本发明属于智慧教学领域，具体的说是一种基于api集成的智慧授课系统及方法。
背景技术：
1、随着信息技术的迅猛发展，教育领域正经历着一场深刻的变革。智慧授课系统作为这场变革的重要产物，集成了多种前沿技术，旨在提升教学质量与效率，实现个性化、智能化的教学服务。现有发明专利cn202010907874.0，提供了一种智慧教学系统，目的是解决传统教学方式存在的不足，对传统的教学方式进行改进，并将传统的教学方式与线上教育进行结合，保障教学质量和学习效率，但是该发明主要是提供教学视频供学生进行观看，功能比较单一，与学生的互动性也较差，对教室内环境也无法掌握。而且现有学校各类教学软件较多，授课中切换多种软件手续比较繁琐，不便于管理。
技术实现思路
1、为了解决现有教学系统功能单一，与学生互动性差，无法掌握教室环境、软件较多不便于管理的问题，本发明提供了一种基于api集成的智慧授课系统及方法。
2、本发明所述的一种基于api集成的智慧授课系统是采用如下技术方案实现的：一种基于api集成的智慧授课系统，包括均搭载于带有显示屏幕的平台上的教师端和学生端；同时配有为教师端和学生端平台服务的后台服务器；
3、所述教师端包括用户登录模块、资源库模块、授课工具模块、分享模块、交互模块、随堂测试模块、录制模块、集成模块；教师通过用户登录模块登录系统即进行授课，学生端用于学生登录系统参加随堂测试、查看教师分享的教学资源；用户登录模块支持账号密码登录、扫码登录或者验证码登录；
4、资源库模块管理各类教学资源，教师上传并使用自己的资源；资源类型包括素材、微课、教案、课件、试卷，题库，教师选择教材或知识点上传资源，其中教材上传时包含的信息包括学段、学科、版本、分册，知识点上传时包含的信息包括学科及所有知识点，资源分类上传成功后，教师进行授课时随时调用出相应资源进行教学；
5、授课工具模块内置多种基础工具及教学工具；基础工具包括移动、选择、擦除、粉笔、撤销、截图、缩放、搜索；教学工具包括语文工具和数学工具，语文工具包括拼音、音标、笔画，数学工具包括公式；分享模块支持分享教师端显示屏幕所显示的教学内容，也能够截取部分内容分享；分享方式包括邮件发送、二维码扫码分享；
6、交互模块支持屏幕广播、屏幕拾取、屏幕锁定/解锁；所述屏幕广播为教师端显示屏幕的显示内容下发到学生端显示屏幕上；屏幕拾取是选择学生端显示屏幕在教师端显示屏幕上显示；屏幕锁定/解锁是将学生端显示屏幕锁定，学生无法操作学生端显示屏幕，待允许学生操作学生端显示屏幕时进行解锁；
7、屏幕锁定/解锁，通过学生id建立联系，通过数据传输来实现锁屏/解锁的功能；
8、交互模块包括命令单元、截图处理单元、数据传送单元、服务端、截图显示单元，命令单元用于接收屏幕广播和屏幕拾取的命令，明确传送对象；截图处理单元用于接收命令后将目前显示屏幕的界面实时截图；数据传送单元用于将截图及发送对象信息传送到服务端；服务端进行信息分析，然后将信息传送给学生端或教师端显示屏幕；截图显示单元将收到的截图在学生端或教师端的显示屏幕显示；
9、随堂测试模块包括试题选择、出题方式、推送试题、多种答题方式以及答题结果统计，教师选择试题下发测试试卷，学生在学生端答题，形成统计结果；试题选择方式包括从资源库模块中选择、新建试题、拍照出题；推送方式包括集中推送、分组推送、单人推送；
10、录制模块对教师端显示屏幕的显示内容及课堂声音进行录制并保存；也支持外接录播装置进行录课和直播；录制的视频能够同步推送给学生端；
11、集成模块配置三方应用，配置完成后通过系统直接打开三方应用；集成方式是通过api集成，将多个三方应用系统融合在本智慧授课系统中，进行统一账号和权限的管理，实现一次登录所有系统通行。
12、进一步的，教师端还包括环境控制模块；所述环境控制模块利用物联网技术对教室内的智慧设备远程监管与控制，并提供全方位的信息交互功能。
13、进一步的，环境控制模块与布置在教室内的多种传感器相连接，并实时显示多种传感器数据；多种传感器检测信息包括温度、湿度、光照度、pm2.5浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度；所述智慧设备包括黑板灯、学生灯、空调、窗帘以及配设的智能控制器；所述环境控制模块利用物联网技术实现对黑板灯、学生灯、空调、窗帘的智能化控制。
14、进一步的，环境控制模块内置多种运用场景，包括白天上课、下课、午休、晚自习、视频、板书；用户通过点击对应场景，将教室内的灯光调整到合适的状态，将空调、窗帘自动调整到合适状态；并在内置了多种场景的基础上，为用户提供基于各场景模式下的设备参数微调功能；具体为在每个场景自动调整到合适状态之后，才可对窗帘、灯光、空调进行人工微调；
15、针对设定好的多种运用场景，环境控制模块的实现方式为：通过传感器获得教室环境的各种数据，将采集到的数据通过无线或有线方式传输给后台服务器，数据传输通过wifi、蓝牙、zigbee通信协议实现；后台服务器对数据进行处理和分析，判断当前的环境信息是否合适，根据设定的条件对智能控制器做出相应的控制操作；智能控制器控制黑板灯、学生灯、窗帘、空调动作，实现设备的实际调节和控制。
16、进一步的，光照度传感器用于检测教室内的光线水平；根据不同场景预设光线亮度阈值，光照度传感器将教室内的光线亮度信号传递至后台服务器，后台服务器根据预设好的光线亮度阈值，通过智能控制器自动调节灯光的亮度；
17、对于白天上课场景，黑板灯和学生灯都需要开启；
18、测得打开窗帘关上灯的光照度为a，即白天上课场景的最小光照度；测得打开窗帘灯光开最大的光照度为b；设置此场景下最合适的光照度为g1，g1介于a与b之间，并记录g1下的黑板灯亮度为r1，学生灯亮度为r2；
19、测得关闭窗帘关上灯的光照度为c，关闭窗帘灯光开最大的光照度为d，即白天上课场景的最大光照度；设置此场景下最合适的光照度g2，g2介于c与d之间，并记录g2下的黑板灯亮度为r3，学生灯亮度为r4；
20、当检测到教室的光照度为n时，后台服务器首先判断窗帘是否打开，窗帘若已打开，判断n与g1的大小，若n＜g1，则需要将灯光调亮，将黑板灯与学生灯亮度分别调至r1与r2；若n＞g1，需要将灯光调暗，将黑板灯与学生灯亮度分别调至r1与r2；
21、如果窗帘是关闭状态，后台服务器判断n与g2的大小，若n＜g2，则需要将灯光调亮，将黑板灯与学生灯亮度分别调至r3与r4，若n＞g2，需要将灯光调暗，将黑板灯与学生灯亮度分别调至r3与r4；
22、若为晚自习场景，窗帘关闭，黑板灯关闭，只开启学生灯；
23、测得学生灯亮度最大的光照度为f，设置最合适的光照度阈值为e，0＜e≤f，并执行此场景；首先将窗帘和黑板灯关闭，若此时光照度传感器测得光照度为g3，判断g3与e的大小，若e＞g3，则需要将学生灯调亮至e，若e＜g3，需要将学生灯调暗至e；
24、午休场景是关闭黑板灯与学生灯，打开窗帘，无需传感器数据，此场景下，控制灯光关闭与窗帘打开即可。
25、进一步的，设定一般室内适宜的温度在一个区间内，作为任何场景下的适宜温度，并通过智能控制器控制空调将温度自动调整到合适状态。
26、进一步的，所述教师端采用触摸一体机；学生端在移动端使用，移动端包括手机、平板、答题器。教师端还设置有快捷操作，在触摸一体机显示屏幕操作时采用单指书写、双指擦除、三指移动。
27、本发明所述的一种基于api集成的智慧授课方法，包括如下步骤：
28、第一步：教师进入教师端登录页面，选择账号密码登录、扫码登录、验证码登录任一方式进行登录；
29、第二步：进入资源库模块，教师将收集到的各类教学资源按照学段、学科、版本、分册、知识点进行分类保存；
30、第三步：教师进入教室后，通过系统的环境控制模块查看控制教室环境，能够看到教室的温度、湿度、光照度、pm2.5浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度；通过提前预设的场景，选择上课场景，教室内的灯光、空调、窗帘会调整到合适状态；另外教师在上课场景下，也能够实时调整灯光、空调、窗帘；
31、第四步：教师调用资源库模块内的资源进行教学；
32、授课中想要分享板书时，采用分享模块分享，既可以分享全部板书也可以截取部分内容分享；
33、教学过程中，教师通过交互模块将教师端显示屏幕内容分享给全部或部分学生，也能够拾取学生端的显示屏幕内容进行展示，并对学生端显示屏幕进行锁屏/解锁操作；
34、锁屏/解锁，通过学生id建立联系，通过数据传输来实现锁屏/解锁的功能；具体来说，教师端会将命令操作记录下来，并将这些操作通过网络传输到后台服务器上，然后在后台服务器上对学生端的平台进行控制；
35、教师通过录制模块对授课过程进行录制，支持对屏幕显示内容及课堂声音进行录制并保存，也直接外接录播装置进行录课和直播，录制的视频可同步推动到学生端；
36、在授课中如果想要调用学校的其他系统，通过集成模块的api 技术实现；
37、第五步：教学完成后，想要检测授课效果，能够进行随堂测试，通过随堂测试模块实现；随堂测试试题来源于资源库模块中的试卷、题库，答题方式包括集中式答题和分布式答题，将试题推送给学生，推送方式包括集中推送、分组推送、单人推送，学生在学生端进行答题；答题完成后，在线统计结果，结果包括排名、每道题的对错率、知识点掌握率。
38、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
39、1、功能全面，集资源融合、在线授课、随堂测试多种功能于一体，全面满足教学需求；
40、2、互动性强，设置有交互模块，可以随意下发白板（即教师端显示屏幕显示）内容分享，也可以随时查看学生平板内容，能够实时掌握学生学习情况；
41、3、将环境与教学相结合，可以实时掌握教学环境，保证教学环境的安全性、舒适性，可实现智能控制，增强了便捷性；
42、4、可将多种教学软件集成在本发明中，可随时切换到其他教学软件，操作便捷，提高教学效率。
1.一种基于api集成的智慧授课系统，其特征在于：包括均搭载于带有显示屏幕的平台上的教师端和学生端；同时配有为教师端和学生端平台服务的后台服务器；
2.如权利要求1所述的一种基于api集成的智慧授课系统，其特征在于，教师端还包括环境控制模块；所述环境控制模块利用物联网技术对教室内的智慧设备远程监管与控制，并提供全方位的信息交互功能。
3.如权利要求2所述的一种基于api集成的智慧授课系统，其特征在于，环境控制模块与布置在教室内的多种传感器相连接，并实时显示多种传感器数据；多种传感器检测信息包括温度、湿度、光照度、pm2.5浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度；所述智慧设备包括黑板灯、学生灯、空调、窗帘以及配设的智能控制器；所述环境控制模块利用物联网技术实现对黑板灯、学生灯、空调、窗帘的智能化控制。
4.如权利要求3所述的一种基于api集成的智慧授课系统，其特征在于，环境控制模块内置多种运用场景，包括白天上课、下课、午休、晚自习、视频、板书；用户通过点击对应场景，将教室内的灯光调整到合适的状态，将空调、窗帘自动调整到合适状态；并在内置了多种场景的基础上，为用户提供基于各场景模式下的设备参数微调功能；具体为在每个场景自动调整到合适状态之后，才能够对窗帘、灯光、空调进行人工微调；
5.如权利要求4所述的一种基于api集成的智慧授课系统，其特征在于，光照度传感器用于检测教室内的光线水平；根据不同场景预设光线亮度阈值，光照度传感器将教室内的光线亮度信号传递至后台服务器，后台服务器根据预设好的光线亮度阈值，通过智能控制器自动调节灯光的亮度；
6.如权利要求5所述的一种基于api集成的智慧授课系统，其特征在于，设定一般室内适宜的温度在一个区间内，作为任何场景下的适宜温度，并通过智能控制器控制空调将温度自动调整到合适状态。
7.如权利要求1-6所述的一种基于api集成的智慧授课系统，其特征在于，所述教师端采用触摸一体机；学生端在移动端使用，移动端包括手机、平板或者答题器。
8.如权利要求7所述的一种基于api集成的智慧授课系统，其特征在于，教师端还设置有快捷操作，在触摸一体机显示屏幕操作时采用单指书写、双指擦除或者三指移动。
9.一种基于api集成的智慧授课方法，基于权利要求4-6任一项所述的一种基于api集成的智慧所述授课系统来实现，其特征在于，包括如下步骤：
