一种基于人工智能的智慧教学辅助系统的制作方法

allin2024-04-13  24


1.本发明涉及智能教学技术领域,更具体的说,本发明涉及一种基于人工智能的智慧教学辅助系统。


背景技术:

2.英语是世界通用语言之一,也是学习最广泛的第二语,在我国教育中英语属于应试教育中占有很大的比重,对于英语这门学科来说,大多数人都学习不好,往往因为偏科影响,导致不能够进入更好的学府,而现在的英语教学往往不能及时发现学生在学习中的不足,导致学习效率低,无法针对性的指导。
3.人工智能不可避免的兴起和发展并不是突然发生的,ai对人类的影响越大,我们理解它的需求就越迫切,本发明在研究人工智能的使用,以评估新的设计方法和工具,可用于推进人工智能研究、教育、政策和实践,以改善人类状况,人工智能有潜力教育、训练和提高人类的表现,使他们更好地完成任务和活动,人工智能的使用可以在许多方面提高人类福利,例如通过提高食品、健康、水、教育和能源服务的生产率。
4.因此,本技术通过将人工智能与教育结合,提出一种基于人工智能的智慧教学辅助系统来解决上述问题。


技术实现要素:

5.本发明旨在于解决现有技术中教师面对所有学生进行教育无法具有针对性的判断各个学生的学习进度,导致学生英语学习效率低技术问题。
6.本发明的目的与功效,由以下具体技术手段所达成:一种基于人工智能的智慧教学辅助系统,包括教师终端、学生终端,教师终端包括第一显示模块、英语教学启动指令接收模块、英语单词数据库、英语单词考核模块、英语单词选定模块、英语单词提取模块、英语单词输出模块和统计模块;第一显示模块用于显示英语单词数据库中的各个英语单词;英语教学启动指令接收模块用于接收老师输出的英语教学启动指令,英语教学启动指令包括所教学的目标学生年级;英语单词数据库包括各个学生年级所对应的英语单词子数据库,英语单词子数据库包括对应学生年级的学期教学所有英语单词,以及与各英语单词相对应的标准中文解释、英语单词的标准发音所对应的音频数据;英语单词考核模块用于连接学生终端并下发英语单词测试指令;英语单词选定模块用于接收老师从英语单词数据库选定的目标英语单词指令、目标英语单词相对应的目标标准中文解释以及与目标英语单词的标准发音所对应的音频数据;英语单词提取模块用于将目标年级的目标英语单词提取;英语单词输出模块用于将目标英语单词用于连接学生终端;
统计模块用于统计目标单词的错误率;学生终端包括第二显示模块、英语单词测试指令接收模块、语音采集模块、文字采集模块、第一发音信号输出模块、测试结果输出模块、微表情获取模块、动作获取模块、英语单词错误汇集目标表处理模块;英语单词测试指令接收模块用于接收教师终端针对学生发出的英语单词开始测试指令;第二显示模块用于显示目标英语单词;语音采集模块用于采集学生英语朗读的发声;文字采集模块用于采集学生输入的字母、文字;第一发音信号输出模块用于将采集学生英语朗读的发声输出至教师终端;测试结果输出模块用于将测试的结果输出至教师终端与学生终端;微表情获取模块用于获取学生答题时的表情;动作获取模块用于获取学生答题时的动作;英语单词错误汇集目标表处理模块用于将学生回答错误的目标英语单词汇总通过第二显示模块进行显示。
7.优选的,教师终端还包括英语单词语音发音数据库,英语单词语音发音数据库用于储存对应学生年级的学期教学所有英语单词的朗读发音。
8.优选的,教师终端还包括第一语音信号输出模块,第一语音信号输出模块用于将英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音对应目标年级的学生进行输出。
9.优选的,教师终端还包括第一发音比对结果处理模块,第一发音比对结果处理模块用于将学生朗读发音与英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音进行音频声波图的比对。
10.优选的,微表情获取模块包括微表情分析单词提取模块,微表情分析单词提取模块用于根据微表情获取模块获取学生的五官表情的变化判断分析目标英语单词的难易程度,并将目标英语单词提取分类成第一阶梯的英语单词、第二阶梯的英语单词和第n阶梯的英语单词的文档内。
11.优选的,动作获取模块包括动作分析模块单词提取模块,动作分析模块单词提取模块用于根据动作获取模块获取学生的身体动作的变化、答题的时间判断分析目标英语单词的难易程度,并将目标英语单词提取分类成第一阶梯的英语单词、第二阶梯的英语单词和第n阶梯的英语单词的文档内。
12.优选的,学生终端还包括第一语音信号接收模块,第一语音信号接收模块用于接收教师终端的第一语音信号输出模块输出的英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音。
13.优选的,学生终端还包括第一发音比对结果接收模块,第一发音比对结果接收模块用于接收发音比对结果,并将接收到的发音比对结果由第二显示模块进行显示。
14.有益效果:1、结合人工智能与教育,微表情的获取、动作的获取,进而通过微表情分析单词提取模块或是动作分析单词提取模块根据微表情获取模块获取学生的五官表情的变化判断分析目标英语单词的难易程度,并将目标英语单词提取分类成第一阶梯的英语单词、第二
阶梯的英语单词和第n阶梯的英语单词的文档内,第一阶梯的英语单词为判断学生学习难度大的单词,第二阶梯的英语单词为判断学生学习难度适中的单词,第三阶梯的英语单词为判断学生学习难度简易的单词,进而可以实现针对各个学生的不足进行学习和复习,可以进行智能评估,进而对各个学生进行评估,以便针对性的进行辅导。
15.附图说明:图1为本发明的基于人工智能的智慧教学辅助系统教师终端示意图。
16.图2为本发明的基于人工智能的智慧教学辅助系统学生终端示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
18.参照图1-2,一种基于人工智能的智慧教学辅助系统,包括教师终端、学生终端,教师终端和学生终端对应的硬件设备不做限定,可以是电脑设备,比如台式电脑或者笔记本电脑,也可以是智能终端设备,比如平板电脑或者智能手机,教师终端与学生终端之间通信连接,可以有线通信,如:rs485通信系统连接,也可以无线通信,如:rs232串口的无线多机通信系统连接,通过无线通信系统连接进行通信交互,具体的无线通信机制也可以由实际需要进行设置,教师终端所连接的学生终端的个数不受限制,可以只连接一个或多个,人工智能的智慧教学辅助系统包括一个教师终端和一个或多个学生终端,实现一对一或一对多教学,可以实现单独辅导也可以是群体的针对性辅导;教师终端包括第一显示模块、英语教学启动指令接收模块、英语单词数据库、英语单词考核模块、英语单词选定模块、英语单词提取模块、英语单词输出模块和统计模块,上述表述的模块可以是硬件模块也可以是软件模块;第一显示模块用于显示英语单词数据库中的各个英语单词,第一显示模块这里优选为智能显示屏,通过智能显示屏显示各个年级对应的目标单词,当各个年级学期的英语单词无法在智能显示屏一次性进行显示时,可以分页显示,并按照正常上课的课时进行有序分步;英语教学启动指令接收模块用于接收老师输出的英语教学启动指令,英语教学启动指令包括所教学的目标学生年级,当进行英语教学时,老师输出英语教学启动指令,英语教学启动指令可以由键盘或者智能显示屏等信号输入设备输入到教师终端,英语教学启动指令接收模块用于接收老师输出的英语教学启动指令,该英语教学启动指令包括所教学的目标学生年级及其班级的课时进度,如高中三年级五班第十课时或者高中一年级三班第九课时,因此,老师输出的英语教学启动指令可以为一个包括所教学的目标学生年级某班信息的字符串;英语单词数据库包括各个学生年级所对应的英语单词子数据库,英语单词子数据库包括对应学生年级的学期教学所有英语单词,以及与各英语单词相对应的标准中文解释、英语单词的标准发音所对应的音频数据,英语教学启动指令接收模块启动后,英语单词数据库内分步各个年级的英语单词子数据库,各个年级与英语单词子数据库一一对应显示,英语单词子数据库对应学期任务的课时一一对应分布,如:高三年级对应的是高三年级的英语单词子数据库,高三年级第一课时对应第一课时英语单词,第二课时对应第二课时
英语单词,在英语单词数据库的主页设置有快捷搜索栏,可针对关键词进行各个年级的英语单词子数据库进行搜索,各个年级的英语单词子数据库的主页设置有快捷搜索栏,可针对该年级英语单词关键词进行搜索;英语单词考核模块用于连接学生终端并下发英语单词测试指令,英语单词考核模块启动后,启动英语单词选定模块,需要进行选定目标年级对应的英语单词子数据库,以及该年级的班级对应的课时单词或者之前学过的课时单词,选定后进行提取,可以针对单词的字母进行提取隐藏,或是中文注释进行隐藏,最后通过英语单词输出模块进行下发至学生终端,学生终端接收下发的英语单词测试指令,学生终端上端有接收的信号以及延时自动接收信号。
19.英语单词选定模块用于接收老师从英语单词数据库选定的目标英语单词指令、目标英语单词相对应的目标标准中文解释以及与目标英语单词的标准发音所对应的音频数据;英语单词提取模块用于将目标年级的目标英语单词的字母提取隐藏,通过教师终端连接学生终端,通过英语单词输出模块能够将目标英语单词显示在第二显示模块,用于考核;统计模块用于统计目标单词的错误率;学生考核完成后需要将考试内容提交,通过统计模块统计学生考核的内容进行分析,分析各个学生的错误率;学生终端包括第二显示模块、英语单词测试指令接收模块、语音采集模块、文字采集模块、第一发音信号输出模块、测试结果输出模块、微表情获取模块、动作获取模块、英语单词错误汇集目标表处理模块,上述的模块可以是硬件模块也可以是软件模块;英语单词测试指令接收模块用于接收教师终端针对该年级某班的学生发出的英语单词开始测试指令,指令通过学生通过按键或者通过第二显示模块的接收信号进行确认或是自动延时后接收指令;第二显示模块用于显示目标英语单词,第二显示模块可以优选为智能屏;语音采集模块用于采集学生英语朗读的发声,语音采集模块通过触摸智能屏启动后采集学生朗读的发声,采集的设备可以用麦克风等收音器,然后将该收集的发声转化为音频,然后对相应的英语单词进行确认,进行下一个目标英语单词进行考核;文字采集模块用于采集学生输入的字母、文字;文字采集模块通过触摸智能屏进行输入字母、文字,然后对相应的英语单词进行确认,进行下一个目标英语单词进行考核;第一发音信号输出模块用于将采集学生英语朗读的发声输出至教师终端,教师终端还包括英语单词语音发音数据库,英语单词语音发音数据库用于储存对应学生年级的学期教学所有英语单词的朗读发音,通过第一发音比对结果处理模块,将学生朗读发音与英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音进行音频声波图的比对,进行判断音准,学生终端还包括第一发音比对结果接收模块,第一发音比对结果接收模块用于接收发音比对结果,并将接收到的发音比对结果由第二显示模块进行显示,可以针对性纠正学生的朗读。
20.测试结果输出模块用于将测试的结果输出至教师终端与学生终端与学生终端,进而使得老师与学生均可以看到测试结果。
21.微表情获取模块用于获取学生答题时的表情,微表情获取模块包括微表情分析单词提取模块,微表情分析单词提取模块用于根据微表情获取模块获取学生的五官表情的变
化判断分析目标英语单词的难易程度,并将目标英语单词提取分类成第一阶梯的英语单词、第二阶梯的英语单词和第n阶梯的英语单词的文档内,第一阶梯的英语单词为判断学生学习难度大的单词,第二阶梯的英语单词为判断学生学习难度适中的单词,第三阶梯的英语单词为判断学生学习难度简易的单词,进而可以实现针对各个学生的不足进行学习和复习。
22.动作获取模块用于获取学生答题时的动作,动作获取模块包括动作分析模块单词提取模块,动作分析模块单词提取模块用于根据动作获取模块获取学生的身体动作的变化、答题的时间判断分析目标英语单词的难易程度,并将目标英语单词提取分类成第一阶梯的英语单词、第二阶梯的英语单词和第n阶梯的英语单词的文档内,第一阶梯的英语单词为判断学生学习难度大的单词,第二阶梯的英语单词为判断学生学习难度适中的单词,第三阶梯的英语单词为判断学生学习难度简易的单词,进而可以实现针对各个学生的不足进行学习和复习。
23.英语单词错误汇集目标表处理模块用于将学生回答错误的目标英语单词汇总通过第二显示模块进行显示,并将正确答案对应显出。
24.其中,教师终端还包括第一语音信号输出模块,第一语音信号输出模块用于将英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音对应目标年级的学生进行输出;通过第一语音信号输出模块可以将音频输出,学生终端还包括第一语音信号接收模块,第一语音信号接收模块用于接收教师终端的第一语音信号输出模块输出的英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音;在听写时,可以通过音频发声进行默写。

技术特征:
1.一种基于人工智能的智慧教学辅助系统,包括教师终端、学生终端,其特征在于,所述教师终端包括第一显示模块、英语教学启动指令接收模块、英语单词数据库、英语单词考核模块、英语单词选定模块、英语单词提取模块、英语单词输出模块和统计模块;所述第一显示模块用于显示所述英语单词数据库中的各个英语单词;所述英语教学启动指令接收模块用于接收老师输出的英语教学启动指令,所述英语教学启动指令包括所教学的目标学生年级;所述英语单词数据库包括各个学生年级所对应的英语单词子数据库,所述英语单词子数据库包括对应学生年级的学期教学所有英语单词,以及与各英语单词相对应的标准中文解释、英语单词的标准发音所对应的音频数据;所述英语单词考核模块用于连接学生终端并下发英语单词测试指令;所述英语单词选定模块用于接收老师从英语单词数据库选定的目标英语单词指令、所述目标英语单词相对应的目标标准中文解释以及与所述目标英语单词的标准发音所对应的音频数据;所述英语单词提取模块用于将目标年级的目标英语单词提取;所述英语单词输出模块用于将目标英语单词用于连接学生终端;所述统计模块用于统计目标单词的错误率;所述学生终端包括第二显示模块、英语单词测试指令接收模块、语音采集模块、文字采集模块、第一发音信号输出模块、测试结果输出模块、微表情获取模块、动作获取模块、英语单词错误汇集目标表处理模块;所述英语单词测试指令接收模块用于接收教师终端针对学生发出的英语单词开始测试指令;所述第二显示模块用于显示所述目标英语单词;所述语音采集模块用于采集学生英语朗读的发声;所述文字采集模块用于采集学生输入的字母、文字;所述第一发音信号输出模块用于将采集学生英语朗读的发声输出至教师终端;所述测试结果输出模块用于将测试的结果输出至教师终端与学生终端;所述微表情获取模块用于获取学生答题时的表情;所述动作获取模块用于获取学生答题时的动作;所述英语单词错误汇集目标表处理模块用于将学生回答错误的目标英语单词汇总通过所述第二显示模块进行显示。2.如权利要求1所述的基于人工智能的智慧教学辅助系统,其特征在于,教师终端还包括英语单词语音发音数据库,所述英语单词语音发音数据库用于储存对应学生年级的学期教学所有英语单词的朗读发音。3.如权利要求1所述的基于人工智能的智慧教学辅助系统,其特征在于,所述教师终端还包括第一语音信号输出模块,所述第一语音信号输出模块用于将英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音对应目标年级的学生进行输出。4.如权利要求1所述的基于人工智能的智慧教学辅助系统,其特征在于,所述教师终端还包括第一发音比对结果处理模块,所述第一发音比对结果处理模块用于将学生朗读发音与英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音进行音频声波图的比对。
5.如权利要求1所述的基于人工智能的智慧教学辅助系统,其特征在于,所述微表情获取模块包括微表情分析单词提取模块,所述微表情分析单词提取模块用于根据微表情获取模块获取学生的五官表情的变化判断分析目标英语单词的难易程度,并将目标英语单词提取分类成第一阶梯的英语单词、第二阶梯的英语单词和第n阶梯的英语单词的文档内。6.如权利要求1所述的基于人工智能的智慧教学辅助系统,其特征在于,所述动作获取模块包括动作分析模块单词提取模块,所述动作分析模块单词提取模块用于根据动作获取模块获取学生的身体动作的变化、答题的时间判断分析目标英语单词的难易程度,并将目标英语单词提取分类成第一阶梯的英语单词、第二阶梯的英语单词和第n阶梯的英语单词的文档内。7.如权利要求1所述的基于人工智能的智慧教学辅助系统,其特征在于,所述学生终端还包括第一语音信号接收模块,所述第一语音信号接收模块用于接收教师终端的第一语音信号输出模块输出的英语单词语音发音数据库的英语单词朗读发音。8.如权利要求1所述的基于人工智能的智慧教学辅助系统,其特征在于,所述学生终端还包括第一发音比对结果接收模块,所述第一发音比对结果接收模块用于接收发音比对结果,并将接收到的发音比对结果由所述第二显示模块进行显示。

技术总结
一种基于人工智能的智慧教学辅助系统,涉及智能教学技术领域;包括教师终端、学生终端,教师终端包括第一显示模块、英语教学启动指令接收模块、英语单词数据库、英语单词考核模块、英语单词选定模块、英语单词提取模块、英语单词输出模块和统计模块;学生终端包括第二显示模块、英语单词测试指令接收模块、语音采集模块、文字采集模块、测试结果输出模块、微表情获取模块、动作获取模块、英语单词错误汇集目标表处理模块;英语单词错误汇集目标表处理模块用于将学生回答错误的目标英语单词汇总通过第二显示模块进行显示。解决现有技术中教师面对所有学生进行教育无法具有针对性的判断各个学生的学习进度,导致学生英语学习效率低技术问题。术问题。术问题。


技术研发人员:黄伶俐
受保护的技术使用者:浙江维龙教育科技有限公司
技术研发日:2022.03.17
技术公布日:2022/7/5
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