一种用于智慧教育的互动教学装置的制作方法

专利2022-05-09  4



1.本发明涉及智慧教育及教学技术领域,具体而言,涉及一种用于智慧教育的互动教学装置。


背景技术:

2.随着互联网技术的快速发展,互联网技术开始应用于教育、工业、军事等各行各业中。而互联网技术应用于教育行业,使得通过互联网实现的在线教学方法应运而生,智慧教育即教育信息化,是指在教育领域(教育管理、教育教学和教育科研)全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程。其技术特点是数字化、网络化、智能化和多媒体化,基本特征是开放、共享、交互、协作、泛在。以教育信息化促进教育现代化,用信息技术改变传统模式。
3.目前,在化学课程的教学中,一般采用课本和试验分体式的教学,在上课时,讲师在教学到化学反应时,只能在黑板上写出化学式,所产生的实际的化学反应学生只能凭空想象,全凭记忆力,课堂中没有互动性,使得学生不能进行开拓性思维的仿真实验,在进行试验课时,由于试验具有一定的危险性,一般是由老师独自完成,学生只能进行观看,整个教学过程没有互动性,无法激发学生的学习兴趣和主动性,为此提出能够在教学时同时进行课本教学以及化学实验的一种用于智慧教育的互动教学装置。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种用于智慧教育的互动教学装置,旨在解决现有技术中存在的问题。
5.本发明是这样实现的:一种用于智慧教育的互动教学装置,所述互动教学装置包括教课终端、学生终端、云端服务器、主控电脑和试验机构;其中,主控电脑包括数据接收单元、数据处理单元、数据转换单元和控制单元;数据接收单元与云端服务器相连,数据接收单元用于接收云端服务器中的数据;数据处理单元与数据接收单元电连接和信号连接,数据处理单元用于将云端服务器中的数据合并成完整的可执行数据;数据转换单元分别与数据处理单元和控制单元电连接和信号连接,数据转换单元用于将数据处理单元处理完成的可执行数据转换为控制单元能够读取的指令集,并发送到控制单元;控制单元与试验机构电连接和信号连接,控制单元用于通过指令集控制试验机构工作;试验机构内设置有试验端摄像头和试验端音频采集器,所述试验端摄像头和所述试验端音频采集器分别与云端服务器相连,所述试验端摄像头采集试验机构内的图像,所述试验端音频采集器采集试验机构内的声音,并上传至云端服务器;教课终端包括教师视频输入单元、教师视频播放单元、教师试验控制单元、学生权限管理单元、教师服务器以及教师图形显示单元;教师视频输入单元、教师视频播放单元、教师试验控制单元、学生权限管理单元和教师图形显示单元均与教师服务器电连接和信号连接,教师服务器与云端服务器相连;其中,教师视频输入单元包括授课端摄像头、授课端音频采集器和抓屏录制工具,用于采集授课教师的图像和声音以
及屏幕录制,并传输至教师服务器进行修改和保存为可观看视频上传到云端服务器;教师视频播放单元用于接收来自云端服务器的可观看视频;教师试验控制单元用于输入试验数据,并传输至教师服务器进行修改和保存,以及上传到云端服务器;学生权限管理单元用于向学生终端授予或关闭使用权限;教师图形显示单元用于显示来自云端服务器的与试验相关的图形信息;学生终端包括学生视频播放单元、学生试验控制单元、学生权限申请单元、学生服务器以及学生图形显示单元;学生视频播放单元、学生试验控制单元、学生权限申请单元和学生图形显示单元均与学生服务器电连接和信号连接,学生服务器与云端服务器相连;其中,学生视频播放单元用于接收来自云端服务器的可观看视频;学生试验控制单元用于输入试验数据,并传输至学生服务器进行修改和保存,以及上传到云端服务器;学生权限申请单元用于向教课终端发出使用权限的申请;学生图形显示单元用于显示来自云端服务器的与试验相关的图形信息;云端服务器中存储与试验相关的图形信息,云端服务器识别来自教师服务器和学生服务器的试验数据以及试验机构内的图像和声音,并将对应的图形信息发送至教师服务器和学生服务器。
6.通过上述的技术方案,使用时,教师和学生通过在云端服务器上注册的账号进行登录,分别登录上教课终端和学生终端,授课端摄像头和授课端音频采集器对授课教师的图像和声音进行录音,并上传到云端服务器中,抓屏录制工具同时对教课终端的屏幕进行录制,学生终端从云端服务器上下载教课终端上传的数据信息,并在学生视频播放单元进行播放、学习,在进行化学反应的讲解时,教师通过教师试验控制单元输入试验所需的完整的可执行数据并上传至云端服务器中,数据处理单元获取云端服务器中的可执行数据,数据转换单元将数据处理单元处理完成的可执行数据转换为控制单元能够读取的指令集,并发送到控制单元,控制单元通过指令集控制试验机构工作;为了增加互动性,学生可以通过学生权限申请单元向教师发出一同试验的申请,教师通过学生权限管理单元进行批准,批准后,教师通过授课端摄像头和授课端音频采集器向学生传达出试验的操作流程并分配和每个人的操作任务,学生可以通过学生试验控制单元点击自己需要执行的步骤,并上传到云端服务器中,数据处理单元将云端服务器中的教师发生的数据和学生发生的数据合并成一个完整的可执行数据,再通过数据转换单元和控制单元控制试验机构工作;试验端摄像头和试验端音频采集器实时的拍摄出反应的画面和声音,并发送到云端服务器中供教课终端和学生终端的观看,云端服务器中存储有大量与试验相关的图形信息,例如化学物质的微观形态、结构等,分子或原子分离与结合等的图形信息,云端服务器根据教师服务器和学生服务器的试验数据以及试验机构内的图像和声音分析并找出与该试验相关的图形信息,发送到教师服务器和学生服务器,供教课终端和学生终端的观看,从而能够在书本教学的同时,进行真实的试验,并了解整个试验中物质的变化情况,由于试验机构与学生终端和教课终端都是分开的,因此对于教授和学生没有任何的风险,从宏观和微观均能更好理解试验过程。所述教课终端和所述学生终端可以是pc电脑智能终端、安卓移动智能终端或ios移动智能终端。
7.作为对本发明所述的一种用于智慧教育的互动教学装置进一步的改进,优选的,学生终端包括学生端摄像头和学生端音频采集器,所述学生端摄像头和所述学生端音频采集器分别与学生服务器电连接和信号连接,所述学生端摄像头采集学生的图像,所述学生端音频采集器采集学生的声音,并传输至学生服务器上传至云端服务器。
8.通过上述的技术方案,所述学生端摄像头采集学生的图像,所述学生端音频采集器采集学生的声音,传输至学生服务器进而上传至云端服务器,使得教课终端的授课教师查看学生的上课状态,与学生进行互动。
9.作为对本发明所述的一种用于智慧教育的互动教学装置进一步的改进,优选的,所述试验机构包括柜体,所述柜体的底部安装有支撑腿,柜体的内部从上至下依次安装有安装板、隔板和圆盘,安装板下方螺纹连接有若干试剂瓶,每个试剂瓶中分别存放有不同的化学试剂,试剂瓶的顶部连接正压管,正压管与惰性气源连接,用于向试剂瓶中冲入正压的惰性气体,将试剂瓶内的化学试剂压出,试剂瓶的底部连接抽液管的一端,抽液管的另一端贯穿固定在隔板上,并延伸至圆盘贯穿固定上,抽液管上设有电磁阀和流量计,圆盘的下方设有两个反应器皿,两个反应器皿分别安装在两个支架上,两个支架间通过连杆反向固定连接,连杆上固定连接有转轴,所述转轴上设有从动齿轮,所述从动齿轮上啮合有主动齿轮,主动齿轮安装在伺服电机上,所述伺服电机安装在柜体内。
10.通过上述的技术方案,使用前,先将不同的试剂瓶一一对应的拧到安装板下侧的螺纹槽内,控制单元分别控制试验机构中的电磁阀、流量计、和伺服电机,进行试验时,云端服务器中上传的数据中包括对电磁阀、流量计、伺服电机的控制指令,控制单元按照指令集控制对应的电磁阀工作,通过正压的惰性气体将与试验对应的化学试剂压出,流量计检测到排出的量到达预设的量后,控制单元控制电磁阀关闭,从而将实验所需的特定化学试剂按顺序排入到反应器皿中,此时试验端摄像头和试验端音频采集器对反应器皿内的反应进行拍摄和录音,并上传到云端服务中,伺服电机小角度的往复正反转可以模拟实验中所需的震荡的作用,完成实验后,伺服电机旋转,将位于上方的反应器皿转动到下方,使得反应器皿中的反应液和沉淀等物质倒出。
11.作为对本发明所述的一种用于智慧教育的互动教学装置进一步的改进,优选的,所述试验机构内安装有清洗机构,所述清洗机构包括一号电缸、二号电缸、l型支撑板、清洗电机、杯刷、三号电缸、高压泵、水箱和高压喷头;所述一号电缸安装在柜体一侧的内侧壁上,一号电缸的端部固定连接有l型支撑板,l型支撑板的底壁上安装有二号电缸,所述二号电缸的端部固定连接有清洗电机,清洗电机的输出端安装有杯刷,所述三号电缸安装在柜体另一侧的内侧壁上,三号电缸的端部固定安装有高压泵,高压泵通过水管连接水箱,高压泵上安装有高压喷头。
12.通过上述的技术方案,控制单元控制试验机构中清洗机构,需要清洗时,一号电缸伸长,将杯刷移动到反应器皿的真下方,二号电缸伸长,清洗电机启动,将杯刷旋转着插入到反应器皿内,对反应器皿进行洗刷,并原路返回复位,三号电缸伸长,将高压喷头移动到反应器皿的下方,高压泵将水箱内的清洗液泵入高压喷头内,对反应器皿的内壁进行冲洗,冲洗完成后复位,实现对反应器皿的自动清洗。
13.作为对本发明所述的一种用于智慧教育的互动教学装置进一步的改进,优选的,所述柜体的顶部连通有通风管道,通风管道内设有抽风机。
14.通过上述的技术方案,能够将柜体内挥发的化学试剂抽走,避免更换试剂瓶时,化学试剂散发的异味溢出。
15.作为对本发明所述的一种用于智慧教育的互动教学装置进一步的改进,优选的,所述柜体的底部连接有排渣管路。
16.通过上述的技术方案,反应器皿中的反应液和沉淀等物质倒出后,可以从底部的排渣管路排到实验室的下水道中。
17.作为对本发明所述的一种用于智慧教育的互动教学装置进一步的改进,优选的,所述支架与反应器皿间设置有加热模块,所述加热模块包括加热板和石棉网,所述加热板固定安装在支架上,所述石棉网安装在加热板和反应器皿之间。
18.通过上述的技术方案,能够对反应器皿进行加热,满足需要加热的反应的进行。
19.与现有技术相比,本发明提供的一种用于智慧教育的互动教学装置具有以下优势:
20.1、通过设置教师试验控制单元、学生试验控制单元和试验机构,在进行化学反应的讲解时,教师通过教师试验控制单元输入试验所需的完整的可执行数据并上传至云端服务器中,学生可以通过学生试验控制单元点击自己需要执行的步骤,通过数据转换单元和控制单元控制试验机构工作;能够在书本教学的同时进行真实的试验,由于试验机构与学生终端和教课终端都是分开的,因此对于教授和学生没有任何的风险,且互动性强,能够激发学生的学习兴趣和主动性。
21.2、通过设置电磁阀、流量计、伺服电机和清洗机构,进行试验时,能够实现试验的远程操作,能够自动进行,并能够在需要清洗时,自动对反应器皿进行请,不需要教师手动操作,降低了教师的劳动强度,可以安全的进行有毒的反应试验,能够有效的保护教师和学生的身体健康。
附图说明
22.图1是本发明的结构框图;
23.图2是本发明中试验机构的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图1

2及实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
25.以下结合较佳的实施方式对本发明的实现进行详细的描述。
26.如图1所示,本实施方式提供一种用于智慧教育的互动教学装置,所述装置包括教课终端1、学生终端2、云端服务器3、主控电脑4和试验机构5;所述教课终端1、学生终端2、主控电脑4以及云端服务器3之间均以有线、无线或者4g的方式连接。
27.主控电脑4包括数据接收单元41、数据处理单元42、数据转换单元43和控制单元44;数据接收单元41与云端服务器3相连,数据接收单元41用于接收云端服务器3中的数据;数据处理单元42与数据接收单元41电连接和信号连接,数据处理单元42用于将云端服务器3中的数据合并成完整的可执行数据;数据转换单元43分别与数据处理单元42和控制单元44电连接和信号连接,数据转换单元43用于将数据处理单元42处理完成的可执行数据转换为控制单元44能够读取的指令集,并发送到控制单元44;控制单元44与试验机构5电连接和信号连接,控制单元44用于通过指令集控制试验机构5工作;所述试验机构5内设置有试验端摄像头和试验端音频采集器,所述试验端摄像头和所述试验端音频采集器分别与云端服
务器3相连,所述试验端摄像头采集试验机构5内的图像,所述试验端音频采集器采集试验机构5内的声音,并上传至云端服务器3。
28.教课终端1包括教师视频输入单元11、教师视频播放单元12、教师试验控制单元13、学生权限管理单元14、教师服务器15以及教师图形显示单元16;教师视频输入单元11、教师视频播放单元12、教师试验控制单元13、学生权限管理单元14和教师图形显示单元16均与教师服务器15电连接和信号连接,教师服务器15与云端服务器3相连;其中,教师视频输入单元11包括授课端摄像头、授课端音频采集器和抓屏录制工具,用于采集授课教师的图像和声音以及屏幕录制,并传输至教师服务器15进行修改和保存为可观看视频上传到云端服务器3;教师视频播放单元12用于接收来自云端服务器3的可观看视频;教师试验控制单元13用于输入试验数据,并传输至教师服务器15进行修改和保存,以及上传到云端服务器3;学生权限管理单元14用于向学生终端2授予或关闭使用权限;教师图形显示单元16用于显示来自云端服务器3的与试验相关的图形信息。
29.学生终端2包括学生视频播放单元21、学生试验控制单元22、学生权限申请单元23、学生服务器24以及学生图形显示单元25;学生视频播放单元21、学生试验控制单元22、学生权限申请单元23和学生图形显示单元25均与学生服务器24电连接和信号连接,学生服务器24与云端服务器3相连;其中,学生视频播放单元21用于接收来自云端服务器3的可观看视频;学生试验控制单元22用于输入试验数据,并传输至学生服务器24进行修改和保存,以及上传到云端服务器3;学生权限申请单元23用于向教课终端1发出使用权限的申请;学生图形显示单元25用于显示来自云端服务器3的与试验相关的图形信息。
30.云端服务器3中存储与试验相关的图形信息,例如化学物质的微观形态、结构等,分子或原子分离与结合等的图形信息,包括立体的3d动态的图形信息,云端服务器3识别来自教师服务器15和学生服务器24的试验数据以及试验机构5内的图像和声音,并将对应的图形信息发送至教师服务器15和学生服务器24,由教师图形显示单元16和学生图形显示单元25显示供教师和学生观看。
31.使用时,教师和学生通过在云端服务器3上注册的账号进行登录,分别登录上教课终端1和学生终端2,授课端摄像头和授课端音频采集器对授课教师的图像和声音进行录音,并上传到云端服务器3中,抓屏录制工具同时对教课终端1的屏幕进行录制,学生终端2从云端服务器3上下载教课终端1上传的数据信息,并在学生视频播放单元21进行播放、学习,在进行化学反应的讲解时,教师通过教师试验控制单元13输入试验所需的完整的可执行数据并上传至云端服务器3中,数据处理单元获取云端服务器3中的可执行数据,数据转换单元43将数据处理单元处理完成的可执行数据转换为控制单元44能够读取的指令集,并发送到控制单元44,控制单元44通过指令集控制试验机构5工作;为了增加互动性,学生可以通过学生权限申请单元23向教师发出一同试验的申请,教师通过学生权限管理单元14进行批准,批准后,教师通过授课端摄像头和授课端音频采集器向学生传达出试验的操作流程并分配和每个人的操作任务,学生可以通过学生试验控制单元22点击自己需要执行的步骤,并上传到云端服务器3中,数据处理单元将云端服务器3中的教师发生的数据和学生发生的数据合并成一个完整的可执行数据,再通过数据转换单元43和控制单元44控制试验机构5工作;试验端摄像头和试验端音频采集器实时的拍摄出反应的画面和声音,并发生到云端服务器3中供教课终端1和学生终端2的观看,云端服务器中存储有大量与试验相关的图
形信息,云端服务器根据教师服务器和学生服务器的试验数据以及试验机构内的图像和声音分析并找出与该试验相关的图形信息,发送到教师服务器和学生服务器,供教课终端和学生终端的观看,从而能够在书本教学的同时,进行真实的试验,并了解整个试验中物质的变化情况,由于试验机构5与学生终端2和教课终端1都是分开的,因此对于教授和学生没有任何的风险,从宏观和微观均能更好理解试验过程。所述教课终端和所述学生终端可以是pc电脑智能终端、安卓移动智能终端或ios移动智能终端。
32.作为本发明的一种实施方式,学生终端包括学生端摄像头和学生端音频采集器,所述学生端摄像头和所述学生端音频采集器分别与学生服务器电连接和信号连接,所述学生端摄像头采集学生的图像,所述学生端音频采集器采集学生的声音,并传输至学生服务器上传至云端服务器,使得教课终端的授课教师查看学生的上课状态,与学生进行互动。
33.作为本发明的一种实施方式,如图2所示,所述试验机构5包括柜体51,所述柜体51的底部安装有支撑腿,柜体51的内部从上至下依次安装有安装板52、隔板53和圆盘54,安装板52下方螺纹连接有若干试剂瓶55,每个试剂瓶55中分别存放有不同的化学试剂,试剂瓶55的顶部连接正压管58,正压管58与惰性气源连接,用于向试剂瓶55中冲入正压的惰性气体,将试剂瓶55内的化学试剂压出,试剂瓶55的底部连接抽液管56的一端,抽液管56的另一端贯穿固定在隔板53上,并延伸至圆盘54贯穿固定上,抽液管56上设有电磁阀57和流量计,圆盘54的下方设有两个反应器皿59,两个反应器皿59分别安装在两个支架510上,两个支架510间通过连杆511反向固定连接,连杆511上固定连接有转轴,所述转轴上设有从动齿轮,所述从动齿轮上啮合有主动齿轮512,主动齿轮512安装在伺服电机上,所述伺服电机安装在柜体51内。
34.使用前,先将不同的试剂瓶55一一对应的拧到安装板52下侧的螺纹槽内,控制单元分别控制试验机构5中的电磁阀57、流量计和伺服电机,进行试验时,云端服务器3中上传的数据中包括对电磁阀57、流量计、伺服电机的控制指令,控制单元按照指令集控制对应的电磁阀57工作,通过正压的惰性气体将与试验对应的化学试剂压出,流量计检测到排出的量到达预设的量后,控制单元控制电磁阀57关闭,从而将实验所需的特定化学试剂按顺序排入到反应器皿59中,此时试验端摄像头和试验端音频采集器对反应器皿59内的反应进行拍摄和录音,并上传到云端服务中,伺服电机小角度的往复正反转可以模拟实验中所需的震荡的作用,完成实验后,伺服电机旋转,将位于上方的反应器皿59转动到下方,使得反应器皿59中的反应液和沉淀等物质倒出。
35.作为本发明的一种实施方式,所述试验机构5内安装有清洗机构,所述清洗机构包括一号电缸513、二号电缸514、l型支撑板515、清洗电机516、杯刷517、三号电缸518、高压泵519、水箱520和高压喷头521;所述一号电缸513安装在柜体51一侧的内侧壁上,一号电缸513的端部固定连接有l型支撑板515,l型支撑板515的底壁上安装有二号电缸514,所述二号电缸514的端部固定连接有清洗电机516,清洗电机516的输出端安装有杯刷517,所述三号电缸518安装在柜体51另一侧的内侧壁上,三号电缸518的端部固定安装有高压泵519,高压泵519通过水管连接水箱520,高压泵519上安装有高压喷头521,需要清洗时,一号电缸513伸长,将杯刷517移动到反应器皿59的真下方,二号电缸514伸长,清洗电机516启动,将杯刷517旋转着插入到反应器皿59内,对反应器皿59进行洗刷,并原路返回复位,三号电缸518伸长,将高压喷头521移动到反应器皿59的下方,高压泵519将水箱520内的清洗液泵入
高压喷头521内,对反应器皿59的内壁进行冲洗,冲洗完成后复位,实现对反应器皿59的自动清洗。
36.作为本发明的一种实施方式,所述柜体51的顶部连通有通风管道522,通风管道522内设有抽风机,能够将柜体51内挥发的化学试剂抽走,避免更换试剂瓶55时,化学试剂散发的异味溢出。
37.作为本发明的一种实施方式,所述柜体51的底部连接有排渣管路,在反应器皿中的反应液和沉淀等物质倒出后,可以从底部的排渣管路排到实验室的下水道中。
38.作为本发明的一种实施方式,所述支架510与反应器皿59间设置有加热模块523,所述加热模块523包括加热板和石棉网,加热板固定安装在支架510上,所述石棉网安装在加热板和反应器皿59之间,能够对反应器皿59进行加热,满足需要加热的反应的进行。
39.本实施方式的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
40.参照图所示,为本发明提供的较佳实施方式。
41.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种用于智慧教育的互动教学装置,其特征在于,所述互动教学装置包括教课终端(1)、学生终端(2)、云端服务器(3)、主控电脑(4)和试验机构(5);其中,主控电脑(4)包括数据接收单元(41)、数据处理单元(42)、数据转换单元(43)和控制单元(44);数据接收单元(41)与云端服务器(3)相连,数据接收单元(41)用于接收云端服务器(3)中的数据;数据处理单元(42)与数据接收单元(41)电连接和信号连接,数据处理单元(42)用于将云端服务器(3)中的数据合并成完整的可执行数据;数据转换单元(43)分别与数据处理单元(42)和控制单元(44)电连接和信号连接,数据转换单元(43)用于将数据处理单元(42)处理完成的可执行数据转换为控制单元(44)能够读取的指令集,并发送到控制单元(44);控制单元(44)与试验机构(5)电连接和信号连接,控制单元(44)用于通过指令集控制试验机构(5)工作;试验机构(5)内设置有试验端摄像头和试验端音频采集器,所述试验端摄像头和所述试验端音频采集器分别与云端服务器(3)相连,所述试验端摄像头采集试验机构(5)内的图像,所述试验端音频采集器采集试验机构(5)内的声音,并上传至云端服务器(3);教课终端(1)包括教师视频输入单元(11)、教师视频播放单元(12)、教师试验控制单元(13)、学生权限管理单元(14)、教师服务器(15)以及教师图形显示单元(16);教师视频输入单元(11)、教师视频播放单元(12)、教师试验控制单元(13)、学生权限管理单元(14)和教师图形显示单元(16)均与教师服务器(15)电连接和信号连接,教师服务器(15)与云端服务器(3)相连;其中,教师视频输入单元(11)包括授课端摄像头、授课端音频采集器和抓屏录制工具,用于采集授课教师的图像和声音以及屏幕录制,并传输至教师服务器(15)进行修改和保存为可观看视频上传到云端服务器(3);教师视频播放单元(12)用于接收来自云端服务器(3)的可观看视频;教师试验控制单元(13)用于输入试验数据,并传输至教师服务器(15)进行修改和保存,以及上传到云端服务器(3);学生权限管理单元(14)用于向学生终端(2)授予或关闭使用权限;教师图形显示单元(16)用于显示来自云端服务器(3)的与试验相关的图形信息;学生终端(2)包括学生视频播放单元(21)、学生试验控制单元(22)、学生权限申请单元(23)、学生服务器(24)以及学生图形显示单元(25);学生视频播放单元(21)、学生试验控制单元(22)、学生权限申请单元(23)和学生图形显示单元(25)均与学生服务器(24)电连接和信号连接,学生服务器(24)与云端服务器(3)相连;其中,学生视频播放单元(21)用于接收来自云端服务器(3)的可观看视频;学生试验控制单元(22)用于输入试验数据,并传输至学生服务器(24)进行修改和保存,以及上传到云端服务器(3);学生权限申请单元(23)用于向教课终端(1)发出使用权限的申请;学生图形显示单元(25)用于显示来自云端服务器(3)的与试验相关的图形信息;云端服务器(3)中存储与试验相关的图形信息,云端服务器(3)识别来自教师服务器(15)和学生服务器(24)的试验数据以及试验机构(5)内的图像和声音,并将对应的图形信息发送至教师服务器(15)和学生服务器(24)。2.如权利要求1所述的互动教学装置,其特征在于,学生终端(2)包括学生端摄像头和学生端音频采集器,所述学生端摄像头和所述学生端音频采集器分别与学生服务器(24)电连接和信号连接,所述学生端摄像头采集学生的图像,所述学生端音频采集器采集学生的声音,并传输至学生服务器(24)上传至云端服务器(3)。
3.如权利要求1所述的互动教学装置,其特征在于,所述试验机构(5)包括柜体(51),柜体(51)的底部安装有支撑腿,柜体(51)的内部从上至下依次安装有安装板(52)、隔板(53)和圆盘(54),安装板(52)下方螺纹连接有若干试剂瓶(55),每个试剂瓶(55)中分别存放有不同的化学试剂,试剂瓶(55)的顶部连接正压管(58),正压管(58)与惰性气源连接,用于向试剂瓶(55)中冲入正压的惰性气体,将试剂瓶(55)内的化学试剂压出,试剂瓶(55)的底部连接抽液管(56)的一端,抽液管(56)的另一端贯穿固定在隔板(53)上,并延伸至圆盘(54)贯穿固定上,抽液管(56)上设有电磁阀(57)和流量计,圆盘(54)的下方设有两个反应器皿(59),两个反应器皿(59)分别安装在两个支架(510)上,两个支架(510)间通过连杆(511)反向固定连接,连杆(511)上固定连接有转轴,所述转轴上设有从动齿轮,所述从动齿轮上啮合有主动齿轮(512),主动齿轮(512)安装在伺服电机上,所述伺服电机安装在柜体(51)内。4.如权利要求3所述的互动教学装置,其特征在于,所述试验机构(5)内安装有清洗机构,所述清洗机构包括一号电缸(513)、二号电缸(514)、l型支撑板(515)、清洗电机(516)、杯刷(517)、三号电缸(518)、高压泵(519)、水箱(520)和高压喷头(521);一号电缸(513)安装在柜体(51)一侧的内侧壁上,一号电缸(513)的端部固定连接有l型支撑板(515),l型支撑板(515)的底壁上安装有二号电缸(514),二号电缸(514)的端部固定连接有清洗电机(516),清洗电机(516)的输出端安装有杯刷(517),三号电缸(518)安装在柜体(51)另一侧的内侧壁上,三号电缸(518)的端部固定安装有高压泵(519),高压泵(519)通过水管连接水箱(520),高压泵(519)上安装有高压喷头(521)。5.如权利要求3所述的互动教学装置,其特征在于,所述柜体(51)的顶部连通有通风管道(522),通风管道(522)内设有抽风机。6.如权利要求3所述的互动教学装置,其特征在于,所述柜体(51)的底部连接有排渣管路。7.如权利要求3所述的互动教学装置,其特征在于,所述支架(510)与反应器皿(59)间设置有加热模块(523),加热模块(523)包括加热板和石棉网,所述加热板固定安装在支架(510)上,所述石棉网安装在所述加热板和反应器皿(59)之间。
技术总结
本发明涉及一种用于智慧教育的互动教学装置,所述互动教学装置包括教课终端、学生终端、云端服务器、主控电脑和试验机构;教课终端、学生终端与云端服务器连接,云端服务器与主控电脑连接,主控电脑与试验机构连接;通过云端服务器可以实现教课终端与学生终端的教学互动,以及教课终端与学生终端通过主控电脑对试验机构的控制,能够在书本教学的同时进行真实的试验,由于试验机构与学生终端和教课终端都是分开的,因此对于教授和学生没有任何的风险,且互动性强,能够激发学生的学习兴趣和主动性。主动性。主动性。


技术研发人员:余海箭 陈绳亮 王增铭
受保护的技术使用者:余海箭
技术研发日:2021.04.14
技术公布日:2021/7/8

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