技术领域
[0001] 本发明涉及一种教学技术领域，尤其涉及一种交互式教学系统。
相关背景技术
[0002] 随着智能产品以及网络技术的不断发展，网络教学方式越来越多的应用到教学场景中，现有的网络教学一般有两种：一种是远程教学，即老师远程将知识灌输给学生们，这种方式不受地点的约束，各个地方的学生均可连入老师终端提供的地址进行学习，但是这种方式没有互动性，与现有的传统教学区别不大；另一种是交互式教学，即教师和学生集中在一起或者不集中在一起，通过相应的网络实现交互(集中在一起时，通过局域网实现交互，不集中在一起，则需要互联网实现交互)，无论哪种方式，其对网络的波动都有严格的要求，都不太适合学校式的集体教学，用户体验效果并不好。
具体实施方式
[0026] 以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
[0027] 本发明的交互式教学系统，其主要应用场景为学校的集中式互动教学。这里的学校包括但不限于小学、初中、高中、大学以及培训学校等，这里学校的显著特点就是集中教学且人数众多，以某小学为例，其有30个班同时上课，即有一千余人同时上课，如果每个学校都采用互联网(外网)的互动式教学方式，则极易造成外网的波动，即使采用局域网进行互动式教学，局域网同时连接一千余人(有些学校可能会涉及几万人同时上课的情况)也容易造成网络的瘫痪或延迟，影响用户体验。
[0028] 实施例
[0029] 一种交互式教学系统，主要为交互式教学提供硬件及网络支撑，通过本系统，教师可实现交互式教学，其主要包含两个网络环境、三套子系统、三种数据库及中间件、六个web应用程序。
[0030] 请参照图1所示，三套子系统分别为设备终端子系统、篮子子系统、IDC子系统，其中，篮子子系统以学校为单位布局一个或多个，设备终端子系统以班级为单元，每个班级的设备终端子系统包括多个教师终端和多个学生终端，其中，每个班级的教师终端与教师的数量和属性(例如学科)相对应，当然，根据情况，某个或某些教师终端可以对应多个班级的学生终端，学生终端根据需要也可以分区设置，例如以阶段进行划分、以成绩进行划分以及以学科进行划分等。
[0031] 每个篮子子系统可以对应多个设备终端子系统，每个IDC子系统可以对应多个篮子子系统，IDC子系统主要用于对篮子子系统的服务状态进行监控，以及数据的同步，使得设备终端子系统内部可以通过篮子子系统实现交互，也可以通过IDC子系统实现交互。
[0032] 两个网络环境主要是校园网网络和IDC网络，其中，校园网网络为局域网网络，IDC网络为互联网数据中心，是以电信级的IDC机房和网络资源为依托，向服务提供商(SP)、内容提供商(CP)、各类集团客户等提供大规模、高质量、安全可靠的数据中心业务，校园网和IDC网络通过外网实现连接访问，该外网即广域网或公网，其相对于局域网而言。
[0033] 设备终端子系统通过局域网与篮子子系统进行通讯，所述设备终端子系统和所述篮子子系统均通过外网网关与IDC子系统进行通讯；教师终端和学生终端通过无线AP处于同一局域网内，所述教师终端开启有节点通道服务，所述学生终端通过所述节点通道服务于所述教师终端保持长连接；所述篮子子系统部署有局域网通道服务，所述设备终端子系统通过所述局域网通道服务与所述篮子子系统建立通讯连接；所述IDC子系统部署有IDC通道服务，所述设备终端子系统以及篮子子系统均通过所述IDC通道服务与所述IDC子系统建立通讯连接。
[0034] 具体地，教师终端和学生终端通过无线AP处在校园网内的同一局域网中，教师终端会在开启节点通道服务，模拟远端的通道服务，学生终端可通过IP直连教师终端的节点通道服务，即通过节点通道服务进行通讯，在没有外网的情况下，仅使用本地的教学资源，完成上课的流程。设备终端子系统与篮子子系统处于同一局域网内，两者通过局域网进行数据交互及建立通道。设备终端子系统与IDC子系统间通过外网网关进行数据通信及建立通道。
[0035] 篮子子系统，在校园网网络内为局域网内的设备终端提供服务，保存了该局域网内所有用户(教师终端和学生终端对应的所有用户)的数据以及部署了部分高频使用的依赖服务，避免了外网波动对系统的影响，最大限度上的保障了用户稳定良好的体验。篮子子系统部署在学校网络内部，设备终端子系统直接通过局域网进行访问、建立通道以及数据交互。篮子子系统与IDC子系统通过外网进行数据交互，由用户(主要是各个教师)在设备终端子系统发起数据同步，将篮子子系统与IDC子系统的数据进行快速同步，保证环境间的切换不影响数据的完整性和一致性，保障了用户设备终端流畅完整的多环境使用及环境间快速切换的体验。当然，当教师终端未发起数据同步时，在闲时，应用服务也会控制篮子子系统与IDC子系统的数据的自动同步。
[0036] IDC子系统，在IDC机房内为所有用户提供完整、可靠的业务服务，IDC子系统的数据库中保存了所有用户完整的数据以及部署了所有相关依赖服务，并形成服务器集群，保证了7x24小时无缝为所有用户提供服务的能力，所有与IDC子系统建立通讯连接的通讯请求均经过Nginx服务器进行代理和分发，保证服务压力均匀分布在集群内的每一台服务器上，同时保证了高可用性和高扩展性。
[0037] 下面列举一个具体的实施案例，例如教师终端创建一个教学文件，然后要将该教学文件共享给其对应的学生终端时，其过程如下：
[0038] 教师终端创建教学文件，首先该教学文件会在教师终端上进行存储，按照现有的情况是教师终端将该教学文件发送到局域网的共享文件服务(篮子子系统的文件服务)中或者云端的共享文件服务中(IDC子系统的文件服务)中，然后，上课时学生终端集中登录共享文件服务进行在线读取，从而导致相应网络的瘫痪。
[0039] 而在本申请中，教师终端将所述教学文件发送至篮子子系统或/和IDC子系统的文件服务中进行保存，并生成篮子子系统或/和IDC子系统的文件服务中所述教学文件的链接地址(由于教师终端可以发起数据同步使得文件服务的数据同步，一般情况下，教学文件在篮子子系统或/和IDC子系统同时存在)。教师终端将所述链接地址通过节点通道服务发送给对应的学生终端，所述学生终端根据所述链接地址自动从所述篮子子系统或/和IDC子系统的文件服务下载所述教学文件。
[0040] 当所述教学文件同时被存储于篮子子系统和IDC子系统的文件服务中时，所述生成篮子子系统和IDC子系统的文件服务均生成所述教学文件的链接地址，分别称为第一地址和第二地址。此时学生终端自动下载教学文件的方式有以下几种：
[0041] 1、设定优先级方式：当所述局域网通道服务稳定时，所述教师终端通过节点通道服务将所述第一地址发送给对应的学生终端，学生终端通过第一地址进行教学文件的下载；当所述局域网通道服务不稳定时，所述教师终端通过节点通道服务将所述第二地址发送给对应的学生终端，学生终端通过第二地址进行教学文件的下载。
[0042] 2、设置连接数阈值方式：当所述局域网通道服务和IDC通道服务均稳定时，教师终端通过节点通道服务将所述第一地址和第二地址同时发送给对应的学生终端；学生终端获取第一地址和第二地址后，优先根据第一地址连接并下载篮子子系统中文件服务的教学文件，如果篮子子系统中文件服务的连接数达到预设的阈值时，则其余学生终端通过第二地址连接并下载IDC子系统中文件服务的教学文件。
[0043] 3、根据每个学生终端的通道服务的信号强弱进行：教师终端通过节点通道服务将所述第一地址和第二地址同时发送给对应的学生终端；学生终端根据与其连接的局域网通道服务以及IDC通道服务的信号强弱选择第一地址和第二地址进行教学文件的发送，当然，优选信号较强的那个通道服务。
[0044] 由上具体举例可知，本发明能够体现以下效果：
[0045] a、教师终端通过节点通道服务向学生终端发送链接地址时为自动发送，即教师终端选择相应的学生终端后，在这个或这些学生终端连接到教师终端开启的节点通道服务时，自动将链接地址发送给学生终端，同时，学生终端根据链接地址实现教学文件的自动下载，无需教师口述或手动发送指令到学生终端，通过后台即可完成，提高用户体验。
[0046] b、这种方式使得教师终端将公开的教学内容和学生终端进行同步，也为教师终端和学生终端同屏(只需要通过节点通道服务发送相应的同屏指令，然后根据教师终端显示的内容使得学生终端显示相同的内容即可达到同屏)操作节约了时间，达到瞬间同屏的目的，提高用户体验。
[0047] c、可以在没有外网的情况下，可以仅使用本地教学资源(篮子子系统部署的文件服务)完成教学流程。
[0048] d、教学文件包括但不限于文本、图片、音视频，而且教学文件不仅仅是授课内容，还可以是试题以及小调查等与学生终端互动的内容，相应的学生终端反馈给教师终端时，也是通过节点通道服务发送反馈指令，教师终端自动通过文件服务接收学生终端发送的互动内容，从而使得交互方式更为丰富。
[0049] 六个web应用程序包括：应用服务、用户服务、通道服务、文件服务、资料中心服务、篮子状态监控服务。
[0050] 应用服务为设备终端提供业务服务，包括课堂、桌面、任务、问帖等多个核心模块，以及控制篮子子系统与IDC子系统的数据同步和模式切换。
[0051] 用户服务为应用服务提供用户、学校、班级的信息及对用户、学校、班级的管理。
[0052] 通道服务，为所有用户的设备终端提供通道的建立、释放以及消息的分发、上下线通知等服务。
[0053] 文件服务，为所有设备终端提供文件预下载、文件分发等服务。
[0054] 资料中心服务，为所有用户提供多媒体教学资源的统一管理服务。教师终端可以从资料中心服务中下载相关多媒体教学资源，下载时，如果直接到教师终端上，且下载人数较多时，可能造成外网的瘫痪，因此，在本发明较佳的实施例中，文件服务提供预下载功能，即教师终端下载的多媒体教学资源会预下载到篮子子系统或/和IDC子系统的文件服务中，然后再自动发送到教师终端上并启用加锁方式，对后续其他教师终端下载该多媒体教学资源提供了便利，而且加锁方式也使得多媒体教学资源不会直接到达学生终端，只要教师终端解锁后，教师终端才会向学生终端发送相应的指令，学生终端自动从篮子子系统或/和IDC子系统的文件服务下载该多媒体教学资源。
[0055] 篮子子系统内部署有篮子监控服务，在IDC子系统内可实时获取到篮子子系统当前服务状态以及及时获取错误信息和错误状态，协助恢复已不可用的部分子服务及错误数据。篮子状态监控服务监控所有篮子子系统的服务状态，及时对篮子子系统上的服务异常、数据异常等错误进行处理及恢复。
[0056] 在篮子子系统部署的部分高频使用的依赖服务主要有应用服务、用户服务、通道服务以及文件服务。其中，应用服务控制篮子子系统和IDC子系统的数据同步主要是篮子子系统和IDC子系统中用户服务和文件服务的数据同步的数据同步。
[0057] 三种数据库及中间件包括：Mongo数据库、Redis数据库、RabbitMQ消息队列，其在篮子子系统和IDC子系统均有部署，为篮子子系统和IDC子系统的基础层。其中，Mongo数据库，为所有服务(包括但不限于应用服务、用户服务、通道服务、文件服务、资源中心服务以及篮子监控服务或篮子状态监控服务)提供数据持久化结构化存储。Redis数据库，做缓存使用，热点数据放在Redis缓存中，改善了用户访问的响应速度，提升用户体验。RabbitMQ消息队列，为业务中问帖模块提供消息分发功能。
[0058] 对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
