CN110349463A - 一种逆向教学***及方法 - Google Patents

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司马华鹏
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    • G09B7/02—Electrically-operated teaching apparatus or devices working with questions and answers of the type wherein the student is expected to construct an answer to the question which is presented or wherein the machine gives an answer to the question presented by a student

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Abstract

本发明公开了一种逆向教学的方法及***，实现了以教促学、教学相长的目的，其技术方案要点是第一终端采集第二终端提供的图像并对其进行预处理，提取图像特征，然后第一终端根据图像特征向第二终端发出第一提问，第一终端接收第二终端的回答获取知识答案，第二终端再向第一终端发出第二提问，第一终端根据知识答案和图像特征作出回答，回答正确则完成逆向教学。可以实现小朋友与智能教学设备之间的逆向教学，小朋友先将知识教给智能设备，智能设备将学习到的知识存储下来，能随时与小朋友进行知识问答，可以提升小朋友学习的主动性，学习的效果更好。

Description

一种逆向教学***及方法
技术领域
本公开涉及人工智能领域,尤其涉及一种逆向教学方法及***。
背景技术
传统教学是以老师为主导教学，以老师讲授学生倾听的形式展开，因而传统教学一般较为严谨，是在老师深入研究教学内容的情况下将知识传递给学生，内容上非常详尽。传统教学从古至今，传承已久，所以现在几乎老师的教学方法都是一样，如若老师个人魅力不强，很容易形成枯燥、一言堂的氛围。随着科学技术的发展，教学早就不仅仅局限于课堂老师教授学生学习的这种方式，各种智能学习软件和辅助设备如雨后春笋般涌出。
但这些智能设备和老师课堂教授知识的本质一样，对小朋友而言仅是多了一个获取知识的渠道，拥有海量的知识供小朋友选择学习，而扑面而来的信息除了容易导致选择困难外，一味的灌输知识也不能获得较好的学习效果。
发明内容
本公开提供了一种逆向教学方法及***，以实现逆向教学的目的，具体技术方案如下：
一种逆向教学方法，包括：
S1：第一终端采集第二终端提供的物体图像并对其进行预处理，提取图像特征；
S2：所述第一终端根据所述图像特征向所述第二终端发出第一提问，所述第一终端接收所述第二终端的回答获取知识答案；
S3：所述第一提问结束后，所述第一终端将所述知识答案和所述图像特征存储至数据库；
S4：所述第二终端向所述第一终端发出第二提问，所述第一终端根据所述知识答案和所述图像特征作出回答；
S5：所述回答正确时，结束逆向教学；所述回答错误时，转到所述步骤S2。
作为具体实施例地，在所述步骤S5中，当所述回答正确时，所述第一终端向所述第二终端发出第三提问。
进一步地，所述第一提问使用话术模板发出，所述话术模板存储在所述数据库中。
一种逆向教学***，包括第一终端和第二终端；
所述第一终端包括：
图像采集模块，第一终端采集第二终端提供的图像并对其进行预处理，提取图像特征；
声音采集模块和TTS模块，所述第一终端根据所述图像特征向第二终端发出第一提问，接收第二终端的回答获取知识答案；第二终端向所述第一终端发出第二提问，所述第一终端根据所述知识答案和所述图像特征作出回答；
数据库，存储所述图像特征和所述知识答案；
控制模块，中央处理器，与所述其他模块均连接。
作为具体实施例地，所述第一提问使用话术模板发出，所述话术模板存储在所述数据库中。
进一步地，所述话术模板包括植物模板、动物模板、玩具游戏模板、日用品模板、体育模板、影视模板、音乐模板、人物模板和历史模板。
进一步地，所述图像采集模块包括图像采集单元、预处理单元和特征提取单元。
进一步地，所述声音采集模块包括声音采集单元和ASR单元，ASR单元为自动语音识别单元，将音频转为文本。
进一步地，所述第二终端至少为一个。
综上所述，本公开的有益效果在于：本公开所述的逆向教学***及方法，第一终端采集第二终端提供的图像并对其进行预处理，提取图像特征，然后第一终端根据图像特征向第二终端发出第一提问，第一终端接收第二终端的回答获取知识答案，第二终端再向第一终端发出第二提问，第一终端根据知识答案和图像特征作出回答，回答正确则完成逆向教学。可以实现小朋友与智能教学设备之间的逆向教学，小朋友先将知识教给智能设备，智能设备将学习到的知识存储下来，能随时与小朋友进行知识问答，可以提升小朋友学习的主动性，以教促学，教学相长，学习的效果更好。
附图说明
图1为本公开***示意图；
图2为本公开方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，所描述的实施例仅仅是本公开的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前所获得的所有其他实施例，也属于本公开保护的范围。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，而只是用来区分不同的组成部分。
图1为逆向教学***示意图，如图1所示，包括第一终端和第二终端，第一终端包括图像采集模块、声音采集模块、TTS模块、数据库和控制模块，控制模块为中央处理器，与其他模块均连接，控制***内各个模块的运作；数据库中存储有话术模板，TTS模块为语音合成模块。
图像采集模块包括图像采集单元、预处理单元和特征提取单元，第一终端采集二维图像和/或三维图像，预处理后提取图像的特征向量；声音采集模块包括声音采集单元和ASR单元，第一终端将采集到的的声音转为文本并识别。图像采集单元一般可选择摄像头，声音采集单元一般可选择麦克风，使用起来简单便捷。
图2为逆向教学方法的流程示意图，其流程为：S1：第一终端采集第二终端提供的物体图像并对其进行预处理，提取图像特征；S2：第一终端根据图像特征向第二终端发出第一提问，接收第二终端的回答获取知识答案；S3：第一提问结束后，第一终端将知识答案和图像特征存储至数据库；S4：第二终端向第一终端发出第二提问，第一终端根据知识答案和图像特征作出回答；S5：回答正确时，结束逆向教学；回答错误时，转到步骤S2。
作为示范性实施例之一地，当回答正确逆向教学结束后，第一终端向第二终端发出第三提问，监督第二终端对所学知识的复习和巩固。
逆向教学方法及***的实施例之一为逆向教学机器人，这里第一终端为机器人，第二终端为小朋友，第二终端不止一个，不同的小朋友可以使用同一个机器人进行教学。机器人本身对知识的认知为零，但拥有数据库，数据库包括话术模板。
比如小朋友今天在学校学习到了百合花相关的知识，那么回家就可以教自己的机器人了解百合花。小朋友可以用百合花照片或是真的百合花展示给机器人，机器人的图像采集模块采集到百合花的图像并做相应处理，接下来机器人向小朋友发出第一问答，具体如下：
机器人：这是什么；
小朋友：这是花。
机器人：这是什么花；
小朋友：百合花。
机器人：是什么颜色；
小朋友：这个百合花是白色的，但百合花有很多种颜色，比如白色、粉色，黄色和橙色等，最常见的颜色是白色和粉色。
机器人：好，记住了，可以吃吗；
小朋友：百合花的球跟含有丰富的淀粉质，有一些可以作为蔬菜食用，比如球跟晒干后可以煮汤喝。
机器人：球跟是什么；好吃吗；
此时如果小朋友回答不了机器人的问题，就需要自己先去找到问题的答案再教给机器人，机器人则将已经获得的知识答案和图像存储至数据库中。然后小朋友可以向机器人发出第二提问，如下：
小朋友：百合花是什么颜色；
机器人：百合花是白色的，但百合花有很多种颜色，比如白色、粉色，黄色和橙色等，最常见的颜色是白色和粉色。
小朋友：百合花可以吃吗；
机器人：合花的球跟含有丰富的淀粉质，有一些可以作为蔬菜食用，比如球跟晒干后可以煮汤喝。
到此，小朋友确定了机器人已经学习到了自己教的知识，若机器人回答错误，小朋友可以重新教机器人，直至机器人学会为止。
另外一方面，机器人学会知识后，可以随时向小朋友发出第三提问，第三提问的内容和第一提问大致相同，主要是为了巩固小朋友对知识的记忆。
若小朋友发现之前教给机器人的知识是错误的，可以重新将正确的知识教给机器人，机器人确认后会覆盖掉原先错误的知识，并存储新的正确的知识。
小朋友在和机器人教学的过程中，机器人需要用到话术模板，话术模板的设定可以分类来定，比如植物模板、动物模板、玩具游戏模板、日用品模板、体育模板、影视模板、音乐模板、人物模板和历史模板等。动物模板就可以设定问题：是陆地动物还是海洋动物或是两栖动物，有没有牙齿，以什么为食物等。历史模板可以设定问题：历史事件发生的事件，事件的原因和结果等。这些初始设定都较为简单，并且后续可以持续更新升级。
以上为本公开示范性实施例之一，本公开的保护范围由权利要求书及其等效物限定。

Claims (9)

1.一种逆向教学方法，其特征在于，包括：
S1：第一终端采集第二终端提供的物体图像并对其进行预处理，提取图像特征；
S2：所述第一终端根据所述图像特征向所述第二终端发出第一提问，所述第一终端接收所述第二终端的回答获取知识答案；
S3：所述第一提问结束后，所述第一终端将所述知识答案和所述图像特征存储至数据库；
S4：所述第二终端向所述第一终端发出第二提问，所述第一终端根据所述知识答案和所述图像特征作出回答；
S5：所述回答正确时，结束逆向教学；所述回答错误时，转到所述步骤S2。
2.如权利要求1所述的逆向教学方法，其特征在于，在所述步骤S5中，当所述回答正确时，所述第一终端向所述第二终端发出第三提问。
3.如权利要求1或2所述的逆向教学方法，其特征在于，所述第一提问使用话术模板发出，所述话术模板存储在所述数据库中。
4.一种逆向教学***，其特征在于，包括第一终端和第二终端；
所述第一终端包括：
图像采集模块，第一终端采集第二终端提供的图像并对其进行预处理，提取图像特征；
声音采集模块和TTS模块，所述第一终端根据所述图像特征向第二终端发出第一提问，接收第二终端的回答获取知识答案；第二终端向所述第一终端发出第二提问，所述第一终端根据所述知识答案和所述图像特征作出回答；
数据库，存储所述图像特征和所述知识答案；
控制模块，中央处理器，与所述其他模块均连接。
5.如权利要求4所述的逆向教学***，其特征在于，所述第一提问使用话术模板发出，所述话术模板存储在所述数据库中。
6.如权利要求4所述的逆向教学***，其特征在于，所述话术模板包括植物模板、动物模板、玩具游戏模板、日用品模板、体育模板、影视模板、音乐模板、人物模板和历史模板。
7.如权利要求6所述的逆向教学***，其特征在于，所述图像采集模块包括图像采集单元、预处理单元和特征提取单元。
8.如权利要求6所述的逆向教学***，其特征在于，所述声音采集模块包括声音采集单元和ASR单元。
9.如权利要求4-8任一所述的逆向教学***，其特征在于，所述第二终端至少为一个。
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