CN106023693B - 一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统及方法 - Google Patents
一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统及方法，包括：虚拟现实课程制作模块、信息管理模块、学生互动学习模块；虚拟现实课程制作模块运行在虚拟现实课程制作计算机中；信息管理模块运行在云服务器中，信息管理模块包括模式识别系统和数据库，数据库用于储存虚拟课堂的所有数据，并储存学生的特性信息；学生互动学习模块运行在学生计算机中，学生计算机上安装有学生摄像头、学生麦克风；学生麦克风用于录制学生的提问或者学生对老师提出的问题的回答，学生摄像头用于采集学生的姿态和面部信息；本发明基于模式识别技术设计了提高学习效率的系统，记录学生的特点、分析给出合理的调整和针对性建议，由此给学生呈现更好的教育。
Description
技术领域
本发明是涉及一种虚拟现实技术在教育的应用，特别是一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统及方法。
背景技术
在传统意义上，学校教育是一种封闭式教育方式，即有校园、教室，学生及老师在规定的时间和地点展开相应的教学过程。很多人因为种种限制无法参与到学校的学习过程，所以随着信息通信技术的发展而出现了远程视频教育，但是远程视频教育仅仅提供了简单的学习内容，无法有课堂教学的真实感，而且学生自主实施学习的学习效果普遍较差。因为这种虚拟课堂的授课内容都是一成不变的，学生无法得到和自身特点相适应的教育，也无法在走神或者心情不适的情况下得到适当的激励。所以当前需要充分利用计算机技术提出更好的教育系统。
虚拟现实技术的发展，不仅在很多学科取得了前所未有的研究成果，而且将改变传统的教学方式。充分认识虚拟现实技术在教学中的重要性，并研究虚拟现实技术的相关应用，已成为当前教学的一个重要课题。
发明内容
本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统及方法，大大提高了学生的学习效率。
本发明基于模式识别技术设计了提高学生学习效率的识别系统，最后由云服务器的数据库记录学生的特点、分析给出合理的调整和针对性建议，由此给学生呈现更好的教育。
根据本发明的第一方面内容，将知识点进行碎片化处理，即让授课老师对同一个知识点准备若干讲解方式，不同的知识点互相独立成块，在教学过程中学生可以随时提问，教师匹配出合理的回答，每个知识点之后对此知识点进行提问，并通过师生之间的互动判断学生的领悟程度，并决定下一个知识点的讲解方式，真正做到因材施教，根据学生的学习能力提供相适应的教育，帮助学生更好地掌握学习的知识。
根据本发明第二方面内容，提供一种模式识别系统，首先在一堂虚拟课程不同时间设置若干注意力标志点，并用摄像头捕捉学生的姿态、眼神等信息，判断学生的注意力是否集中在学习内容上，如果学生注意力不集中，就在合适的时机加入使注意力提高的环节；其次通过面部识别，判断学生的情绪状态比如高兴、悲伤、焦虑等，并通过适当改变虚拟课堂的背景颜色、教师的衣服和背景音乐等，由此增加课堂中的学生的沉浸感。
根据本发明第三方面内容，将学生上课的各方面纪录保存在数据库中，进行详细分析，根据分析结果对学生的学习进行针对性指导，并在后续课程中进行适当地调整课堂内容的讲解方式。
根据本发明内容，采用虚拟现实技术来克服时间、空间限制，提供虚拟课堂授课，使学生在虚拟课堂中得到身临其境的教学，并且针对不同的学生提供针对性的教育，做到因材施教，提高学生的学习效率。
本发明一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统包括：虚拟现实课程制作模块、信息管理模块、学生互动学习模块；虚拟现实课程制作模块运行在虚拟现实课程制作计算机中；信息管理模块运行在云服务器中，信息管理模块包括模式识别系统和数据库，数据库用于储存虚拟课堂的所有数据，并储存学生的特性信息；学生互动学习模块运行在学生计算机中，学生计算机上安装有学生摄像头、学生麦克风；学生麦克风用于录制学生的提问或者学生对老师提出的问题的回答，学生摄像头用于采集学生的姿态和面部信息；虚拟现实课程制作计算机和学生计算机通过网络与云服务器双向通信；
虚拟现实课程制作模块进行虚拟课程的制作，虚拟现实课程制作模块包括课程制作模块、注意力唤起模块；课程制作模块首先利用知识碎片化概念，即把一堂课的所有知识点进行碎片化处理，针对每一个知识点采用不同的教学方式进行讲解，录音设备录制教师的语音和相对应的课件，并对课件进行编码，其次把录制的各个教师的语音和相对应的课件进行后期处理，给每种语音捆绑虚拟教师标志位和对应的场景信息；最后把各个知识点进行模块化处理，不同的模块就组成一堂课的内容；注意力唤起模块为每个知识点制作相应的笑话、趣味知识和课外知识；虚拟现实课程制作完成后上传到云服务器，储存在数据库中进行统一管理；
模式识别系统，有两个功能，其一是在学生上课进行难易检测过程中对学生的语音进行模式识别，语音包括学生对每个知识点后老师对学生的提问的回答和在课程学习过程中学生主动提出的问题，学生计算机连接的学生麦克风采集学生的语音，然后通过网络上传到云服务器，模式识别系统利用语音识别引擎对学生语音进行识别，使学生语音转化成字符或者文档，然后从数据库中根据关键字匹配的原则进行问题匹配，把匹配出的问题对应的答案在线传输到学生计算机，并且通过学生的回答判断学生对知识点掌握程度信息，并适当选择下一个知识点的讲解方式；其二是在学生上课进行对学生的姿态和面部信息进行情绪识别，首先学生摄像头捕捉学生的信息，包括姿态、面部表情和眼神，在线传输到模式识别系统，模式识别系统采用情绪识别引擎对学生情绪(所述学生情绪包括高兴、兴奋、低落等)进行识别，然后根据学生情绪适当调整课堂参数，把调整之后的虚拟课堂参数在线传输到学生计算机，通过课堂参数的调整来中和学生情绪，使学生更加专注在虚拟课堂的内容上；
学生互动学习模块，包括课程学习环节、难易判断环节和注意力判断环节；课程学习环节中，学生采用虚拟课堂进行上课，虚拟教师在每个知识点后对学生进行提问，根据学生的回答判断学生掌握程度，而且还可以随时穿插注意力判断环节，如果学生在认真听讲，继续课程内容，否则引入制作的注意力唤起模块的内容；课程学习环节，学生用学生计算机连接云服务器后，给学生播放制作的虚拟课程，如果数据库中没有学生的特点信息，则给学生播放常规讲解方式的知识点授课内容，如果数据库上有该学生的特点，则给该学生播放以适合学生特点的授课内容，比如学生理解能力较差，则给该学生播放以知识点强化为主的授课内容；难易判断环节通过学习过程中学生与虚拟教师之间的互动，对学生给出的答案的可靠程度判断出该学生对该知识点的掌握程度，并进行施教；然后难易判断环节将得到的学生掌握程度的判断储存在数据库中；注意力判断环节通过学生学习过程中适当时间加入，学生摄像头采集的学生姿态、眼神和面部表情信息上传到模式识别系统，模式识别系统判断学生是否在认真听讲，如果学生在认真听讲，则继续课程内容，否则适当穿插制作的注意力唤起模块的内容。
所述虚拟现实课程制作模块中，采用录音设备录制教师的语音和课件时，不同知识点间相互独立。
所述虚拟现实课程制作模块中，采用录音设备录制教师的语音时，语音包括教学语音和画外音乐。
所述虚拟现实课程制作模块还包括虚拟教学辅助模块，虚拟教学辅助模块采集现实中的图像、音频数据，利用多媒体技术，半实物仿真与虚拟现实相结合的方法建造虚拟世界、建立虚拟化学实验过程、建立虚拟手术，以此辅助教学过程。
所述虚拟现实课程制作模块，标志位包括背景、衣着和姿态信息，所述对应的场景信息包括黑板或者真实世界场景或其他教学场景。
模式识别系统中，所述课堂参数包括虚拟课堂背景颜色、虚拟教师衣着颜色、背景音乐。
模式识别系统中，所述学生情绪包括高兴、兴奋、低落。
模式识别系统中，所述语音识别(SR)引擎为Microsoft Speech SDK的语音识别(SR)引擎；所述情绪识别引擎为emokit公司的开源版sdk。
学生互动学习模块中，所述对学生给出的答案的可靠程度判断出学生对该知识点的掌握程度并进行施教具体为：如果掌握程度好，则进行适当地知识点扩展，如果掌握的不好则进行知识点强化学习，如果掌握的一般就采用一般的讲解方式。
一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育方法，包括三个部分，第一部分是教育机构制作虚拟课程过程，第二部分是模式识别过程，第三部分是学生通过学生计算机连接所述教育系统并进行互动学习过程；
(1)虚拟课程中，首先利用知识碎片化概念，即把一堂课的所有知识点进行碎片化处理，针对每一个知识点采用不同的教学方式进行讲解，录音设备录制教师的语音和相对应的课件，并对课件进行编码，其次把录制的各个教师的语音和相对应的课件进行后期处理，给每种语音捆绑虚拟教师标志位和对应的场景信息；最后把各个知识点进行模块化处理，不同的模块就组成一堂课的内容；注意力唤起模块为每个知识点制作相应的笑话、趣味知识和课外知识；虚拟现实课程制作完成后上传到云服务器，储存在数据库中进行统一管理；
(2)模式识别过程，有两个功能，其一是在学生上课进行难易检测过程中对学生的语音进行模式识别，语音包括学生对每个知识点后老师对学生的提问的回答和在课程学习过程中学生主动提出的问题，学生计算机连接的学生麦克风采集学生的语音，然后通过网络上传到云服务器，模式识别系统利用语音识别引擎对学生语音进行识别，使学生语音转化成字符或者文档，然后从数据库中根据关键字匹配的原则进行问题匹配，把匹配出的问题对应的答案在线传输到学生计算机，并且通过学生的回答判断学生对知识点掌握程度信息，并适当选择下一个知识点的讲解方式；其二是在学生上课进行对学生的姿态和面部信息进行情绪识别，首先学生摄像头捕捉学生的信息，包括姿态、面部表情和眼神，在线传输到模式识别系统，模式识别系统采用情绪识别引擎对学生情绪进行识别，然后根据学生情绪适当调整课堂参数，把调整之后的虚拟课堂参数在线传输到学生计算机，通过课堂参数的调整来中和学生情绪，使学生更加专注在虚拟课堂的内容上；
(3)学生互动学习过程，包括课程学习环节、难易判断环节和注意力判断环节；课程学习环节中，学生采用虚拟课堂进行上课，虚拟教师在每个知识点后对学生进行提问，根据学生的回答判断学生掌握程度，而且还可以随时穿插注意力判断环节，如果学生在认真听讲，继续课程内容，否则引入制作的注意力唤起模块的内容；课程学习环节，学生用学生计算机连接云服务器后，给学生播放制作的虚拟课程，如果数据库中没有学生的特点信息，则给学生播放常规讲解方式的知识点授课内容，如果数据库上有该学生的特点，则给该学生播放以适合学生特点的授课内容，比如学生理解能力较差，则给该学生播放以知识点强化为主的授课内容；难易判断环节通过学习过程中学生与虚拟教师之间的互动，对学生给出的答案的可靠程度判断出该学生对该知识点的掌握程度，并进行施教；然后难易判断环节将得到的学生掌握程度的判断储存在数据库中；注意力判断环节通过学生学习过程中适当时间加入，学生摄像头采集的学生姿态、眼神和面部表情信息上传到模式识别系统，模式识别系统判断学生是否在认真听讲，如果学生在认真听讲，则继续课程内容，否则适当穿插制作的注意力唤起模块的内容。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明将知识点进行了碎片化处理，不同知识点之间相互独立，同一知识点使用不同的教学方式分别录制教学内容，并根据学生对知识的掌握程度选择知识点的讲解方式，比如对掌握程度差的学生进行知识点强化学习，对掌握程度好的学生进行知识点扩展，相比较于现有的远程视频教学，能够真正做到因材施教，有教无类；
(2)本发明采用模式识别技术，通过在师生交互过程识别学生的语音，判断学生对知识点的掌握程度，并将学生特点存储于数据库中，在不断学习过程中的完善，使得本发明对该学生的教学更有针对性；
(3)本发明采用模式识别技术，在学生学习过程中识别学生的情绪，通过改变虚拟课堂的参数比如背景颜色、背景音乐等来舒缓学生情绪，使学生能更加沉浸在课堂内容中。
附图说明
图1是本发明的虚拟现实技术和模式识别技术的教学系统的总体框图；
图2是本发明的虚拟课程制作的详细流程图，包括采集教师的语音，设置虚拟教师标志位和场景信息，并对教师所用课件进行编码，在虚拟课程制作计算机进行虚拟课程的制作。
图3是本发明的注意力唤起环节模块制作的框图，包括两大部分，其一是注意力唤起环节的制作的详细流程图，通过教师麦克风录制一些小笑话、趣味知识、课外知识等语言，并在虚拟课程制作计算机上完成制作；其二是注意力识别环节的详细流程图，对学生的注意力进行识别，并适当时间插入所录制的注意力唤起环节；
图4是本发明的难易判断环节的流程图；通过师生之间的交互，将学生的语音上传到云服务器并模式识别，判断出学生对知识点的掌握程度，并适当调整接下来课程内容。
图5是本发明的学生学习过程的流程图的详细流程图，主要分为三个环节：课程学习环节、难易判断环节和注意力判断环节。在学生用虚拟课堂进行上课的过程中，系统在每个知识点后对学生进行提问，根据学生的回答判断学生掌握程度，而且时不时穿插注意力判断环节，如果学生在认真听讲，那么继续课程内容，否则适当穿插前面制作的注意力唤起内容；
图6是图5学生学习过程中的情绪识别的详细流程图，主要作用是采用模式识别技术，在学生学习过程中识别学生的情绪，通过改变虚拟课堂的参数比如背景颜色、背景音乐等来舒缓学生情绪，使学生能更加沉浸在课堂内容中。
具体实施方式
通过结合附图给出的对于实施例的以下描述，本发明的目的和特征将变得清楚，其中：
其后，将参考形成其一部分的附图来详细描述本发明的实施例。
本发明包括：学生计算机、学生摄像头、学生麦克风、教师麦克风、模式识别系统、数据库、云服务器、虚拟现实课程制作计算机，学生摄像头、学生麦克风、虚拟现实课程制作计算机、学生计算机通过网络与云服务器相连，而云服务器包括模式识别模块和数据库两大部分。
根据本发明实施的教育系统可以在物理上实现分离的空间中操作，即：教师在一个教室录制相关的课程，而购买该系统的学生可以在任何时间任何地点用虚拟现实的设备进行上课。
步骤一：图2是示出了根据本发明实施例的课程制作框图，课程内容的创建划分为语音记录、课件编码、记录该语音的虚拟教师标志位和场景信息，以及后期的录音的制作。首先结合本发明提出了“知识碎片化”这一全新概念用录音设备捕获教师的语音和相对应的课件，并进行编码，具体地说是把一堂课的所有知识点进行碎片化处理，针对每一个知识点用不同的教学方式进行讲解，比如为理解能力强的学生在快速讲解完该知识点之后进行课外扩展、为理解能力较差的学生反复强化该知识点等等；其次把各个语音进行后期处理，给语音捆绑虚拟教师标志位比如衣着、姿态信息和对应的场景信息比如黑板或者真实世界场景等；最后把各个知识点进行模块化处理，不同的模块就组成一堂课的内容。
步骤二：教学辅助模块采集现实中的图像、音频等数据，比如宇宙、山川河流、历史事件、实验等，利用多媒体技术，半实物仿真与虚拟现实相结合的方法建造虚拟世界、建立虚拟化学实验过程、建立虚拟手术等，以此辅助教学过程。
步骤三：图3是示出了根据本发明实施例的注意力唤起环节制作的框图，首先给步骤一的虚拟课堂设计若干注意力标志点，可以设置在教师正在讲解的重点内容处；并录制若干可以提高学生注意力的环节，比如简短的小笑话或是与当前教学内容相关的趣味知识等。然后用摄像头捕捉学生的姿态、眼神等信息，通过模式识别判断学生的注意力是否集中在步骤二部分设置的注意力标志点上，如果学生注意力不集中，就在合适的时机加入使注意力唤起模块。
步骤四：由经验丰富的教师对每一个知识点准备若干相关问题及答案，独立录制成模块。
步骤五：将所有以上数据储存在专门的数据库中。
步骤六：在任意时间任意地点，学生都可以打开自己的计算机，并打开学生的摄像头、麦克风，然后启动课程程序就可以把学生带入虚拟现实的课堂中。
步骤七：图5是示出了根据本发明实施例的使用虚拟现实的“因材施教”的教学方式的流程图，如果教育系统没有该学生的学习能力、个人特点等信息，教育系统就给该学生播放第一块知识点的常规图像，在虚拟课程上课过程中对学生进行如图4所示的对学生理解程度评价，而且在学习过程中学生可以随时打断课堂内容，教师同意其提问请求后课程随即暂停，然后学生用麦克风把要提问的问题录入教育系统并上传到云服务器，然后用模式识别系统对学生的语音进行模式识别，并从步骤二的问答部分匹配出最佳答案，并将合理答案传到学生的计算机回答该学生。并且当每个知识点讲解结束之后教师选择合适的问题对学生进行提问，根据学生的回答对学生进行指导。并由以上判断学生的领悟程度、学习能力和学生特点等信息，并将以上数据和学生的个人信息储存在专门的数据库中，通过教育系统的综合分析选择合适的下一个知识点的模块，真正做到因材施教。
步骤八：在教学过程中，可以引入合适的教学辅助模块，可以随着教师的讲课进程展示不同的虚拟场景，比如教师在讲地理的时候可以给学生展示相关的地理地貌，比如化学老师在讲解化学反应时可以当堂展示该化学实验的过程和化学变化的分子、化学键变化状态。由此使得学生对知识的掌握更加牢靠。
步骤九：图6是示出了根据本发明实施例的情绪识别系统的流程图，由学生摄像头录入学生的姿态、面部表情信息上传到云服务器中，并由模式识别系统进行学生情绪识别，判断学生的情绪状态比如高兴、悲伤和焦虑，并通过适当改变虚拟课堂的背景颜色、教师的衣服和背景音乐等课堂参数，并在线将这些课堂参数传输到学生计算机上，改变学生所用虚拟课堂参数，由此通过减少学生情绪对学生学习过程的影响使学生能更加沉浸在课堂内容中。
步骤十：由图3所示的，用学习摄像头捕捉学生的姿态、眼神等信息，通过模式识别系统判断学生的注意力是否集中在步骤二部分设置的注意力标志点上，如果学生注意力不集中，就在合适的时机加入使注意力唤起模块。
步骤十一：将以上所有产生的学生信息包括学生的学习能力、学习习惯、通常情绪状况、注意力维持时长等，以及学生的基本信息包括年龄、性别等，全部储存在云服务器的数据库中，重复以上教学过程，就可以对该学生的特点判断地更加准确，通过综合分析就能给学生学习提供合理建议，能给该学生选择更加合适的知识点模块，能给课程提供很好的改进意见。
Claims (10)
1.一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：包括虚拟现实课程制作模块、信息管理模块、学生互动学习模块；虚拟现实课程制作模块运行在虚拟现实课程制作计算机中；信息管理模块运行在云服务器中，信息管理模块包括模式识别系统和数据库，数据库用于储存虚拟课堂的所有数据，并储存学生的特性信息；学生互动学习模块运行在学生计算机中，学生计算机上安装有学生摄像头、学生麦克风；学生麦克风用于录制学生的提问或者学生对老师提出的问题的回答，学生摄像头用于采集学生的姿态和面部信息；虚拟现实课程制作计算机和学生计算机通过网络与云服务器双向通信；
虚拟现实课程制作模块进行虚拟课程的制作，虚拟现实课程制作模块包括课程制作模块、注意力唤起模块；课程制作模块首先利用知识碎片化概念，即把一堂课的所有知识点进行碎片化处理，针对每一个知识点采用不同的教学方式进行讲解，录音设备录制教师的语音和相对应的课件，并对课件进行编码，其次把录制的各个教师的语音和相对应的课件进行后期处理，给每种语音捆绑虚拟教师标志位和对应的场景信息；最后把各个知识点进行模块化处理，不同的模块就组成一堂课的内容；注意力唤起模块为每个知识点制作相应的笑话、趣味知识和课外知识；虚拟现实课程制作完成后上传到云服务器，储存在数据库中进行统一管理；
模式识别系统，有两个功能，其一是在学生上课进行难易检测过程中对学生的语音进行模式识别，语音包括学生对每个知识点后老师对学生的提问的回答和在课程学习过程中学生主动提出的问题，学生计算机连接的学生麦克风采集学生的语音，然后通过网络上传到云服务器，模式识别系统利用语音识别引擎对学生语音进行识别，使学生语音转化成字符或者文档，然后从数据库中根据关键字匹配的原则进行问题匹配，把匹配出的问题对应的答案在线传输到学生计算机，并且通过学生的回答判断学生对知识点掌握程度信息，并适当选择下一个知识点的讲解方式；其二是在学生上课进行对学生的姿态和面部信息进行情绪识别，首先学生摄像头捕捉学生的信息，包括姿态、面部表情和眼神，在线传输到模式识别系统，模式识别系统采用情绪识别引擎对学生情绪进行识别，然后根据学生情绪适当调整课堂参数，把调整之后的虚拟课堂参数在线传输到学生计算机，通过课堂参数的调整来中和学生情绪，使学生更加专注在虚拟课堂的内容上；
学生互动学习模块，包括课程学习环节、难易判断环节和注意力判断环节；课程学习环节中，学生采用虚拟课堂进行上课，虚拟教师在每个知识点后对学生进行提问，根据学生的回答判断学生掌握程度，而且还可以随时穿插注意力判断环节，如果学生在认真听讲，继续课程内容，否则引入制作的注意力唤起模块的内容；课程学习环节，学生用学生计算机连接云服务器后，给学生播放制作的虚拟课程，如果数据库中没有学生的特点信息，则给学生播放常规讲解方式的知识点授课内容，如果数据库上有该学生的特点，则给该学生播放以适合学生特点的授课内容；难易判断环节通过学习过程中学生与虚拟教师之间的互动，对学生给出的答案的可靠程度判断出该学生对该知识点的掌握程度，并进行施教；然后难易判断环节将得到的学生掌握程度的判断储存在数据库中；注意力判断环节通过学生学习过程中适当时间加入，学生摄像头采集的学生姿态、眼神和面部表情信息上传到模式识别系统，模式识别系统判断学生是否在认真听讲，如果学生在认真听讲，则继续课程内容，否则适当穿插制作的注意力唤起模块的内容。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：所述虚拟现实课程制作模块和学生互动学习模块可以在物理上能够实现分离的空间中操作，即虚拟现实课程制作模块中教师在一个教室录制相关的课程，而购买该教育系统的学生利用学生互动学习模块，在任何时间任何地点用虚拟现实设备进行上课。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：所述虚拟现实课程制作模块中，采用录音设备录制教师的语音和课件时，不同知识点间相互独立。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：所述虚拟现实课程制作模块中，采用录音设备录制教师的语音时，语音包括教学语音和画外音乐。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：所述虚拟现实课程制作模块还包括虚拟教学辅助模块，虚拟教学辅助模块采集现实中的图像、音频数据，利用多媒体技术，半实物仿真与虚拟现实相结合的方法建造虚拟世界、建立虚拟化学实验过程、建立虚拟手术，以此辅助教学过程。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：所述虚拟现实课程制作模块，对录制的课程设置标志位和场景信息，标志位包括课程背景、教师衣着和教师姿态信息，场景信息包括黑板或者真实世界场景。
7.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：模式识别系统中，根据模式识别结果对虚拟课程的标志位和场景信息进行调整。
8.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：模式识别系统中，所述语音识别(SR)引擎为MicrosoftSpeechSDK的语音识别(SR)引擎；所述情绪识别引擎为emokit公司的开源版sdk。
9.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，其特征在于：学生互动学习模块中，所述对学生给出的答案的可靠程度判断出学生对该知识点的掌握程度并进行施教具体为：如果掌握程度好，则进行适当地知识点扩展，如果掌握的不好则进行知识点强化学习，如果掌握的一般就采用一般的讲解方式。
10.一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育方法，其特征在于：包括三个部分，第一部分是教育机构制作虚拟课程过程，第二部分是模式识别过程，第三部分是学生通过学生计算机连接权利要求1所述基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统，并进行互动学习过程；
(1)虚拟课程中，首先利用知识碎片化概念，即把一堂课的所有知识点进行碎片化处理，针对每一个知识点采用不同的教学方式进行讲解，录音设备录制教师的语音和相对应的课件，并对课件进行编码，其次把录制的各个教师的语音和相对应的课件进行后期处理，给每种语音捆绑虚拟教师标志位和对应的场景信息；最后把各个知识点进行模块化处理，不同的模块就组成一堂课的内容；注意力唤起模块为每个知识点制作相应的笑话、趣味知识和课外知识；虚拟现实课程制作完成后上传到云服务器，储存在数据库中进行统一管理；
(2)模式识别过程，有两个功能，其一是在学生上课进行难易检测过程中对学生的语音进行模式识别，语音包括学生对每个知识点后老师对学生的提问的回答和在课程学习过程中学生主动提出的问题，学生计算机连接的学生麦克风采集学生的语音，然后通过网络上传到云服务器，模式识别系统利用语音识别引擎对学生语音进行识别，使学生语音转化成字符或者文档，然后从数据库中根据关键字匹配的原则进行问题匹配，把匹配出的问题对应的答案在线传输到学生计算机，并且通过学生的回答判断学生对知识点掌握程度信息，并适当选择下一个知识点的讲解方式；其二是在学生上课进行对学生的姿态和面部信息进行情绪识别，首先学生摄像头捕捉学生的信息，包括姿态、面部表情和眼神，在线传输到模式识别系统，模式识别系统采用情绪识别引擎对学生情绪进行识别，然后根据学生情绪适当调整课堂参数，把调整之后的虚拟课堂参数在线传输到学生计算机，通过课堂参数的调整来中和学生情绪，使学生更加专注在虚拟课堂的内容上；
(3)学生互动学习过程，包括课程学习环节、难易判断环节和注意力判断环节；课程学习环节中，学生采用虚拟课堂进行上课，虚拟教师在每个知识点后对学生进行提问，根据学生的回答判断学生掌握程度，而且还可以随时穿插注意力判断环节，如果学生在认真听讲，继续课程内容，否则引入制作的注意力唤起模块的内容；课程学习环节，学生用学生计算机连接云服务器后，给学生播放制作的虚拟课程，如果数据库中没有学生的特点信息，则给学生播放常规讲解方式的知识点授课内容，如果数据库上有该学生的特点，则给该学生播放以适合学生特点的授课内容；难易判断环节通过学习过程中学生与虚拟教师之间的互动，对学生给出的答案的可靠程度判断出该学生对该知识点的掌握程度，并进行施教；然后难易判断环节将得到的学生掌握程度的判断储存在数据库中；注意力判断环节通过学生学习过程中适当时间加入，学生摄像头采集的学生姿态、眼神和面部表情信息上传到模式识别系统，模式识别系统判断学生是否在认真听讲，如果学生在认真听讲，则继续课程内容，否则适当穿插制作的注意力唤起模块的内容。
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