一种线上线下混合式教学辅助系统

摘要

本发明公开了一种线上线下混合式教学辅助系统，包括教室台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和可切换信号的投影仪及附件；所述教室台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和可切换信号的投影仪及附件构成线下教学系统和线上教学系统。与现有技术相比，本发明通过本发明的线上线下混合式教学辅助系统已经实现了线上线下教学的深度融合，可以通过随时切换适应各类突发情况，在教师采用一套教学方法和教学准备的条件下，有效满足学生线上教学、线下教学和线上线下混合式教学的需要，在各种调节下可以让学生交互指导方便的开展，学生实际操作的体验效果良好，是一种符合新工科趋势和后疫情时代的全新教学模式。

说明书

技术领域

本发明涉及互动教学技术领域，特别是一种线上线下混合式教学辅助系统。

背景技术

高校师生的课程讲授模式与学习方式，线上线下的教学切换现象已经成为常态，然而线上线下教学属于两种不同的学习情境，学生的学习空间、学习方式、学习手段等存在着较大的差异，给教师的备课工作带来了新的挑战。

在新工科改革的引领下，大量课程(如“矿井通风工程”和“安全仿真与模拟基础”)具有理论性和实践性都比较强的特点，课程在讲授过程中不仅需要向学生展现理论知识、公式及其推导过程，还需要通过专业仿真系统和编程环境让学生有实际操作体验，并需要与学生频繁交互指导。这种情况下一旦转为线上教学，会对教学内容造成较大影响，原有的屏幕共享线上教学方式不能满足教学需要，与学生的交互指导难以开展；学生实际操作的体验也效果不佳，同时，教师备课需要针对线上、线下环境分别准备，难以适应突然的线上线下切换。为此，亟待构建一种线上线下混合式教学辅助系统，能够达到教学过程的“随时切换”，以实现一次备课同时满足线上线下教学。

发明内容

本发明的目的是要解决现有教学准备技术中存在的不足，提供一种线上线下混合式教学辅助系统。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种线上线下混合式教学辅助系统，包括室台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和可切换信号的投影仪；所述室台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和可切换信号的投影仪构成线下教学系统和线上教学系统以及线上线下混合教学系统；

所述线下教学系统包括教室台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和可切换信号的投影仪；所述教室台式电脑和笔记本电脑均通过教室集控平台与投影仪相连，教室台式电脑用于将教学课件内容通过投影仪播放，笔记本电脑用于将学生交互实操内容通过投影仪播放；所述平板电脑安装有板书笔记软件，平板电脑用于与教室台式电脑同步播放教学内容并通过板书笔记软件记录课堂过程的关键节点；

所述线上教学系统包括笔记本电脑、平板电脑；所述平板电脑安装有板书笔记软件和投屏软件，平板电脑通过投屏软件用于将平板电脑上的教学内容以及通过板书笔记软件实现的手写内容映射到笔记本电脑的屏幕上；笔记本电脑上安装有屏幕共享软件，通过屏幕共享软件将课件和学生交互实操内容共享给所有学生；

所述线上线下混合教学系统，是在线下教学系统的基础上，笔记本电脑、平板电脑安装有屏幕共享软件，以将投影仪显示内容通过屏幕共享软件共享给线上的学生。

优选地，所述板书笔记软件采用GoodNotes软件。

优选地，所述平板电脑为支持手写的iPad或安卓平板。

优选地，所述投屏软件为傲软投屏软件。

优选地，所述屏幕共享软件为腾讯会议软件。

进一步地，所述线上教学系统还包括与笔记本电脑连接的扩展屏，笔记本电脑上还安装有即时通讯软件，通过即时通讯软件与在线学生互动；或在扩展屏上显示教学素材。

优选地，所述即时通讯软件为QQ或微信。

与现有技术相比，本发明通过本发明的线上线下混合式教学辅助系统能够将传统教学模式与现代信息技术的有效融合，不仅集成了线上线下教学的优点，而且有效避免了教学方式切换造成的影响，可以通过最佳的信息展现形式满足学生对不同学习情境的需求，最大程度的激发学生“学习力”，学生参与度高，课堂气氛活跃，学习效率较高，同时也可以在小组学习中培养学生的合作精神、团队意识和集体观念，是一种符合时代趋势的全新教学模式。

附图说明

图1为本发明的线下教学系统组成图。

图2为本发明的线上教学系统组成图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。

一种线上线下混合式教学辅助系统，包括教室台式电脑1、笔记本电脑2、投影切换装置3、平板电脑4，投影仪5；所述教室台式电脑1、笔记本电脑2、投影切换装置3、平板电脑4，投影仪5构成线下教学系统和线上教学系统；

具体地，如图1所示，所述线下教学系统包括教室台式电脑1、投影仪5、笔记本电脑2、平板电脑4；所述教室台式电脑1和笔记本电脑2分别通过投影切换装置3与投影仪5相连，投影切换装置3的作用是使得笔记本电脑2和教室台式电脑1可以随时切换；教室台式电脑1用于将教学课件内容通过投影仪5播放，笔记本电脑2用于将将学生交互实操内容通过投影仪5播放；所述平板电脑4安装有板书笔记软件，平板电脑4用于与教室台式电脑1同步播放教学内容并通过板书笔记软件记录课堂过程的关键节点。

如图2所示，所述线上教学系统包括笔记本电脑2、平板电脑4；所述平板电脑4安装有板书笔记软件和投屏软件，平板电脑4通过投屏软件用于将平板电脑上的教学内容以及通过板书笔记软件实现的手写内容映射到笔记本电脑2的屏幕上；笔记本电脑2上安装有屏幕共享软件，通过屏幕共享软件将课件和学生交互实操内容共享给所有学生，当然学生一般通过手机或平板7进入共享笔记本电脑2的屏幕内容。

线上线下混合教学系统，是在线下教学系统的基础上，笔记本电脑2、平板电脑4安装有屏幕共享软件，以将投影仪5显示内容通过屏幕共享软件共享给线上的学生。

为了弥补线上讲课交互、板书的缺陷，特意通过在平板电脑4中配置板书笔记软件进行弥补，目前常见板书笔记软件主要包括FiiNotes、Notability、GoodNotes等几种。由于GoodNotes能够识别PDF文件和图片，而且还支持手写编辑文件功能，并将手写内容转换为文本，导入用户的PDF、PowerPoint和Word文稿，同时在图片和照片上添加手写注释，非常切合线上线下教学中的呈现，并且可以与教案完美融合在一起；因此，本实施例选择了GoodNotes安装在平板电脑4中，平板电脑可以为iPad或安卓平板，本实施例以iPad为例。

为了能够实现线上板书与学生同步，需要通过投屏软件，将iPad上的手写映射到笔记本屏幕上，然后再通过腾讯会议分享给所有学生。目前较为流行的投屏软件包括乐播投屏、傲软投屏、iTools投屏等几种。由于傲软投屏支持Wifi和USB模式，可以兼容多种操作系统，因此投屏软件选择了傲软投屏，傲软投屏是一款能够同时兼容安卓和IOS系统的同屏软件，在电脑上安装桌面端软件后即可将手机/平板屏幕投射到电脑上，并可在电脑上操控手机/平板，非常便于用户进行高效的远程线上办公/学习；屏幕共享软件选择了学校较为普及的腾讯会议。

在一些实施例中，如图2所示，线上教学系统还可以包括与笔记本电脑2连接的扩展屏6，笔记本电脑2上还安装有微信和/或QQ，通过在扩展屏6上运行微信和/或QQ，方便课堂互动；或在扩展屏6上显示教学素材，有助于第一时间向学生展示。

利用上述线上线下混合式教学辅助系统即可进行线上线下教学，以下分别结合“矿井通风工程”和“安全仿真与模拟基础”对线上线下教学过程进行阐述。

1)学生分组

将班级学生分为十个组，每组设组长一名。组长负责小组成员的日常考勤和作业提交。教师以小组为单位整体考核，每组成员的最差成绩作为小组考核成绩。

线下教学过程

Step1:搭建线下教学系统。

Step2：如果教学内容以理论教学为主，则以教室台式电脑的投影仪播放教学PPT和板书为主；如果教学内容需要仿真系统或编程系统进行演示和互动，则切换至笔记本电脑。

Step3：基于iPad中的GoodNotes软件，记录课堂过程的关键节点，作为学生日常考核的依据。

线上教学过程：

Step1:搭建线上教学系统。首先通过傲软投屏软件将平板电脑上的教学内容以及通过板书笔记软件实现的手写内容映射到笔记本电脑的屏幕上，然后通过iPad中的GoodNotes笔记软件实现类似线下课的板书效果。

Step2：通过对笔记本电脑的屏幕设置功能对主屏进行扩展，可以在扩展屏上运行微信和QQ，方便课堂互动；也可以在扩展屏上显示本课堂需要的各类素材，有助于第一时间向学生展示。总之扩展屏就是课堂资源库和互动的窗口。

Step3：如果需要显示PPT并展现板书，则通过GoodNotes和笔记本主屏进行课程讲授；如果需要通过仿真程序与学生互动，则可以通过腾讯会议直接共享笔记本主屏进行视频+语音互动。

线上线下混合教学过程：

Step1:搭建线下教学系统。

Step2：如果教学内容以理论教学为主，则以教室台式电脑的投影仪播放教学PPT和板书为主；如果教学内容需要仿真系统或编程系统进行演示和互动，则切换至笔记本电脑。

Step3：基于iPad中的GoodNotes软件，记录课堂过程的关键节点，作为学生日常考核的依据。

Step4：同时将投影仪显示内容，已经上课语音通过共享软件共享给线上的学生

通过上述教学过程的表明，所构建的教学模式已经实现了线上线下教学的深度融合，可以通过随时切换适应各类突发情况，在教师采用一套教学方法和教学准备的条件下，有效满足学生线上教学、线下教学和线上线下混合式教学的需要，在各种调节下可以让学生交互指导方便的开展，学生实际操作的体验效果良好。具体特色如下：

1)学习方式的创新

通过多屏联动教学方式极大的拓展了教学空间，充分发挥了各类教学优势，创新了学生的学习方式。

在线下教学中，基于学校提供的中控平台，实现了笔记本和台式机的相互切换，有效满足学生对课程理论与实践教学的不同场景需求，最大化的发挥了学校教学资源；

线上教学通过屏幕拓展可以共享优质教学资源，便于第一时间为学生展示，同时通过主屏的不同窗口共享，同样实现了不同教学场景的切换；

线上教学，可以最大化的发挥线上信息技术优势，将大班上课转化为一对一学习，学生可以随时按下暂停键，对一些疑难问题或者重点内容进行反复学习，巩固知识点，提高学生学习效果。

2)学习环境的创新

线上教学最大的局限性就是“前不见老师，旁不见同学”，对学生个人学习自制力提出更高的要求，迫切需要为学生构建一种新的学习环境辅助其能够专注学习。

通过采用平板电脑投屏和板书笔记软件，可以完美的向学生展示板书过程，避免鼠标写字和圈阅的尴尬，同时实现了“板书+PPT”的有效融合，传授给学生的课堂信息更加立体饱满，从而可以有效吸引学生的注意力，调节课堂学习节奏，提高学习效率。

此时授课采用分组学习、分组考核的方式，彻底摒弃了传统的“教师—学生”两级学习模式，形成了“教师—小组—个人”三级学习模式。通过将小组成员最差成绩作为小组考核成绩为约束，促使学习可以以小组为单位，成员之间可以相互监督，通过相互交流和学习帮扶提高小组成绩，克服学生单独学习缺乏自制力的弊端，全面提高整体教学质量。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。