一种基于翻转学习的交互式学习系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于翻转学习的交互式学习系统，包括云端服务器和与该云端服务器网络连接的学习终端；该云端服务器和该学习终端均包括若干处理器，这些处理器上所运行的程序模块包括：用户单元；数据采集单元；输入单元；中心数据库；助学小精灵；中央处理单元；数据重组性分析单元；问题输出单元；以及语言模型。能够主动向学生提出关于学习知识点的问题，支持学生主动提问题，增加交互的趣味性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于翻转学习的交互式学习系统
本专利技术涉及人工智能交互技术和学习系统，尤其涉及基于翻转学习的人工智能交互技术和学习系统。
技术介绍
翻转学习，是将传统课堂中的课堂知识传授与课外的知识内化完全颠倒过来的一种教学方法。在课前，安排学生按照自己的学习进度，在家中听课，进行自主学习；在课堂上，由老师和学生协同，解决学生在课前学习过程中遇到的问题。互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用，使“翻转课堂式”教学模式变得可行和现实。学生可以借助互联网，使用优质的教育资源；不再单纯地依赖授课老师去教授知识。在互联网翻转学习课堂进行自主学习时，怎样打造一个深度交互的学习系统，让学生能通过视频或者微课，与课程本身进行及时和充分的交互，使学生自主学习更加高效和趣味性，是翻转学习取得良好效果的关键。现有的翻转学习系统，在交互的功能上，普遍存在单向的输入，即在学习终端提供观看视频或者课件，学生不懂时进行循环播放和查看；在交互的体验上，也停留在学生单向语音进行操作或者提问；另外，在交互的深度上，系统只是提前输入有限个问题及相应的解答，用于学生的语音交互。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种基于翻转学习的交互式学习系统，能够主动向学生提出关于学习知识点的问题，支持学生主动提问题，增加交互的趣味性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于翻转学习的交互式学习系统，包括云端服务器和与该云端服务器网络连接的学习终端；该云端服务器和该学习终端均包括若干处理器，其特征在于，这些处理器上所运行的程序模块包括：用户单元，用于用户注册信息输入和身份验证以及权限管理；数据采集单元，用于对学生的学习过程进行数据采集；输入单元，用于录入老师发布或者上传至本系统中的学习内容；中心数据库，用于存储该用户单元的用户信息、该数据采集单元的用户数据以及该输入单元的资料文件；助学小精灵，用于记录学生学习过程中的学习状况，记录并链接用户在与系统交互过程中的反馈与问答，调取和反馈学生的系统操作和学习内容的管理，以及提供灵动的人机交互；中央处理单元，用于对该数据采集单元提供的数据、该输入单元提供的学习内容和以及该助学小精灵提供的数据进行处理；数据重组性分析单元，用于对学生的个性化学习情况生成贴合用户的学习相关的问题；问题输出单元，用于根据该数据重组性分析单元生成的针对用户学习知识点的问题，输出给用户；以及语言模型，用于对该数据重组性分析单元生成的针对用户学习知识点的问题进行合乎日常用语的审查，将不符合要求的问题，筛掉。在一些实施例中，该数据采集单元，对学生学习过程中的动作、关注度以及学习时间的数据进行抓取；并对系统问题的答复和提问的语音信息进行数据提取。在一些实施例中，该输入单元录入的学习内容具体包括音频资料、视频资料和图片资料。在一些实施例中，该系统对于各个学科的学习内容预设了对应模块，在输入学习内容时，用户需要自行根据科目类别，输入到对应模块中。在一些实施例中，该助学小精灵所记录的学习状况包括：用户动作、用户关注度和学习时间。在一些实施例中，该中央处理单元包括知识点提取模块，用于提取题型、公式、字词句、标题以及段篇章，可以将该输入单元提供的学习内容，以关键字词类别进行知识点的碎片化，并分类存储。在一些实施例中，该数据重组性分析单元包括基于大数据的计算模型，该计算模型对该中央处理单元中碎片化的知识点，进行多维度参数的重组，从而生成大量针对用户学习知识点的问题。在一些实施例中，该系统直接调用该语言模型，对该数据重组性分析单元中的大数据计算模型生成的所有问题进行遍历，筛选符合常规表达的问题进行存储，即可形成问题库，进而通过该问题输出单元进行输出。在一些实施例中，该助学小精灵能够对用户的各个学习过程进行记录和深度学习，以了解到用户的知识盲区。在一些实施例中，该学习终端包括：智能手机，平板电脑，计算机，或者带显示屏、带摄像头和麦克风音响的终端设备。。本专利技术的有益效果在于，通过用户单元、数据采集单元、输入单元、中心数据库、助学小精灵、中央处理单元、数据重组性分析单元、问题输出单元以及语言模型之间的巧妙配合，能够主动向学生提出关于学习知识点的问题，支持学生主动提问题，增加交互的趣味性。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1示意出本专利技术的基于翻转学习的交互式学习系统的框架结构；图2示意出本专利技术系统中数据采集单元的框架结构；图3示意出本专利技术系统中输入单元的框架结构。其中，附图标记说明如下：100、系统10、用户11、数据采集单元12、中心数据库13、输入单元14、助学小精灵15、中央处理单元16、学习终端17、数据重组性分析单元18、问题输出19、语言模型；111、摄像头112、麦克风113、用户动作114、用户关注度115、用户回答116、用户提问；131、音频资料132、视频资料133、图片资料151、知识点提取1511、题型1512、公式1513、字词句1514、标题1515、段篇章。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。参见图1，图1示意出本专利技术的基于翻转学习的交互式学习系统的框架结构。本专利技术提出一种基于翻转学习的交互式学习系统100,其包括：用户单元10、数据采集单元11、中心数据库12、输入单元13、助学小精灵14、中央处理单元15、学习终端16、数据重组性分析单元17、问题输出单元18和语言模型19。用户单元10，用于用户注册信息输入和身份验证以及权限管理。用户注册信息具体包括：用户的姓名、年龄、年级及老师联系方式等。权限管理用于学生、家长和老师使用本系统100中的不同单元的权限设置。参见图2，图2示意出本专利技术系统中数据采集单元的框架结构。数据采集单元11，用于对学生的学习过程进行数据采集。具体地，通过摄像头111和麦克风112等装置，对学生学习过程中的动作（也称用户动作）113、关注度（也称用户关注度）114以及学习时间等数据进行抓取；并且，通过麦克风112对系统问题的答复（也称用户回答）115和提问（也称用户提问）116等语音信息进行数据提取。具体而言，前述的摄像头111和麦克风112可以单独配置，也可以复用学习终端16中的相关配置。参见图3，图3示意出本专利技术系统中输入单元的框架结构。输入单元13，用于录入老师发布或者上传至本系统100中的学习内容。学习内容具体包括音频资料131、视频资料132和图片资料133。举例而言，本系统100对于各个学科的学习内容预设了对应模块，在输入学习内容时，用户需要自行根据科目类别，输入到系统100的对应模块中，从而可以简化系统100对学习内容的类别数据处理：不需要系统100对输入资料的类别进行分类识别。中心数据库12，用于存储上述用户单元10的用户信息、数据采集单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于翻转学习的交互式学习系统，包括云端服务器和与该云端服务器网络连接的学习终端；该云端服务器和该学习终端均包括若干处理器，其特征在于，这些处理器上所运行的程序模块包括：/n用户单元，用于用户注册信息输入和身份验证以及权限管理；/n数据采集单元，用于对学生的学习过程进行数据采集；/n输入单元，用于录入老师发布或者上传至本系统中的学习内容；/n中心数据库，用于存储该用户单元的用户信息、该数据采集单元的用户数据以及该输入单元的资料文件；/n助学小精灵，用于记录学生学习过程中的学习状况，记录并链接用户在与系统交互过程中的反馈与问答，调取和反馈学生的系统操作和学习内容的管理，以及提供灵动的人机交互；/n中央处理单元，用于对该数据采集单元提供的数据、该输入单元提供的学习内容和以及该助学小精灵提供的数据进行处理；/n数据重组性分析单元，用于对学生的个性化学习情况生成贴合用户的学习相关的问题；/n问题输出单元，用于根据该数据重组性分析单元生成的针对用户学习知识点的问题，输出给用户；以及/n语言模型，用于对该数据重组性分析单元生成的针对用户学习知识点的问题进行合乎日常用语的审查，将不符合要求的问题，筛掉。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于翻转学习的交互式学习系统，包括云端服务器和与该云端服务器网络连接的学习终端；该云端服务器和该学习终端均包括若干处理器，其特征在于，这些处理器上所运行的程序模块包括：
用户单元，用于用户注册信息输入和身份验证以及权限管理；
数据采集单元，用于对学生的学习过程进行数据采集；
输入单元，用于录入老师发布或者上传至本系统中的学习内容；
中心数据库，用于存储该用户单元的用户信息、该数据采集单元的用户数据以及该输入单元的资料文件；
助学小精灵，用于记录学生学习过程中的学习状况，记录并链接用户在与系统交互过程中的反馈与问答，调取和反馈学生的系统操作和学习内容的管理，以及提供灵动的人机交互；
中央处理单元，用于对该数据采集单元提供的数据、该输入单元提供的学习内容和以及该助学小精灵提供的数据进行处理；
数据重组性分析单元，用于对学生的个性化学习情况生成贴合用户的学习相关的问题；
问题输出单元，用于根据该数据重组性分析单元生成的针对用户学习知识点的问题，输出给用户；以及
语言模型，用于对该数据重组性分析单元生成的针对用户学习知识点的问题进行合乎日常用语的审查，将不符合要求的问题，筛掉。


2.根据权利要求1所述的基于翻转学习的交互式学习系统，其特征在于：该数据采集单元，对学生学习过程中的动作、关注度以及学习时间的数据进行抓取；并对系统问题的答复和提问的语音信息进行数据提取。


3.根据权利要求1所述的基于翻转学习的交互式学习系统，其特征在于：该输入单元录入的学习内容具体包括音频资料、视频资料和图片资料。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，
申请(专利权)人：深圳市希科普股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44