[发明专利]显微实验互动教学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种互动教学系统，尤其是一种显微实验互动教学系统。

背景技术

传统的使用显微镜的实验课缺乏同学之间以及师生之间的交流互动，具体的，每位学生或多为学生操作一台独立的显微镜，孤立的进行观察与实验，彼此之间缺少交流；而教师既要进行实验课教学，又要对进行试验的学生进行个别指导或检查学生的实验结果，工作量繁重，并且，效率很低，课堂沟通也具有一定的局限性。

为解决上述缺点，工程人员研发了一种显微数码互动系统。该系统推行一种全新的教学理念，将传统的由教师个别地、手把手地教学生用显微镜进行观察或实验，变成师生互动的图像共享的、具有较高效率的教学体系。在这个思路的指引下，随后出现了标准版数码显微互动系统和网络版数码显微互动系统，二者的区别在于，标准版数码显微互动采用监控模式实现，学生端无需电脑，而网络版数码显微互动采用计算机网络技术实现，在学生端配备有电脑，二者而缺点在于：

如果在学生端配置电脑，则存在相应的系统操作、维护、管理等方面的问题，例如，如果某个学生位置上的电脑损坏，该位置上的所有设备将处于孤立状态；另外，系统通信基于TCP/IP网络传输协议，对于以视频形式传输的动态实验过程，其图像质量大打折扣，同时，网络的阻塞的发生以及系统的稳定性也是该系统不可回避的问题；再者，该系统的构建成本很高，而电脑的利用率并不高，造成了一定程度上的资源浪费。

如果不在学生端配置电脑，则减低了显微视频的互动程度，学生如要查看他人的实验视频，只能通过投影仪；另外，其共享程度较低，尤其在教学资源有限的情况下，一台显微镜往往是几个学生一起使用，当一个人进行实验操作时，其他学生无法实时地共享观看操作者的实验过程；再者，由于对学生端显微视频的查看只能通过投影仪进行，如要清楚地查看指定学生的显微视频则还要对其视频进行单独地放大显示。

发明内容

本发明为解决现有技术所存在的缺乏教师与学生、学生与学生之间的互动、系统构建成本较高、电脑利用率较低等的技术问题，提出了一种能够提供良好的课堂互动性、系统构建成本较低的显微实验互动教学系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 

一种显微实验互动教学系统，它包括教师端设备和多套学生端设备、以及用于控制信息在教师端设备、多个学生端设备之间传输的控制设备，教师端设备包括教师端显微镜，学生端设备包括学生端显微镜，控制设备包括一个视频主控机，用于接收学生端显微镜输出的视频信息。信息可以在教师端设备与学生端设备、以及多个学生端设备之间传输，学生不只能看到教师端显微镜的视频信息，还能够看到其他同学的学生端显微镜的视频信息。视频主控机根据教师主控机的指令提取指定学生端显微镜的视频信息。

本发明的技术方案还可以进一步完善，作为优选， 

作为优选，教师端设备还包括一个教师主控机和与教师主控机连接的多个外围设备，教师主控机与教师端显微镜连接，教师端显微镜输出视频信息至教师主控机。

作为优选，教师主控机还接收来自学生端显微镜的视频信息。

作为优选，它还包括一个视频编码器，学生端显微镜输出的视频信息经视频编码器编码后输入教师主控机。在输入教师端主控机前，对学生端显微镜输出的视频信息进行编码，便于教师端主控机对输入的多路学生端视频信息的管理和区分。

作为优选，视频主控机还用于接收教师主控机输出的视频信息，并将教师主控机或学生端显微镜的视频信息输出至所述的学生端设备。视频控制主机接收的信息有教师端和各个学生端的视频信息，并将上述视频信息输出至学生端设备，这就实现了视频信息在课堂上的自由共享，更利于学生之间、学生与教师之间的相互交流，有助与提高教学质量，同时，也锻炼了学生自主学习的能力。

作为优选，教师主控机与视频控制主句之间通过RS232总线进行双向通信，教师主控机输出控制信号至视频控制主机。视频主控机受控于教师主控机输出的控制信号，这样，方便教师对全班视频信息的管理，学生的每一个控制命令均需要得到教师主控机的确认或授权允许，才能够在视频主控机上继续执行。

作为优选，学生端设备还包括一个学生控制终端和一个受控于学生控制终端的视频转换器。学生控制终端是学生端的通信控制中心，用于接收控制信号和发出控制信号。