[发明专利]一种基于玩具机器人的互动式教学系统

权利要求书

1.一种基于玩具机器人的互动式教学系统，其特征在于，包括控制器、语音拾取单元、时间单元、数据暂存模块、显示模块、动作驱动模块、语音播放模块、数据交互模块和家长控制端；

其中，所述家长控制端用于通过数据交互模块与控制器通信联接，所述家长控制端包括辅助控制器、数据录入单元、数据展示模块和数据搜索单元；所述数据录入单元用于家长录入题库和对应的教学规则，所述数据录入单元用于将题库和教学规则传输到辅助控制器，所述辅助控制器通过数据交互模块向控制器传输题库和对应的教学规则；所述题库包括教学问题组、对应答案信息组和对应知识点信息组；教学问题组由若干个教学问题组成，教学问题数量为预设值X1；答案信息组由若干个教学问题对应答案信息组成，知识点信息组由若干个教学问题对应的知识点信息组成；

所述教学规则具体表现如下：

步骤一：获取当月日历，从日历中删除节假日和每周日；

步骤二：设定每天从时间段T1-T2开始进行教学活动；T1和T2均为预设时间点；

步骤三：当到达预设时间T1开始进行教学，当到达预设时间T2时停止教学，若在停止教学时当前教学尚未完成则下次启动时继续当前教学过程直至结束；

所述控制器用于将题库和教学规则传输到数据暂存模块，所述数据暂存模块接收控制器传输的题库和教学规则；所述动作驱动模块用于驱动控制机器人的动作；所述时间单元用于获取实时时间；

所述控制器与时间单元通信联接，当需要进行教学时，所述控制器从数据暂存模块读取当前的教学规则；当进入教学规则规定的教学时间段T1时开始教学；所述控制器用于在开始教学时会先个语音播放模块传输启动信号；所述语音播放模块在接收到控制器传输的启动信号时会自动播放启动语音，启动语音为家长控制端预先录制好的语音；所述控制器内预设有回应指令，在语音播放模块播放完启动语音后儿童说出回应指令时才会开始进行教学计划；所述语音拾取单元用于实时拾取被教学儿童的说话语音，所述语音拾取单元用于将回答语音信息传输到控制器，所述控制器接收语音拾取单元传输的回答语音信息并对其进行下述处理：

步骤一：获取到回答语音信息；

步骤三：将回答语音信息转换为回答文字信息，将回答文字信息与回应指令进行逐字对比，得到重合字数；

步骤四：获取得到重合字数占回应指令的比数，当比数超过预设值时判定回应指令生效；

所述控制器在回应指令生效时会开始进行答题步骤，答题步骤具体反应表现为：

步骤一：首先获取到数据暂存模块存储的题库，从题库内获取到教学问题组、对应答案信息组和对应知识点信息组；将教学问题组标记为Wi，i＝1...n；将答案信息组标记为Di，i＝1...n；将对应的知识点信息组标记为Zi，i＝1...n；Wi、Di和Zi均一一对应；

步骤二：从Wi中获取W1，W1表示第一个教学问题；

步骤三：通过控制器将W1传输到语音播放模块，通过语音播放模块朗读第一个教学问题；

步骤四：通过语音拾取单元获取儿童的回答语音信息，将回答语音信息转换为文字信息并将文字信息标定为回答文字信息；

步骤五：将回答文字信息与W1对应的D1进行逐字比对，获取得到回答文字信息与D1的重叠率并将其标记为正确率Q1；对正确率Q1进行判定，判定过程如下：

S1：当正确率Q1低于预设值Q1y时会生成错误信号；

SS1：控制器在检测到生成错误信号时会自动从题库中获取到W1对应的知识点信息Z1；

SS2：将知识点信息Z1传输到语音播放模块，语音播放模块在接收到Z1时会自动播放“本题掌握程度不够，还需加油，本题的对应知识点为”指定语音之后再播放知识点信息Z1；

SS3：同时控制器在检测到错误信号时会想动作驱动模块传输鼓励指令，动作驱动模块接收到鼓励指令时会自动发出鼓励动作，鼓励动作为预设动作；

S2：当Q1y≤正确率Q1≤Q2y时会生成加强信号；Q1y和Q2y均为预设值；

SS1：控制器在检测到生成加强信号时会自动从题库中获取到W1对应的知识点信息Z1；

SS2：将知识点信息Z1传输到语音播放模块，语音播放模块在接收到Z1时会自动播放“本题掌握程度一般，要进一步加强，本题的对应知识点为”指定语音之后再播放知识点信息Z1；

S3：当正确率Q1>Q2y时会生成奖励信号；

SS1：控制器在检测到生成奖励信号时会自动将奖励信号传输到语音播放模块和动作驱动模块；

SS2：语音播放模块在接收到奖励信号时会自动播放“本题掌握程度完美，继续加油”这一指定语音；

步骤六：从W2开始一次获取Wi中的教学问题直到最后一个教学问题，将Wi代入W1并重复步骤三到步骤五获取得到本套题库回答的正确率组，将正确率组标定为Qi，i＝1...n；Qi与Wi一一对应；

所述控制器还用于实时获取时间单元的时间信息，当控制器检测到时间信息超过预设时间段T2时间时会自动终止答题步骤直到下一次开始答题时才会继续接上上一次的答题步骤；

所述控制器还用于获取Qi≤Q2y的Qi值对应的知识点信息Zi并将知识点信息标记为待加强知识点Zdi，i＝1...n；所述控制器用于将待加强知识点Zdi通过数据交互模块传输到辅助控制器，所述辅助控制器用于将待加强知识点Zdi传输到数据搜索单元，所述数据搜索单元用于根据待加强知识点Zdi从互联网获取新的题库并将其标记为替代题库，所述数据搜索单元用于将替代题库返回辅助控制器，所述辅助控制器用于将替代题库通过数据交互模块传输到控制器，所述控制器用于将替代题库代替原有题库并按照新的题库结合原有教学规则进行新的教学。