[发明专利]基于低功耗蓝牙技术的交互式教学反馈系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于低功耗蓝牙技术的交互式教学反馈系统及方法。

背景技术

交互式教学反馈系统即课堂应答系统(Classroom Response System，简称CRS或Clicker)是近一二十年从国外引进的用来改进课堂教学质量的新技术教学设备之一。国内外经过多年的教育研究表明，即使是非常活跃的课堂也永远只有那么几个特定的学生在回答问题，大部分学生不愿意主动思考问题、回答问题，因此无论教师多么努力营造活跃的课堂气氛，大部分学生仍然没有真正参与到知识的探究中来，如何实现大多数学生能真正参与课堂教学活动，是课堂应答系统研究和发展的理论背景。

同时，随着我国高等教育规模的扩大，在校大学生的整体素质呈现下滑趋势，逃课现象普遍存在，严重影响着高等学府的学习氛围以及学生自身素质与专业水平。课堂点名作为高校课堂教学管理的有效手段，虽然是缓解这一问题的有效途径，但对人数较多的课堂，逐一点名却占据了一部分有效的教学时间。那么，如何实现精准、迅速、自动化的课堂点名，成为高校教师面临的棘手问题。

目前，课堂应答系统与课堂点名(考勤)系统是两个不同的系统，需要两套不同的设备，未实现有效的整合。这些方式无一例外都需要专门的终端设备(应答器或发射器)和专用的网络实现通信，使用时必须在安装有此类系统的地方才能进行，而且有些还要求用户通过GPRS或WIFI接入Internet，随着即时反馈技术使用范围的不断扩大，该类产品的费用也一直居高不下，给消费者带来了一定的经济负担，因此，安装、使用较难，价格昂贵是其进一步发展的一个瓶颈。

此外，课堂应答系统或课堂点名系统还存在一定的缺陷。例如由于使用专用无线通信网络，当多个相邻课堂在同时使用该系统时会出现信号干扰情况；未实现学生答题反应时间记录、数据统计、云端查询等功能；系统的功耗高、数据传输距离小、安全性低；未实现对学生的精确定位，容易代签到。

鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种基于低功耗蓝牙技术的交互式教学反馈系统及方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种结构简单、设计合理、使用方便的基于低功耗蓝牙技术的交互式教学反馈系统及方法。

本发明基于低功耗蓝牙技术的交互式教学反馈系统，包括：

iBeacon蓝牙基站,用于在创建的广播区域内不断输出广播数据，所述广播数据至少包括考勤场景和学校编号、教学建筑物编号、楼层与教室编号、RSSI值；

移动终端，包括考勤单元、问答单元，所述考勤单元，用于接收蓝牙基站输出的广播数据，根据收到的RISS值计算移动终端距离蓝牙基站的距离，通过判断该距离是否在设置的门限值内，从而判断学生是否在指定的教室内，获取学生到勤信息；生成考勤统计信息数据帧，将所述考勤信息帧通过蓝牙模块发送给控制器，所述考勤统计信息数据帧包括：考勤信息标示位、到勤信息、移动终端的蓝牙MAC地址、基站位置信息；

问答单元，用于获取学生的应答信息，生成应答信息帧，将所述应答信息帧通过蓝牙模块发送给控制器，所述应答信息帧包括：应答信息标示位、应答信息、移动终端的蓝牙MAC地址；

控制器，用于接收终端设备发送过来的帧信号，根据标识位来区分是考勤数据还是应答数据，提取出终端设备蓝牙的MAC地址，与数据库预先存储的每个学生个人信息对应的蓝牙MAC地址进行匹配；

若为考勤数据，提取出帧数据中的到勤数据、考勤场景和学校编号、教学建筑物编号、楼层与教室编号，从而确定学生所在教室，并用本地RTC时间判断学生是否到勤、是否迟到、是否早退，上传给上位机；

若为应答数据，提取出应答信息，并连同本地时间戳一起上传给上位机。

进一步地，所述上位机通过USB串口与控制器相连，用于随机点名与应答数据的统计分析，并将结果通过投影仪展示在大屏幕上，同时通过Internet网上传给云平台；上位机通过产生随机函数并映射到学号上实现随机点名、提问，通过将文本转语音用PC机的声卡播放学生的名字，学生的照片同时显示在大屏幕上；学生对老师显示在大屏幕上的题目用移动终端回答问题，答案及学生回答情况的统计结果实时显示在大屏幕上。

进一步地，还包括云端服务器，所述云端服务器与所述上位机通过互联网进行数据通讯连接。

进一步地，所述移动终端至少包括手机、pad、笔记本电脑。