一种用于在线教学的互动系统及方法

技术领域

本发明涉及在线教育技术领域，特别涉及一种用于在线教学的互动系统及方法。

背景技术

近些年来，一方面在直播技术、虚拟现实技术等相关技术发展的促进作用下，另一方面受疫情等客观情况的影响，在线教学的普及率越来越高。然而，在线教学虽然越来越普及，研究发现，在线教学的教学效果与课堂教学的教学效果相比仍然有比较大的差距，原因之一在于在线教学的学习场所往往设立在家庭的舒适环境下，并且缺乏家长教师的严格看管，没有课堂学习中紧张严肃的学习氛围，另一个非常关键的原因在于在线教学无法进行有效的互动，学生在学习过程中存在疑问的知识点难以像课堂上一样直接举手向教师提问并快速得到解决，教师点名提问或者学生分组讨论等这些在线下非常高效的互动方式在在线教学中变得非常繁琐且效率低下，其互动过程需要教师执行各种操作，如选人、投屏、录入文字、切换禁言或发言模式等等，需要耗费教师大量的精力在软件操作上。而如果是开放性的讨论，在全员不禁言的情况下，教师的声音和大量学生说话的声间混杂在一起导致其中任何一个人所说的内容都无法被清楚听到，互动效果极差。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种用于在线教学的互动系统及方法，能够有效提高在线教学的互动效果。

有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种用于在线教学的互动系统，包括：

授课频道生成模块，用于以教师开麦以及学生禁言的模式生成授课频道；

主题互动频道生成模块，用于根据学生提交主题申请后教师授权开通的方式或者教师指定主题开通的方式生成主题互动频道；

参与人员接入模块，用于以全员开麦的方式接入参与所述主题互动频道的学生和/或教师作为参与人员；

虚拟互动空间生成模块，用于生成所述主题互动频道的虚拟互动空间，所述虚拟互动空间包括与参与人员数量相同的按预设排列模式排列的座位；

对应关系确定模块，用于确定每个参与人员与所述虚拟互动空间中的座位的对应关系，所述参与人员与所述座位为一一对应关系；

发言语音接收模块，用于接收所述参与人员中任意一位或一位以上作为发言人员的发言语音f

衰减语音传输模块，用于将每一位发言人员的发言语音在所述虚拟互动空间中按照座位间的距离进行音量衰减处理生成音量衰减语音f

发言语音输出模块，用于在其他参与人员的扬声器中以衰减处理后的音量输出所述发言语音。

本发明的第二方面提出了一种用于在线教学的互动方法，包括：

以教师开麦以及学生禁言的模式生成授课频道；

根据学生提交主题申请后教师授权开通的方式或者教师指定主题开通的方式生成主题互动频道；

以全员开麦的方式接入参与所述主题互动频道的学生和/或教师作为参与人员；

生成所述主题互动频道的虚拟互动空间，所述虚拟互动空间包括与参与人员数量相同的按预设排列模式排列的座位；

确定每个参与人员与所述虚拟互动空间中的座位的对应关系，所述参与人员与所述座位为一一对应关系；

接收所述参与人员中任意一位或一位以上作为发言人员的发言语音f

将每一位发言人员的发言语音在所述虚拟互动空间中按照座位间的距离进行音量衰减处理生成音量衰减语音f

在其他参与人员的扬声器中以衰减处理后的音量输出所述发言语音。

进一步的，在上述的用于在线教学的互动方法中，在在其他参与人员的扬声器中以衰减处理后的音量输出所述发言语音的步骤之前，还包括：

当同一时间的发言人员数量大于1时，在每一位参与人员在所述虚拟互动空间中的座位处将进行音量衰减处理后的发言语音进行混音处理生成混音音频；

对所述混音音频进行可辨识度计算；

当所述混音音频可辨识度均低于阈值的座位数量大于预设值时，在所述主题互动频道中发出警示信息。

进一步的，在上述的用于在线教学的互动方法中，将每一位发言人员的发言语音在所述虚拟互动空间中按照座位间的距离进行音量衰减处理生成音量衰减语音f′

获取每一位发言人员的发言语音的音量值L

获取发言人员在所述虚拟互动空间中的座位与其他参与人员的座位的距离d

计算第j位参与人员的座位处听到的第i位发言人员的发言语音的音量值L

将第i位发言人员的发言语音的音量值调整为L

进一步的，在上述的用于在线教学的互动方法中，在每一位参与人员的座位处将进行音量衰减处理后的发言语音进行混音处理生成混音音频的步骤具体包括：

获取第i位发言人员到第j位参与人员的音量衰减语音f′

生成第j位参与人员在所述虚拟互动空间中的座位处的混音音频

进一步的，在上述的用于在线教学的互动方法中，对所述混音音频进行可辨识度计算的步骤具体包括：

以预设的可辨识度计算周期截取所述混音音频的混音音频片段[f

获取同一可辨识度计算周期内第i位发言人员到第j位参与人员的音量衰减语音的衰减音频片段[f′

判断所述衰减音频片段中是否存在平均音量值大于其他所有发言人员的音量峰值的衰减音频片段；

判断为是时，配置所述可辨识度计算周期中所述混音音频的可辨识度R

进一步的，在上述的用于在线教学的互动方法中，在判断所述衰减音频片段中是否存在平均音量值大于其他所有发言人员的音量峰值的衰减音频片段的步骤之后，还包括：

判断为否时，配置一个远小于所述可辨识度计算周期t

配置n

计算所述可辨识度计算周期中所述混音音频的可辨识度

进一步的，在上述的用于在线教学的互动方法中，在所述主题互动频道的每一个参与人员的显示器上显示其他参与人员的实时视频画面，在所述主题互动频道中发出警示信息的步骤具体包括：

确定当前时段的发言人员；

在所述主题互动频道的每一个参与人员的显示器上将所述发言人员的视频画面以红色闪烁的方式进行显示。

进一步的，在上述的用于在线教学的互动方法中，在所述主题互动频道中发出警示信息的步骤之后，还包括：

获取所述警示信息的持续时间；

当所述警示信息的持续时间超过预设时间时，将所述主题互动频道配置为申请发言模式；

将所有参与人员配置为禁言状态；

接收需要发言的参与人员在所述主题互动频道中提交发言申请；

将所述发言申请在所述主题互动频道中进行广播；

接收其他参与人员同意所述需要发言的参与人员发言的授权指令；

当发出授权指令的参与人员的数量大于预设值时，解除所述需要发言的参与人员的禁言状态。

进一步的，在上述的用于在线教学的互动方法中，在将所述主题互动频道配置为申请发言模式的步骤之后，还包括：

接收所述主题互动频道中任一参与人员将所述主题互动频道配置为自由发言模式的申请；

当发出将所述主题互动频道配置为自由发言模式的申请的参与人员数量大于预设值时，将所述主题互动频道配置为自由发言模式；

解除所有参与人员的禁言状态。

本发明提出了一种用于在线教学的互动系统及方法，通过生成授课频道和主题互动频道，以全员开麦的方式接入参与所述主题互动频道的学生和/或教师作为参与人员，生成所述主题互动频道的虚拟互动空间，确定每个参与人员与所述虚拟互动空间中的座位的对应关系，接收所述参与人员中任意一位或一位以上作为发言人员的发言语音，将每一位发言人员的发言语音在所述虚拟互动空间中按照座位间的距离进行音量衰减处理生成音量衰减语音传输给其他参与人员，在其他参与人员的扬声器中以衰减处理后的音量输出所述发言语音，能够有效提高在线教学的互动效果。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的一种用于在线教学的互动系统的示意框图；

图2是本发明一个实施例提供的一种用于在线教学的互动方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面参照附图来描述根据本发明一些实施方式提供的一种用于在线教学的互动系统及方法。

如图1所示，本发明的第一方面提出了一种用于在线教学的互动系统，包括：

授课频道生成模块，用于以教师开麦以及学生禁言的模式生成授课频道；

主题互动频道生成模块，用于根据学生提交主题申请后教师授权开通的方式或者教师指定主题开通的方式生成主题互动频道；

参与人员接入模块，用于以全员开麦的方式接入参与所述主题互动频道的学生和/或教师作为参与人员；

虚拟互动空间生成模块，用于生成所述主题互动频道的虚拟互动空间，所述虚拟互动空间包括与参与人员数量相同的按预设排列模式排列的座位；

对应关系确定模块，用于确定每个参与人员与所述虚拟互动空间中的座位的对应关系，所述参与人员与所述座位为一一对应关系；

发言语音接收模块，用于接收所述参与人员中任意一位或一位以上作为发言人员的发言语音f

衰减语音传输模块，用于将每一位发言人员的发言语音在所述虚拟互动空间中按照座位间的距离进行音量衰减处理生成音量衰减语音f

发言语音输出模块，用于在其他参与人员的扬声器中以衰减处理后的音量输出所述发言语音。

具体的，在上述技术方案中，所述授课频道是用于供教师投放授课画面，讲授课程内容的频道，所述授课画面包括但不限于教师用摄像装置实时录制的授课直播画面或者教师用其计算机设备播放的讲义、音视频等多媒体画面。所述开麦是指在该频道中可以输出该参与人员的语音，所述禁言是指在该频道中不输出该参与人员的语音。由于授课频道主要用于教师授课，默认以仅输出教师的语音，不输出学生的语音的模式生成所述授课频道，从而避免教师在授课过程中被学生说话的声音所干扰。

所述主题互动频道是用于供学生与学生之间或者学生与教师之间就某个主题进行互动的频道。所述主题互动频道与所述授课频道互不干扰，未参与所述主题互动频道的学生或教师无法看到所述主题互动频道中的画面，也无法在所述主题互动频道中发出声音。同一个班级同一时间仅能开通一个授课频道，但可以开通多个不同的主题互动频道，教师和学生同一时间只能参加一个主题互动频道，教师可以随时切换所进入的主题互动频道。优选的，在本发明的一些实施方式中，学生在授课频道中可以看到所有已提交的主题互动频道申请，并选择希望参加的主题互动频道，例如，一个学生发起一个主题互动频道申请用于讨论某个知识点，在教师同意开通该主题互动频道前，有多位学生选择了希望参加该主题互动频道，在教师同意开通该主题互动频道后，提交申请的学生以及希望参加该主题互动频道的学生将会被接入该主互动频道成为其中的参与人员。优选的，在本发明的一些实施方式中，教师可以将当前主题互动频道合并到授课频道，例如，当教师切换到其中一个主题互动频道时，认为学生正在讨论的问题或者需要解答的问题应当在班级全部学生当中进行说明或者解答，可以选择将该主题互动频道合并到授课频道，在主题互动频道被合并到授课频道后，关闭该主题互动频道并在授课频道显示当前正在讨论主题为该主题互动频道的讨论主题，参与该主题互动频道的学生在授课频道的禁言状态被解除以便继续在主题互动频道中的讨论。进一步的，在该实施方式中，当教师在授课频道选择结束该讨论主题时，将合并的主题互动频道的参与人员在授课频道中的发言状态配置为禁言状态。

所述虚拟互动空间是在服务器上模拟室内环境生成的虚拟室内空间，所述虚拟互动空间中的座位默认按照圆桌模式排列，即所有座位围成一圈的方式，采用该排列方式，每一个参与人员与其他参与人员之间的平均距离相同，互动效果最好。提交主题互动频道申请时可以选择其它座位排列模式，此处不再赘述。所述虚拟互动空间中的座位数量与所述主题互动频道的参与人员数量相同，每一个参与人员与每一个座位具有一一对应关系，默认由系统按照序设规则匹配座位，例如每个座位有一个编号，按照学生选择参加该主题互动频道的时间先后顺序从小到大匹配相应的座位编号。参与人员发言的声音在所述虚拟互动空间中随距离的变大其音量发生衰减，衰减的速度与人们的声音在空气中传播时的衰减的速度相同。

采用上述实施方式的技术方案，在所述虚拟互动空间中区分了座位处于不同距离的参与人员之间的声音传递的音量差异，使得在同等音量下，近距离参与人员的发言可辨识度大于远距离的参与人员的发言可辨识度。同时，一个参与人员如果需要与距离较远的参与人员进行沟通时，则需要提高发言的音量，使得参与人员在所述虚拟互动空间中的互动更具有真实感，提高了互动效果。

在上述的用于在线教学的互动系统中，还包括：

混音音频生成模块，用于当同一时间的发言人员数量大于1时，在每一位参与人员在所述虚拟互动空间中的座位处将进行音量衰减处理后的发言语音进行混音处理生成混音音频；

可辨识度计算模块，用于对所述混音音频进行可辨识度计算；

警示信息输出模块，用于当所述混音音频可辨识度均低于阈值的座位数量大于预设值时，在所述主题互动频道中发出警示信息。

无论是在真实的课堂空间中还是在所述虚拟互动空间中，当同时说话的人较多时，其声音混在一起后会影响内容的可辨识度，同时发言的人越多，发言内容的可辨识度越低。在上述实施方式的技术方案中，为了避免无效沟通，提高互动效果，在所述虚拟互动空间中每一位参与人员的座位处对发言人员的发言进行可辨识度计算，在检测到所述虚拟互动空间中超过一定数量座位处的混音音频可辨识度低于阈值时，则发出警示消息，提醒发言人改变沟通方式。提交开通主题互动频道的学生可以根据参与人员人参与程度、讨论主题的重要性等因素自行配置触发所述警示消息的混音音频可辨识度低于阈值的座位数量。例如，默认配置超过3位参与人员的座位处的混音音频可辨识度低于阈值时，触发所述警示信息，学生在申请开通所述主题互动频道可以将其配置为其它数值。

在上述的用于在线教学的互动系统中，所述衰减语音传输模块包括：

音量值获取子模块，用于获取每一位发言人员的发言语音的音量值L

距离获取子模块，用于获取发言人员在所述虚拟互动空间中的座位与其他参与人员的座位的距离d

音量值计算子模块，用于计算第j位参与人员的座位处听到的第i位发言人员的发言语音的音量值L

语音传输子模块，用于将第i位发言人员的发言语音的音量值调整为L

具体的，在所述虚拟互动空间中，除了每一个发言人员本身，所述主题互动频道中的其他所有参与人员都是倾听人员。当同时发言的人数较多时，发言人员同时也是倾听人员，因此发言人员和倾听人员是一个多对多的情形，需要对每一个发言人员的声音传递到每一个其他参与人员处的声音按照两两之间的座位距离进行衰减处理。在上述实施方式的技术方案中，由于同时参加同一个主题互动频道的学生数量不会太多，所述虚拟互动空间所模拟的室内空间较小，因此不考虑温度、温度等变化对声音传播过程中音量衰减速度的影响，也不考虑空气对声音的吸收对音量衰减速度的影响。进一步的，在本发明的另一些实施方式中，为了进一步提高所述虚拟互动空间中互动的真实感，在计算所述音量值时还考虑墙壁、地面、桌椅等反射声音对所述音量值的影响。

在上述的用于在线教学的互动系统中，所述混音音频生成模块包括：

音量衰减语音获取子模块，用于获取第i位发言人员到第j位参与人员的音量衰减语音f′

混音音频生成子模块，用于生成第j位参与人员在所述虚拟互动空间中的座位处的混音音频

具体的，每一个参与人员的座位处听到的声音是所有发言人的发言语音传递到该位置后的叠加，即衰减后的声音叠加

在上述的用于在线教学的互动系统中，所述可辨识度计算模块包括：

混音音频片段截取子模块，用于以预设的可辨识度计算周期截取所述混音音频的混音音频片段[f

衰减音频片段获取子模块，用于获取同一可辨识度计算周期内第i位发言人员到第j位参与人员的音量衰减语音的衰减音频片段[f′

音量判断子模块，用于判断所述衰减音频片段中是否存在平均音量值大于其他所有发言人员的音量峰值的衰减音频片段；

可辨识度配置子模块，用于判断为是时，配置所述可辨识度计算周期中所述混音音频的可辨识度R

在上述实施方式的技术方案中，实时截取一个小的时间片段的音频进行可辨识度计算，其中t

在上述的用于在线教学的互动系统中，所述可辨识度计算模块还包括：

时间步长配置子模块，用于判断为否时，配置一个远小于所述可辨识度计算周期t

方波函数配置子模块，用于配置n

所述可辨识度配置子模块还用于计算所述可辨识度计算周期中所述混音音频的可辨识度

在上述实施方式的技术方案中，在任意一位参与人员的座位处所接收到的衰减语音的衰减音频片段中，如果没有一个发言人员的音量明显大于其他发言人员，则对一个发言人员的发言语音与其他发言人员的发言语音在时域上的错开程度进行计算。由于发言人员的语速有快有慢，且语句间一般都会存在明显停顿，采用上述实施方式计算得到的所述混音音频的可辨识度R

在上述的用于在线教学的互动系统中，在所述主题互动频道的每一个参与人员的显示器上显示其他参与人员的实时视频画面，所述警示信息输出模块包括：

发言人员确定子模块，用于确定当前时段的发言人员；

视频画面显示子模块，用于在所述主题互动频道的每一个参与人员的显示器上将所述发言人员的视频画面以红色闪烁的方式进行显示。

采用上述实施方式的技术方案，通过使用高辨识度的红色来标识发言人员的视频画面，能够在混音音频可辨识度低时明确标识出正在发言的人员，使发言人员自身也能够清楚意识到自己的发言在干扰别人的发言或者受到别人发言的干扰，进而调整发言时间或者发言策略，避免争相发言带来的沟通效率降低的问题。

在上述的用于在线教学的互动系统中，还包括：

持续时间获取模块，用于获取所述警示信息的持续时间；

申请发言模式配置模块，用于当所述警示信息的持续时间超过预设时间时，将所述主题互动频道配置为申请发言模式；

禁言状态配置模块，用于将所有参与人员配置为禁言状态；

发言申请接收模块，用于接收需要发言的参与人员在所述主题互动频道中提交发言申请；

发言申请广播模块，用于将所述发言申请在所述主题互动频道中进行广播；

授权指令接收模块，用于接收其他参与人员同意所述需要发言的参与人员发言的授权指令；

禁言状态解除模块，用于当发出授权指令的参与人员的数量大于预设值时，解除所述需要发言的参与人员的禁言状态。

采用上述实施方式的技术方案，当同时发言人员在收到示警信息后仍然在争相发言导致无效沟通时，将所述主题互动频道自动切换为申请发言模式。在所述申请发言模式下，所有参与人员都被配置为禁言状态，任何参与人员需要进行发言之前，需要先在所述主题互动频道中提交发言申请，例如点击申请发言按钮，当所述主题互动频道中多于预设数量人员例如3位以上或者三分之一以上的参与人员点击同意下才能发言，从而减少无效沟通，降低争相发言导致的沟通效率低下，互动效果差的问题。进一步的，在本发明的一些实施方式中，在申请发言模式下，当教师也在所述主题互动频道内作为其中一个参与人员时，由教师作为发言授权人员，该主题互动频道中的发言申请经教师点击同意，即可解除该参与人员的禁言状态进行发言。进一步的，在本发明的一些实施方式中，在申请发言模式下，申请发言的参与人员在发言结束后，重新进入禁言状态，需要再次提交发言申请才能继续发言。

在上述的用于在线教学的互动系统中，还包括：

自由发言模式申请模块，用于接收所述主题互动频道中任一参与人员将所述主题互动频道配置为自由发言模式的申请；

自由发言模式配置模块，用于当发出将所述主题互动频道配置为自由发言模式的申请的参与人员数量大于预设值时，将所述主题互动频道配置为自由发言模式；

所述禁言状态解除模块还用于在将所述主题互动频道配置为自由发言模式之后解除所有参与人员的禁言状态。

采用上述实施方式的技术方案，当所有发言人员均意识到争抢发言导致无效沟通的情况，并经过探讨确认了发言顺序或者沟通策略时，经过所述主题互动频道内半数参与人员同意，即可重新将所述主题互动频道配置为自由发言模式。

进一步的，在所述主题互动频道的主题讨论结束后，可以采用由发起该主题互动频道申请的学生手动关闭的方式结束所述主题互动频道；或者当所述主题互动频道长时间没有人发言时，弹出频道关闭提示框，在无人操作的情况下，倒计时结束时自动关闭频道；另外，当所述主题互动频道的所有参与人员均处理下线状态时，自动关闭所述主题互动频道，采用上述实施方式，可以避免长期占用系统资源。

如图2所示，本发明的第二方面提出了一种用于在线教学的互动方法，包括：

以教师开麦以及学生禁言的模式生成授课频道；

根据学生提交主题申请后教师授权开通的方式或者教师指定主题开通的方式生成主题互动频道；

以全员开麦的方式接入参与所述主题互动频道的学生和/或教师作为参与人员；

生成所述主题互动频道的虚拟互动空间，所述虚拟互动空间包括与参与人员数量相同的按预设排列模式排列的座位；

确定每个参与人员与所述虚拟互动空间中的座位的对应关系，所述参与人员与所述座位为一一对应关系；

接收所述参与人员中任意一位或一位以上作为发言人员的发言语音f

将每一位发言人员的发言语音在所述虚拟互动空间中按照座位间的距离进行音量衰减处理生成音量衰减语音f′

在其他参与人员的扬声器中以衰减处理后的音量输出所述发言语音。

具体的，在上述技术方案中，所述授课频道是用于供教师投放授课画面，讲授课程内容的频道，所述授课画面包括但不限于教师用摄像装置实时录制的授课直播画面或者教师用其计算机设备播放的讲义、音视频等多媒体画面。所述开麦是指在该频道中可以输出该参与人员的语音，所述禁言是指在该频道中不输出该参与人员的语音。由于授课频道主要用于教师授课，默认以仅输出教师的语音，不输出学生的语音的模式生成所述授课频道，从而避免教师在授课过程中被学生说话的声音所干扰。

所述主题互动频道是用于供学生与学生之间或者学生与教师之间就某个主题进行互动的频道。所述主题互动频道与所述授课频道互不干扰，未参与所述主题互动频道的学生或教师无法看到所述主题互动频道中的画面，也无法在所述主题互动频道中发出声音。同一个班级同一时间仅能开通一个授课频道，但可以开通多个不同的主题互动频道，教师和学生同一时间只能参加一个主题互动频道，教师可以随时切换所进入的主题互动频道。优选的，在本发明的一些实施方式中，学生在授课频道中可以看到所有已提交的主题互动频道申请，并选择希望参加的主题互动频道，例如，一个学生发起一个主题互动频道申请用于讨论某个知识点，在教师同意开通该主题互动频道前，有多位学生选择了希望参加该主题互动频道，在教师同意开通该主题互动频道后，提交申请的学生以及希望参加该主题互动频道的学生将会被接入该主互动频道成为其中的参与人员。优选的，在本发明的一些实施方式中，教师可以将当前主题互动频道合并到授课频道，例如，当教师切换到其中一个主题互动频道时，认为学生正在讨论的问题或者需要解答的问题应当在班级全部学生当中进行说明或者解答，可以选择将该主题互动频道合并到授课频道，在主题互动频道被合并到授课频道后，关闭该主题互动频道并在授课频道显示当前正在讨论主题为该主题互动频道的讨论主题，参与该主题互动频道的学生在授课频道的禁言状态被解除以便继续在主题互动频道中的讨论。进一步的，在该实施方式中，当教师在授课频道选择结束该讨论主题时，将合并的主题互动频道的参与人员在授课频道中的发言状态配置为禁言状态。

所述虚拟互动空间是在服务器上模拟室内环境生成的虚拟室内空间，所述虚拟互动空间中的座位默认按照圆桌模式排列，即所有座位围成一圈的方式，采用该排列方式，每一个参与人员与其他参与人员之间的平均距离相同，互动效果最好。提交主题互动频道申请时可以选择其它座位排列模式，此处不再赘述。所述虚拟互动空间中的座位数量与所述主题互动频道的参与人员数量相同，每一个参与人员与每一个座位具有一一对应关系，默认由系统按照序设规则匹配座位，例如每个座位有一个编号，按照学生选择参加该主题互动频道的时间先后顺序从小到大匹配相应的座位编号。参与人员发言的声音在所述虚拟互动空间中随距离的变大其音量发生衰减，衰减的速度与人们的声音在空气中传播时的衰减的速度相同。

采用上述实施方式的技术方案，在所述虚拟互动空间中区分了座位处于不同距离的参与人员之间的声音传递的音量差异，使得在同等音量下，近距离参与人员的发言可辨识度大于远距离的参与人员的发言可辨识度。同时，一个参与人员如果需要与距离较远的参与人员进行沟通时，则需要提高发言的音量，使得参与人员在所述虚拟互动空间中的互动更具有真实感，提高了互动效果。

在上述的用于在线教学的互动方法中，在在其他参与人员的扬声器中以衰减处理后的音量输出所述发言语音的步骤之前，还包括：

当同一时间的发言人员数量大于1时，在每一位参与人员在所述虚拟互动空间中的座位处将进行音量衰减处理后的发言语音进行混音处理生成混音音频；

对所述混音音频进行可辨识度计算；

当所述混音音频可辨识度均低于阈值的座位数量大于预设值时，在所述主题互动频道中发出警示信息。

无论是在真实的课堂空间中还是在所述虚拟互动空间中，当同时说话的人较多时，其声音混在一起后会影响内容的可辨识度，同时发言的人越多，发言内容的可辨识度越低。在上述实施方式的技术方案中，为了避免无效沟通，提高互动效果，在所述虚拟互动空间中每一位参与人员的座位处对发言人员的发言进行可辨识度计算，在检测到所述虚拟互动空间中超过一定数量座位处的混音音频可辨识度低于阈值时，则发出警示消息，提醒发言人改变沟通方式。提交开通主题互动频道的学生可以根据参与人员人参与程度、讨论主题的重要性等因素自行配置触发所述警示消息的混音音频可辨识度低于阈值的座位数量。例如，默认配置超过3位参与人员的座位处的混音音频可辨识度低于阈值时，触发所述警示信息，学生在申请开通所述主题互动频道可以将其配置为其它数值。

在上述的用于在线教学的互动方法中，将每一位发言人员的发言语音在所述虚拟互动空间中按照座位间的距离进行音量衰减处理生成音量衰减语音f

获取每一位发言人员的发言语音的音量值L

获取发言人员在所述虚拟互动空间中的座位与其他参与人员的座位的距离d

计算第j位参与人员的座位处听到的第i位发言人员的发言语音的音量值L

将第i位发言人员的发言语音的音量值调整为L

具体的，在所述虚拟互动空间中，除了每一个发言人员本身，所述主题互动频道中的其他所有参与人员都是倾听人员。当同时发言的人数较多时，发言人员同时也是倾听人员，因此发言人员和倾听人员是一个多对多的情形，需要对每一个发言人员的声音传递到每一个其他参与人员处的声音按照两两之间的座位距离进行衰减处理。在上述实施方式的技术方案中，由于同时参加同一个主题互动频道的学生数量不会太多，所述虚拟互动空间所模拟的室内空间较小，因此不考虑温度、温度等变化对声音传播过程中音量衰减速度的影响，也不考虑空气对声音的吸收对音量衰减速度的影响。进一步的，在本发明的另一些实施方式中，为了进一步提高所述虚拟互动空间中互动的真实感，在计算所述音量值时还考虑墙壁、地面、桌椅等反射声音对所述音量值的影响。

在上述的用于在线教学的互动方法中，在每一位参与人员的座位处将进行音量衰减处理后的发言语音进行混音处理生成混音音频的步骤具体包括：

获取第i位发言人员到第j位参与人员的音量衰减语音f′

生成第j位参与人员在所述虚拟互动空间中的座位处的混音音频

具体的，每一个参与人员的座位处听到的声音是所有发言人的发言语音传递到该位置后的叠加，即衰减后的声音叠加

在上述的用于在线教学的互动方法中，对所述混音音频进行可辨识度计算的步骤具体包括：

以预设的可辨识度计算周期截取所述混音音频的混音音频片段[f

获取同一可辨识度计算周期内第i位发言人员到第j位参与人员的音量衰减语音的衰减音频片段[f′

判断所述衰减音频片段中是否存在平均音量值大于其他所有发言人员的音量峰值的衰减音频片段；

判断为是时，配置所述可辨识度计算周期中所述混音音频的可辨识度R

在上述实施方式的技术方案中，实时截取一个小的时间片段的音频进行可辨识度计算，其中t

在上述的用于在线教学的互动方法中，在判断所述衰减音频片段中是否存在平均音量值大于其他所有发言人员的音量峰值的衰减音频片段的步骤之后，还包括：

判断为否时，配置一个远小于所述可辨识度计算周期t

配置n

计算所述可辨识度计算周期中所述混音音频的可辨识度

在上述实施方式的技术方案中，在任意一位参与人员的座位处所接收到的衰减语音的衰减音频片段中，如果没有一个发言人员的音量明显大于其他发言人员，则对一个发言人员的发言语音与其他发言人员的发言语音在时域上的错开程度进行计算。由于发言人员的语速有快有慢，且语句间一般都会存在明显停顿，采用上述实施方式计算得到的所述混音音频的可辨识度R

在上述的用于在线教学的互动方法中，在所述主题互动频道的每一个参与人员的显示器上显示其他参与人员的实时视频画面，在所述主题互动频道中发出警示信息的步骤具体包括：

确定当前时段的发言人员；

在所述主题互动频道的每一个参与人员的显示器上将所述发言人员的视频画面以红色闪烁的方式进行显示。

采用上述实施方式的技术方案，通过使用高辨识度的红色来标识发言人员的视频画面，能够在混音音频可辨识度低时明确标识出正在发言的人员，使发言人员自身也能够清楚意识到自己的发言在干扰别人的发言或者受到别人发言的干扰，进而调整发言时间或者发言策略，避免争相发言带来的沟通效率降低的问题。

在上述的用于在线教学的互动方法中，在所述主题互动频道中发出警示信息的步骤之后，还包括：

获取所述警示信息的持续时间；

当所述警示信息的持续时间超过预设时间时，将所述主题互动频道配置为申请发言模式；

将所有参与人员配置为禁言状态；

接收需要发言的参与人员在所述主题互动频道中提交发言申请；

将所述发言申请在所述主题互动频道中进行广播；

接收其他参与人员同意所述需要发言的参与人员发言的授权指令；

当发出授权指令的参与人员的数量大于预设值时，解除所述需要发言的参与人员的禁言状态。

采用上述实施方式的技术方案，当同时发言人员在收到示警信息后仍然在争相发言导致无效沟通时，将所述主题互动频道自动切换为申请发言模式。在所述申请发言模式下，所有参与人员都被配置为禁言状态，任何参与人员需要进行发言之前，需要先在所述主题互动频道中提交发言申请，例如点击申请发言按钮，当所述主题互动频道中多于预设数量人员例如3位以上或者三分之一以上的参与人员点击同意下才能发言，从而减少无效沟通，降低争相发言导致的沟通效率低下，互动效果差的问题。进一步的，在本发明的一些实施方式中，在申请发言模式下，当教师也在所述主题互动频道内作为其中一个参与人员时，由教师作为发言授权人员，该主题互动频道中的发言申请经教师点击同意，即可解除该参与人员的禁言状态进行发言。进一步的，在本发明的一些实施方式中，在申请发言模式下，申请发言的参与人员在发言结束后，重新进入禁言状态，需要再次提交发言申请才能继续发言。

在上述的用于在线教学的互动方法中，在将所述主题互动频道配置为申请发言模式的步骤之后，还包括：

接收所述主题互动频道中任一参与人员将所述主题互动频道配置为自由发言模式的申请；

当发出将所述主题互动频道配置为自由发言模式的申请的参与人员数量大于预设值时，将所述主题互动频道配置为自由发言模式；

解除所有参与人员的禁言状态。

采用上述实施方式的技术方案，当所有发言人员均意识到争抢发言导致无效沟通的情况，并经过探讨确认了发言顺序或者沟通策略时，经过所述主题互动频道内半数参与人员同意，即可重新将所述主题互动频道配置为自由发言模式。

进一步的，在所述主题互动频道的主题讨论结束后，可以采用由发起该主题互动频道申请的学生手动关闭的方式结束所述主题互动频道；或者当所述主题互动频道长时间没有人发言时，弹出频道关闭提示框，在无人操作的情况下，倒计时结束时自动关闭频道；另外，当所述主题互动频道的所有参与人员均处理下线状态时，自动关闭所述主题互动频道，采用上述实施方式，可以避免长期占用系统资源。

本发明提出了一种用于在线教学的互动系统及方法，通过生成授课频道和主题互动频道，以全员开麦的方式接入参与所述主题互动频道的学生和/或教师作为参与人员，生成所述主题互动频道的虚拟互动空间，确定每个参与人员与所述虚拟互动空间中的座位的对应关系，接收所述参与人员中任意一位或一位以上作为发言人员的发言语音，将每一位发言人员的发言语音在所述虚拟互动空间中按照座位间的距离进行音量衰减处理生成音量衰减语音传输给其他参与人员，在其他参与人员的扬声器中以衰减处理后的音量输出所述发言语音，能够有效提高在线教学的互动效果。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。