(yè)。展示+書(shū)寫(xiě)。有兩種方式，一是展示+批注。用戶(hù)可以直接在資源展示窗口上書(shū) 寫(xiě)，即窗口工廠單元?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)用于資源展示的功能窗口，同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)從屬于它的白板書(shū) 寫(xiě)窗口，該白板書(shū)寫(xiě)窗口背景透明，且大小與坐標(biāo)與功能模塊子單元保持一致，這樣用戶(hù)在 白板單元上書(shū)寫(xiě)時(shí)就達(dá)到了批注的效果。二是展示加板書(shū)，即窗口工廠單元同時(shí)創(chuàng)建一個(gè) 用于資源展示的功能窗口和一個(gè)軟件白板書(shū)寫(xiě)窗口，在資源展示的同時(shí)在白板書(shū)寫(xiě)窗口上 板書(shū)。當(dāng)資源展示完畢后，用戶(hù)可以通過(guò)書(shū)寫(xiě)痕跡保留單元對(duì)書(shū)寫(xiě)的痕跡進(jìn)行保留，必要的 時(shí)候可以再次展示。在這里在說(shuō)明一下基于電子雙板系統(tǒng)的雙軌教學(xué)方式的優(yōu)點(diǎn)(1)教學(xué)活動(dòng)中能利用兩塊足夠大的展示區(qū)域分別展示不同的教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到教 學(xué)資源的相互對(duì)照，從而保證學(xué)生思維的連續(xù)性并能夠充分發(fā)揮雙重編碼理論的優(yōu)勢(shì)(同 時(shí)以視覺(jué)(圖像)形式和語(yǔ)言(文字)形式呈現(xiàn)信息能夠增強(qiáng)記憶和識(shí)別)；(2)克服了單 純利用PPT課件教學(xué)所存在的只能順序播放而無(wú)法進(jìn)行前后對(duì)照和意義關(guān)聯(lián)的弊端。(3) 以?xún)蓚€(gè)窗口呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。圖文并茂，意義關(guān)聯(lián)，促進(jìn)學(xué)習(xí)者認(rèn)知建構(gòu)。B.以活動(dòng)為中心的課堂教學(xué)序列，在教學(xué)平臺(tái)中，一次課堂教學(xué)被定義成一系列 的教學(xué)活動(dòng)，而每個(gè)教學(xué)活動(dòng)都對(duì)應(yīng)若干教學(xué)資源的呈現(xiàn)，即教學(xué)活動(dòng)由功能窗口組成。標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)序列導(dǎo)出格式。平臺(tái)通過(guò)XML文檔將課堂教學(xué)序列中的活動(dòng)，以及 活動(dòng)對(duì)應(yīng)的資源按照統(tǒng)一的格式記錄下來(lái)，并將文檔連同資源打包。這樣的資源包可以在 任意一臺(tái)安裝有教學(xué)平臺(tái)軟件的電腦上運(yùn)行展示，其打包的流程為bl.平臺(tái)根據(jù)課堂教學(xué)的主題建立根節(jié)點(diǎn)，保存至XML文檔。b2.平臺(tái)根據(jù)每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，在根節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，其中子節(jié)點(diǎn)包含 節(jié)點(diǎn)ID，即該節(jié)點(diǎn)在教學(xué)序列中所處的位置；節(jié)點(diǎn)名，即該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)的名稱(chēng)；節(jié) 點(diǎn)資源索引，即該教學(xué)環(huán)節(jié)中所需要展示的教學(xué)資源的相關(guān)信息，包括資源名稱(chēng)，資源類(lèi) 型，資源鏈接等。b3.平臺(tái)將教學(xué)序列中對(duì)應(yīng)的具體資源文件復(fù)制到同一文件夾，并將該文件夾連 同XML文檔打包。包的讀取即解析資源包中的XML文檔并定位具體資源的過(guò)程。涉及到本實(shí)施例的具體工作單元的工作流程如下教師將教學(xué)序列資源包導(dǎo)入用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊。用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊獲得對(duì)資源包 的使用權(quán)限，序列管理子單元解析資源包中的文檔索引，并建立可見(jiàn)的教學(xué)流程序列。教師點(diǎn)擊教學(xué)流程序列中的某一個(gè)環(huán)節(jié)。序列管理子單元確定該環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的教學(xué) 資源，并將信息發(fā)送給窗口工廠單元，窗口工廠單元?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的功能窗口。該環(huán)節(jié)講授完畢后，教師點(diǎn)開(kāi)下一個(gè)環(huán)節(jié)，序列管理子單元確定該環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的教 學(xué)資源，并通知窗口工廠單元，窗口工廠單元隱藏上一環(huán)節(jié)的對(duì)應(yīng)的功能窗口，并創(chuàng)建新的 功能窗口。教學(xué)序列使用完畢后，序列管理子單元通知窗口工廠單元銷(xiāo)毀所有已創(chuàng)建的功能
10窗口，并釋放之前存儲(chǔ)的教學(xué)序列的相關(guān)數(shù)據(jù)(環(huán)節(jié)數(shù)，資源定位等)。用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊 釋放對(duì)該資源包的使用權(quán)限。 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替 代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求
一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的電子輸入展示裝置、控制處理裝置以及投影裝置；其中，電子輸入展示裝置至少由一塊電子白板組成，用于用戶(hù)進(jìn)行軟件操作或書(shū)寫(xiě)教學(xué)內(nèi)容；控制處理裝置用于將上述用戶(hù)進(jìn)行的軟件操作或書(shū)寫(xiě)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為信號(hào)發(fā)送至投影裝置上；投影裝置用于接收由控制處理裝置傳送的信號(hào)并輸出影像到上述電子白板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制處理裝 置包括控制上述電子白板的電子白板控制模塊以及與與所述電子白板控制模塊相連的主 機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電子白板控 制模塊的具體操作步驟如下步驟201 電子輸入展示裝置的初始化，具體包括兩塊電子白板與主機(jī)的連接以及電 子輸入展示裝置的坐標(biāo)定位；步驟202 電子白板控制模塊不斷循環(huán)監(jiān)聽(tīng)兩塊電子白板對(duì)應(yīng)的端口 ； 步驟203 —旦電子白板的感應(yīng)區(qū)域中產(chǎn)生了點(diǎn)擊事件，電子白板立即將發(fā)生事件的 白板坐標(biāo)X0，YO發(fā)送至電子白板控制模塊，電子白板控制模塊接收到X0，Y0，并通過(guò)接收消 息的端口確定產(chǎn)生事件的電子白板的ID號(hào)K ；步驟204:電子白板控制模塊利用X0，Y0, K，并根據(jù)操作系統(tǒng)窗口的大小進(jìn)行白板坐 標(biāo)向操作系統(tǒng)窗口坐標(biāo)的映射計(jì)算，最終得出對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)窗口坐標(biāo)XI，Yl ；步驟205 電子白板控制模塊將白板中的事件轉(zhuǎn)化成發(fā)生在X1，Y1的系統(tǒng)鼠標(biāo)事件，控 制處理裝置對(duì)此事件進(jìn)行響應(yīng)處理；步驟206 響應(yīng)完畢后，投影裝置將結(jié)果畫(huà)面進(jìn)行二分處理并將影像投射到電子輸入 展示裝置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制處理裝 置還包括一個(gè)與上述主機(jī)相連的用戶(hù)平臺(tái)調(diào)用模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的用戶(hù)平臺(tái)調(diào) 用模塊包括一窗口工廠單元用于創(chuàng)建以及銷(xiāo)毀具有具體功能的子窗口 ； 一窗口管理單元用于管理所創(chuàng)建的各種子窗口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的窗口工廠單 元包括一通用功能窗口子單元用于調(diào)用用戶(hù)常用的第三方軟件； 一教學(xué)軟件接口子單元用于兼容特定學(xué)科的教學(xué)軟件； 一交互窗口子單元用于配合外部設(shè)備的配接使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的用戶(hù)常用的 第三方軟件包括上述電子白板控制模塊的操作程序、0FFICE、PDF、Web瀏覽器以及多媒體播 放器，所述的特定學(xué)科的教學(xué)軟件包括數(shù)學(xué)輔助教學(xué)軟件以及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M引擎。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的窗口管理單元包括一序列管理子單元用于教學(xué)序列資源包中XML文檔的解析，資源文件的定位，以及資 源包的創(chuàng)建和保存；一窗口通信管理子單元用于用于窗口工廠單元所創(chuàng)建的子窗口之間的通信，以及子 窗口與外部設(shè)備的通信；一窗口布局管理子單元用于管理當(dāng)前運(yùn)行的子窗口的位置，以及大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電子白板控 制模塊包括一白板書(shū)寫(xiě)單元用于在全局的軟件白板書(shū)寫(xiě)或者在每一個(gè)功能子窗口上進(jìn)行書(shū) 寫(xiě)；；一書(shū)寫(xiě)痕跡保留單元用于保存書(shū)寫(xiě)的內(nèi)容，并根據(jù)用戶(hù)需要時(shí)調(diào)用已經(jīng)保存的書(shū)寫(xiě) 內(nèi)容。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電子白板采 用壓感式或者紅外式，所述的投影裝置采用投影儀。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是一種數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明創(chuàng)造性地通過(guò)電子雙板系統(tǒng)來(lái)搭建數(shù)字化課堂教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架，以解決現(xiàn)有的電子白板的展示區(qū)域過(guò)小的缺點(diǎn)。電子雙板系統(tǒng)由電子輸入展示裝置、控制處理裝置、投影裝置這三塊組成電子輸入展示裝置負(fù)責(zé)接收用戶(hù)的輸入信息，并進(jìn)行資源展示，它由兩塊電子白板組成；控制處理裝置由電子白板控制模塊，一臺(tái)主機(jī)以及其他軟硬件設(shè)備組成，這部分負(fù)責(zé)對(duì)電子白板的定位，通信管理；投影裝置由雙接口顯卡(接在主機(jī)上)和兩臺(tái)投影儀組成，作用是將畫(huà)面信息以合適的效果投影到白板上。這里也可以利用單顯卡配合專(zhuān)門(mén)設(shè)備實(shí)現(xiàn)單畫(huà)面向雙畫(huà)面的投影。
文檔編號(hào)G09B5/00GK101958058SQ20101026012
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者劉三女牙, 楊宗凱, 陳增照 申請(qǐng)人:華中師范大學(xué)