趣味性辅助教学方法、装置及机器人与流程

本发明涉及机器人教育技术领域，尤其是涉及一种趣味性辅助教学方法、装置及机器人。

背景技术：

在传统的学校中，教师在教学过程较为严肃，更注重知识的传授而非趣味性。随着科学技术的发展，出现了智能辅助趣味学习系统；主要包括离线趣味学习系统、远程课程教学系统、教育陪护机器人。其中，离线趣味学习系统将教学内容内置到设备中，教学内容较少；远程课程教学系统是教师通过网络的形式向学生传授知识，教师很难实时得知学生学习的情况，互动性较差；教育陪护机器人可实现讲故事、讲国学、教英语和语音互动的功能，但学生不能就教学内容进行提问交流，且教学内容有限。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种趣味性辅助教学方法、装置及机器人，以提高趣味性辅助教学方式互动性，增加教学的趣味性，以提高教学效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种趣味性辅助教学方法，该方法应用于机器人，该方法包括：接收用户发出的课程选择信号；根据用户的历史记录，以及课程选择信号对应课程的历史评分，生成推荐课程；在用户学习推荐课程的过程中，与用户进行语音交互，采集用户的听课表现；推荐课程结束后，根据用户对推荐课程的评分，以及用户的听课表现，生成推荐课程的趣味评分。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：根据趣味评分更新推荐课程的历史评分。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述采集用户的听课表现的步骤，包括：采集用户在答题过程中的图像数据和语音数据；从图像数据中提取用户的表情特征和动作特征，从语音数据中提取用户的语义特征和语气特征。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述根据用户对推荐课程的评分，以及用户的听课表现，生成推荐课程的趣味评分的步骤，包括：根据用户的听课表现，生成推荐课程的初步评分；根据用户对推荐课程的评分，对初步分数进行调整，得到推荐课程的趣味评分。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：从云服务平台中获取课程资源，以从课程资源中生成推荐课程。

第二方面，本发明实施例还提供一种趣味性辅助教学装置，该装置设置于机器人，该装置包括：信号接收模块，用于接收用户发出的课程选择信号；推荐课程生成模块，用于根据用户的历史记录，以及课程选择信号对应课程的历史评分，生成推荐课程；表现采集模块，用于在用户学习推荐课程的过程中，与用户进行语音交互，采集用户的听课表现；评分生成模块，用于推荐课程结束后，根据用户对推荐课程的评分，以及用户的听课表现，生成推荐课程的趣味评分。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：评分更新模块，用于根据趣味评分更新推荐课程的历史评分。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述表现采集模块还用于：采集用户在答题过程中的图像数据和语音数据；从图像数据中提取用户的表情特征和动作特征，从语音数据中提取用户的语义特征和语气特征。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，上述评分生成模块还用于：根据用户的听课表现，生成推荐课程的初步评分；根据用户对推荐课程的评分，对初步分数进行调整，得到推荐课程的趣味评分。

第三方面，本发明实施例还提供一种机器人，该机器人包括中央处理器、显示屏和移动地盘；上述装置设置于中央处理器

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供了一种趣味性辅助教学方法、装置及机器人；接收用户发出的课程选择信号后，根据用户的历史记录，以及课程选择信号对应课程的历史评分，生成推荐课程；在用户学习推荐课程的过程中，与用户进行语音交互，并采集用户的听课表现；该课程结束后，根据用户对推荐课程的评分，以及其听课表现，生成推荐课程的趣味评分。该方式提高了趣味性辅助教学方式互动性，增加了教学的趣味性，以提高教学效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种趣味性辅助教学方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种趣味性辅助教学方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种趣味性辅助教学装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种趣味性辅助教学装置具体工作过程图；

图5为本发明实施例提供的一种机器人的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种趣味学习系统的信息交互图；

图7为本发明实施例提供的一种学生趣味学习的机器人辅助系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前，现有的趣味性辅助教学方式互动性较差，趣味性较低，导致教学效果较差。基于此，本发明实施例提供的一种趣味性辅助教学方法、装置及机器人，可以应用于教学领域。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种趣味性辅助教学方法进行详细介绍。

参见图1所示的一种趣味性辅助教学方法的流程图，该方法应用于机器人，该方法包括一下步骤：

步骤s100，接收用户发出的课程选择信号。

上述课程选择信号可以为用户通过触摸屏、键盘或鼠标等人机交互器件输入的，也可以为用户的语音；上述课程选择信号可以包含课程的关键词，如演讲、英语、对话等，也可以包含课程的建立时间、版本及授课人等。

步骤s102，根据用户的历史记录，以及课程选择信号对应课程的历史评分，生成推荐课程。

上述历史记录可以包括用户学习过的课程及对应的评分；根据接收到的课程选择信号、已学习过的课程及对应的评分，可以分别设置上述三项的权重，在预存的课程中进行搜索，进行相关度、匹配度等参数的计算，将相关度、匹配度参数超过设定阈值的一个或多个课程显示出来，以供用户进行选择及学习。

步骤s104，在用户学习推荐课程的过程中，与用户进行语音交互，采集用户的听课表现。

在用户学习推荐课程时，根据课程内容，输出相应的语音；接收到用户的语音后，可以对该语音进行滤波及识别等处理，提取关键词，并输出回复的语音，从而与用户进行语音交互；同时，还可以通过录音模块记录用户的语言，通过图像采集模块记录用户的动作、表情等听课表现。

步骤s106，推荐课程结束后，根据用户对推荐课程的评分，以及用户的听课表现，生成推荐课程的趣味评分。

在推荐课程结束后，用户可以通过人机交互接口输入对该课程的评分及意见；可以通过语音识别技术及基于大数据及神经网络技术的表情、动作识别技术对用户的听课表现从多个维度，如该用户的注意力集中程度、感兴趣程度及身体语言的调动程度，进行分析，得到该用户各个维度的听课评分；可以对各个维度的听课评分及用户对该课程的评分及意见赋予一定的权重，得到推荐课程的趣味评分。

本发明实施例提供了一种趣味性辅助教学方法；接收用户发出的课程选择信号后，根据用户的历史记录，以及课程选择信号对应课程的历史评分，生成推荐课程；在用户学习推荐课程的过程中，与用户进行语音交互，并采集用户的听课表现；该课程结束后，根据用户对推荐课程的评分，以及其听课表现，生成推荐课程的趣味评分。该方法提高了趣味性辅助教学方式互动性，增加了教学的趣味性，以提高教学效果。

本发明实施例还提供了另一种趣味性辅助教学方法，该方法在图1所示的方法的基础上实现，其流程图如图2所示，包括以下步骤：

步骤s200，接收用户发出的课程选择信号。

步骤s202，根据用户的历史记录，以及课程选择信号对应课程的历史评分，生成推荐课程；实际中，可以把全部的课程资源存储在云服务平台中；在接收到用户的课程选择信号后，可以从云服务平台中获取课程资源，以从课程资源中生成推荐课程。该课程资源可以包括学校传统课程，如语文、数学、英语、物理、化学等课程知识的趣味资源，也可以包括科普、演讲等课外趣味课程。

步骤s204，在用户学习推荐课程的过程中，与用户进行语音交互，采集用户在答题过程中的图像数据和语音数据；具体地，在用户学习的过程中，可以输出相关知识点的语音，并分析用户输入的语音，从而回答用户的问题；此外还可以通过图像及语音采集装置对用户的图像数据及语音数据进行采集。

步骤s206，从图像数据中提取用户的表情特征和动作特征，从语音数据中提取用户的语义特征和语气特征；具体地，可以采用基于大数据及神经网络技术的图像识别技术对图像数据中的用户的表情和动作进行识别及提取；可以通过语音识别技术将语音数据转化为文字数据，进一步提取文字中的关键语义词及语气词。

步骤s208，推荐课程结束后，根据用户的听课表现，生成推荐课程的初步评分；具体地，利用神经网络等技术手段对上述表情特征、动作特征、语义特征和语气特征进行分析，对用户的满意度、注意力集中程度及感兴趣程度等指标进行综合评价，得到该推荐课程的初步评分。

步骤s210，根据用户对推荐课程的评分，对初步分数进行调整，得到推荐课程的趣味评分；具体地，对初步评分及用户的评分赋予相应的权重，得到推荐课程的趣味评分。

此外，在得到该推荐课程的趣味评分后，系统可以根据趣味评分更新推荐课程的历史评分，以使该评分应用到下一次的课程评分中。

该方法通过增加与学生的互动，增加了教学的趣味性，从而提高教学效果；同时通过用户对课程进行趣味评分，为进一步对课程进行改进提供参考。

本发明实施例还提供一种趣味性辅助教学装置，其结构示意图如图3所示，该装置设置于机器人，该装置包括：信号接收模块300，用于接收用户发出的课程选择信号；推荐课程生成模块302，用于根据用户的历史记录，以及课程选择信号对应课程的历史评分，生成推荐课程；表现采集模块304，用于在用户学习推荐课程的过程中，与用户进行语音交互，采集用户的听课表现；评分生成模块306，用于推荐课程结束后，根据用户对推荐课程的评分，以及用户的听课表现，生成推荐课程的趣味评分。

具体地，上述表现采集模块还用于：采集用户在答题过程中的图像数据和语音数据；从图像数据中提取用户的表情特征和动作特征，从语音数据中提取用户的语义特征和语气特征。

具体地，上述评分生成模块还用于：根据用户的听课表现，生成推荐课程的初步评分；根据用户对推荐课程的评分，对初步分数进行调整，得到推荐课程的趣味评分。

进一步地，上述装置还包括评分更新模块，该模块用于根据趣味评分更新推荐课程的历史评分。

本发明实施例提供的趣味性辅助教学装置，与上述实施例提供的趣味性辅助教学方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例还提供了另一种趣味性辅助教学装置，该装置在图3所示的装置的基础上实现。本实施例主要针对多人使用趣味性辅助教学装置的情况，该装置主要包括a趣味课程库、b学生学习管理系统、c课程类型选择模块(相当于上述信号接收模块)、d趣味课程推荐(相当于上述推荐课程生成模块)、e课程学习、f语音互动模块、g学习状态识别模块及h趣味评价模块。

上述a趣味课程库用于存储多种趣味课程，如与语文、数学、英语、物理、化学等有关的趣味课程；每类课程包括多节课程资源。

为方便管理并实现个性化学习，可以为每个学生(相当于上述用户)设置一个学生账号；上述b学生学习管理系统用于实现学生登录系统的账号及密码、学习历史、趣味评分库的管理及更新。

该装置的具体工作过程如图4所示，包括以下步骤：

(1)学生登录后，通过c课程类型选择模块选择课程类型，如选择语文。

(2)通过b学生学习管理系统中的学习历史及趣味评分库向学生推荐课程。

(3)学生在e课程学习过程中，通过f语音互动模块跟学生进行互动交流，同时通过g学习状态识别模块采集并分析判断学生的学习状态。

(4)根据学生的学习状态，通过h趣味评价模块对学生学习课程的趣味性进行评价；同时，学生在学习完成后可对课程进行手动评价，并形成一个综合评分；综合评分保存在b学生学习管理系统中趣味评分库中，用于课程推荐。如学生选择语文课程，“语文趣味课程1”的评分较高，则推荐“语文趣味课程1”。

该装置增加了教学的趣味性；同时通过用户对课程进行趣味评分，为进一步对课程进行改进提供参考。

对应于上述实施例，本发明实施例还提供一种机器人，其结构示意图如图5所示，该机器人包括中央处理器50、显示屏51和移动地盘52；上述装置设置于中央处理器。

本发明实施例还提供了一种趣味学习系统；该系统包括上述机器人及云服务平台；该系统在工作时，如图6所示，云服务平台与机器人(也称为学生趣味学习的机器人辅助系统)、机器人与学生(即用户)均具有信息交互过程。上述云服务平台保存了趣味课程资源，其中包括学校传统课程，如语文、数学、英语、物理、化学等课程知识的趣味资源，有助于学生更生动、形象、深刻地理解课程知识；上述学生趣味学习的机器人辅助系统的结构示意图如图7所示，由移动底盘、显示屏、中央处理器组成；其中，中央处理器包括趣味课程资源缓存库(相当于上述a趣味课程库)、学习管理模块(相当于上述b学生学习管理系统)、语音交互模块(相当于上述f语音互动模块)、图像识别模块(相当于上述g学习状态识别模块)。

上述移动底盘用于移动该机器人；上述趣味课程资源缓存库用于缓存已选择配对的趣味课程资源；上述显示屏用于显示趣味课程资源，如文字、图片、视频信息；上述学习管理模块用于存放学生个人信息(账号、密码)、学习历史记录、趣味评分库，并通过学生学习历史记录和趣味课程评分来推荐课程；上述语音交互模块用于实现学生的语音点课功能，也可以在学生学习过程中，与学生进行语音交互；上述图像识别模块用于在学生学习过程中，采集并识别学生表情、动作，判断学生的学习状态和对课程的喜好，根据学生动作、表情反馈，自主为课程的趣味性进行评分，为课程的修改提供支撑。

该系统增加了与学生的互动，增加了教学的趣味性；同时通过用户对课程进行趣味评分，可以为课程的进一步改进提供参考。

本发明实施例所提供的趣味性辅助教学方法、装置以及机器人的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和/或装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。