一种英语智能教学系统的制作方法

本发明涉及教学信息化技术领域，具体涉及一种英语智能教学系统。

背景技术：

英语是当今世界上主要的国际通用语言之一，也是世界上最广泛使用的语言。在国际政治、军事、经济、科技、文化、贸易、交通运输等领域，英语都是一个重要的交际工具。

在英语学习需求与信息技术的发展下，英语在线教学系统应运而生。利用互联网的在线英语视频教学，以其灵活的授课方式以及丰富的教学内容等特点吸引着众多的用户，而且在一定程度上合理地解决了英语教育资源分布不均的情况。

申请号为cn201811199631.5的发明专利公开了一种用于英语教学的智能型英语教学系统，所述智能教学系统包括翻译识别模块、视频教学模块、测试管理模块、教学人员管理模块、教学课程管理模块和账户管理模块。教师和学员可以通过账户管理模块登录，教师通过利用教学课程管理模块和视频教学模块对学员进行教学，同时教学人员管理模块可以实时对学员进行考勤，并且可以使用测试管理模块对学员进行考试测评，整体智能化程度较高，但是该系统主要侧重于教学人员的“教”，但是忽视了学生的“学”，并没有重视教学过程中学生的反馈，对学生来说，并没有针对性的对英语知识点进行自主搜索、习题训练和错题强化，因此该系统的教学功能并不全面。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种英语智能教学系统，包括用户端、教学资源模块、视频学习模块、习题训练模块、智能分析模块、错题库模块、智能搜索模块及师生交互模块。通过系统的各个模块，学生可以自主完成从教学视频学习、在线考试习题训练、智能评分、建立个人错题库、推送易错题强化训练再到自主智能搜索知识点的完整学习过程。基于该系统，还可以实现师生互动，远程在线教学及答疑。本发明提供的英语智能教学系统可以合理分配教学资源，形成英语学习知识点输入到在线考试训练再到强化掌握知识点的完整过程，提高了学生的学习效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种英语智能教学系统，包括用户端、教学资源模块、视频学习模块、习题训练模块、智能分析模块、错题库模块、智能搜索模块及师生交互模块。

其中，所述用户端的输出端分别与教学资源模块的输入端、师生交互模块的输入端相连接；学生和老师通过所述用户端输入个人账号，登录所述系统；

所述教学资源模块的输出端分别与所述视频学习模块、所述习题训练模块、所述智能分析模块及所述智能搜索模块的输入端相连接；

所述师生交互模块的输入端与输出端分别与所述智能分析模块的输出端、所述习题训练模块的输入端相连接；

所述视频学习模块的输出端与所述答题训练模块的输入端相连接；

所述答题训练模块的输出端与所述智能分析模块的输入端相连接；

所述智能分析模块的输出端与所述错题库模块的输入端相连接。

优选的，所述教学资源模块用于存储包括小学、中学、大学、四六级、雅思、托福不同阶段完整的英语教学数据的视频及习题；且所述英语教学数据按知识点划分成各个英语教学单元。

优选的，所述视频学习模块用于播放所述英语教学单元的视频，包括单词拼读、语法知识、口语对话、阅读讲解、听力场景、英语写作及题型解析。

优选的，所述答题训练模块用于提供与所述英语教学单元匹配的习题，包括听力训练、口语训练、单词记忆、阅读训练及写作训练。

优选的，所述智能分析模块用于对答题训练模块的答题数据进行智能分析评分，并进行错题解析。

优选的，所述错题库模块在所述智能分析评分后自动将错题数据放入个人错题库，并且针对性推送易错习题及其解析视频。

优选的，所述智能搜索模块用于搜索任意的英语知识点，所述系统同步调出相关英语教学单元的视频及匹配习题，同时还会推送与搜索知识点相关的同义、近义、反义的英语教学视频及习题，以及相关的高频考试点视频及习题，让学生进行个性化自主学习；进行智能搜索时，所述智能搜索模块会对所述教学资源模块中的英语教学数据视频进行分类和索引。

优选的，所述智能搜索模块采用基于卷积神经网络的深度学习算法，包括如下步骤：

s1、输入层：将搜索的数据输入卷积神经网络前，需在通道或时间/频率维对输入数据进行归一化；

s2、卷积层：对输入数据进行特征提取，计算公式为：

；

其中，b为偏差量，和表示第l+1层的卷积输入和输出，为的尺寸；k为特征的通道数，f、和p是卷积层参数，对应卷积核大小、卷积步长和填充层数；

s3、池化层：在卷积层进行特征提取后，输出的特征会被传递至池化层进行特征选择和信息过滤，计算公式为：，

其中，p是预指定参数；当p=1时，lp池化在池化区域内取均值，被称为均值池化；当时，lp池化在区域内取极大值，被称为极大池化；

s4、输出层：经过计算，输出层直接输出搜索的分类结果。

优选的，所述师生交互模块用于实现老师和学生的远程交互、在线教学及答疑。

优选的，基于该系统，学生可以进行自主学习，包括如下步骤：

s1、英语教学视频观看并学习；

s2、在线习题训练；

s3、练后智能分析评分，并进行错题解析；

s4、建立个人错题库，推送易错题，巩固训练，掌握知识点；

s5、自主智能搜索知识点，进行个性化自主学习。

优选的，所述师生交互模块、所述习题训练模块和所述智能分析模块相互连接成环状结构，形成了师生远程在线教学、在线习题训练及错题在线远程答疑的封闭环状学习过程。

有益效果

1、本发明提供的英语智能教学系统可以合理分配教学资源，形成英语学习知识点输入到在线考试训练再到强化掌握的完整过程。

2、本发明提供的英语智能教学系统能够针对学生的答题进行智能分析，建立错题库，保证学生在学习过程中集中时间攻克尚未掌握的知识点，提高了学生的学习效率。

3、本发明提供的英语智能教学系统形成了师生远程在线教学、在线习题训练及错题在线远程答疑的封闭环状学习过程，使得学生可以远程拥有名师在线教学的优质资源。

4、本发明提供的英语智能教学系统中的智能分析模块采用基于卷积神经网络的深度学习算法进行英语教材视频数据的快速分类和索引，可以让学生进行个性化自主智能搜索任意的英语知识点，同步调出相关英语教学单元的视频及匹配的习题，同时还会推送与搜索知识点相关的同义、近义、反义的英语教学视频及习题，以及相关的高频考试点视频及习题，针对性提高强化了学生的学习效率，对整个教学过程的效果来说具有很大的促进和强化作用。

附图说明

图1为本发明提供的英语智能教学系统的流程图。

图2为实施例1基于本发明提供的英语智能教学系统进行自主教学学习的方法流程图。

图3为实施例2基于本发明提供的英语智能教学系统进行师生在线远程教学的方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供了一种英语智能教学系统，包括用户端、教学资源模块、视频学习模块、习题训练模块、智能分析模块、错题库模块、智能搜索模块及师生交互模块；

其中，所述用户端的输出端分别与教学资源模块的输入端、师生交互模块的输入端相连接；学生和老师通过所述用户端输入个人账号，登录所述系统；

所述教学资源模块的输出端分别与所述视频学习模块、所述习题训练模块、所述智能分析模块及所述智能搜索模块的输入端相连接；

所述师生交互模块的输入端与输出端分别与所述智能分析模块的输出端、所述习题训练模块的输入端相连接；

所述视频学习模块的输出端与所述答题训练模块的输入端相连接；

所述答题训练模块的输出端与所述智能分析模块的输入端相连接；

所述智能分析模块的输出端与所述错题库模块的输入端相连接。

请参阅图2所示，本发明还提供了一种基于上述英语智能教学系统，进行自主教学学习的方法，包括如下步骤：

s1、英语教学视频观看并学习；

s2、在线习题训练；

s3、练后智能分析评分，并进行错题解析；

s4、建立个人错题库，推送易错题，巩固训练，掌握知识点；

s5、自主智能搜索知识点，进行个性化自主学习。

请参阅图3所示，本发明还提供了一种基于上述英语智能教学系统，进行师生在线远程教学的方法，包括如下步骤：

s1、师生在线交互，在线远程教学；

s2、在线习题训练；

s3、练后智能分析评分；

s4、老师在线答疑及错题解析。

s5、自主智能搜索知识点，进行个性化自主学习。

下面结合实施例1-2对基于上述英语智能教学系统的教学方法进行说明：

实施例1

一种基于本发明所述英语智能教学系统，进行自主教学的方法，请参阅图2所示，包括如下步骤：

s1、学生通过所述用户端输入个人账号，登录所述英语智能教学系统；在教学资源模块选择需要学习的阶段和相关的英语教学单元数据，然后通过视频学习模块进行观看和学习；

s2、学习完后，所述在习题训练模块选择匹配的英语教学单元知识点，进行在线习题训练；

s3、习题训练完后，所述在习题训练模块把数据传入所述智能分析模块，所述智能分析模块进行智能分析并且评分，然后针对错题进行错题解析；

s4、所述智能分析模块筛选错题数据，导入到错题库模块中，建立学生用户的个人错题库，并且推送相关的易错题，进行巩固训练，掌握知识点；

s5、学生通过自主搜索模块，进行任意英语知识点的搜索，同步调出相关英语教学单元的视频及习题，让学生进行个性化自主学习，有针对性的提高学生的学习效率。

其中，本发明提供的英语智能教学系统包括用户端、教学资源模块、视频学习模块、习题训练模块、智能分析模块、错题库模块、智能搜索模块及师生交互模块；

所述用户端的输出端分别与教学资源模块的输入端、师生交互模块的输入端相连接；学生和老师通过所述用户端输入个人账号，登录所述系统；

所述教学资源模块的输出端分别与所述视频学习模块、所述习题训练模块、所述智能分析模块及所述智能搜索模块的输入端相连接；

所述师生交互模块的输入端与输出端分别与所述智能分析模块的输出端、所述习题训练模块的输入端相连接；

所述视频学习模块的输出端与所述答题训练模块的输入端相连接；

所述答题训练模块的输出端与所述智能分析模块的输入端相连接；

所述智能分析模块的输出端与所述错题库模块的输入端相连接。

优选的，所述教学资源模块用于存储包括小学、中学、大学、四六级、雅思、托福不同阶段完整的英语教学数据的视频及习题；且所述英语教学数据按知识点划分成各个英语教学单元。

优选的，所述视频学习模块用于播放所述英语教学单元的视频，包括单词拼读、语法知识、口语对话、阅读讲解、听力场景、英语写作及题型解析。

优选的，所述答题训练模块用于提供与所述英语教学单元匹配的习题，包括听力训练、口语训练、单词记忆、阅读训练及写作训练。

优选的，所述智能分析模块用于对答题训练模块的答题数据进行智能分析评分，并进行错题解析。

优选的，所述错题库模块在所述智能分析评分后自动将错题数据放入个人错题库，并且针对性推送易错习题及其解析视频。

优选的，所述智能搜索模块用于搜索任意的英语知识点，所述系统同步调出相关英语教学单元的视频及匹配的习题，同时还会推送与搜索知识点相关的同义、近义、反义的英语教学视频及习题，以及相关的高频考试点及习题，让学生进行个性化自主学习；进行智能搜索时，所述智能搜索模块会对所述教学资源模块中的英语教学数据视频进行分类和索引。

优选的，所述智能搜索模块采用基于卷积神经网络的深度学习算法，包括如下步骤：

s1、输入层：将搜索的数据输入卷积神经网络前，需在通道或时间/频率维对输入数据进行归一化；

s2、卷积层：对输入数据进行特征提取，计算公式为：

；

其中，b为偏差量，和表示第l+1层的卷积输入和输出，为的尺寸；k为特征的通道数，f、和p是卷积层参数，对应卷积核大小、卷积步长和填充层数；

s3、池化层：在卷积层进行特征提取后，输出的特征会被传递至池化层进行特征选择和信息过滤，计算公式为：，

其中，p是预指定参数；当p=1时，lp池化在池化区域内取均值，被称为均值池化；当时，lp池化在区域内取极大值，被称为极大池化；

s4、输出层：经过计算，输出层直接输出搜索的分类结果。

优选的，所述师生交互模块用于实现老师和学生的远程交互、在线教学及答疑。

例如：

当学生自主搜索某个英语单词或者英语语法知识点的时候，所述智能搜索模块接收到输入的搜索命令后，采用基于卷积神经网络的深度学习算法，对视频数据库进行分类和索引，具体方法为使用卷积神经网络对搜索的视频数据进行预处理、特征提取、特征过滤融合，经过计算，输出搜索的分类结果：

1）输出与搜索命令相关的英语教学单元的视频及匹配习题；

2）输出与搜索命令相关的同义、近义、反义的英语教学视频及习题；

3）输出与搜索命令相关的高频考试点视频及习题；

学生通过智能搜索模块，相比于普通的搜索方式，能够得到更多更精准更完整的英语知识点数据，进而进行个性化自主学习，和习题训练强化，很大程度上提高了系统的教学质量和学习效率，对整个教学过程的效果来说具有很大的促进和强化作用。

实施例2

一种基于本发明所述英语智能教学系统，进行师生远程教学的方法，请参阅图3所示，包括如下步骤：

s1、老师和学生用户分别通过用户端输入个人账号，登录所述英语智能教学系统；进行在线交互，在线远程教学；

s2、学习完后，所述在习题训练模块选择匹配的英语教学单元知识点，进行在线习题训练；

s3、习题训练完后，所述在习题训练模块把数据传入所述智能分析模块，所述智能分析模块进行智能分析并且评分；

s4、老师根据学生的评分情况，进行在线答疑和错题解析，与学生进行远程沟通。

s5、自主搜索英语知识点，进行个性化自主学习。

其中，本发明提供的英语智能教学系统包括用户端、教学资源模块、视频学习模块、习题训练模块、智能分析模块、错题库模块、智能搜索模块及师生交互模块；

所述用户端的输出端分别与教学资源模块的输入端、师生交互模块的输入端相连接；学生和老师通过所述用户端输入个人账号，登录所述系统；

所述教学资源模块的输出端分别与所述视频学习模块、所述习题训练模块、所述智能分析模块及所述智能搜索模块的输入端相连接；

所述师生交互模块的输入端与输出端分别与所述智能分析模块的输出端、所述习题训练模块的输入端相连接；

所述视频学习模块的输出端与所述答题训练模块的输入端相连接；

所述答题训练模块的输出端与所述智能分析模块的输入端相连接；

所述智能分析模块的输出端与所述错题库模块的输入端相连接。

优选的，所述教学资源模块用于存储包括小学、中学、大学、四六级、雅思、托福不同阶段完整的英语教学数据的视频及习题；且所述英语教学数据按知识点划分成各个英语教学单元。

优选的，所述视频学习模块用于播放所述英语教学单元的视频，包括单词拼读、语法知识、口语对话、阅读讲解、听力场景、英语写作及题型解析。

优选的，所述答题训练模块用于提供与所述英语教学单元匹配的习题，包括听力训练、口语训练、单词记忆、阅读训练及写作训练。

优选的，所述智能分析模块用于对答题训练模块的答题数据进行智能分析评分，并进行错题解析。

优选的，所述错题库模块在所述智能分析评分后自动将错题数据放入个人错题库，并且针对性推送易错习题及其解析视频。

优选的，所述智能搜索模块用于搜索任意的英语知识点，所述系统同步调出相关英语教学单元的视频及习题，同时还会推送与搜索知识点相关的同义、近义、反义的英语教学视频及习题，以及相关的高频考试点及习题，让学生进行个性化自主学习；进行智能搜索时，所述智能搜索模块会对所述教学资源模块中的英语教学数据视频进行分类和索引。

优选的，所述智能搜索模块采用基于卷积神经网络的深度学习算法，包括如下步骤：

s1、输入层：将搜索的数据输入卷积神经网络前，需在通道或时间/频率维对输入数据进行归一化；

s2、卷积层：对输入数据进行特征提取，计算公式为：

；

其中，b为偏差量，和表示第l+1层的卷积输入和输出，为的尺寸；k为特征的通道数，f、和p是卷积层参数，对应卷积核大小、卷积步长和填充层数；

s3、池化层：在卷积层进行特征提取后，输出的特征会被传递至池化层进行特征选择和信息过滤，计算公式为：，

其中，p是预指定参数；当p=1时，lp池化在池化区域内取均值，被称为均值池化；当时，lp池化在区域内取极大值，被称为极大池化；

s4、输出层：经过计算，输出层直接输出搜索的分类结果。

优选的，所述师生交互模块用于实现老师和学生的远程交互、在线教学及答疑。

综上所述，通过系统的各个模块，学生可以自主完成从教学视频学习、在线习题训练、智能评分、建立错题库、推送易错题强化训练到自主智能搜索知识点的完整学习过程。基于该系统，还可以实现师生互动，远程在线教学及答疑。本发明提供的英语智能教学系统可以合理分配教学资源，形成英语学习知识点输入到在线考试训练再到强化掌握知识点的完整过程，提高了学生的学习效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。