Mehrkamera-Unterrichtsdemonstrationssystem für Experimente
Ein Lehrer-PC – das ganze Klasse sieht jedes Experimentdetail
Durch Mehrkamera-HD-Erfassung (Draufsicht, Seitenansicht, Mikroskop) mit Synchronisation auf Klassenraum-Großbildschirm und Schülerterminals löst das System das Problem „nicht klar, nicht vollständig, hinten unsichtbar“ im Physik-, Chemie- und Biologieunterricht. Unterstützt Gruppenunterricht, Klassenquiz, Sitzplatz-Monitoring-Wand, Aufzeichnung und Wiedergabe sowie regionale Fern-Teaching-Beobachtung.
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Herausforderungen & Lösungen
Experimentdetails sind klein – Schüler hinten sehen nichts
Mehrkamera-HD-Erfassung, Großbildschirm und Terminal synchron – jeder Schüler sieht klar
Einzelner Demonstrationswinkel – wichtige Schritte gehen verloren
Wechsel zwischen Draufsicht, Seitenansicht und Mikroskop – vollständige Darstellung aller Details
Kein Material zur Wiederholung nach dem Unterricht
Automatische Aufzeichnung und Archivierung – Wiedergabe und Fachgruppen-Austausch nach dem Unterricht
Kernfunktionen
Einheitliche Mehrkamera-Anbindung
Netzwerk- und lokale Kameras – standardisierte Konfiguration für Draufsicht, Seitenansicht und Mikroskop.
Klassenraum-Großbildschirm-Synchronisation
Ein-Klick-Push vom Lehrer-PC – Echtzeit-Experimentbild auf Projektions-Großbildschirm.
Schülerterminal-Mehrfenster
Synchronisierte Ansicht auf Schülersitzplatz-Terminals – flexible Mehrkamera-Layout-Umschaltung.
Experimentkurs-Aufzeichnung
Automatische Verknüpfung von Aufzeichnungen mit Unterrichtsstunden – sichere Archivierung, Wiedergabe und Download.
Sitzplatz-Online-Monitoring
Terminal-Heartbeat, Bandbreitentest und Gerätestatus in Echtzeit sichtbar.
Regionale Fern-Teaching-Beobachtung
Beobachtung von Experimentkursen über Schulen hinweg – Austausch hochwertiger Ressourcen.
Bereitstellungsarchitektur
Bereitstellung im Schullabor: Schulverwaltungsplattform zentral, plattformübergreifende Schülerexperimentterminals empfangen Unterrichtsbefehle und Mehrkanal-Bilder, Lehrkräfte demonstrieren und überwachen per Browser. Gemeinsame Terminals und Schulplattform mit Prüfungssystem – kein Doppelaufbau.
- •Schulplattform im Labor-Rechenzentrum oder Schul-Datacenter; Lehrer-PC per Browser
- •Schülerterminal-Client für Windows, Linux, macOS und domestic OS – einheitliches Image pro Schule
- •Mehrkamera-Geräte (Draufsicht/Seitenansicht/Mikroskop) per USB oder Netzwerk – zentral verwaltet
- •Klassenraum-Großbildschirm via Lehrer-PC-Spiegelung oder eigenständigem Display
- •Kursaufzeichnungen und Unterrichtsdaten an übergeordnete Plattform – regionale Fachgruppen und Statistik
Empfohlene Hardwarekonfiguration
Empfohlene Konfiguration für Standard-Smart-Labor (24 Plätze); Demonstration und Prüfung nutzen gemeinsame Terminals – anpassbar nach Fach und Raumgröße.
Standard-Smart-Labor (24 Plätze)
Mehrkamera-Demonstration, Gruppenunterricht und Klassenquiz im Alltag
| Rolle | Empfohlene Ausstattung | Hinweise |
|---|---|---|
| Schulserver | 8-Kern-CPU · 32 GB RAM · 2 TB SSD | Gemeinsam mit Prüfungssystem; Videoarchivierung und Kursdaten |
| Schülerexperimentterminal | 8 GB RAM · 256 GB SSD · Gigabit-Netzwerkkarte | Plattformübergreifender Client (Win / Linux / macOS / domestic OS), 1 pro Sitzplatz |
| Draufsicht-Kamera | 1080p oder höher, USB- oder Netzwerkkamera | Experimenttisch-Panorama – Hauptbild für Demonstration und Aufzeichnung |
| Seitenansicht-Kamera | 1080p oder höher | Operationsdetails und Handbewegungen |
| Mikroskop / Elektronisches Okular | Biologie-spezifisch, Bildanschluss ans Terminal | Nach Bedarf – nicht für alle Fächer erforderlich |
| Klassenraum-Großbildschirm | 1080p-Projektion oder 75 Zoll+ All-in-One | Gesamte Klasse sieht Demonstrationsbild synchron |
| Lehrer-PC | 8 GB RAM · Dedizierte Grafik (empfohlen) | Bildschirmfreigabe, Mehrkanal-Vorschau und Kurs-Konsole |
| Netzwerk | Gigabit-LAN im Labor | Echtzeit-Video und Kursmaterial-Push bandbreitenintensiv – Kabel bis zum Sitz empfohlen |
Schulserver：Gemeinsam mit Prüfungssystem; Videoarchivierung und Kursdaten
Schülerexperimentterminal：Plattformübergreifender Client (Win / Linux / macOS / domestic OS), 1 pro Sitzplatz
Draufsicht-Kamera：Experimenttisch-Panorama – Hauptbild für Demonstration und Aufzeichnung
Seitenansicht-Kamera：Operationsdetails und Handbewegungen
Mikroskop / Elektronisches Okular：Nach Bedarf – nicht für alle Fächer erforderlich
Klassenraum-Großbildschirm：Gesamte Klasse sieht Demonstrationsbild synchron
Lehrer-PC：Bildschirmfreigabe, Mehrkanal-Vorschau und Kurs-Konsole
Netzwerk：Echtzeit-Video und Kursmaterial-Push bandbreitenintensiv – Kabel bis zum Sitz empfohlen
Erweiterung und Optimierung (optional)
Mehrere Labore, regionale Fern-Teaching oder schwaches Netzwerk
| Rolle | Empfohlene Ausstattung | Hinweise |
|---|---|---|
| Bandbreitentest | Plattform-Massen-Test, empfohlen ≥ 50 Mbps pro Sitz | Vor Unterrichtsbeginn Netzwerkqualität aller Terminals prüfbar |
| Speichererweiterung | NAS oder Objektspeicher nach Aufbewahrungszeitraum | Standard: lokaler Schulserver; groß angelegt extern anschließbar |
| Domestic-Terminals | Feiteng / Loongson / Zhaoxin u. a. | Client unterstützt domestic OS; Mischbetrieb mit Windows-Terminals möglich |
Bandbreitentest：Vor Unterrichtsbeginn Netzwerkqualität aller Terminals prüfbar
Speichererweiterung：Standard: lokaler Schulserver; groß angelegt extern anschließbar
Domestic-Terminals：Client unterstützt domestic OS; Mischbetrieb mit Windows-Terminals möglich
Detaillierte Funktionsliste
Plattformbasis, End-to-End-Workflows und regionale Aufsicht
Plattform-Grundlagen
- ✓Gemeinsame Schülerexperimentterminals mit Prüfungssystem
- ✓Plattformübergreifender Schülerterminal-Client (Windows / Linux / macOS / domestic OS)
- ✓Browser-Verwaltungsoberfläche mit rollenbasierter Nutzung für Lehrkräfte und Administratoren
- ✓Lehrkraft-Kontoverwaltung, Fachzuordnung und Massenimport
- ✓Semesterkonfiguration und Unterrichtsstatistik nach Semester filterbar
Labor- und Geräteverwaltung
- ✓Laborinformationen: Raumnummer, Name, Fach, Standort, Anmerkungen
- ✓Laborliste zeigt Sitzplatzanzahl und registrierte Geräte gesamt
- ✓Sitzplätze hinzufügen, bearbeiten, löschen; Suche nach Sitz-/Gerätenummer
- ✓Terminalgerät-Sitzplatz-Bindung und -Aufhebung
- ✓Schulweite Terminalübersicht mit Draufsicht/Seitenansicht/Mikroskop-Status
- ✓Geräte-Online, Netzwerk, Speicher, Kamera, Bandbreite – Einzelmonitoring
- ✓Automatische Aktualisierung der Gerätestatusseite
- ✓Sitzplatzspezifische Videquellen-Konfiguration
- ✓Massen-Bandbreitentest im Netzwerk
- ✓Terminal-Fernneustart und Versionsupgrade
Mehrkamera-Erfassung
- ✓Standardisierte Verwaltung von Draufsicht, Seitenansicht, Frontansicht und Mikroskop
- ✓Netzwerk- und lokale Kamera-Anbindung
- ✓Niedriglatenz-Echtzeit-Videoübertragung und -Vorschau
- ✓Biologie-Elektronisches-Okular-Bildanschluss
- ✓Schülerterminal-Vorschau der eigenen Mehrkamera-Bilder
- ✓Pflicht-/Optional-Konfiguration auf Experimentebene
- ✓Vor Unterrichtsbeginn Prüfung der Sitzplatz-Kamerabereitschaft
Unterrichtsdemonstration
- ✓Experimentkurs erstellen, starten und beenden – Echtzeit-Push an Terminals
- ✓Mehrkanal-Bilder in Echtzeit an Schülerterminals
- ✓Synchronisation auf Klassenraum-Projektions-Großbildschirm
- ✓Lehrer-Bildschirmfreigabe an Schülerterminals
- ✓Freie Umschaltung des Mehrkanal-Layouts
- ✓Experiment-Schrittführung mit eingebetteten Mini-Tests
- ✓Push von Experiment-Schritten, Kursmaterialien und Demovideos
- ✓Demovideo-Liste, Vollbild, Geschwindigkeit und lokaler Cache
Experimentressourcen und Unterrichtspläne
- ✓Experiment-Grundinformationen, Infografiken und Schrittdetails
- ✓Antwortbogen-Vorlagenbild und Demovideo-Upload
- ✓Nach Aktivierung Bearbeitungssperre; Klonen als Entwurf
- ✓Experiment- und Unterrichtsplan-Gesamtpaket Import/Export
- ✓Eigene mehrstufige Unterrichtspläne erstellen, veröffentlichen und kopieren
- ✓Experimentkurs aus Unterrichtsplan mit einem Klick erstellen
- ✓Übergeordnete Experimentvorlagen abrufen, aktivieren und schulübergreifend kopieren
Experimentkurs-Steuerung
- ✓Farbige Sitzplatz-Monitoring-Wand mit Ausnahmemarkierung und Doppelansicht
- ✓Echtzeit-Vorschau der Mehrkamera-Bilder je Sitzplatz
- ✓Erstkonfiguration Terminal: Plattformadress-Verbindungsprüfung
- ✓Terminal-Registrierung, Sitzplatz-Bindung und Gerätewechsel am gleichen Sitz
- ✓Terminal-Heartbeat meldet Hardwarestatus
- ✓Massen-Start und -Beendigung von Übungen für ganze Klasse oder bestimmte Sitzplätze
- ✓Terminal-Bildschirmsperre und -Freigabe
- ✓Datei- und Kursmaterial-Push an Terminals
- ✓Terminals empfangen Unterrichtsstunden und Steuerbefehle in Echtzeit
Aufzeichnung und Datenerfassung
- ✓Automatische serverseitige Aufzeichnung während des gesamten Experimentkurses
- ✓Schüler-Mehrkamera-Experimentvideos nach Kameraanforderung hochladen
- ✓Antwortbogen-Foto-Upload
- ✓Schüler-Übungsvideos und Ergebnisdateien hochladen
- ✓Sichere Archivierung und Aufbewahrungsrichtlinie für Aufzeichnungen
- ✓Online-Wiedergabe nach dem Unterricht
- ✓Zeitachse wichtiger Unterrichtsereignisse
- ✓Unterrichtsstunden-Zusammenfassung und Berichtsexport
Gruppenunterricht
- ✓Automatische Gruppenerstellung: sequenziell, zufällig, nach Reihe, erste/zweite Hälfte
- ✓Konfigurierbare Gruppengröße, manuelle Anpassung per Drag-and-Drop
- ✓Gruppen-Whiteboard nur für Gruppenmitglieder sichtbar
- ✓Gruppendiskussionsnachrichten – Interaktion Lehrkraft und Schüler
- ✓Gruppen-Sprachübertragung und Gegensprechen
- ✓Gruppen-Kursmaterialien und Kursaufzeichnungen
- ✓Einzelüberwachung, Bildschirmsperre und Datei-Push für Gruppensitzplätze
- ✓Lehrer-Bildschirm an Gruppe übertragen
- ✓Schüler-Peer-Review und Schüler-Demonstration an Lehrgruppe bindbar
Klassenquiz und Umfragen
- ✓Unterrichts-Quiz und Umfragen – unabhängig von Prüfungs-E-Antwortbögen
- ✓Testmodus (automatische Objektivbewertung) und Umfragemodus (ohne Bewertung)
- ✓Acht Fragetypen: Einfach-/Mehrfachauswahl, Richtig/Falsch, Lückentext, Kurzantwort u. a.
- ✓Gezielte Veröffentlichung: ganze Klasse, bestimmte Sitzplätze oder Lehrgruppen
- ✓Vollständiger Ablauf: Entwurf, Veröffentlichung, Schülerantwort, Einsammeln
- ✓Automatisches Speichern von Quiz-Antworten als Entwurf
- ✓Echtzeitstatistik: Teilnahme, Optionsverteilung, Objektiv-Korrektheit
- ✓Quiz-Berichtsseite generieren, druckbar
- ✓Quiz-Statistiktabellen-Export
Feedback und Peer-Review
- ✓Schüler-Videos und Antwortbögen einsehen
- ✓Bewertung nach Prüfpunkten
- ✓Synchronisiertes Feedback mit Draufsicht- und Seitenansicht-Video
- ✓Anpassbare Feedback-Vorlagen
- ✓Feedback- und Peer-Review-Videos an Terminals zur Wiedergabe
- ✓Schüler-Peer-Review-Aufgaben und Bewertungseinreichung
- ✓Schüler-Demonstrationsaufgaben und Terminal-Wiedergabe
- ✓E-Antwortbogen-Ansicht in Unterrichtsstunden-Konsole (bei Fragenbank-Bindung)
Unterrichtsstatistik und Meldung
- ✓Statistik nach Fach, Jahrgangsstufe, Klasse, Lehrkraft, Labor, Experiment, Semester
- ✓Monatliche Zusammenfassung und Tagestrend-Analyse
- ✓Filter: letzte 7/30/90 Tage oder bestimmtes Semester
- ✓Statistik nur für Experimentkurse, getrennt von Prüfungen
- ✓Unterrichtsstatistiktabellen-Export
- ✓Einzelne Unterrichtsstunde an übergeordnete Plattform melden
- ✓Massen-Nachübertragung und Synchronisations-Warteschlangenverwaltung
- ✓Übergeordnete schulübergreifende Experimentkurs-Zusammenfassung nach Schule/Fach/Jahrgang/Klasse/Lehrkraft/Semester
- ✓Export übergeordneter Statistikberichte
- ✓Regionale Fern-Teaching-Beobachtung
Highlights
- ✓Gruppenunterricht und Klassenquiz
- ✓Sitzplatz-Monitoring-Wand
- ✓Multidimensionale Unterrichtsstatistik
- ✓Mehrkanal-Video-Demonstration
- ✓Gemeinsame Terminals mit Prüfungssystem
Zielgruppen
- •Physik-, Chemie-, Biologie-Lehrkräfte
- •Schullabore
- •Regionale Fachgruppen-Institutionen
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