交互式教学反馈系统Clicker的设计与实现

摘要

随着科学的创新与技术的进步，教育会朝着网络化、信息化以及个性化的方向发展。未来的课堂将是融合简洁的教室、虚拟的实验、丰富的信息化设备与足够的网络资源于一体的现代化高科技课堂。交互式智能教学反馈系统(InteractiveSmart Education Response System)则是课堂中信息化设备不可或缺的一部分。学生手中的设备与老师电脑屏幕的交流则是这个系统的关键，实现课堂教学中师生之间的交流，需要多种理论和技术的支持，其中包含教学理论、通信原理和计算机技术。结合最先进的教学理念，使用最新的短距离无线通信技术，设计实现一套最合适的交互式智能教学反馈系统是本文的研究目标。
　　 本文首先介绍了国内外智能教学的发展现状，说明了国内交互式教学的不足。目前，国内仅有北京，广州等大城市开始了互动教学试点，交互式智能教学反馈系统处于发展阶段，技术还不够成熟，系统还不够完善，各大厂商还不具有全国影响力等特点。而正是如此，交互式智能教学反馈系统也将是一个极具挑战的应用领域。
　　 本文设计的Clicker设备包含三个主要的部分：学生手持端的终端设备(Device)，老师电脑端的协调器设备(Coord)，上位机的操作软件。终端设备和协调器均是采用Ti公司的CC2530芯片作为处理器，上位机采用Delphi7完成老师和学生之间的交互式操作。
　　 本文实现的智能教学反馈系统，完成了点名签到、回答问题、小组讨论、群体结果反馈、个人结果反馈、历史记录查询等功能。系统拥有不同的频段，用来区分不同的教室使用；系统拥有不同的小组号，用来区分不同的学习小组；系统拥有唯一的设备号，用来标识单个的设备；设备号还可以与学号一一对应，用来标识课堂的某个学生。
　　 本文最后提出短距离无线通信技术可能存在的一些数据冲突的问题，并且从理论上给出了一些减缓数据冲突的解决方案和理论依据。系统通过测试，对单个设备的测试结果给出了详细的说明，对网络的特性也给出了一定的测试与实验结果。