CN109147429A - 一种语文智能教学机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种语文智能教学机器人，涉及智能教学技术领域，外部结构包括底座，所述底座上方通过360度转轴一转动连接支撑座，所述支撑座上方固定连接显示主体，所述显示主体上方通过360度转轴二转动连接摄像头。本发明不仅能够帮助教师备课，提高教学效率，而且能够帮助学生自主学习，提高学习兴趣，还能够根据国家教育标准为教师推送备课内容，评估教师教学质量，为学生推送学习内容，精准教学，功能多样，使用方便，非常适合用于现代语文智能教学。
Description
技术领域
本发明涉及智能教学技术领域，特别涉及一种语文智能教学机器人。
背景技术
教学机器人是用于科学素质教育、工程素质教育和工程技能教育的机器人。采用机器人作为教育平台，直观、有趣、综合性强，一经提出立即受到全球教育界的重视，并迅速发展。为了满足教育的需要，教育机器人的机械、控制、传感器和软件等四大组成部分均必须满足开放和扩展的要求，并能够与各个层次的课程紧密结合，达到理论与实践紧密结合的教学和训练要求。
教育机器人因为适应新课程，对学生科学素养的培养和提高起到了积极的作用，在众多中小学学校得以推广，并以其"玩中学"的特点深受青少年的喜爱，机器人走入学校和电脑普及校园一样，已经成为必定的趋势，机器人教育已经成为中小学教育领域的新课程。教育机器人未来将成为趋势，当今社会需要具有创新意识、有创造性思维的人才，未来的社会更是如此。
目前，社会上有多种以计算机网络技术、移动网络技术，以及云计算技术、VR技术所构成的教学机器人，它们共同的特点是为教学活动提供了信息化的教学环境和数字化教学资源，使得新的教学理念和模式得以实施。但是真正能够根据语文课程知识能力结构，智能化帮助教师备课、授课，智能化帮助学生学习并批改作业、作文，智能化诊断教师在教学设计与教学实施中的优势与缺陷，学生在知识、技能和思想品格各方面的进步与不足，精准推送必要的教学资源，为教师的教和学生的学提供全方位智能服务的机器人产品还不多见，所以就需要一种语文智能教学机器人。
发明内容
本发明实施例提供了一种语文智能教学机器人，用以解决现有技术中存在的问题。
一种语文智能教学机器人，外部结构包括底座，所述底座上方通过360度转轴一转动连接支撑座，所述支撑座上方固定连接显示主体，所述显示主体上方通过360度转轴二转动连接摄像头；
内部软件包括：人机操作模块，用于接收教学资源数据、教师备课数据和教师筛选数据、学生学习数据和学生选择数据并发送到中央处理模块，还用于接收教师教学视频和教师教学数据并发送所述中央处理模块，还用于接收学生测试数据和学生学习视频并发送到所述中央处理模块，还用于接收故障报警数据并发送到所述中央处理模块；
所述中央处理模块接收教学资源数据并发送到资源存储模块，所述中央处理模块接收教师备课数据和教师筛选数据并发送到教师备课模块，所述中央处理模块接收学生学习数据和学生选择数据并发送到学生学习模块，所述中央处理模块接收教师教学视频和教师教学数据并发送到教师诊断评估模块，所述中央处理模块接收学生测试数据和学生学习视频并发送到学生诊断评估模块，所述中央处理模块接收故障报警数据并发送到故障报警模块；
所述资源存储模块，用于接收所述中央处理模块发送的教学资源数据并进行归类存储；
所述教师备课模块，首先用于接收所述中央处理模块发送的教师备课数据后进行智能备课，并生成教学资源包，然后再接收教师筛选数据后完成备课内容，并发送到人机操作模块进行显示；
所述学生学习模块，首先用于接收所述中央处理模块发送的学生学习数据后推送相关学习内容，然后再接收学生选择数据后推送精准学习任务，并发送到人机操作模块进行显示；
所述教师诊断评估模块，用于接收所述中央处理模块发送的教师教学视频和教师教学数据后进行教师诊断评估处理，并将教师诊断评估处理的结果数据发送到人机操作模块和教师建议模块；
所述教师建议模块，用于接收所述教师诊断评估模块发送的教师诊断评估处理的结果数据后进行分析处理，并得出教师改进建议并发送到人机操作模块进行显示；
所述学生诊断评估模块，用于接收所述中央处理模块发送的学生测试数据和学生学习视频后进行学生诊断评估处理，并将学生诊断评估处理的结果数据发送到人机操作模块和学生建议模块；
所述学生建议模块，用于接收所述学生诊断评估模块发送的学生诊断评估处理的结果数据后进行分析处理，并得出学生改进建议并发送到人机操作模块进行显示；
所述故障报警模块，用于接收所述中央处理模块发送的故障报警数据后进行故障紧急处理，并将故障报警数据通过无线通信模块发送到机器人维护终端；
所述无线通信模块，还用于接收远程指令数据并发送到所述中央处理模块，所述中央处理模块接收远程指令数据并作出相应处理。
较佳地，所述显示主体为一个四面体并且三个竖直侧面上均安装触摸式显示屏、话筒和扬声器，所述触摸式显示屏用于接收操作指令和播放展示画面，所述话筒用于收录语音数据，所述扬声器用于播放语音数据。
较佳地，所述资源存储模块包括：语文知识模块、语文能力模块、知识点认知层级模块、学习领域模块和课程目标模块，所述语文知识模块用于存储语文知识数据，所述语文能力模块用于存储语文综合能力数据和语文特殊能力数据，所述知识点认知层级模块用于存储语文知识点数据和认知能力数据，所述学习领域模块用于存储语文领域数据，所述课程目标模块用于存储语文课程目标数据。
较佳地，所述学生学习模块内有多种宠物名字和形象，学生根据自身喜爱设定，通过不断学习提升宠物生命值。
本发明有益效果：本发明不仅能够帮助教师备课，提高教学效率，而且能够帮助学生自主学习，提高学习兴趣，还能够根据国家教育标准为教师推送备课内容，评估教师教学质量，为学生推送学习内容，精准教学，功能多样，使用方便，非常适合用于现代语文智能教学。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种语文智能教学机器人的外部结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种语文智能教学机器人的内部硬件结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种语文智能教学机器人的内部软件结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种语文智能教学机器人的显示主体的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种语文智能教学机器人的资源存储模块的结构示意图。
附图标记说明：
1-底座，2-360度转轴一，3-支撑座，4-显示主体，5-360度转轴二，6-摄像头。
具体实施方式
下面结合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、完整的描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明是依据国家颁布的课程标准和新版部编教材，对语文课程的知识能力结构运用人工智能技术进行分析处理，生成个性化资源空间，为教师、学生推送教学设计与学习任务，并对课程实施和学生作业进行智能评价，以实现智能教学的全过程。
参照图1-5，本发明提供了一种语文智能教学机器人，外部结构包括底座1，所述底座1上方通过360度转轴一2转动连接支撑座3，所述支撑座3上方固定连接显示主体4，所述显示主体4上方通过360度转轴二5转动连接摄像头6；所述显示主体4为一个四面体并且三个竖直侧面上均安装触摸式显示屏、话筒和扬声器，所述触摸式显示屏用于接收操作指令和播放展示画面，所述话筒用于收录语音数据，所述扬声器用于播放语音数据。该机器人显示主体可以360度转动，摄像头也可以360转动，显示主体的三个竖直侧面上的触摸式显示屏均可以用于输入指令和播放画面。
内部硬件包括：中央处理器、天线、数据存储器、话筒、摄像头、触摸式显示屏、路由器和扬声器，所述中央处理器与天线、数据存储器、话筒、摄像头、触摸式显示屏、路由器和扬声器均为电连接，通过中央处理器接收多项数据信息并进行处理后发送到对应器件；还包括蓄电池，所述蓄电池与所述中央处理器、所述天线、所述数据存储器、所述话筒、所述摄像头、所述触摸式显示屏、所述路由器和所述扬声器均为电连接，为整个电路提供电源，摄像头用于人脸识别、动作识别、拍摄手写作业、录制教学过程等。
内部软件包括：人机操作模块，用于接收教学资源数据、教师备课数据和教师筛选数据、学生学习数据和学生选择数据并发送到中央处理模块，还用于接收教师教学视频和教师教学数据并发送所述中央处理模块，还用于接收学生测试数据和学生学习视频并发送到所述中央处理模块，还用于接收故障报警数据并发送到所述中央处理模块。
所述中央处理模块接收教学资源数据并发送到资源存储模块，所述中央处理模块接收教师备课数据和教师筛选数据并发送到教师备课模块，所述中央处理模块接收学生学习数据和学生选择数据并发送到学生学习模块，所述中央处理模块接收教师教学视频和教师教学数据并发送到教师诊断评估模块，所述中央处理模块接收学生测试数据和学生学习视频并发送到学生诊断评估模块，所述中央处理模块接收故障报警数据并发送到故障报警模块。
所述资源存储模块，用于接收所述中央处理模块发送的教学资源数据并进行归类存储；所述资源存储模块包括：语文知识模块、语文能力模块、知识点认知层级模块、学习领域模块和课程目标模块，所述语文知识模块用于存储语文知识数据，所述语文能力模块用于存储语文综合能力数据和语文特殊能力数据，所述知识点认知层级模块用于存储语文知识点数据和认知能力数据，所述学习领域模块用于存储语文领域数据，所述课程目标模块用于存储语文课程目标数据。
所述教师备课模块，首先用于接收所述中央处理模块发送的教师备课数据后进行智能备课，并生成教学资源包，然后再接收教师筛选数据后完成备课内容，并发送到人机操作模块进行显示；用于完成中小学任意年级、册、单元、章节(课)的教学设计，智能备课分为五个步骤：对焦知识，投影能力，筛选重点，校准课标，定位目标。这一过程由机器人自动运算，生成教学资源包，外观灯光闪烁，屏幕文字提示，伴有语音解释与提问，教师通过语音对话筛选资源、教学模式与策略，高效率完成教学设计，生成的教学资源包可以直接在课堂使用，也可以在绑定的电脑、手机终端上修改编辑后使用。
所述学生学习模块，首先用于接收所述中央处理模块发送的学生学习数据后推送相关学习内容，然后再接收学生选择数据后推送精准学习任务，并发送到人机操作模块进行显示；所述学生学习模块内有多种宠物名字和形象，学生根据自身喜爱设定，通过不断学习提升宠物生命值。用于帮助学生进行课前、课中和课后的学习，带领学生个性化学习；学生通过与机器人语音对话，选择任意年级、单元、章节(课)的教学内容，跟随机器人智能推送或跟随任课老师的设计完成趣味性的学习任务，包括听故事讲授(课文智能点读与跟读模仿)，做游戏练习(手写生词、回答问题、作文的智能评改)，合作比赛(与同学远程交流)，达到学习目标(量化闯关)，自动生成成长记录，同时还是学生的宠物式学习伙伴，学生为机器人自由设定名字和宠物形象(如小狗、青蛙、乐虎、小草等)，通过每天饲养宠物，提高生命与环境意识，并在机器人指导下科学安排学习时间。其中游戏练习例如：1.做读写生字游戏。2.点读课文朗读，模仿着多读几遍，听一听模仿得像不像。3.做做课本上的练习，说一说，写一写，自己满意了机器人给你打分。
所述教师诊断评估模块，用于接收所述中央处理模块发送的教师教学视频和教师教学数据后进行教师诊断评估处理，并将教师诊断评估处理的结果数据发送到人机操作模块和教师建议模块；所述教师建议模块，用于接收所述教师诊断评估模块发送的教师诊断评估处理的结果数据后进行分析处理，并得出教师改进建议并发送到人机操作模块进行显示；用于诊断和评价教师的教学情况，在教室或任意场合，机器人都能够录制教学片段过程，然后提出智能化评价，也可以根据教师提供的教学设计和教学实录，由机器人进行诊断分析并提出改进建议，机器人将诊断与评价数据做教师专业化发展记载。
所述学生诊断评估模块，用于接收所述中央处理模块发送的学生测试数据和学生学***进行整体测试，在规定时间内完成3～4个任务(如与机器人对话，做结合课文的听说能力测试、朗读课文与理解课文的阅读能力测试、作文的写作能力测试等)，由机器人拍照、录制后进行量化分析并提出改进建议，机器人对测试与评价数据过程做学生成长记录。
所述故障报警模块，用于接收所述中央处理模块发送的故障报警数据后进行故障紧急处理，并将故障报警数据通过无线通信模块发送到机器人维护终端，帮助维修人员快速了解维修信息，以便尽快修复。
所述无线通信模块，还用于接收远程指令数据并发送到所述中央处理模块，所述中央处理模块接收远程指令数据并作出相应处理，可用APP与手机、电脑终端等绑定后同步操作，用于远程控制。
本发明根据我国基础教育教学的需求,将***颁布的《义务教育语文课程标准(2011)》、《普通高中语文课程标准(2017)》和新版部编教材，对语文课程的知识能力结构运用人工智能技术进行分析处理，生成个性化资源空间，为教师、学生推送各册、章节(课)的教学设计与学习任务，并对课程实施和学生作业进行智能评价，以实现智能教学的全过程。以此为依据,有效运用大数据和人工智能技术,支持教师在信息化环境下的教学设计,开展智能教学活动；支持根据学生学习过程的反馈数据进行智能判断,推送相应的学习内容和学习资源，同时根据学生学习的测评结果为学生制定个性化学习计划，帮助学生更好地成长；支持对教学过程和教学结果的智能测评,开展有效的精准管理；支持通用智能软件工具的嵌入，成为智能家居的一部分，进一步密切家庭、学校和社会的联系，有效开展协同教育。
综上所述，本发明不仅能够帮助教师备课，提高教学效率，而且能够帮助学生自主学习，提高学习兴趣，还能够根据国家教育标准为教师推送备课内容，评估教师教学质量，为学生推送学习内容，精准教学，功能多样，使用方便，非常适合用于现代语文智能教学。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种语文智能教学机器人，其特征在于，外部结构包括底座(1)，所述底座(1)上方通过360度转轴一(2)转动连接支撑座(3)，所述支撑座(3)上方固定连接显示主体(4)，所述显示主体(4)上方通过360度转轴二(5)转动连接摄像头(6)；
内部软件包括：人机操作模块，用于接收教学资源数据、教师备课数据和教师筛选数据、学生学习数据和学生选择数据并发送到中央处理模块，还用于接收教师教学视频和教师教学数据并发送所述中央处理模块，还用于接收学生测试数据和学生学习视频并发送到所述中央处理模块，还用于接收故障报警数据并发送到所述中央处理模块；
所述中央处理模块接收教学资源数据并发送到资源存储模块，所述中央处理模块接收教师备课数据和教师筛选数据并发送到教师备课模块，所述中央处理模块接收学生学习数据和学生选择数据并发送到学生学习模块，所述中央处理模块接收教师教学视频和教师教学数据并发送到教师诊断评估模块，所述中央处理模块接收学生测试数据和学生学习视频并发送到学生诊断评估模块，所述中央处理模块接收故障报警数据并发送到故障报警模块；
所述资源存储模块，用于接收所述中央处理模块发送的教学资源数据并进行归类存储；
所述教师备课模块，首先用于接收所述中央处理模块发送的教师备课数据后进行智能备课，并生成教学资源包，然后再接收教师筛选数据后完成备课内容，并发送到人机操作模块进行显示；
所述学生学习模块，首先用于接收所述中央处理模块发送的学生学习数据后推送相关学习内容，然后再接收学生选择数据后推送精准学习任务，并发送到人机操作模块进行显示；
所述教师诊断评估模块，用于接收所述中央处理模块发送的教师教学视频和教师教学数据后进行教师诊断评估处理，并将教师诊断评估处理的结果数据发送到人机操作模块和教师建议模块；
所述教师建议模块，用于接收所述教师诊断评估模块发送的教师诊断评估处理的结果数据后进行分析处理，并得出教师改进建议并发送到人机操作模块进行显示；
所述学生诊断评估模块，用于接收所述中央处理模块发送的学生测试数据和学生学习视频后进行学生诊断评估处理，并将学生诊断评估处理的结果数据发送到人机操作模块和学生建议模块；
所述学生建议模块，用于接收所述学生诊断评估模块发送的学生诊断评估处理的结果数据后进行分析处理，并得出学生改进建议并发送到人机操作模块进行显示；
所述故障报警模块，用于接收所述中央处理模块发送的故障报警数据后进行故障紧急处理，并将故障报警数据通过无线通信模块发送到机器人维护终端；
所述无线通信模块，还用于接收远程指令数据并发送到所述中央处理模块，所述中央处理模块接收远程指令数据并作出相应处理。
2.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述显示主体(4)为一个四面体并且三个竖直侧面上均安装触摸式显示屏、话筒和扬声器，所述触摸式显示屏用于接收操作指令和播放展示画面，所述话筒用于收录语音数据，所述扬声器用于播放语音数据。
3.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述资源存储模块包括：语文知识模块、语文能力模块、知识点认知层级模块、学习领域模块和课程目标模块，所述语文知识模块用于存储语文知识数据，所述语文能力模块用于存储语文综合能力数据和语文特殊能力数据，所述知识点认知层级模块用于存储语文知识点数据和认知能力数据，所述学习领域模块用于存储语文领域数据，所述课程目标模块用于存储语文课程目标数据。
4.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述学生学习模块内有多种宠物名字和形象，学生根据自身喜爱设定，通过不断学习提升宠物生命值。
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