本发明涉及教学设备技术领域，特别涉及具体涉及一种实验用计算机多媒体教学装置。
背景技术：
随着科技的发展，计算机多媒体技术得到突飞猛进的发展，在教学过程中，为了使教学的课堂多样化，且提高学生们的学习兴趣，计算机多媒体教学在课堂上已是不可或缺的一部分，尤其在中小年级的很多实验课程，比如物理、化学、生物等实验学科，多媒体应用最为广泛；目前，现有多媒体教学时，通过学生观看视频演示，来进一步理解实验科学的基本理论知识，但是，不能让学生亲自动手进行做实验，使得学生注意力不集中，教师很难对每个学生进行掌握，而提高教学质量，且也很难掌握学生们的兴趣所在，且由于现在的家长工作时间密集，学生自律性较差，对学生们的关注不够，对学生的行为习惯很难掌握，也是很难时刻掌握孩子们的专注度；为了在教学过程中，培养孩子的专注度，且能够对每个学生进行掌握，提供一种老师与学生之间可以互动，且能够现场检测学生学习状态的一种教学装置，在提高教学质量，培养学生的专注度具有重要意义。
技术实现要素：
为了解解决上述背景技术中的不足，本发明提供一种实验用计算机多媒体教学装置。
本发明提供一种实验用计算机多媒体教学装置，包括教学单元、多个学习单元以及中央控制系统；
所述教学单元上包括第一信息采集单元和第一信息输出单元，
每个所述学习单元上均包括第二信息采集单元和第二信息输出单元，
所述第一信息采集单元用于采集教师在实验教学过程的音频视频信息，
所述第二信息采集单元用于采集每个学生在实验学习操作过程的音频视频信息；
所述中央控制系统用于接收所述第一信息采集单元和所述第二信息采集单元所采集的信息，并对其进行识别和分析；
通过所述教师在实验教学过程的音频视频信息识别出教师发出让学生操作实验或回答问题的指令，并通过所述每个学生在实验学习操作过程的音频视频信息识别出学生对其指令后所做出反应；
根据所述教师发出指令后与所述学生对其指令后所做出反应之间的时长，并与所述中央控制系统预设的判断学生专注度的时长标准进行比对分析，评估学生的专注度，并将评估结果发送至所述第一信息输出单元以及所述第二信息输出单元上；
所述第一信息输出单元用于输出每个学生实验操作过程音频视频，以及输出每个学生的专注度评估结果；
所述第二信息输出单元用于输出采集教师在实验教学过程的音频视频，以及输出每个学生的专注度评估结果。
进一步，所述学生专注度评估结果以百分数的形式输出，同时，输出不同大小的百分数时，均在第一信息输出单元和第二信息输出单元相对应的视频上前景色显示不同颜色；所述中央控制系统预设的判断学生专注度的时长标准包括：
当学生反应延迟1～3秒时，专注度≥90％；
当学生反应延迟3～5秒时，专注度60～80％；
当学生反应延迟5～10秒时，专注度40～60％；
当学生反应延迟大于10秒时，专注度＜40％。
更进一步，所述学生专注度输出的评估结果为≥90％，相对应视频上的前景色显示绿色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为60～80％，相对应视频上的前景色显示黄色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为40～60％，相对应视频上的前景色显示橙色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为＜40％，相对应视频上的前景色显示红色，并透明度为50％。
更进一步，所述教学单元和每个所述学习单元均包括柜体，每个所述柜体顶面上均设有工作台，每个所述工作台一侧均铰接有可启闭的盖板，每个所述盖板上均设有所述信息采集单元和所述信息输出单元；
更进一步，所述第一信息采集单元包括两个第一摄像头和第一麦克风，且均设置于所述盖板内侧上端，其中一个所述第一摄像头朝向所述工作台方向，另一个所述第一摄像头正对教师方向，所述第一麦克风设置于所述工作台前侧。
更进一步，所述第二信息采集单元包括两个第二摄像头和第二麦克风，并均设置于所述盖板内侧上端，其中，一个第二摄像头正对学生方向，另一个第二摄像头朝向所述工作台方向；所述第二麦克风设置于所述工作台前侧。
更进一步，所述第一信息输出单元包括显示屏和音响，两个所述显示屏均紧贴于所述盖板的内侧，所述音响设置于所述盖板的一侧。
更进一步，所述显示屏并排设置两个，其中一个所述显示屏显示每个学生在所述工作台实验操作过程多个视频信息，且将每个学生的专注度数据显示在一一对应的所述视频上，另一个所述显示屏显示教师在所述工作台实验教学过程视频信息。
更进一步，所述第二信息输出单元包括触摸式显示屏、音响，所述触摸式显示屏紧贴于所述盖板的内侧，所述音响设置于所述盖板的一侧。
更进一步，每个所述柜体内设有用于放置实验器材的架子。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种实验用计算机多媒体教学装置，教学单元与多个学习单元通过中央控制系统的数据交互，实现音频视频的传输，大大提高了实验学科的教学质量，能够进一步实现教学与多个学习之间的数据交互。
本发明利用中央控制系统接收的两个所述信息采集单元所采集的信息，通过教师在实验教学过程的音频视频信息识别出教师发出让学生操作实验或回答问题的指令，并通过每个学生在实验学习操作过程的音频视频信息识别出学生对其指令后所做出反应，根据教师发出指令后与学生对其指令后所做出反应之间的时长，并与中央控制系统预设的判断学生专注度的时长标准进行比对分析，评估学生的专注度，并将评估结果发送至第一信息输出单元以及第二信息输出单元上；使得教师能够清楚的观察到每个参与多媒体教学的学生，且能够观察到每个学生的注意力通过中央控制系统对分析出专注度的数据和前景色，来判断学生学习的状态，且能够快速发现学生的在学习过程中的注意力集中情况。
本发明提供的一种实验用计算机多媒体教学装置可以用于远程教育，同时不光可以用于实验科学，也可以用于多种具有互动式教育，比如心理学等。
附图说明
图1为实施例中实验用计算机多媒体教学装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
一种实验用计算机多媒体教学装置，如图1所示，包括教学单元1、多个学习单元3以及中央控制系统，教学单元1和多个学习单元3均包括柜体102，每个柜体102顶面上均设有工作台101，每个工作台101一侧均铰接有可启闭的盖板2，每个盖板2上均设有信息采集单元和信息输出单元，其中，教学单元1上包括第一信息采集单元和第一信息输出单元，每个学习单元3上均包括第二信息采集单元和第二信息输出单元，
第一信息采集单元用于采集教师在实验教学过程的音频视频信息，
第二信息采集单元用于采集每个学生在实验学习操作过程的音频视频信息；
中央控制系统用于接收第一信息采集单元和第二信息采集单元所采集的信息，并对其进行识别和分析，
通过教师在实验教学过程的音频视频信息识别出教师发出让学生操作实验或回答问题的指令，并通过每个学生在实验学习操作过程的音频视频信息识别出学生对其指令后所做出反应，
根据教师发出指令后与学生对其指令后所做出反应之间的时长，并与中央控制系统预设的判断学生专注度的时长标准进行比对分析，评估学生的专注度，并将评估结果发送至第一信息输出单元以及第二信息输出单元上；
中央控制系统预设的判断学生专注度的时长标准包括：
当学生反应延迟1～3秒时，专注度≥90％；
当学生反应延迟3～5秒时，专注度60～80％；
当学生反应延迟5～10秒时，专注度40～60％；
当学生反应延迟大于10秒时，专注度＜40％；
第一信息输出单元用于输出每个学生实验操作过程音频视频，以及输出每个学生的专注度评估结果；
第二信息输出单元用于输出采集教师在实验教学过程的音频视频，以及输出每个学生的专注度评估结果。
为此，本发明通过教学单元与多个学习单元通过中央控制系统的数据交互，实现了音频视频的传输，大大提高了实验学科的教学质量。
通过教师在实验教学过程的音频视频信息识别出教师发出让学生操作实验或回答问题的指令，并通过每个学生在实验学习操作过程的音频视频信息识别出学生对其指令后所做出反应，根据教师发出指令后与学生对其指令后所做出反应之间的时长，并与中央控制系统预设的判断学生专注度的时长标准进行比对分析，评估学生的专注度，并将评估结果发送至第一信息输出单元以及第二信息输出单元上；能够实时的显示在教师的显示屏上，实现了教师实时能够掌握学生的专注度。其中，学生专注度评估结果以百分数的形式输出，同时，输出不同大小的百分数时，均在第一信息输出单元和第二信息输出单元相对应的视频上前景色显示不同颜色，使得老师更容易通过屏幕看到每个学生的学习专注度情况。
为了进一步实现实现信息采集，第一信息采集单元包括两个第一摄像头202和第一麦克风，且均设置于盖板2内侧上端，其中，一个第一摄像头正对教师方向，另一个第一摄像头朝向工作台101方向；第一麦克风设置于工作台101前侧；
同时，每个第二信息采集单元包括两个第二摄像头302和第二麦克风，并均设置于盖板2内侧上端，其中，一个第二摄像头正对学生方向，另一个第二摄像头朝向工作台101方向；第二麦克风设置于工作台101前侧；
为了进一步将信息显示于教师或学生，将第一信息输出单元包括显示屏201和音响，两个显示屏201均紧贴于盖板2的内侧，音响设置于盖板2的一侧；显示屏201并排设置两个，其中一个显示屏显示每个学生在工作台101实验操作过程多个视频信息，且将每个学生的专注度数据显示在一一对应的视频上，其中，当学生专注度输出的评估结果为≥90％，相对应在教师和学生所看到的视频上的前景色显示绿色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为60～80％，其视频上的前景色显示黄色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为40～60％，其视频上的前景色显示橙色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为＜40％，其视频上的前景色显示红色，并透明度为50％。
为此，能够使教师很明显的发现学生的专注度，且可以有针性的对专注度数据低的学生进行单独提醒；另一个显示屏显示教师在工作台101实验教学过程视频信息。显示屏显示每个学生实验操作过程的同时，将每个学生的专注度的数据显示在一一对应的图像上。位于每个第二信息输出单元包括触摸式显示屏301、音响，触摸式显示屏301紧贴于盖板2的内侧，音响设置于盖板2的一侧。每个触摸式显示屏301显示通过教师实验教学过程视频信息。为此使得教师能够清楚的观察到每个参与多媒体教学的学生，且能够观察到每个学生的注意力通过中央控制系统对分析出专注度的数据，来判断学生学习的状态，且能够快速发现学生的在学习过程中的注意力集中情况。而学生也能够实时的观察到教师整个实验教学的全过程，大大提高了学生的学习效率，同时，也可以观察到自己专注度的数据，随时都可以调整自己的状态，使得自己的注意力集中。
另外，将在每个柜体102内设有放置实验器材架子，便于将所需要教学或学习的实验器材放置于柜体内，便于取放。
本发明提供的一种实验用计算机多媒体教学装置可以用于远程教育，同时不光可以用于实验科学，也可以用于多种具有互动式教育，比如心理学等。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
1.一种实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，包括教学单元(1)、多个学习单元(3)以及中央控制系统；
所述教学单元(1)上包括第一信息采集单元和第一信息输出单元，
每个所述学习单元(3)上均包括第二信息采集单元和第二信息输出单元，
所述第一信息采集单元用于采集教师在实验教学过程的音频视频信息，
所述第二信息采集单元用于采集每个学生在实验学习操作过程的音频视频信息；
所述中央控制系统用于接收所述第一信息采集单元和所述第二信息采集单元所采集的信息，并对其进行识别和分析；
通过所述教师在实验教学过程的音频视频信息识别出教师发出让学生操作实验或回答问题的指令，并通过所述每个学生在实验学习操作过程的音频视频信息识别出学生对其指令后所做出反应；
根据所述教师发出指令后与所述学生对其指令后所做出反应之间的时长，并与所述中央控制系统预设的判断学生专注度的时长标准进行比对分析，评估学生的专注度，并将评估结果发送至所述第一信息输出单元以及所述第二信息输出单元上；
所述第一信息输出单元用于输出每个学生实验操作过程音频视频，以及输出每个学生的专注度评估结果；
所述第二信息输出单元用于输出采集教师在实验教学过程的音频视频，以及输出每个学生的专注度评估结果。
2.根据权利要求1所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，所述学生专注度评估结果以百分数的形式输出，同时，输出不同大小的百分数时，均在第一信息输出单元和第二信息输出单元相对应的视频上前景色显示不同颜色；
所述中央控制系统预设的判断学生专注度的时长标准包括：
当学生反应延迟1～3秒时，专注度≥90％；
当学生反应延迟3～5秒时，专注度60～80％；
当学生反应延迟5～10秒时，专注度40～60％；
当学生反应延迟大于10秒时，专注度＜40％。
3.根据权利要求2所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，所述学生专注度输出的评估结果为≥90％，相对应视频上的前景色显示绿色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为60～80％，相对应视频上的前景色显示黄色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为40～60％，相对应视频上的前景色显示橙色，并透明度为50％；学生专注度输出的评估结果为＜40％，相对应视频上的前景色显示红色，并透明度为50％。
4.根据权利要求1所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，所述教学单元(1)和每个所述学习单元(3)均包括柜体(102)，每个所述柜体(102)顶面上均设有工作台(101)，每个所述工作台(101)一侧均铰接有可启闭的盖板(2)，每个所述盖板(2)上均设有所述信息采集单元和所述信息输出单元。
5.根据权利要求4所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，所述第一信息采集单元包括两个第一摄像头(202)和第一麦克风，且均设置于所述盖板(2)内侧上端，其中一个所述第一摄像头(202)朝向所述工作台(101)方向，另一个所述第一摄像头正对教师方向，所述第一麦克风设置于所述工作台(101)前侧。
6.根据权利要求4所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，所述第二信息采集单元包括两个第二摄像头(302)和第二麦克风，并均设置于所述盖板(2)内侧上端，其中，一个第二摄像头正对学生方向，另一个第二摄像头朝向所述工作台(101)方向；所述第二麦克风设置于所述工作台(101)前侧。
7.根据权利要求4所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，所述第一信息输出单元包括显示屏(201)和音响，两个所述显示屏(201)均紧贴于所述盖板(2)的内侧，所述音响设置于所述盖板(2)的一侧。
8.根据权利要求7所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，所述显示屏(201)并排设置两个，其中一个所述显示屏显示每个学生在所述工作台(101)实验操作过程多个视频信息，且将每个学生的专注度数据显示在一一对应的所述视频上，另一个所述显示屏显示教师在所述工作台(101)实验教学过程视频信息。
9.根据权利要求4所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，所述第二信息输出单元包括触摸式显示屏(301)、音响，所述触摸式显示屏(301)紧贴于所述盖板(2)的内侧，所述音响设置于所述盖板(2)的一侧。
10.根据权利要求4所述的实验用计算机多媒体教学装置，其特征在于，每个所述柜体(102)内设有用于放置实验器材的架子。
技术总结