[发明专利]一种互动教学系统及方法

说明书

本发明属于人工智能教育技术领域，公开了一种互动教学系统，包括学生数据采集模块、学生数据分析模块和教师反馈模块，教师反馈模块包括教师合成单元和反馈单元，教师合成单元用于生成卡通形象或真人形象参数以及相应的动作和/或表情参数，反馈单元用于根据教师合成单元的输出参数给予学生反馈。本发明可以应用在多种教学场景，如语言教学、编程教学和数学教学等。人工智能教育能够更好的实现教学效果评估和互动，实现千人千面的个性化教学。目前主流的人工智能教育方法还主要应用在辅助教学方面，未来需要人工智能承担更多或全部的教师工作，更丰富的人工智能交互手段和营造更真实的教学氛围，以降低教学成本，提高学习效率。

技术领域

本发明属于人工智能教育技术领域，具体涉及一种互动教学系统及方法。

背景技术

随着互联网、移动通信技术的普及和发展，近年来在线教育被越来越多的人所接受，日益受到资本市场的青睐，在线教育市场份额越来越大。

以目前主流的少儿英语在线一对一教学为例：通过在线学习，学生能够实现在家上课，避免了路途的奔波，节省了学生和家长的大量时间和交通成本，同时也具有较好的学习效果。但依然存在优秀教师资源稀缺，教育资源难以共享，教育成本高居不下的问题。普通家庭很难接受北美外教一对一的学费，即使是菲律宾外教，也超出了一般家庭的接受能力，较高的外教成本，也使得教育机构盈利困难。

通过人工智能与教育有效的结合，可以实现模拟在线真人老师的教学效果，人工智能教师可以实时像真人一样通过表情、动作和语言表达赞许和鼓励，营造真实互动的课堂气氛，可以部分替代或全部替代真人教师实时授课，有效解决教师资源短缺及教育成本高的问题。同时也能够大大降低教学成本(全人工智能教育成本约为真人一对一教育成本的5％～10％)，能够实现真正的普惠教育，为一般收入家庭和教育落后地区提供优质、低价的教育资源。

为了解决上述问题，众多机构和个人进行了较多的探索。例如申请号为201710831136.0的中国专利公开了一种基于多语种人机交互的拟人形象人工智能教学系统和方法，提出了通过真人形象语言教学视频、对真人进行拟人形象处理以获得拟人形象语言教学视频等手段，实现拟人形象人工智能教学系统。

上述的人工智能教学系统和方法虽然做到了对真人形象进行处理获得拟人形象教学视频，供学生选择真人形象老师或卡通形象老师，增加了学习兴趣，但仍存在缺陷，例如：仅限于真人形象语言视频教学，需要事先录制教学视频，并在录制过程中要求被录制者穿戴信号采集器，限制了应用场景。对真人形象的拟人化处理技术复杂，面临成本高，难以普及等问题，且真人形象限制为被录制者本人。对学生的发音的评估方法为到数据库中查找是否与之匹配的记录，限制了实际应用效果和场景。缺少对于较复杂的测验形式的评估，如选择题、填空题和对话练习等。

发明内容

本发明的第一目的是解决上述问题，提供一种可以模拟一对一的真人教学场景的互动教学系统。

为实现第一目的所采用的技术方案是：

一种互动教学系统，包括用于采集学生的交互信息的学生数据采集模块、用于对交互信息进行分析的学生数据分析模块、以及用于根据学生数据分析模块的分析结果给学生反馈的教师反馈模块，所述教师反馈模块包括教师合成单元和反馈单元，教师合成单元用于生成卡通形象或真人形象参数以及相应的动作和/或表情参数，反馈单元用于根据教师合成单元的输出参数给予学生反馈。

优选地，所述反馈单元包括视频反馈单元、图像反馈单元、AR/VR反馈单元和音频反馈单元中的一种或几种；视频反馈单元用于根据教师合成单元的输出参数生成教师行为的视频文件并展现给学生；图像反馈单元用于根据教师合成单元的输出参数生成教师行为的图像文件并展现给学生；AR/VR反馈单元用于根据教师合成单元的输出参数生成教师行为的AR/VR文件并展现给学生；音频反馈单元用于根据教师合成单元的输出参数生成教师行为的音频文件并展现给学生。