CN104637356A - 一种智能互动教学系统及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能互动教学系统及实现方法，所述系统包括一主控板、至少一功能子板及至少一智能终端，所述至少一功能子板可拆卸电连接于所述主控板上，所述至少一智能终端无线通信连接于所述主控板，所述智能终端用于获取所述功能子板的位置坐标及定义所述功能子板的角色ID，所述功能子板用于将对应角色ID的每一步教学信息逐一通过主控板发送给智能终端，所述智能终端用于根据所述教学信息发送该角色ID的语音数据给主控板音箱进行播放并将该角色LED状态信息发送给功能子板进行显示。本发明实现了教学与游戏的互动结合，大大提升了用户的参与性及积极性，提高了教学效果。

Description

一种智能互动教学系统及实现方法
技术领域
本发明涉及智能教学的技术领域，特别涉及一种智能互动教学系统及实现方法。
背景技术
随着科技的发展及人民生活水平的不断提高，家长对子女的幼儿教育问题越来越重视，从幼儿起就开始了外语教育，传统的教科书式的教学方式及普通教具类的简单说教方式都不同程度扼杀了孩子的童真，无法很好地开发和促进幼儿更好的学习及发展。如何开发出更加适合幼儿教学的互动式智能教具及教学方法，成为了广大幼儿家长的迫切的需求。
通常，现有的大部分有关幼儿老师或幼儿教学的教学方式为二维教学方式，即老师提前制作简易教学课件给孩子图文并茂地讲解，而幼儿学生则属于被动地接受，比较枯燥乏味，教学效果不佳。
发明内容
为克服现有的缺陷，本发明提出一种智能互动教学系统及实现方法，实现了教学与游戏的互动结合，大大提升了用户的参与性及积极性，提高了教学效果。
根据本发明的一个方面，提出了一种智能互动教学系统，包括一主控板、至少一功能子板及至少一智能终端，所述至少一功能子板可拆卸电连接于所述主控板上，所述至少一智能终端无线通信连接于所述主控板，所述智能终端用于获取所述功能子板的位置坐标及定义所述功能子板的角色ID，所述功能子板用于将对应角色ID的每一步教学信息逐一通过主控板发送给智能终端，所述智能终端用于根据所述教学信息发送该角色ID的语音数据给主控板音箱进行播放并将该角色LED状态信息发送给功能子板进行显示。
进一步，在上述智能互动教学系统中，所述主控板具体包括I/O控制面板及连接于该I/O控制面板的PCB板，所述主控板的I/O控制面板上有规则地分布有4pin插孔母头。
进一步，在上述智能互动教学系统中，所述功能子板的位置坐标为与其连接的4pin插孔母头的位置。
进一步，在上述智能互动教学系统中，每一功能子板包括壳体及设于所述壳体上的多个4pin插孔公头，所述4pin插孔公头可相对所述4pin插孔母头插入或拔出，使得所述功能子板可拆卸地电连接于所述主控板。
进一步，在上述智能互动教学系统中，所述4pin插孔公头包括主体及由所述主体延伸出的四个电插片。
进一步，在上述智能互动教学系统中，所述功能子板还设有按键开关，用于将所述功能子板的位置坐标及对应角色ID的当前的教学信息发送给主控制板。
进一步，在上述智能互动教学系统中，所述智能终端通过蓝牙或wifi的方式连接于所述主控板。
根据本发明的另一方面，提出了一种上述的智能互动教学系统的实现方法，所述方法包括以下步骤：
将所述功能子板电连接于所述主控板上，并进行初始化定义；
所述智能终端获取所述功能子板的位置坐标及定义所述功能子板的角色ID；
所述功能子板将对应角色ID的每一步教学信息逐一通过主控板发送给智能终端；
所述智能终端根据所述教学信息发送该角色ID的语音数据给主控板音箱进行播放以及该角色ID的状态给功能子板。
进一步，在上述智能互动教学系统的实现方法中，将所述功能子板电连接于所述主控板上的步骤之前还包括：通过所述智能终端无线通信连接于主控板。
进一步，在上述智能互动教学系统的实现方法中，所述进行初始化定义的步骤具体包括：
定义所述功能子板的ID标识、ID状态及角色激活LED灯，其中，所述ID标识是初始的每一功能子板的默认标识，所述角色激活LED灯用于对角色ID的激活状态进行指示。
进一步，在上述智能互动教学系统的实现方法中，所述智能终端为智能手机、笔记本电脑、PC电脑、或平板电脑。
本发明智能互动教学系统及实现方法实现了教学与游戏的互动结合，大大提升了用户的参与性及积极性，提高了教学效果。
附图说明
图1为本发明智能互动教学系统的逻辑结构示意图；
图2为本发明智能互动教学系统较佳实施例的具体结构示意图；
图3为图2中功能子板的结构示意图；
图4为图3中4pin插孔公头的结构示意图；
图5为本发明智能互动教学系统的实现方法一实施例的具体流程示意图。
为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的尺寸、结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定尺寸、结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。
请参阅图1，本发明提供了一种智能互动教学系统，包括一主控板10、至少一功能子板20及至少一智能终端30，所述至少一功能子板20可拆卸电连接于所述主控板10上，所述至少一智能终端30无线通信连接于所述主控板10，所述智能终端30用于获取所述功能子板20的位置坐标及定义所述功能子板20的角色ID，所述功能子板20用于将对应角色ID的每一步教学信息逐一通过主控板10发送给智能终端30，所述智能终端30还用于根据所述教学信息发送该角色ID的语音数据给主控板10音箱进行播放及将该角色LED状态信息发送给功能子板20进行显示。
其中，所述主控板10为独立的单片机或MCU，其设有录音模块、播放模块、中控模块、蓝牙模块或WIFI模块等。所述智能终端30通过蓝牙或wifi的方式连接于所述主控板10，使得所述智能终端30与主控板10可进行数据信息的交互。
所述智能终端30是基于安卓或IOS或WPhone平台下，其安装有应用程序(APP客户端)，所述智能终端30通过所述应用程序与所述主控板10配对连接。本实施例中，所述智能终端30为智能手机，当然，所述智能终端30还可以为平板电脑或笔记本电脑等。
所述主控板10具体包括I/O控制面板(输入输出控制面板)101及连接于该I/O控制面板101的PCB板102，所述功能子板20带有单片机或MCU，所述功能子板20与主控板10通过4pin插孔(audio jack)公母头相连接。
请参阅图2至图4，本实施例中，所述主控板10的I/O控制面板101上有规则地分布有4pin插孔母头103，通过电路单片机连接到主控板10的PCB板102。
每一功能子板20包括壳体201及设于所述壳体201上的多个4pin插孔公头202，所述功能子板20通过4pin插孔公头202可从主控板10的4pin插孔母头上插入或拔出，以实现电路的导通，即所述功能子板20可拆卸地电连接于所述主控板10。这样，所述功能子板通过拔插式电连接于主控板10，开创了智能教具全新的连接及切换方式。
具体地，所述4pin插孔公头202包括主体2021及由所述主体2021延伸出的四个电插片2022，所述四个电插片2022可插入所述4pin插孔母头103中，从而实现所述功能子板20电连接于所述主控板10。需要说明的是，本发明中的4pin插孔公头202及四个电插片2022均短小平滑，可有效防止出现因儿童的误操作而导致的意外发生。
需要说明的是，所述功能子板20的位置坐标即为与其连接的4pin插孔母头的位置，即所述功能子板20与主控板10上不同位置的4pin插孔母头连接，从而会有不同的位置坐标。当所述功能子板20插入所述主控板10上某一位置的4pin插孔母头103，以实现了所述功能子板20的定位。
所述至少一功能子板20可以为两个或两个以上，当功能子板20与主控板10的初始电路连通后，所述功能子板20会对其进行初始化的信息识别，或通过主控板10的中控进行控制调整(主控板会有中控功能进行角色重置，情节下一步等操作)。
所述壳体201上还设有按键开关203，用于将所述功能子板20的位置坐标及对应角色ID的当前的教学信息发送给主控板10，通过主控板10反馈给智能终端30的APP客户端，所述智能终端30接收到功能子板20的位置坐标后，对该坐标下的功能子板20进行语音或状态操作，即所述智能终端30的APP客户端发送下一段语音数据给主控制板10进行播放，从而来实现课件中角色的对话交流。这样，所述功能子板20与主控板10通过类似棋盘相结合的方式，使得智能教具更加生动形象。
请参阅图5，图5为上述智能互动教学系统的实现方法一实施例的具体流程示意图，所述方法包括以下步骤：
步骤S101：通过所述智能终端30无线通信连接于主控板10；
在具体实现时，通过开启智能手机的蓝牙与主控板10配对，实现手机APP与主控板10的通信。
本步骤之前还包括：通过所述智能终端30网络访问课件服务器并下载课件。
具体地，通过用户权限进行登入手机APP(教师具备特定权限，学生家长只具备获取指定内容的权限)；根据教学需求，选择进入不同年级的课件内容界面，并选择下载该课件(课件数据选择从网站指定连接下载)
步骤S102：将所述功能子板20电连接于所述主控板10上，并进行初始化定义；
在具体实现时，通过功能子板20插入主控板10的位置，来定义该功能板的ID与课件角色关系对应。
本步骤中功能子板20进行初始化定义具体包括：
定义所述功能子板20的ID标识、ID标识与课件角色对应关系及角色激活LED灯状态；所述角色激活LED灯用于对角色ID的激活状态进行指示。
步骤S103：所述智能终端30获取所述功能子板20的位置坐标及定义所述功能子板20的角色ID；
在具体实现时，通过功能子板20插入主控板10的位置，来定义该功能子板的坐标参数信息；通过不同功能子板插入主控板来识别不同功能子板的ID标识；根据ID、位置信息、APP会匹配相应的当前语音信息和LED状态；
步骤S104：所述功能子板20将对应角色ID的每一步教学信息逐一通过主控板10发送给智能终端30；
在具体实现时，通过智能终端30的APP客户端识别所有插在主控板10上的功能子板20的位置坐标，当某一功能子板20的ID被激活时，以该ID为坐标原点，进行计算周围有效的半径范围内的功能子板的ID标识群，并识别该ID标识群内不同功能子板20的ID状态，统一整合一起，比如A的ID为01，B的ID为02，C的ID为03，APP通过算法找出对应课件编码即为010203，并从APP端发送相应的数据，完成该环节的互动对话过程。
本步骤分三个步骤：
1、通过智能终端30全局检测整体所有功能子板20的ID及ID对应的位置信息；
2、检查激活的ID当前状态信息及对应的位置；
3、通过智能终端30(APP客户端)检查上一次此ID的状态信息和位置以及对应的动作；
整合以上步骤进行对应的算法计算，完成相关对应课件的匹配，完成该环节的互动对话过程。
其中，主动进行下一步的动作包括拔插功能小板、功能小板按键方式以及主控板功能按键切换。
步骤S105：所述智能终端30根据所述教学信息发送该角色ID的语音数据给主控板10音箱进行播放以及该角色ID的状态给功能子板20。
在具体实现时，所述智能终端30根据实时接收到的不同位置坐标的功能子板20的教学信息信号，并对应地提供教具的语音课件数据给I/O控制面板101，通过主控板音箱进行播放。其中，所述主控板音箱以SD卡等存储录音，之后通过WIFI同步到云端，以供给家长下载。
相比于现有技术，本发明智能互动教学系统及实现方法实现了教学与游戏的互动结合，大大提升了用户的参与性及积极性，提高了教学效果。
最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (10)

1.一种智能互动教学系统，其特征在于，包括一主控板、至少一功能子板及至少一智能终端，所述至少一功能子板可拆卸电连接于所述主控板上，所述至少一智能终端无线通信连接于所述主控板，所述智能终端用于获取所述功能子板的位置坐标及定义所述功能子板的角色ID，所述功能子板用于将对应角色ID的每一步教学信息逐一通过主控板发送给智能终端，所述智能终端用于根据所述教学信息发送该角色ID的语音数据给主控板音箱进行播放并将该角色LED状态信息发送给功能子板进行显示。
2.根据权利要求1所述的智能互动教学系统，其特征在于，所述主控板具体包括I/O控制面板及连接于该I/O控制面板的PCB板，所述主控板的I/O控制面板上有规则地分布有4pin插孔母头。
3.根据权利要求2所述的智能互动教学系统，其特征在于，每一功能子板包括壳体及设于所述壳体上的多个4pin插孔公头，所述4pin插孔公头可相对所述4pin插孔母头插入或拔出，使得所述功能子板可拆卸地电连接于所述主控板。
4.根据权利要求3所述的智能互动教学系统，其特征在于，所述4pin插孔公头包括主体及由所述主体延伸出的四个电插片。
5.根据权利要求4所述的智能互动教学系统，其特征在于，所述功能子板还设有按键开关，用于将所述功能子板的位置坐标及对应角色ID的当前的教学信息发送给主控制板。
6.根据权利要求1所述的智能互动教学系统，其特征在于，所述智能终端通过蓝牙或wifi的方式连接于所述主控板。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的智能互动教学系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将所述功能子板电连接于所述主控板上，并进行初始化定义；
所述智能终端获取所述功能子板的位置坐标及定义所述功能子板的角色ID；
所述功能子板将对应角色ID的每一步教学信息逐一通过主控板发送给智能终端；
所述智能终端根据所述教学信息发送该角色ID的语音数据给主控板音箱进行播放以及该角色ID的状态给功能子板。
8.根据权利要求7所述的智能互动教学系统的实现方法，其特征在于，将所述功能子板电连接于所述主控板上的步骤之前还包括：通过所述智能终端无线通信连接于主控板。
9.根据权利要求7所述的智能互动教学系统的实现方法，其特征在于，所述进行初始化定义的步骤具体包括：
定义所述功能子板的ID标识、ID状态及角色激活LED灯，其中，所述ID标识是初始的每一功能子板的默认标识，所述角色激活LED灯用于对角色ID的激活状态进行指示。
10.根据权利要求7～9任一项所述的智能互动教学系统的实现方法，其特征在于，所述智能终端为智能手机、笔记本电脑、PC电脑、或平板电脑。
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