用于病原生物学与免疫学的线上线下混合教育系统及方法与流程

1.本发明涉及教育教学技术领域，具体为用于病原生物学与免疫学的线上线下混合教育系统及方法。


背景技术：

2.互动教育，就是把教育活动看作是师生进行一种生命与生命的交往、沟通，把教学过程看作是一个动态发展着的教与学统一的交互影响和交互活动过程，在这个过程中，通过优化“教学互动”的方式，即通过调节师生关系及其相互作用，形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动，强化人与环境的交一经影响，以产生教学共振，达到提高教学效果的一种教学结构模式。主题是互动教育的“导火线”，围绕主题展开教学双方互动，有利于达成教学目的。
3.目前，在线教育系统主要是授课者通过录制教学视频，然后将视频发布到互联网，学习者通过互联网观看教学视频来学习，在这一类教学中，授课者与学习者之间缺乏互动沟通，授课者的知识水平、教学方式以及学习者的学习习惯和接收程度等都将限制学习者所能学到的知识，当前的线教育系统都很难针对学习者的不同知识水平和学习能力制定不同的教学方案以及学习方式。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了用于病原生物学与免疫学的线上线下混合教育系统及方法，具备能根据不同学习者制定不同教学方案的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述能根据不同学习者制定不同教学方案的目的，本发明提供如下技术方案：包括云端服务器、应用服务器、云课堂单元，所述云课堂单元的内部设置有线下教育模块和线上教育模块，所述线下教育模块和线上教育模块之间信号连接，所述线下教育模块的输入端与自主学习模块的输出端电连接，所述自主学习模块的输入端与线下教育模块的输出端电连接，所述线下教育模块的输入端与监督学习模块的输出端电连接，所述监督学习模块输入端与与线下教育模块的输入端电连接，所述线下教育模块的输入端与数据存储模块的输出端电连接，所述线下教育模块的输入端与对比学习模块的输出端电连接，所述对比学习模块的输入端与线下教育模块的输出端电连接，所述线上教育模块的输入端与安全管理模块的输出端电连接，所述安全管理模块的输入端与线上教育模块输出端电连接，所述线上教育模块的输入端与场景调节模块的输出端电连接，所述场景调节模块的输入端与线上教育模块的输出端电连接，所述线上教育模块的输入端与视频教学模块的输出端电连接，所述视频教学模块的输入端与线上教育模块的输出端电连接。
8.优选的，所述自主学习模块包括导图串联单元和框架构建单元；所述对比学习模
块包括错题整合单元和复习巩固单元；所述监督学习模块包括专家答疑单元和视频监督单元，所述数据存储模块包括数据存储单元和数据处理单元。
9.优选的，所述专家答题单元用于专家与学习者之间的对接，构建交汇平台，所述专家答疑单元还包括信息处理器和数据库，数据库用于存储专业的教育知识，所述信息处理器用于处理学习者输入的信息，将信息转换成机器识别的表达形式，并通过数据库搜索问题的解答。
10.优选的，所述框架构建单元，用于授课者构建教学框架体系以及学习者构建学习框架体系；并将构建的框架体系发送至导图串联单元，所述导图串联单元对收到的框架体系构建相应的思维导图，以及获取学习者的学习进度信息，为进度信息提供相应的思维导图。
11.优选的，所述错题整合单元，用于收集学习者答题时产生的错题数据，并建立错题库，复习巩固单元，根据错题整合单元内统计的错题数据制定及时复习内容和分散复习内容，并对复习完成的进度做出评价总结。
12.优选的，所述安全管理模块包括账号密码单元和成员管理模块，所述场景调节模块包括场景设定单元和场景切换单元，所述视频教学模块包括视频创建单元、视频管理单元和视频调度模块。
13.优选的，账号密码单元，用于授课者和学习者登录云课堂单元；成员管理模块，用于教师终端制定进入教学窗成员的既定规则，场景设定单元用于获取教学属性，确定至少一个教育场景调整模式，所述场景切换单元，用于切换场景设定单元设定的场景调整模式。
14.优选的，视频创建单元，建立视频教学窗口；视频管理单元，用于接收教师终端的教学视频以及学生终端的答题视频；视频调度单元，将接收的教师终端的教学视频以及学生终端的答题视频，进行调度并分发给所述教学窗内的成员，构建多维度的交互格式。
15.优选的，所述线下教育模块还包括线下实验模块,所述线下实验模块的输入端与病原信息获取单元的输出端电连接,所述病原信息获取单元的输入端与线下实验模块的输出端电连接,所述线下实验模块的输入端与免疫细胞构建单元电连接,所述线下实验模块的输入端与病原特征构建单元电连接,所述病原特征构建单元与线下实验模块的输出端电连接,所述病原特征构建单元与生物实验单元电连接,所述生物实验单元与病原特征构建单元电连接,所述生物实验单元与实验数据整合单元电连接,所述病原信息获取单元包括病原细胞系获取单元、对照细胞系获取单元和病原细胞特征提取单元，所述病原细胞系获取单元用于对病原细胞进行获取，并对获取的病原细胞进行分析，所述对照细胞系获取单元用于获取原细胞，并对原细胞进行分析，所述病原细胞特征提取单元将病原细胞和原细胞分析结果进行对比，将对比特征提取传输至病原特征构建单元，所述病原特征构建单元用于构建新的实验模型，所述免疫细胞构建单元针对病原特征进行构建新的免疫细胞，所述生物实验单元用于对免疫细胞和病原细胞进行实验，所述实验数据整合单元用于对实验数据进行整合，并生成实验数据报告。
16.优选的，包括线上教育和线下教育；
17.所述线上教育包括以下操作步骤：
18.s1.1，用户通过账号密码系统对身份进行录入；
19.s1.2，账号密码系统对用户信息进行验证；
20.s1.3，教师终端通过视频创建模块申请视频教学窗口，并建立教学窗；
21.s1.4，教师终端通过成员管理模块制定进入教学窗成员的既定规则；
22.s1.5，成员管理模块验证学生终端进入教学窗的请求；
23.s1.6，视频管理模块接收教师终端的教学视频，并将视频分发给教学窗内的成员。
24.所述线下教育包括以下操作步骤：
25.s2.1，通过场景切换模块，确定教育场景，对特定教育场景进行适应性的变换；
26.s2.2，通过框架构建单元，主动建构起新的知识框架体系；
27.s2.3，通过导图串联单元，构建思维导图，通过思维导图将新旧知识联系起来；
28.s2.4，通过错题整合单元，针对性地对学生未掌握充分的知识进行多次训练，提高记忆；
29.s2.5，通过监督学习单元，对学生整个学习过程进行有效监视及控制；
30.s2.6，通过复习巩固单元制定，及时复习和分散复习的复习内容；
31.s2.7，将个人在本次学习内容中生成的学习数据存储在数据存储模块内。
32.优选的，在所述步骤s1.2中，账号密码系统对用户信息进行验证，认证成功进入教学系统；账号密码系统对用户信息进行验证，认证失败则返回并生成认证失败的认证结果；在所述步骤s1.5中，成员管理模块对学生终端信息进行验证，认证成功进入教学窗；成员管理模块对用户信息进行验证，认证失败则返回并生成认证失败的认证结果。
33.(三)有益效果
34.与现有技术相比，本发明提供了用于病原生物学与免疫学的线上线下混合教育系统及方法，具备以下有益效果：该用于病原生物学与免疫学的线上线下混合教育系统及方法，能够根据学习者的不同知识水平和学习能力构建学习框架体系，摒弃以往的被动学习方式，转为主动、建构式的学习，还可以在线下自主学习的同时辅助学习者制定相应的学习任务和复习策略，对学习者遇到的问题和疑惑进行及时解答，大大降低了授课者的教学负担，使学习者、家长或者教师对学习者整个学习过程进行有效监督及控制，场景调节模块方便根据教师的教学内容切换教育场景，安全管理模块能够有效的对成员进行管理和鉴别，提高线上教育的安全性，线上教育模块配合线下教育模块能够提高教学资源的利用率，从而提高学习兴趣和教学效率。
附图说明
35.图1为本发明教育系统的整体示意图；
36.图2为本发明教育系统的框架示意图；
37.图3为本发明线上教育的流程图；
38.图4为本发明线下教育的流程图；
39.图5为本发明线下实验模块的系统框图。
40.图中：1-云端服务器、2-应用服务器、3-云课堂单元、4-线下教育模块、5-线上教育模块、6-自主学习模块、7-监督学习模块、8-数据存储模块、9-对比学习模块、10-安全管理模块、11-视频教学模块、12-场景调节模块、13-导图串联单元、14-框架构建单元、15-错题整合单元、16-复习巩固单元、17-专家答疑单元、18-视频监督单元、19-账号密码单元、20-成员管理模块、21-场景设定单元、22-场景切换单元、23-线下实验模块、24-病原信息获取
单元、25-免疫细胞构建单元、26-病原特征构建单元、27-生物实验单元、28-实验数据整合单元。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参阅图1、图2和图5，本发明提供一种用于病原生物学与免疫学的线上线下混合教育系统：包括云端服务器1、应用服务器2、云课堂单元3，云课堂单元3的内部设置有线下教育模块4和线上教育模块5，线下教育模块4和线上教育模块5之间信号连接，线下教育模块4的输入端与自主学习模块6的输出端电连接，自主学习模块6的输入端与线下教育模块4的输出端电连接，线下教育模块4的输入端与监督学习模块7的输出端电连接，监督学习模块7输入端与与线下教育模块4的输入端电连接，线下教育模块4的输入端与数据存储模块8的输出端电连接，线下教育模块4的输入端与对比学习模块9的输出端电连接，对比学习模块9的输入端与线下教育模块4的输出端电连接，线上教育模块5的输入端与安全管理模块10的输出端电连接，安全管理模块10的输入端与线上教育模块5输出端电连接，线上教育模块5的输入端与场景调节模块12的输出端电连接，场景调节模块12的输入端与线上教育模块5的输出端电连接，线上教育模块5的输入端与视频教学模块11的输出端电连接，视频教学模块11的输入端与线上教育模块5的输出端电连接。
43.安全管理模块10包括账号密码单元19和成员管理模块20，场景调节模块12包括场景设定单元21和场景切换单元22，视频教学模块11包括视频创建单元、视频管理单元和视频调度模块，账号密码单元19，用于授课者和学习者登录云课堂单元3；成员管理模块7，用于教师终端制定进入教学窗成员的既定规则，场景设定单元21用于获取教学属性，确定至少一个教育场景调整模式，场景切换单元22，用于切换场景设定单元21设定的场景调整模式，视频创建单元，建立视频教学窗口；视频管理单元，用于接收教师终端的教学视频以及学生终端的答题视频；视频调度单元，将接收的教师终端的教学视频以及学生终端的答题视频，进行调度并分发给教学窗内的成员，构建多维度的交互格式。
44.自主学习模块6包括导图串联单元13和框架构建单元14；对比学习模块9包括错题整合单元15和复习巩固单元16；监督学习模块7包括专家答疑单元17和视频监督单元18，数据存储模块8包括数据存储单元和数据处理单元，专家答题单元17用于专家与学习者之间的对接，构建交汇平台，专家答疑单元17还包括信息处理器和数据库，数据库用于存储专业的教育知识，信息处理器用于处理学习者输入的信息，将信息转换成机器识别的表达形式，并通过数据库搜索问题的解答，框架构建单元14，用于授课者构建教学框架体系以及学习者构建学习框架体系；并将构建的框架体系发送至导图串联单元13，导图串联单元13对收到的框架体系构建相应的思维导图，以及获取学习者的学习进度信息，为进度信息提供相应的思维导图，建构式学习是引导、启发学生从原有知识经验出发，主动建构起新的知识框架体系，作为学习者，提高学习能力的第一步就是转变学习方式，摒弃以往的被动学习方式，转为主动、建构式的学习，把新旧知识联系起来，学以致用，利用思维导图方式，将知识
进行水平迁移或者垂直迁移等构建多角度的学习内容，构建清晰、流畅的学习思路，错题整合单元15，用于收集学习者答题时产生的错题数据，并建立错题库，复习巩固单元16，根据错题整合单元15内统计的错题数据制定及时复习内容和分散复习内容，并对复习完成的进度做出评价总结，通过错题库针对性地对孩子未掌握且能够掌握的知识进行训练，对这部分未熟练掌握的知识点进行刻意练习，避免盲目的过度练习，加大学生的负担，线下教育模块4还包括线下实验模块23,线下实验模块23的输入端与病原信息获取单元24的输出端电连接,病原信息获取单元24的输入端与线下实验模块23的输出端电连接,线下实验模块23的输入端与免疫细胞构建单元25电连接,线下实验模块23的输入端与病原特征构建单元26电连接,病原特征构建单元26与线下实验模块23的输出端电连接,病原特征构建单元26与生物实验单元27电连接,生物实验单元27与病原特征构建单元26电连接,生物实验单元27与实验数据整合单元28电连接,病原信息获取单元24包括病原细胞系获取单元、对照细胞系获取单元和病原细胞特征提取单元，病原细胞系获取单元用于对病原细胞进行获取，并对获取的病原细胞进行分析，对照细胞系获取单元用于获取原细胞，并对原细胞进行分析，病原细胞特征提取单元将病原细胞和原细胞分析结果进行对比，将对比特征提取传输至病原特征构建单元，病原特征构建单元用于构建新的实验模型，免疫细胞构建单元针对病原特征进行构建新的免疫细胞，生物实验单元用于对免疫细胞和病原细胞进行实验，实验数据整合单元用于对实验数据进行整合，并生成实验数据报告。
45.请参阅图3-4，本发明提供一种用于病原生物学与免疫学的线上线下混合教育系统的教育方法；包括线上教育和线下教育；
46.线上教育包括以下操作步骤：
47.s1.1，用户通过账号密码系统对身份进行录入；
48.s1.2，账号密码系统对用户信息进行验证；
49.在步骤s1.2中，账号密码系统对用户信息进行验证，认证成功进入教学系统；账号密码系统对用户信息进行验证，认证失败则返回并生成认证失败的认证结果；
50.s1.3，教师终端通过视频创建模块申请视频教学窗口，并建立教学窗；
51.s1.4，教师终端通过成员管理模块制定进入教学窗成员的既定规则；
52.s1.5，成员管理模块验证学生终端进入教学窗的请求；
53.在步骤s1.5中，成员管理模块对学生终端信息进行验证，认证成功进入教学窗；成员管理模块对用户信息进行验证，认证失败则返回并生成认证失败的认证结果
54.s1.6，视频管理模块接收教师终端的教学视频，并将视频分发给教学窗内的成员。
55.线下教育包括以下操作步骤：
56.s2.1，通过场景切换模块，确定教育场景，对特定教育场景进行适应性的变换；
57.s2.2，通过框架构建单元，主动建构起新的知识框架体系；
58.s2.3，通过导图串联单元，构建思维导图，通过思维导图将新旧知识联系起来；
59.s2.4，通过错题整合单元，针对性地对学生未掌握充分的知识进行多次训练，提高记忆；
60.s2.5，通过监督学习单元，对学生整个学习过程进行有效监视及控制；
61.s2.6，通过复习巩固单元制定，及时复习和分散复习的复习内容；
62.s2.7，将个人在本次学习内容中生成的学习数据存储在数据存储模块内
63.综上，该用于病原生物学与免疫学的线上线下混合教育系统及方法，使用时，框架构建单元14配合导图串联单元13能够根据学习者的不同知识水平和学习能力构建学习框架体系，摒弃以往的被动学习方式，转为主动、建构式的学习，视频监督单元18方便学习者、家长或者教师对学习者整个学习过程进行有效监督及控制，错题整合单元15配合复习巩固单元16还可以在线下自主学习的同时辅助学习者制定相应的学习任务和复习策略，专家答疑单元17对学习者遇到的问题和疑惑进行及时解答，大大降低了授课者的教学负担，场景调节模块11方便根据教师的教学内容切换教育场景，安全管理模块能够有效的对成员进行管理和鉴别，提高线上教育的安全性。
64.本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
65.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。