[发明专利]人机自然交互教学方法及系统

说明书

本发明公开了一种人机自然交互教学方法及系统，该系统包括无线智慧讲台、人机自然交互教学软件、多媒体教学空间内的相关设备。本发明的有益效果：本发明提供了一种新型的人机交互教学方法及系统，新型人机交互教学方法以双向同步交互技术为基础，充分考虑教师教学活动的需求，提供多种输入控制方式和教学内容显示方式，采用操作屏、展示屏相分离的设计方式，实现教学过程信息交互操作与信息展现空间解耦,在教学过程中教师操作和信息展示互不干扰。让教师摆脱固定讲台禁锢，能够以非常人性化的方式进行多媒体教学活动，以及进行教学方式的探讨研究。

技术领域：

本发明属于人机交互教学技术领域，特别涉及人机自然交互教学方法及系统。

背景技术：

随着电子多媒体技术的发展，在中小学日常教学活动中已经普遍采用多媒体教学系统进行教学。

目前多媒体教学系统及相应人机交互教学方式有：1、多媒体讲台教学系统，教师通过键鼠与教学系统进行交互，通过投影等方式将教学内容展现给学生。2、交互式电子黑板，教师通过触控和手写方式与电子黑板进行交互，教师直接在电子黑板上进行操作，同时将教学内容展现给学生。

无论是多媒体讲台教学系统还是交互式电子黑板，在人机交互教学方式及教学应用上都存在不同程度缺陷。在多媒体讲台系统中，讲台较为笨重不可移动导致教师被束缚在讲台位置，存在遮挡黑板影响学生观看等问题；在交互式电子黑板中，在电子黑板前操作存在视野范围窄、不易操作等问题。整体而言，现有多媒体教学系统存在教师操作界面和信息展示需求不对称的矛盾、尺寸限制不便操作、人体遮挡影响观看等现有教学系统无法避免的问题。

发明内容：

鉴于以上所述现有多媒体教学系统及人机交互教学方式存在的缺点，本发明提供一种人机自然交互教学方法及系统，通过将操作屏、展示屏相分离的设计方式，实现教学过程信息交互操作与信息展现空间解耦,达到教师操作和信息展示互不干扰的效果。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

一种人机自然交互教学方法及系统，该系统包括无线智慧讲台、人机自然交互教学软件、多媒体教学空间内的相关设备：

无线智慧讲台，包括主控单元、主控屏、监控屏、信息采集模块、通用音视频接口等，通过无线网络与展示屏、无线音响等多媒体教学空间内的各类物联网设备相连接。

人机自然交互教学软件，以无线智慧讲台为载体，通过触控、手写、语音等自然交互方式，实现对教学空间内一个或多个展示屏信息呈现的全局操作，也可实现与展示屏的双向同步信息交互操作，并实现教学空间内的音响、灯光等物联网设备管控。

无线智慧讲台对教学空间内所有设备进行统一管控，辅以教学软件实现人机自然教学方式，可改变当前多媒体教学设备连接繁琐的现状，使得多媒体课堂教学应用更加便捷和高效。

作为优选，所述主控屏采用支持多点触控和电子笔书写操作的多模输入显示屏，通过肢体、语言等自然交互方式实现教学操作和设备管控。

作为优选，所述无线智慧讲台可与展示屏采用双向同步交互无线网络连接，智慧讲台可将讲评、学习对象同步显示于展示屏，智慧讲台主控屏和展示屏上均可对教学对象进行触控操作，并同步响应触控操作。

作为优选，所述智慧讲台与展示屏一次连接永久有效，智慧讲台与展示屏在第一次连接时需进行信息配对，成功后即可连接使用，同时智慧讲台保存展示屏设备信息，当再次启动系统时，智慧讲台自动完成与展示屏的连接，并可直接使用。

作为优选，所述智慧讲台可同时连接多个展示屏设备，各个展示屏间可同步展示相同信息，也可独立显示不同信息，在智慧讲台主控屏上指定动作即可完成对象推送，在智慧讲台主控屏上对象运行显示区域，两指触控并滑动到对象推送区域，自动完成对象向指定展示屏推送。