本发明属于教学辅助系统，尤其涉及一种促进仿生设计理解与推理的教学方法、系统及电子设备。
背景技术：
1、仿生设计教育：仿生设计通过类比推理为工程领域贡献了许多创新解决方案。仿生设计教育是培养未来设计师和工程师跨学科创新技能的关键。
2、现有的仿生设计教育主要依赖教师在课堂中的讲解、浏览仿生设计数据库等。尽管现有的方法解决了仿生设计入门的学习需求，但学生在学习过程中仍然遇到跨学科知识理解难、跨学科类比推理难、学习效果评估难的挑战，因为仿生设计涉及生物、工程等多个学科，陌生学科的知识和跨学科的类比思维对于知识范围有限或缺乏经验的初学者来说是难以掌握的。
3、专利文献cn109741645a公开了一种ai机器人引导及互动对话教学系统，包括主板芯片、音频模块、存储器、数据交互模块、语音交互模块、表情模块、射频芯片、wifi芯片、wifi天线、电源管理芯片、充电模块和控制端；所述数据交互模块与所述语音交互模块连接，所述语音交互模块包括语音语义、语义文字搜索、基带信号编码合成、基带信号编码合成、音频还原和喇叭，当用户向机器人语音对话时，所述语音语义将话语信息传输到所述语义文字搜索内，所述基带信号编码合成将语义编码，并传输到网络信号传输，所述网络信号传输将编码传输到云平台知识库，所述云平台知识库处理编码，得到相应的编码，并传输到wifi网络信号传输，所述wifi网络信号传输将编码传输到基站信号传输，所述基站信号传输与所述基带信号编码合成连接，所述基带信号编码合成将编码合成，所述基带信号编码合成将合成编码传输到所述音频还原，所述音频还原与喇叭连接，所述喇叭将处理后的语音播放。该系统仅提出利用知识平台对交互内容进行分析，对于教学任务而言不同领域的知识内容跨度非常的大，如何构建语义网络则是如何实现智能教学的重点，但该系统中并未提及。
4、专利文献cn115033772a公开了一种基于语义网络的创意激发方法，包括：步骤1、构建用于匹配检索的数据库；步骤2、获取关键词，通过映射获得语义网络中对应的节点信息，基于所述节点信息在步骤1构建的数据库中进行匹配，获取所有相关联节点的权重信息集合；步骤3、对权重信息集合中统计权重进行标准化，获得关联节点对应的标准统计权重集合；步骤4、基于标准统计权重集合与语义权重集合，计算获得路径边权重集合；步骤5、基于路径边权重集合，生成用于体现关键词与相关词之间隐式关系的力导向图。该方案公开了语义网络中节点与边之间的构建方式，但是如何将其应用于教学任务中并没提及。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种促进仿生设计理解与推理的教学方法、系统及电子设备，该方法能提高用户对于仿生设计的理解能力以及推理能力。
2、为了实现本发明的第一个目的，提供了如下技术方案：一种促进仿生设计理解与推理的教学方法，其包括以下步骤：
3、获取仿生设计案例集合并提取相应的关键词进行编码，并构建对应三元组集合，所述三元组包括生物来源的关键词，仿生功能的关键词以及应用设计的关键词；
4、以所述三元组集合中生物来源，功能以及应用设计作为节点相连，以构建语义网络，并通过所述三元组集合对所述语义网络进行训练，以获得用于仿生设计发散思维的检索模型；
5、以所述三元组集合中生物来源和仿生功能作为节点相连，在预训练的大语言模型框架下构建交互模型，所述交互模型包括选择模块，输入模块，关键词提取模块以及反馈模块，所述选择模块用于选择由生物来源和功能的节点组合，所述输入模块包括用于输入交互文本和推理获得的应用设计关键词，所述关键词提取模块通过预设的提示词模版获取交互文本中的关键词，所述反馈模块根据获取的关键词以生成反馈文本，根据反馈文本推理关键词并输入至交互模型，并与选择的节点组合进行拼接输出推理三元组；
6、将所述节点组合输入至所述检索模型中以获得检索结果，所述检索结果包含关键词对应的三元组，共享生物来源和共享应用设计集合，以及相似生物来源和相似应用设计集合；
7、根据获得的推理三元组与检索结果进行评估，以获得关于仿生设计能力的评估结果。
8、本发明通过结构化本体将仿生设计案例以三元组<生物来源，功能，应用设计>的形式呈现，并执行多种教学策略以支持知识理解、推理实践以及学习评估，从而为用户提供完整的仿生设计学习体验。
9、具体的，采用预训练的大语言模型对仿生设计案例集合进行关键词编码。
10、具体的，所述语义网络的构建包括节点边设置和检索转移方向设置。
11、具体的，所述关键词提取模块包括三个模版，其包括用于生物知识理解的提示词模板，用于仿生设计推理的提示词模板以及用于设计结果评估的提示词模板。
12、具体的，所述关键词提取模块的表达式如下：
13、gc＝mptl(pt(x))
14、其中，gc代表生成的文本内容，x代表输入的关键词或短语，pt代表用于包装输入内容的提示模板，mptl代表预训练的大语言模型框架。
15、具体的，所述评估结果以三个角度进行展示，其包括推理三元组的质量、新颖性以及推理三元组与检索结果的类比合理性。
16、具体的，所述类比合理性包括语义相似度计算和权重计算，所述语义相似度计算通过将推理三元组与检索结果中相同节点的关键词进行相似度计算，所述权重计算通过为每个节点设置权重参数，其中生物来源的权重参数小于仿生功能的权重参数，仿生功能的权重参数小于应用设计的权重参数。
17、为了实现本发明的第二个目的，提供如下技术方案：一种教学系统，通过上述的促进仿生设计理解与推理的教学方法实现，包括：
18、输入选择单元，用于选择预设的生物来源和功能的节点组合，和输入推理获得的应用设计的关键词；
19、数据检索单元，用于根据选择的生物来源和功能的节点组合，对仿生设计案例集合进行检索，以获得检索结果；
20、推理交互单元，用于根据选择的生物来源和功能的节点组合与用户进行文本交互，及将推理获得的关键词与所选择的节点组合进行拼接，以输出推理三元组；
21、评估单元，用于根据推理三元组和检索结果进行评估，以输出评估结果；
22、可视化模块，用于根据输出的评估结果，生成对应的可视化结果。
23、为了实现本发明的第三个目的，提供了如下技术方案：一种电子设备，包括存储器和处理器，所述处理器中存储有计算机程序，其中处理器执行所述计算机程序时实现上述的促进仿生设计理解与推理的教学方法的步骤。
24、与现有技术相比，本发明的有益效果：
25、通过结构化本体将仿生设计案例以三元组<生物来源，功能，应用设计>的形式呈现，同时利用该结构化本体贯穿多种教育策略，从而为用户提供一种可支持知识理解、推理实践以及学习评估的教学系统，进一步为用户提供更加完整的仿生设计学习体验。
1.一种促进仿生设计理解与推理的教学方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的促进仿生设计理解与推理的教学方法，其特征在于，采用预训练的大语言模型对仿生设计案例集合进行关键词编码。
3.根据权利要求1所述的促进仿生设计理解与推理的教学方法，其特征在于，所述语义网络的构建包括节点边设置和检索转移方向设置。
4.根据权利要求1所述的促进仿生设计理解与推理的教学方法，其特征在于，所述关键词提取模块包括三个模版，其包括用于生物知识理解的提示词模板，用于仿生设计推理的提示词模板以及用于设计结果评估的提示词模板。
5.根据权利要求1或4所述的促进仿生设计理解与推理的教学方法，其特征在于，所述关键词提取模块的表达式如下：
6.根据权利要求1所述的促进仿生设计理解与推理的教学方法，其特征在于，所述评估结果以三个角度进行展示，其包括推理三元组的质量、新颖性以及推理三元组与检索结果的类比合理性。
7.根据权利要求6所述的促进仿生设计理解与推理的教学方法，其特征在于，所述类比合理性包括语义相似度计算和权重计算，所述语义相似度计算通过将推理三元组与检索结果中相同节点的关键词进行相似度计算，所述权重计算通过为每个节点设置权重参数，其中生物来源的权重参数小于仿生功能的权重参数，仿生功能的权重参数小于应用设计的权重参数。
8.一种教学系统，其特征在于，通过权利要求1～7任一项所述的促进仿生设计理解与推理的教学方法实现，包括：
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一项所述的促进仿生设计理解与推理的教学方法的步骤。
