一种具有英语教具的多功能英语教室

摘要

本发明提供一种具有英语教具的多功能英语教室，包括：设置在教室内部的主机及教学机；主机包括：主机处理器、主机摄像头、主机识别笔、主机存储器、主机扩音器、主机拾音器、主机无线通信模块、主机显示屏、主机键盘鼠标、同步处理模块、主机无线通信模块与每个教学机的教学无线通信模块通过无线或有线通信连接，使主机与每个教学机进行数据通信；这样教师不再需要将教学内容写到黑板上，而是在主机上显示同时再教学机上实时显示。能够为学生提供标准的英语读音，使英语课堂变得丰富多彩、灵活多样。利用多功能英语教室能够减轻教师的工作负担，为课堂教学营造出标准的语言学习环境，能够增加师生的课堂互动，提高学生的学习兴趣。

说明书

技术领域

本发明涉及英语教室领域，尤其涉及一种具有英语教具的多功能英语教室。

背景技术

英语学习是小学到高中乃至大学的必修学科，目前，老师的课堂教学基本是以黑板板书为主，老师在讲课时，需要把内容写到黑板上，这样操作麻烦，严重影响了老师的教学效率和同学们的学习兴趣。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种具有英语教具的多功能英语教室，其特征在于，包括：设置在教室内部的主机及设置学生座位上，分别与主机通信连接的教学机；

主机包括：主机处理器、主机摄像头、主机识别笔、主机存储器、主机扩音器、主机拾音器、主机无线通信模块、主机显示屏、主机键盘鼠标、同步处理模块、教学机管理模块、管理员账户模块、普通用户模块；

教学机包括：教学单元、教学摄像头，教学识别笔、教学存储器、教学扩音器、教学拾音器、教学无线通信模块、显示屏、键盘鼠标；

主机无线通信模块与每个教学机的教学无线通信模块通过无线或有线通信连接，使主机与每个教学机进行数据通信；

同步处理模块用于使每个教学机与主机同时显示同一内容，且每个教学机受主机的控制；

主机识别笔和教学识别笔分别用于点触书本、卡片、挂图上的教学内容，播放对应的语音文件；主机识别笔设有播放键、停止键、激光发射控制键，用于代替教鞭使用的激光发射器；

主机存储器和教学存储器分别用于储存课堂带读的标准教学内容和教师自制的内容，以及存储通过主机拾音器和教学拾音器获取的语音文件；

教学单元包括：生词例句模块、中英文朗读模块、作业编制模块、听取朗读模块、生词例句模块、课堂有声辅助教具的制作模块；

生词例句模块用于按照不同年级的课本进行分类，列出单词、解释和例句，并能够进行朗读，帮助学生学习单词及其在句子中的用法，学生学习单词时，生词例句模块配合读音，伴有单词解释和例句进行学习；

中英文朗读模块用于教师通过主机键盘鼠标输入任意的中英文文字信息，中英文朗读模块将中英文文字信息转换为相应的声音信息，通过教学扩音器播放；

作业编制模块用于教师通过主机键盘鼠标输入每日作业内容，学生每日学习计划，提供数篇定制的中英文对照有声文章，储存至主机存储器和教学存储器供学生学习；

听取朗读模块用于当前朗读的句子，使用蓝色高亮显示，并且点击任意句子，听到该句的朗读；

发音评测模块用于学生选择英语课文同步的单字、生词、句子或篇章，或自己任意输入的词语或句子，并对准教学拾音器进行发音水平测试，发音评测模块为学生的发音进行评测打分，并可以进行跟读练习和对比学习；

课堂有声辅助教具的制作模块用于使教师对教学文件进行编辑，并建立隐形识别码与各种声音文件的对应关系，生成隐形识别标签，贴在卡片、图片、实物和挂图教学资源上，制作出用于课堂教学的有声辅助教具，通过识别笔即点即读和标准带读功能在课堂中使用；

教学机管理模块用于对使用教学机的学生年龄级别进行添加、删除、编辑，并为学生设定身份信息，并设置可以使用的功能模块；

管理员账户模块用于设置admin独有权限，可以添加、删除主机的管理员，为主机设置不同权限的使用用户，对管理员信息进行编辑、初始化密码；还用于设置教学机用户的使用权限；

普通用户模块用于给普通用户使用主体提供账户，并依据普通用户的权限控制教学机。

优选地，主机还包括：教学机地址信息布置模块、教学机地址分配模块、教学机地理位置模块、教学机地理位置转换模块；

所述教学机地址信息布置模块用于设置教学机的通信地址信息，将教学机的地址信息设置为全局布置图；

所述教学机地址分配模块用于对教学机进行通信地址设置，将教学机地址信息在全局布置图中进行地址信息标示；

所述教学机地理位置模块用于从全局布置图中，实时获取各个教学机地理位置数据信息；

所述教学机地理位置转换模块用于接收到的各个教学机地理位置数据信息转换成将地理位置坐标格式，将教学机坐标格式在主机显示屏上显示。

优选地，教学机还包括：皮肤电阻传感器；

主机还包括：皮肤电阻获取模块、皮肤电阻判断模块、结果显示模块；

皮肤电阻传感器用于感应学生的皮肤电阻值；

皮肤电阻获取模块用于获取学生的皮肤电阻值；

皮肤电阻判断模块用于根据获取学生的皮肤电阻值，判断学生的学习情绪状况；

结果显示模块用于将学生的学习情绪状况，采用地理位置坐标格式显示在主机显示屏，使教师根据学生学习情绪，调整教学的方式。

优选地，主机还包括：皮肤电阻值预设范围模块；

皮肤电阻值预设范围模块用于设置学生情绪及身体处于平静状态时皮肤电阻值的范围区间为预设皮肤电阻区间；

皮肤电阻判断模块还用于将获取学生的皮肤电阻值，与预设皮肤电阻区间进行比较，当获取学生的皮肤电阻值小于或等于预设皮肤电阻区间时，则判断学生处于放松或平静状态，对所学内容能够消化理解；

当获取学生的皮肤电阻值大于预设皮肤电阻区间时，则判断学生处于紧张或者焦虑状态，对所学内容无法理解。

优选地，教学摄像头用于获取每个学生的面部视频图像，并将每个学生的面部视频图像传输至主机；

主机还包括：学生面部表情预设模块，视频图像接收模块、面部图像处理模块、面部图像判断模块；

所述学生面部表情预设模块用于通过主机摄像头每个学生情绪及身体处于平静状态时的面部表情，并设置当前学生面部图像的标准灰度阈值h；

视频图像接收模块用于接收每个学生的面部视频图像；

面部图像处理模块用于对接收的面部视频图像进行处理，其中，

计算标准方差a₀，即在每个学生情绪及身体处于平静状态时的面部表情，并设置当前学生面部图像的灰度阈值h；

当方差a1和方差a2的靠近标准方差a₀，且使得方差a1中的h的最大值和方差a2的h+1的最小值靠近标准灰度阈值h，为最佳图像获取数据；

面部图像判断模块用于根据面部图像处理模块处理后得到的图像判断学生面部敏感区域的表情是否接受英语教学内容。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

主机与设置学生座位上的教学机配合使用，并且配有摄像头，识别笔、存储器、系统软件使得英语教学丰富，增加教师与学生之间的互动，教师不再需要将教学内容写到黑板上，而是在主机上显示同时再教学机上实时显示。能够为学生提供标准的英语读音，使英语课堂变得丰富多彩、灵活多样。利用多功能英语教室让学生重复听起来就比较方便。

利用多功能英语教室能够减轻教师的工作负担，为课堂教学营造出标准的语言学习环境，能够增加师生的课堂互动，提高学生的学习兴趣，从而有效提升英语教学质量，并且能够使教师实时获取到学生的学习状态，根据学生的学习状态实时调整教学方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为具有英语教具的多功能英语教室整体示意图；

图2为主机和教学机的示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例一种具有英语教具的多功能英语教室，如图1和图2所示，包括：设置在教室内部的主机1及设置学生座位上，分别与主机1通信连接的教学机2；

主机1包括：主机处理器7、主机摄像头15、主机识别笔3、主机存储器4、主机扩音器5、主机拾音器6、主机无线通信模块14、主机显示屏8、主机键盘鼠标9、同步处理模块10、教学机管理模块11、管理员账户模块12、普通用户模块13；

教学机2包括：教学单元21、教学摄像头22，教学识别笔23、教学存储器24、教学扩音器25、教学拾音器26、教学无线通信模块27、显示屏28、键盘鼠标29；

主机无线通信模块14与每个教学机2的教学无线通信模块27通过无线或有线通信连接，使主机1与每个教学机2进行数据通信；

同步处理模块10用于使每个教学机2与主机1同时显示同一内容，且每个教学机2受主机1的控制；这样教师在授课时，控制主机1的同时控制每个教学机2，而且能够使每个教学机2与主机同步控制，同步运行，提高授课的便捷性。

主机识别笔3和教学识别笔23分别用于点触书本、卡片、挂图上的教学内容，播放对应的语音文件；主机识别笔3设有播放键、停止键、激光发射控制键，用于代替教鞭使用的激光发射器；

教师在课堂上使用识别笔点触配套图书、卡片或挂图上的教学内容，通过无线信号传递到主机，主机即可用标准的语音读出相应的读音，实现教学内容的即点即读和标准带读、示范功能。在教学过程中，教师还可以通过识别笔上的“播放/停止”键，实现教学内容的暂停及复读功能。另外，教师可以利用识别笔上的“激光发射”键发出激光束，代替教鞭使用，利用“特殊功能”键可以维持课堂秩序，进行课堂管理。

主机存储器4和教学存储器24分别用于储存课堂带读的标准教学内容和教师自制的内容，以及存储通过主机拾音器和教学拾音器获取的语音文件；

教学单元21包括：生词例句模块31、中英文朗读模块32、作业编制模块33、听取朗读模块34、生词例句模块35、课堂有声辅助教具的制作模块36；

生词例句模块31用于按照不同年级的课本进行分类，列出单词、解释和例句，并能够进行朗读，帮助学生学习单词及其在句子中的用法，学生学习单词时，生词例句模块配合读音，伴有单词解释和例句进行学习；方便他们在理解的基础上轻松、规范地记忆英文单词。

中英文朗读模块32用于教师通过主机键盘鼠标输入任意的中英文文字信息，中英文朗读模块将中英文文字信息转换为相应的声音信息，通过教学扩音器播放；

作业编制模块33用于教师通过主机键盘鼠标输入每日作业内容，学生每日学习计划，提供数篇定制的中英文对照有声文章，储存至主机存储器和教学存储器供学生学习；

听取朗读模块34用于当前朗读的句子，使用蓝色高亮显示，并且点击任意句子，听到该句的朗读；

发音评测模块35用于学生选择英语课文同步的单字、生词、句子或篇章，或自己任意输入的词语或句子，并对准教学拾音器进行发音水平测试，发音评测模块为学生的发音进行评测打分，并可以进行跟读练习和对比学习；

学生选择英语课文中的生词、句子和篇章，或者自己输入的文字信息进行读音的自动评测打分和跟读练习。发音者只需通过麦克风朗读，系统便可自动进行录音，对比标准读音，以及为发音者的朗读水平给出分数判断，并且标识出发音中的错误。智能语音系统的发音评测功能，可及时给予反馈，使学习者能明确自己发音的精准度，也能确诊发音的问题所在，可以进行针对性的矫正练习，修正自身发音中存在的问题。师生在此功能的帮助下发音会逐渐规范、标准。

课堂有声辅助教具的制作模块36用于使教师对教学文件进行编辑，并建立隐形识别码与各种声音文件的对应关系，生成隐形识别标签，贴在卡片、图片、实物和挂图教学资源上，制作出用于课堂教学的有声辅助教具，通过识别笔即点即读和标准带读功能在课堂中使用；进行便捷、个性化教学，为英语课堂教学营造标准的语言学习氛围；

教学机管理模块11用于对使用教学机的学生年龄级别进行添加、删除、编辑，并为学生设定身份信息，并设置可以使用的功能模块；这样可以根据不同年级的学生，对教学机11进行设置，使教学机的教学内容符合学生学习的内容。

管理员账户模块12用于设置admin独有权限，可以添加、删除主机的管理员，为主机设置不同权限的使用用户，对管理员信息进行编辑、初始化密码；还用于设置教学机用户的使用权限；普通用户模块13用于给普通用户使用主体提供账户，并依据普通用户的权限控制教学机。这样可以设置不同权限的用户使用主机，而且只有最高权限的admin具有最高权限，能够控制主机及所有教学机。保证主机和教学机的信息安全以及规范管理主机和教学机。

本实施例中，为了能够使教师在教学过程中，充分了解每个使用教学机学生的情况。主机1还包括：教学机地址信息布置模块、教学机地址分配模块、教学机地理位置模块、教学机地理位置转换模块；

教学机地址信息布置模块用于设置教学机的通信地址信息，将教学机的地址信息设置为全局布置图；教学机地址分配模块用于对教学机进行通信地址设置，将教学机地址信息在全局布置图中进行地址信息标示；教学机地理位置模块用于从全局布置图中，实时获取各个教学机地理位置数据信息；教学机地理位置转换模块用于接收到的各个教学机地理位置数据信息转换成将地理位置坐标格式，将教学机坐标格式在主机显示屏上显示。

本实施例中，为了使教师了解学生学习英语过程中，对所学内容了解的程度，使老师掌握学生的学习状态。教学机2还包括：皮肤电阻传感器；

主机还包括：皮肤电阻获取模块、皮肤电阻判断模块、结果显示模块；

皮肤电阻传感器用于感应学生的皮肤电阻值；皮肤电阻获取模块用于获取学生的皮肤电阻值；皮肤电阻判断模块用于根据获取学生的皮肤电阻值，判断学生的学习情绪状况；结果显示模块用于将学生的学习情绪状况，采用地理位置坐标格式显示在主机显示屏，使教师根据学生学习情绪，调整教学的方式。

具体的，主机还包括：皮肤电阻值预设范围模块；皮肤电阻值预设范围模块用于设置学生情绪及身体处于平静状态时皮肤电阻值的范围区间为预设皮肤电阻区间；皮肤电阻判断模块还用于将获取学生的皮肤电阻值，与预设皮肤电阻区间进行比较，当获取学生的皮肤电阻值小于或等于预设皮肤电阻区间时，则判断学生处于放松或平静状态，对所学内容能够消化理解；当获取学生的皮肤电阻值大于预设皮肤电阻区间时，则判断学生处于紧张或者焦虑状态，对所学内容无法理解。当然这里结合了事件相关电位，使学生在集中学习英语的过程中，出现情绪上的波动，引起了皮肤电阻值的变化，通过获取皮肤电阻值的变化，得出学生对学习内容的了解掌握程度。便于老师根据学生的学习情况实时调整教学方式和教学进度。

本实施例中，不仅通过皮肤电阻值获取学习的学习状态，还通过摄像头摄取学生在学习过程中的面部图像信息，对面部图像信息进行分析得出对学习内容的了解掌握程度。

教学摄像头用于获取每个学生的面部视频图像，并将每个学生的面部视频图像传输至主机；

主机1还包括：学生面部表情预设模块，视频图像接收模块、面部图像处理模块、面部图像判断模块；

所述学生面部表情预设模块用于通过主机摄像头每个学生情绪及身体处于平静状态时的面部表情，并设置当前学生面部图像的标准灰度阈值h；

视频图像接收模块用于接收每个学生的面部视频图像；

由于学习在上课过程中，可能存在身体移动或者不能始终保持一个姿势听课，这样同时摄像头摄取面部表情信息时，出现摄取不到或者摄取面部表情不准确的情况。这里通过面部图像处理模块对面部表情进行处理。

面部图像处理模块用于对接收的面部视频图像进行处理，其中，

计算标准方差a₀，即在每个学生情绪及身体处于平静状态时的面部表情，并设置当前学生面部图像的灰度阈值h；

当方差a1和方差a2的靠近标准方差a₀，且使得方差a1中的h的最大值和方差a2的h+1的最小值靠近标准灰度阈值h，为最佳图像获取数据；

面部图像判断模块用于根据面部图像处理模块处理后得到的图像判断学生面部敏感区域的表情是否接受英语教学内容。学生面部敏感区域通常为双眼，双眼之间，学生的脸部及下颚部。通常学生情绪及身体处于平静状态时的面部表情松弛，并较为放松。当遇到问题或者难以理解的内容时，出现眉头紧锁，面部收缩等等，使面部表情发送变化，面部图像判断模块基于这些变化而获取学生的学习情况，保证教学质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。