[发明专利]基于手势的交互式教学方法及交互系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能教学技术领域，特别涉及一种基于手势的交互式教学方法及交互系统。

背景技术

目前，在很多教学系统中，虽然多媒体已得到广泛应用，但多数教室仍然是教师在讲台通过音视频等方式授课，学生在座位上听的灌输学习模式，其技术手段和教学系统仍然缺乏老师与学生的教学互动有效途径，即课堂上缺乏师生信息的实时互动交流。随着WiFi技术的发展和普及，在同一WiFi网络中的传输速度和响应速度可以满足互动的实时性要求，为增强课堂上的实时互动效果，出现了基于WiFi的教学系统，如CN 104933916 A公布了一种互动教学系统，包括通过教师移动终端、学生终端、计算机、投影仪，学生终端可通过红外信号与教师移动终端连接，教师移动终端通过WiFi与计算机连接，计算机再与投影仪连接。该技术方案能够实现教师与学生之间的多媒体互动，同时还能实时的在投影仪上显示出来，实现了高效率教学。但该技术方案需要学生购买和携带采用光学识别技术的点读笔、点读板套件的学生终端，增加学生开支，此外该系统学生端需要在特定区域进行点按按钮来执行相应指令，若特定区域的触摸感应器出现问题则无法执行该指令，因此使用不方便。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于手势的交互式教学系统及交互方法。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种交互式教学系统方法，学生在智能终端客户端输入手势，建立手势模板库；通过输入手势与教师机进行互动，所述手势包括“上传”、“截取”、“下载”、“清除”、“提问”；所述建立手势模板库包括如下步骤：

S1，手势采集模块对学生在智能终端输入的手势数据进行加速度采集，即利用智能终端设备自身的加速度传感器，通过自然方式握持智能终端来采集手势的整体运动数据；

S2，利用手势采集模块对所述手势数据进行预处理，得到去噪后的手势样本数据以及手势的起点和终点；

S3，利用手势采集模块对所述手势数据进行特征值提取，得到手势样本模板；

S4，手势采集模块建立手势样本模板，即通过设定手势功能统一存储手势样本模板，利用手势采集模块存储手势样本模板，并存入手势库中，用于匹配相应手势功能；

S5，手势采集模块对手势模板进行自适应处理；所属自适应处理步骤包括：首先通过手势采集模块计算出手势样本模板并同手势库中所有手势样本模板进行计算，然后匹配最相近的手势样本；

S6，学生对所述录入手势模板中各手势进行自定义命名，对应模板中预置的手势功能，所述预置的手势功能包括“上传”、“截取”、“下载”、“清除”、“提问”；所述互助式教学方法包括如下步骤：

S7，教师机播放教学内容并将播放内容传输至服务器，所述服务器将播放内容传输至学生的智能终端；

S8，学生通过投影屏幕得到老师播放的实时的教学信息；

S9，学生通过所述智能终端与老师机进行交流时，进行手势操作，智能终端手势采集模块对录入手势的加速度数据进行采集；

S10，手势识别解析模块将学生输入的手势与样本手势进行匹配，当匹配成功时，将手势解析成指令并发送至服务器，服务器发送给教师机，教师机根据指令做出响应和学生互动；所述互动包括如下步骤之一或者组合：

“上传”：学生在所述智能终端上输入“上传”手势，由手势采集模块采集，并传递给手势识别和解析模块，将所述手势与预定义的手势进行匹配，匹配成功后，将储存在智能终端中的作业传输至教师机的教师客户端，显示在教师为其分配的显示区域，并通过投影仪投射到屏幕上；

“截取”：学生在所述智能终端上输入“截取”手势，由手势采集模块采集，并传递给手势识别解析模块，将所述手势与预定义的手势进行匹配，匹配成功后，截取智能终端当前显示内容并以图片方式保存在智能终端中；

“下载”：学生在所述智能终端上输入“下载”手势，由手势采集模块采集，并传递给手势识别解析模块，手势识别解析模块将采集的手势与预定义的手势进行匹配，匹配成功后，截取教师机当前播放的教案下载并保存到智能终端中；

“抢答”：采用如下两种方法之一：

(一)、学生用纸质工具完成练习后，学生在所述智能终端上输入“截取”手势，由手势采集模块采集，并传递给手势识别解析模块，手势识别解析模块将采集的手势与预定义的手势进行匹配，匹配成功后传输给教师机，通过“抢答”手势在教师机获取分享空间；