1.本发明涉及教学技术领域，特别涉及一种基于无线录播系统的互动教学系统。


背景技术：

2.目前，在实际教学过程中，存在以下技术问题：1、由老师实际操作，学生围观观看，进行围观式教学，教学效率低、质量差，老师重复示范，负担过重；围观式教学学生听不清，看不全，重要学习步骤无法即时掌握；2、教学过程无法还原，在教学过程中，无法即时追溯，老师不能实时掌握及点评学生绘画中出现的问题，学生课后难以回顾教学重难点，学艺持续性效果不理想；3、缺乏个性教学，传统的讲授式教学，老师讲，学生听并进行模仿，容易束缚学生，不利于学生主动学习，导致缺乏个性和创造性。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种基于无线录播系统的互动教学系统，教学全过程即时展示，学生实时观看告别围观教学；创作过程还原，可将所有学生的创作过程同步录制回放，追溯过程，教学更有质量；支持课前、课中进行录制，将优质的案例形成整套有体系的教学资源，实现优质资源的沉淀；同一要领，老师通过对比教学、全录播等手段教学，无需重复教学，减轻教学负担。
4.为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于无线录播系统的互动教学系统，包括：安装有无线录播系统的存储服务器、互动终端服务器、第一视频矩阵、第二视频矩阵、无线互动终端学生机、无线互动终端老师机及显示终端；其中，
5.所述存储服务器的网口通过第一网线与所述互动终端服务器的第一lan端口连接；
6.所述存储服务器，通过网hdmi线与所述显示终端连接；
7.所述第一视频矩阵通过第二网线接入所述互动终端服务器的第二lan端口，并与所述无线互动终端老师机和/或无线互动终端学生机无线连接；
8.所述第二视频矩阵通过第三网线接入所述互动终端服务器的第三lan端口，并与所述无线互动终端老师机和/或无线互动终端学生机无线连接。
9.根据本发明的一些实施例，还包括移动充电柜，用于为所述无线互动终端学生机及无线互动终端老师机进行集中供电。
10.根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
11.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的第一实训过程展示指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵或第二视频矩阵传输至单个第一目标无线互动终端学生机；所述第一实训过程展示指令包括单个目标学生对应的第一目标无线互动终端学生机的地址；
12.第一目标无线互动终端学生机，用于接收所述第一实训过程展示指令，生成学生的实训过程细节画面，基于所述第一视频矩阵或第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并通过所述显示终端进行展示。
13.根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
14.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的小组实训对比指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵和/或第二视频矩阵传输至若干个第二目标无线互动终端学生机；所述小组实训对比指令包括若干组学生对应的第二目标无线互动终端学生机的地址；
15.若干组学生对应的第二目标无线互动终端学生机，用于接收小组实训对比指令，分别按组生成每组学生的实训过程细节画面及实训结果，基于第一视频矩阵和/或所述第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并通过所述显示终端进行展示。
16.根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
17.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的实训录播指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵和/或第二视频矩阵传输至若干个第三目标无线互动终端学生机；所述实训录播指令包括若干组学生对应的第三目标无线互动终端学生机的地址；
18.若干组学生对应的第三目标无线互动终端学生机，用于接收实训录播指令，分别录制每个学生的实训过程细节画面，并生成录制视频，基于第一视频矩阵和/或所述第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并进行存储。
19.根据本发明的一些实施例，所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的录播回放指令，并调取录制视频；
20.所述显示终端，对所述录制视频进行播放。
21.根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
22.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的收取作业指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵和/或第二视频矩阵传输至若干个第四目标无线互动终端学生机；所述收取作业指令包括若干组学生对应的第四目标无线互动终端学生机的地址；
23.若干组学生对应的第四目标无线互动终端学生机，用于接收收取作业指令，确定每个学生的作业画面，基于第一视频矩阵和/或所述第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并进行存储。
24.根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
25.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的第二实训过程展示指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵或第二视频矩阵传输至无线互动终端老师机；所述第二实训过程展示指令包括无线互动终端老师机的地址；
26.无线互动终端老师机，用于接收所述第二实训过程展示指令，生成老师的实训过
程细节画面，基于所述第一视频矩阵或第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并通过所述显示终端进行展示。
27.根据本发明的一些实施例，还包括转换模块，用于将所述录制视频转换为mp4格式。
28.根据本发明的一些实施例，所述显示终端显示学生的实训过程细节画面时，页面右侧还显示有白板工具；所述白板工具包括线形、线宽、颜色、透明度中的至少一种。
29.有益效果：
30.1、多路同步录制回放，结合5g传输新技术，实训过程即时画面超清展示，30帧快速流畅，支持48组实操同步录制并单独存放，支持无限次回看，完整记录学生的实训操作过程细节过程。
31.2、人性化设计简单易用，老师无需复杂的电脑操作知识，即可快速上手，即开即用，减轻老师的实训记录工作负担，提高实训教学效率。
32.3、学科场景全面覆盖，系统不受学科限制，适用于多种实操学科，如：创客、烹饪、手工、缝纫、书法、绘画、陶艺、雕刻、花艺等多场景。
33.4、5分钟快速安装部署，方案构成简单，设备采用无线连接，方便可移动，搭建快速快，无需布线，减轻实训室搭建成本，兼容各类现有实训室，可在原有的实训室进行直接升级。
34.5、低成本规模应用，搭建预算低，助力市、县、区学校实训室的建立的快速搭建，提升当地数字实训室的信息化水平，打造特色实训基地。
35.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
36.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
37.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
38.图1是根据本发明一个实施例的一种基于无线录播系统的互动教学系统的连接示意图；
39.图2是根据本发明一个实施例的一种基于无线录播系统的互动教学系统的布局示意图；
40.图3是根据本发明一个实施例的无线录播系统的主界面的示意图；
41.图4是根据本发明一个实施例的在美术实训室的实训过程展示的示意图；
42.图5是根据本发明一个实施例的在音乐实训室的实训录制的示意图；
43.图6是根据本发明一个实施例的在音乐实训室的实训回看的示意图；
44.图7是根据本发明一个实施例的无线互动终端i30的示意图；
45.图8是根据本发明一个实施例的无线互动终端i9的示意图；
46.图9是根据本发明一个实施例的无线互动终端i15的示意图。
具体实施方式
47.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
48.根据图1-图9对本发明实施例提出了一种基于无线录播系统的互动教学系统进行说明。
49.如图1所示，本发明实施例提出了一种基于无线录播系统的互动教学系统，包括：安装有无线录播系统的存储服务器、互动终端服务器、第一视频矩阵、第二视频矩阵、无线互动终端学生机、无线互动终端老师机及显示终端；其中，
50.所述存储服务器的网口通过第一网线与所述互动终端服务器的第一lan端口连接；
51.所述存储服务器，通过网hdmi线与所述显示终端连接；
52.所述第一视频矩阵通过第二网线接入所述互动终端服务器的第二lan端口，并与所述无线互动终端老师机和/或无线互动终端学生机无线连接；
53.所述第二视频矩阵通过第三网线接入所述互动终端服务器的第三lan端口，并与所述无线互动终端老师机和/或无线互动终端学生机无线连接。
54.上述技术方案的工作原理：
55.显示终端包括一体机、电子白板等教学多媒体显示设备。
56.第一视频矩阵、第二视频矩阵及互动终端服务器安装在显示终端上方，无遮挡。
57.存储服务器和无线互动终端老师机放置在讲台处。
58.无线录播系统，采用5g无线视频传输技术，将实时的操作过程进行展示互动，通过对比教学、任意调取、多组同录、一键收取作业等核心功能，提高老师的实训教学效率。
59.第一视频矩阵及第二视频矩阵构建视频矩阵；视频矩阵，基于无线互动终端学生机、无线互动终端老师机与无线录播系统，将同一教室的所有无线互动终端进行互联，形成无线全录播互动课堂。
60.无线互动终端学生机可将每个学生的操作细节过程进行拍摄，及无线互动终端老师机可将老师的操作细节过程进行拍摄，通过无线录播系统的协助，可将画面进行大屏展示，所有师生都可直观地观看操作细节过程。升级版双摄的设计可将应用场景升级，多角度展示操作细节，还原过程。无线互动终端它可以进行课堂互动，将及实时的实训操作过程展示大屏幕，全班学生可观看，保证课堂教学效果，告别围观教学。区别于传统的实训教室，它可以还原实训操作过程，将静态或动态的内容数字化收取；也可以取代传统的实训教学，以对比教学、任意调取、全录播等互动方式，激发学生的学习积极性，活跃课堂氛围，提高老师的教学效率。
61.存储服务器，采用i7-10700fcpu处理器及以上，16gb内存,256gb硬盘容量加上1tb转机械硬盘，保障无线录播系统的正常处理运行。
62.在使用基于无线录播系统的互动教学系统前，打开互动终端服务器、第一视频矩阵、第二视频矩阵的电源，待其指示灯亮起后，处于待连接状态。打开无线互动终端学生机、无线互动终端老师机的电源，互动终端服务器、第一视频矩阵、第二视频矩阵，自动建立无线连接。
63.打开存储服务器上安装的软件，即可调取老师机或学生机画面使用。
64.互动终端服务器：用于给无线互动终端老师机、无线互动终端学生机的分配ip地址；
65.第一视频矩阵及第二视频矩阵：分别发射两个不同的wifi信号，与无线互动终端老师机及多个学生机建立无线连接，但不是一个视频矩阵对应老师机，一个视频矩阵对应学生机，基本上是按老师机与学生机总数量平均分配。
66.上述技术方案的有益效果：教学全过程即时展示，学生实时观看告别围观教学；创作过程还原，可将所有学生的创作过程同步录制回放，追溯过程，教学更有质量；支持课前、课中进行录制，将优质的案例形成整套有体系的教学资源，实现优质资源的沉淀；同一要领，老师通过对比教学、全录播等手段教学，无需重复教学，减轻教学负担。
67.如图2所示，根据本发明的一些实施例，还包括移动充电柜，用于为所述无线互动终端学生机及无线互动终端老师机进行集中供电。
68.上述技术方案的有益效果：充电柜放在教室角落或一旁接近电源插座处，可供所述无线互动终端学生机及无线互动终端老师机进行集中充电，满足课堂上互动终端的使用需求，同时可为互动终端进行保管，防止丢失损坏，提高互动终端的使用效率。
69.如图3-4所示，根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
70.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的第一实训过程展示指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵或第二视频矩阵传输至单个第一目标无线互动终端学生机；所述第一实训过程展示指令包括单个目标学生对应的第一目标无线互动终端学生机的地址；
71.第一目标无线互动终端学生机，用于接收所述第一实训过程展示指令，生成学生的实训过程细节画面，基于所述第一视频矩阵或第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并通过所述显示终端进行展示。
72.上述技术方案的工作原理及有益效果：可任意调取单个或某个学生的实训过程细节画面大屏展示，画面清晰流畅。老师点评一个学生的实操过程，全班学生共同观看学习，提高了实训教学效率。
73.无线录播系统包含主要功能有：实训过程展示、小组实训对比、实训录播、实训回看、收取作业等。创新性的实现了移动式的实训教学的记录与分享，实现实训教学新体验。系统不仅可实现实训课堂的日常互动、对比教学，任意调取，又能多组实操全程同时录制及回看实操视频点评，并对实训视频进行数据化管理。
74.根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
75.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的小组实训对比指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵和/或第二视频矩阵传输至若干个第二目标无线互动终端学生机；所述小组实训对比指令包括若干组学生对应的第二目标无线互动终端学生机的地址；
76.若干组学生对应的第二目标无线互动终端学生机，用于接收小组实训对比指令，分别按组生成每组学生的实训过程细节画面及实训结果，基于第一视频矩阵和/或所述第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并通过所述显示终端进行展示。
77.上述技术方案的工作原理及有益效果：进行小组实训对比，可任意调取2组、4组、8组、24组实训过程进行对比教学，展示不同学生的实训过程或结果，根据不同学生的掌握程度，教师重点讲解。
78.如图5所示，根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
79.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的实训录播指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵和/或第二视频矩阵传输至若干个第三目标无线互动终端学生机；所述实训录播指令包括若干组学生对应的第三目标无线互动终端学生机的地址；
80.若干组学生对应的第三目标无线互动终端学生机，用于接收实训录播指令，分别录制每个学生的实训过程细节画面，并生成录制视频，基于第一视频矩阵和/或所述第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并进行存储。
81.上述技术方案的工作原理及有益效果：实现多路同步录制，全方位拍摄学生的实操细节全过程，支持8组、24组、48组实验过程一键实时同步录制，作为学生实训记录资料。
82.如图6所示，根据本发明的一些实施例，所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的录播回放指令，并调取录制视频；
83.所述显示终端，对所述录制视频进行播放。
84.上述技术方案的工作原理及有益效果：每路过程回看，可根据学生对应的实训操作数据，回看学生的实训过程，为老师对学生实训过程进行记录提供有力保证，为教学素材资源库提供强大教学后盾。
85.根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
86.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的收取作业指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵和/或第二视频矩阵传输至若干个第四目标无线互动终端学生机；所述收取作业指令包括若干组学生对应的第四目标无线互动终端学生机的地址；
87.若干组学生对应的第四目标无线互动终端学生机，用于接收收取作业指令，确定每个学生的作业画面，基于第一视频矩阵和/或所述第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服务器，并进行存储。
88.上述技术方案的工作原理及有益效果：示例的在美术教学过程中，通过无线全录播系统可一键将所有学生完成的作品进行收取，纸质绘画作品一键转变为电子资源，方便存档与分类管理，形成学生个人的作品库。
89.根据本发明的一些实施例，所述显示终端，用于显示实训室无线录播系统的主界面；
90.所述存储服务器，用于接收用户基于显示主界面输入的第二实训过程展示指令，并基于所述互动终端服务器、第一视频矩阵或第二视频矩阵传输至无线互动终端老师机；所述第二实训过程展示指令包括无线互动终端老师机的地址；
91.无线互动终端老师机，用于接收所述第二实训过程展示指令，生成老师的实训过程细节画面，基于所述第一视频矩阵或第二视频矩阵、互动终端服务器传输至所述存储服
务器，并通过所述显示终端进行展示。
92.上述技术方案的工作原理及有益效果：便于学生清楚的查看老师的实际操作，提高教学质量。
93.根据本发明的一些实施例，还包括转换模块，用于将所述录制视频转换为mp4格式。
94.根据本发明的一些实施例，所述显示终端显示学生的实训过程细节画面时，页面右侧还显示有白板工具；所述白板工具包括线形、线宽、颜色、透明度中的至少一种。
95.上述技术方案的工作原理及有益效果：老师可设置不同画笔的线形、线宽、颜色、透明度等，在课堂上对课程内容或某个学生画面进行批注讲解。
96.如图7所示，为无线互动终端i30的示意图，包括以下功能：内置hdmi以太网口type-c转usb接口，多接口多场景使用；万向软管式设计，任意方向可调；双屏实时预览，支持画面缩放镜头切换；俯拍广角记录大场景，侧拍探头记录细节画面；支持5g wifi/有线连接，实现有线无线二合一部署底座7寸液晶显示屏同步显示电脑软件指令的同步状态。
97.在一实施例中，还包括：
98.第一分析模块，用于学生端查看目标科目的录制视频时，监督每个学生端针对录制视频的第一学习视频；
99.对所述第一学习视频进行预分析，建立每个学生的第一多维度参数列表；
100.第二分析模块，用于学生端与教师端基于目标科目进行教学互动时，监督每个学生端针对教学互动的第二学习视频；
101.对所述第二学习视频进行预分析，建立每个学生的第二多维度参数列表；
102.网络延迟处理模块，用于在教学互动过程中，捕获学生端以及教师端的网络日志，获取所述网络日志中的延迟数据，得到网络延迟点集；
103.时间段获取模块，用于建立与所述教师端的互动视频一致的时间戳，并将所述网络延迟点集中的每个网络延迟点分别标注在所述时间戳的对应点上，获取延迟时间段；
104.对每个延迟时间段内每帧视频帧的卡顿情况进行捕捉，得到卡顿集合；
105.视频获取模块，用于基于就近原则，获取与所述卡顿集合相邻的流畅视频帧，并按照所述流畅视频帧与对应卡断集合的过渡视频；
106.因子确定模块，用于根据所述卡顿集合中每个视频帧的画面卡顿比例以及画面延迟时间，确定对应延迟时间段的第一影响教学互动因子；
107.因子调整模块，用于根据所述过渡视频中的每个过渡帧的帧信息，对所述第一影响教学互动因子进行调整，得到第二影响教学互动因子；
108.列表调整模块，用于基于所述第二影响教学互动因子，对所述第二多维度参数列表进行调整，得到第三多维度参数列表；
109.差异获取模块，用于对所述第一多维度参数列表与第三多维度参数列表进行统计分析，确定所述学生在查看录制视频与进行教学活动中的学习差异；
110.偏向推荐模块，用于根据所述学习差异，确定所述学生的教学学习偏向，并作为所述学生的参考偏向；
111.基于所述学生端中每个学生的参考偏向，确定偏向交互、偏向不交互、中立交互，且分别基于所有参考偏向的占比，获取每个所述学生端的推荐偏向。
112.优选的，多维度参数列表与答题正确率、对问题的反应速度、知识点的布置难度、学生对知识点的掌握程度、上课认真程度有关、互动情况有关。
113.该实施例中，由于不同的学生对不同科目的喜欢程度以及采用不同的授课方式进行授课过程中，对应的课堂注意程度是不一样的，因此，通过对未进行教学互动(即通过录制视频)的同个科目的授课情况以及进行教学互动的同个科目的授课情况进行对比分析，来确定偏好。
114.第一学习视频表示学生学习录制视频时的学习状态。
115.第一学习视频表示学生进行教学互动时的学习状态。
116.该实施例中，由于在互动过程中，是基于无线通信连接的，一般情况下不可避免的会出现视频卡顿，延迟等的情况，因此，通过捕捉延迟数据，来获取网络延迟点集，该网络延迟点集中包括若干个同时间段的初始延迟点与终止延迟点。
117.该实施例中，通过对网络延迟点进行对应点的标注，可以获取延迟时间段。
118.该实施例中，通过对卡顿情况进行捕捉，可以得到卡顿集合，也就是包含若干连续卡顿帧在内的。
119.该实施例中，通过获取过渡视频，也就是与卡顿视频相邻的流畅视频，来得到过渡视频，以此，来根据画面卡顿比例以及画面延迟时间，两个指标，来确定每个延迟时间段的第一影响教学互动因子。
[0120][0121]
其中，y1表示对应延迟时间段的第一影响教学互动因子；表示与画面卡顿指标相关的权重；表示与画面延迟指标相关的权重；r1表示画面卡顿像素块；r表示该画面上的总像素块；n1表示画面卡顿中的画面卡顿颜色区分总个数；si表示第i个区分的画面卡顿颜色的权重；ri表示第i个区分的画面卡顿颜色对应的像素块；δt表示画面延迟时间。
[0122]
该实施例中，在确定过渡视频之后，对流畅视频段的教学互动情况进行第一确定，对卡顿是频段的教学互动情况进行第二确定，基于两个确定结果，来对第一影响教学互动因子进行调整，得到第二影响教学互动因子，主要是建立过渡视频中的互动情况与第一影响教学互动因子的联系。
[0123]
该实施例中，学习差异指的是多维度参数列表中各个项目进行综合统计之后，对同个科目的课堂感兴趣情况，以此，获取得到学习差异。
[0124]
该实施例中，比如，学生1、2、3、4、5、7的学习偏向为教学互动，学生6的学习偏向为不教学互动，学生8、9的学习偏向为中立(两者皆可)，此时，通过确定不同的占比，来确定推荐偏向，比如，最后确定的推荐偏向为教学互动。
[0125]
上述技术方案的有益效果是：通过建立教学互动与未教学互动(录制视频)过程中的多维度参数列表，并对教学互动过程中的列表基于网络延迟中的卡顿与过渡等情况进行分析，可以有效的对互动因子进行调整过，提高得到学习差异的准确性，最后通过确定偏向，有效的进行推荐，保证更高效率的提高授课效率，同时也可以基于教师端及学生端实现远程教学，提高教学效果。
[0126]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。