[發(fā)明專利]一種互動教學(xué)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811087881.X
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109147440A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周文;畢曉冬
• 申請（專利權(quán)）人: 周文;畢曉冬
• 主分類號: G09B5/14
• 分類號: G09B5/14;G06Q50/20
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊俊華

本發(fā)明屬于人工智能教育技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種互動教學(xué)系統(tǒng)，包括學(xué)生數(shù)據(jù)采集模塊、學(xué)生數(shù)據(jù)分析模塊和教師反饋模塊，教師反饋模塊包括教師合成單元和反饋單元，教師合成單元用于生成卡通形象或真人形象參數(shù)以及相應(yīng)的動作和/或表情參數(shù)，反饋單元用于根據(jù)教師合成單元的輸出參數(shù)給予學(xué)生反饋。本發(fā)明可以應(yīng)用在多種教學(xué)場景，如語言教學(xué)、編程教學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)等。人工智能教育能夠更好的實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果評估和互動，實(shí)現(xiàn)千人千面的個性化教學(xué)。目前主流的人工智能教育方法還主要應(yīng)用在輔助教學(xué)方面，未來需要人工智能承擔(dān)更多或全部的教師工作，更豐富的人工智能交互手段和營造更真實(shí)的教學(xué)氛圍，以降低教學(xué)成本，提高學(xué)習(xí)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人工智能教育技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種互動教學(xué)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動通信技術(shù)的普及和發(fā)展，近年來在線教育被越來越多的人所接受，日益受到資本市場的青睞，在線教育市場份額越來越大。

以目前主流的少兒英語在線一對一教學(xué)為例：通過在線學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)在家上課，避免了路途的奔波，節(jié)省了學(xué)生和家長的大量時間和交通成本，同時也具有較好的學(xué)習(xí)效果。但依然存在優(yōu)秀教師資源稀缺，教育資源難以共享，教育成本高居不下的問題。普通家庭很難接受北美外教一對一的學(xué)費(fèi)，即使是菲律賓外教，也超出了一般家庭的接受能力，較高的外教成本，也使得教育機(jī)構(gòu)盈利困難。

通過人工智能與教育有效的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)模擬在線真人老師的教學(xué)效果，人工智能教師可以實(shí)時像真人一樣通過表情、動作和語言表達(dá)贊許和鼓勵，營造真實(shí)互動的課堂氣氛，可以部分替代或全部替代真人教師實(shí)時授課，有效解決教師資源短缺及教育成本高的問題。同時也能夠大大降低教學(xué)成本(全人工智能教育成本約為真人一對一教育成本的5％～10％)，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的普惠教育，為一般收入家庭和教育落后地區(qū)提供優(yōu)質(zhì)、低價的教育資源。

為了解決上述問題，眾多機(jī)構(gòu)和個人進(jìn)行了較多的探索。例如申請?zhí)枮?01710831136.0的中國專利公開了一種基于多語種人機(jī)交互的擬人形象人工智能教學(xué)系統(tǒng)和方法，提出了通過真人形象語言教學(xué)視頻、對真人進(jìn)行擬人形象處理以獲得擬人形象語言教學(xué)視頻等手段，實(shí)現(xiàn)擬人形象人工智能教學(xué)系統(tǒng)。

上述的人工智能教學(xué)系統(tǒng)和方法雖然做到了對真人形象進(jìn)行處理獲得擬人形象教學(xué)視頻，供學(xué)生選擇真人形象老師或卡通形象老師，增加了學(xué)習(xí)興趣，但仍存在缺陷，例如：僅限于真人形象語言視頻教學(xué)，需要事先錄制教學(xué)視頻，并在錄制過程中要求被錄制者穿戴信號采集器，限制了應(yīng)用場景。對真人形象的擬人化處理技術(shù)復(fù)雜，面臨成本高，難以普及等問題，且真人形象限制為被錄制者本人。對學(xué)生的發(fā)音的評估方法為到數(shù)據(jù)庫中查找是否與之匹配的記錄，限制了實(shí)際應(yīng)用效果和場景。缺少對于較復(fù)雜的測驗(yàn)形式的評估，如選擇題、填空題和對話練習(xí)等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是解決上述問題，提供一種可以模擬一對一的真人教學(xué)場景的互動教學(xué)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)第一目的所采用的技術(shù)方案是：

一種互動教學(xué)系統(tǒng)，包括用于采集學(xué)生的交互信息的學(xué)生數(shù)據(jù)采集模塊、用于對交互信息進(jìn)行分析的學(xué)生數(shù)據(jù)分析模塊、以及用于根據(jù)學(xué)生數(shù)據(jù)分析模塊的分析結(jié)果給學(xué)生反饋的教師反饋模塊，所述教師反饋模塊包括教師合成單元和反饋單元，教師合成單元用于生成卡通形象或真人形象參數(shù)以及相應(yīng)的動作和/或表情參數(shù)，反饋單元用于根據(jù)教師合成單元的輸出參數(shù)給予學(xué)生反饋。

優(yōu)選地，所述反饋單元包括視頻反饋單元、圖像反饋單元、AR/VR反饋單元和音頻反饋單元中的一種或幾種；視頻反饋單元用于根據(jù)教師合成單元的輸出參數(shù)生成教師行為的視頻文件并展現(xiàn)給學(xué)生；圖像反饋單元用于根據(jù)教師合成單元的輸出參數(shù)生成教師行為的圖像文件并展現(xiàn)給學(xué)生；AR/VR反饋單元用于根據(jù)教師合成單元的輸出參數(shù)生成教師行為的AR/VR文件并展現(xiàn)給學(xué)生；音頻反饋單元用于根據(jù)教師合成單元的輸出參數(shù)生成教師行為的音頻文件并展現(xiàn)給學(xué)生。