CN107146177A - 一种基于人工智能技术的教学系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于人工智能技术的教学系统及方法，其中，一种基于人工智能技术的教学系统包括：包括获取装置、控制装置；其中，所述获取装置与所述控制装置相连；所述获取装置，用于获取教学数据；所述控制装置：用于控制教学对象对所述教学数据的获取过程；还用于根据教学数据，控制教学系统的运行。发明采用视频和音频分析技术，对老师和学生的上课情况进行实时自动分析和采集，生成教学行为数据，获取并分析现场环境数据，生成教学环境数据，以及结合教学行为数据和教学环境数据，从而控制教学系统的运行，实现教学智能化。

Description

一种基于人工智能技术的教学系统及方法

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种基于人工智能技术的教学系统及方法。

背景技术

在日常的学校课堂教学中，大家都非常重视学生是否理解了老师所讲解的内容、关心老师的教学效果、老师与学生的互动效果等。希望通过了解课堂的教学情况，进一步提高教学的质量。

目前，一般的通用方法是：(1)其他的听课老师到教室里听课(坐在后排)；(2)建设在线课堂、录播教室等，在教室里安装摄像机等设备，通过远程观看直播或者点播的方式进行听课；(3)老师通过询问学生，了解学生是否听懂了。通过这些方式，了解老师和学生的上课情况。上述这些教学方式都不能够及时、准确地反映教学效果，从而影响教学效率的提升。

发明内容

本发明提供一种基于人工智能技术的教学系统及方法，以解决上述问题。

本发明的实施例公开了一种基于人工智能技术的教学系统，包括：包括获取装置、控制装置；其中，所述获取装置与所述控制装置相连；所述获取装置，用于获取教学数据；所述控制装置：用于控制教学对象对所述教学数据的获取过程；还用于根据教学数据，控制教学系统的运行。

本发明的实施例还公开了一种基于人工智能技术的教学方法，包括：获取教学数据；根据所述教学数据，控制教学系统的运行。

本发明实施例提出了自动获取教学数据，并根据该教学数据控制教学系统的方案，该教学数据可以是老师学生的互动效果、学生的上课效果、学生的学习情况，老师、家长、管理人员和学生能够根据自己的权限获取该教学数据中的相应部分。通过该方案，老师可以实时完善课堂教学、也可以课后总结，管理者也可以让教育管理更加精准，学生能提高学习效率，提供家长了解学生的学习情况的一种有效途径，进一步提高了教学智能性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1所示为根据本发明的一较佳实施例提供的基于人工智能技术的教学系统的框图；

图2所示为根据本发明的一较佳实施例提供的统计图示意图；

图3所示为根据本发明的一较佳实施例提供的基于人工智能技术的教学系统应用场景示意图；

图4所示为根据本发明的一较佳实施例提供的时间标记示意图；

图5所示为根据本发明的另一较佳实施例提供的时间标记示意图；

图6所示为根据本发明的一较佳实施例提供的基于人工智能技术的教学方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1所示为根据本发明的一较佳实施例提供的基于人工智能技术的教学系统的框图。

如图1所示，根据本发明的实施例的一种基于人工智能技术的教学系统，包括获取装置102、控制装置104；其中，所述获取装置102与所述控制装置104相连；

所述获取装置102，用于获取教学数据；

所述控制装置104，用于控制教学对象对所述教学数据的获取过程；还用于根据教学数据，控制教学系统的运行。

其中，所述教学数据至少包括以下之一：教学行为数据、教学环境数据；所述教学对象包括：老师、学生、家长、教育管理者。

控制教学对象对教学数据的获取过程，例如控制教学对象获取教学数据的获取权限，不同的教学对象可以获取不同的教学数据。家长只能看到自己孩子的教学数据，老师只能看到所教学生的教学数据，教育管理者可以看到所有学校的教学数据。

所述控制装置104包括统计单元1042、运行单元1044；

所述统计单元1042，用于统计教学行为数据，获取统计结果；

所述运行单元1044，用于根据从所述统计单元中获取的统计结果，控制所述教学系统的运行。所述获取装置102，还用于分析采集的教室图像数据、音频数据和\或操作输入数据得到所述教学行为数据。

教学行为数据是教师或学生在上课过程中的行为数据，走动情况，上课进程，学生反馈情况，学生活动情况，教师与学生的互动情况等等。可以对这些数据进行分类统计，或者有关联关系的多种数据进行统一分析，得到具有参考价值的分析结果。同时，利用该分析结果来控制教学系统的运行。在本实施例中，教学系统是包括各摄像机、音视频处理器、直录播互动终端、班班通、投影仪、一体机、电子白板、电子书包、教师终端、学生终端、电视机、高拍仪、答题器等设备的大系统。基于这些统计结果，可控制教学系统中的某一设备或某几种设备的运行，从而实现智能化教学。

在一优选实施例中，获取装置102获取与各标识者对应的时间标识数据，各所述时间标识数据用于标识所述教学系统所录制的视频文件时间点；

所述统计单元1042，还用于统计所述时间标识数据，生成统计结果；

所述运行单元1044，还用于根据所述统计结果控制所述视频文件的播放进程。

其中，所述统计单元1042，还用于从时间和标识者两个维度对所述时间标识数据进行统计，生成统计图，如图2所示。

在上课过程中，实时对上课画面进行录制生成录制文件，方便老师或学生回放。在录制过程中，各学生可随时对录制文件进行标记或打点。标记或打点的方式可以是利用手持设备(例如手机、平板电脑、打点器等)发送触发信号，接收者，例如可能是直录播互动终端，在接收到该信号之后，根据手持设备对应的标识信息，将打点与标识信息以及打点时间对应保存。这样，录制文件能够被标记了多个打点信息。经过统计之后，可了解哪些时间点被标记了，并且哪几个时间点被标记的最多。在回放视频文件时，可根据这些时间点自动跳播，也可以直接播放被标记最多的那几个时间点的视频。

所述运行单元1044，还用于在接收到对所述统计图的选择触发操作后，控制所述视频文件跳转至所述选择触发操作所选择的时间点位置并播放。

每个时间标识对应一个播放时长，在任意一个被选择的时间标识对应的播放时长结束后，所述运行单元根据剩余的各时间标识对应的标识者数量排序顺序，控制所述视频文件跳转至各时间标识对应的时间点位置进行播放。

所述统计单元1042还用于在所述统计图中，对标识者数量大于等于阈值的时间标识数据进行区别显示。

为了更直观的展示统计数据，可生成统计图的形式，在统计图中，可以将一些数据进行区别显示，例如标识者数量特别大对应的一些时间点就可以高亮显示，用户可直接在统计图中进行操作。如果某个时间点被触发选择，则直接跳转至该时间点对应的视频起始点并开始播放。也可以按照标识者数量的大小来排序并按照顺序进行播放，而不是从零时刻开始播放。在从一个时间点跳到下一时间点时，可以是用户选择跳转，也可以播放一个预设时长例如1分钟，然后自动跳转到下一个时间点。

其中，所述获取装置102，还用于获取登录用户的唯一标识信息，其中，所述登录用户是所述标识者或者管理者；还用于提取与所述登录用户的唯一标识关联的时间标识数据；

所述控制装置104，还用于根据所述关联的时间标识数据控制所述视频文件的播放进程。

不同的用户身份登录基于人工智能技术的教学系统，所能获取的教学数据是不相同的。例如学生A登录基于人工智能技术的教学系统，所获取的教学数据是他在上课时的打点数据，在回放视频文件时，按照该打点时间跳动播放，不是从零时刻开始播放。老师登录教学系统，所获取的教学数据是整个班级的打点数据，如果某一时刻打点的学生很多，说明这个时刻的教学内容可能对学生来说比较特殊，可能是因为没有理解知识点，也可能是非常开心的时刻，也可能是感觉重要的知识点。为了便于区分，在打点时，可输入简短评语，该评语可以是预设的几条评语，供选择。也可以在手持设备上直接提供选择项，例如满意、不满意、不理解、重要、开心、标记等等。

如果是不理解的人数比较多，那么老师可直接在统计图中便捷进入相应时间点的视频，查看是哪些知识点，可以针对性的进行重复讲解。这样就能够准确地了解学生的上课情况以及知识掌握情况，提高学习效率。

在所述关联的时间标识数据对应的视频文件被查看时，或者在所述关联的时间标识数据对应的视频文件在预设时间段内未被查看时，或者有部分所述关联的时间标识数据对应的视频文件未被查看时，向预设目标发送提醒信息。

学生在上课时虽然对不理解的知识点进行了标记，但不一定会回顾这些知识点。因此，如果在是预设时间段内没有对标记时间点对应的视频进行回放，则需要提醒家长或老师。便于家长有针对性地监控学生的学习情况。

所述获取装置，还用于获取与各标识者对应的输入信息和输入时间，所述输入信息包括评价信息、知识点信息；

所述控制装置进一步包括统计单元、运行单元；

所述统计单元1042，用于统计所述输入信息和输入时间，生成统计结果；

所述运行单元1044，用于根据所述统计结果控制所述教学系统所录制的视频文件的播放进程或将所述统计结果推送至预设目标。

学生在上课过程中可以对老师的上课表现进行评价，例如满意度、互动情况。统计结果同样可以被推送至教育管理者或家长。

在一实施例中，教学系统包括：所述获取装置102，用于获取教学数据；

所述控制装置104，用于控制教学对象对所述教学数据的获取过程；还用于根据教学数据，控制教学系统的运行。

所述获取装置102，还用于获取各目标人物的表情信息以及各表情对应的时长；

所述控制装置104进一步包括统计单元1042、运行单元1044；

所述统计单元1042，用于从时长和表情两个维度对所述表情信息进行统计，生成统计图；

所述运行单元1044，用于控制跟踪摄像机对具有预设表情的目标人物进行跟踪，或者将所述统计图推送至预设目标。

在本实施例中，可通过学生的表情情况来判断教室的上课表现。或者在跟踪时，能够对特定表情进行特写，提高在线课堂的互动效果及逼真度。

在一实施例中，教学系统包括：所述获取装置102，用于获取教学数据；

所述控制装置104，用于控制教学对象对所述教学数据的获取过程；还用于根据教学数据，控制教学系统的运行。

所述获取装置104，还用于获取各目标人物的音频信息；

所述控制装置104进一步包括识别单元、运行单元；

所述识别单元，用于识别符合预设音频特征的音频信息以及相应的音量大小；

所述运行单元，用于若符合预设音频特征的音频的音量大小大于等于设定值，则控制跟踪摄像机对声源进行跟踪。

在本实施例中，可以识别出特定的声音，并对该声音的发出者进行跟踪，从实际场景出发提高在线课堂的互动效果及逼真度。

在一实施例中，教学系统包括：所述获取装置102，用于获取教学数据；

所述控制装置104，用于控制教学对象对所述教学数据的获取过程；还用于根据教学数据，控制教学系统的运行。

所述获取装置102，还用于获取目标人物的运动状态信息；

所述控制装置104进一步包括统计单元1042、运行单元1044；

所述统计单元，用于统计各所述目标人物的各运动状态分别对应的次数和运动区域，得到统计结果；

所述运行单元1044，用于将所述统计结果推送至预设目标。

获取老师在教室不同区域运动次数的应用场景，分析出老师在上课期间在哪些区域停留过、在不同区域停留的时间、以及进入不同区域的次数等统计信息。

在一实施例中，所述控制装置包括运行单元1044；所述运行单元1044，用于结合教学行为数据和教学环境数据，控制所述教学系统的运行。

从上述实施例中可知，教学行为数据是教师或学生在上课过程中的行为数据，而教学环境数据可以理解是教室内的各环境参数，例如温度、湿度、亮度、面积、区域、教室内的上课情况、教师内的设备状况。综合这两类数据来控制教学系统的运行，人为因素和环境因素均能够影响教学系统的运行，使教学系统成为智能的生态系统。

在一实施例中，所述运行单元1044在检测到符合预设运动状态的教学对象时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。

所述运行单元1044判断所述教学对象的运动位置和运动方向，根据运动位置和运动方向确定相应位置的当前光线强度，若所述当前光线强度不满足第一预设条件，则调节灯源以满足所述第一预设条件。

在本实施例中，教学对象例如老师或学生，在教学对象运动时，例如走动、起立、举手、写字、摇头等，如果运动位置对应的光线强度不满足第一预设条件，则调节相应的灯源使满足该第一预设条件。比如，学生起立回答问题，如果学生附近的光强没有满足第一预设条件，则调节学生头顶的灯光。这样，当跟踪摄像机对该学生进行特写时，能够有更清楚的画面。

在一实施例中，所述运行单元1044在检测到符合预设操作的教学对象输入操作时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。

所述运行单元1044在确定所述输入操作是打开投影仪时，检测投影区域的当前光线强度，若所述当前光线强度不满足第二预设条件，则调节灯源以满足所述第二预设条件；若在关闭所述灯源后所述当前光线强度仍不满足所述第二预设条件，则下拉窗帘；

在确定所述输入操作是关闭投影仪时，检测当前光线强度和窗帘状态，使窗帘处于未使用状态，并调节灯源以使所述当前光线强度满足第三预设条件。

在本实施例中，如果判断是打开投影仪的操作，则检测投影区域的光线强度是否太亮，如果太亮，则调暗光源，如果调节之后仍然太亮，则下拉窗帘。如果判断是关闭投影仪，首先也要检测当前光线强度和窗帘处于下拉还是上卷状态，如果处于未使用状态，即上卷状态，则仅调节光源即可，否则，还需要上卷窗帘，使窗帘处于未使用状态。

图3示出了教学系统的应用环境—教室。在教室安装一个或多个摄像机，至少一个麦克风，部署一台教室终端(可以是教学一体机)，及多个学生终端(每个学生手持一个终端)，如图3所示。如果是在线课堂形式，主讲课堂可以没有学生、只有老师，接收课堂接收来自主讲课堂的音视频流，接收课堂的每个学生也可以使用学生终端。教学系统获取教室中的教学行为数据、教学环境数据，分析获取的这些数据并基于分析结果控制教学系统的运行。

教育管理者、老师、学生、家长可以通过各种方式(如PC电脑、移动端等)登录并访问教学系统。在上课过程中，教室终端通过摄像机，对教学过程进行实时录制，录制的音视频流实时传输到教学系统上，与录制的音视频流对应的信息，如老师信息、学段、学科、年级、班级等信息，同时传输到教学系统上，并与之对应。音视频流及相关信息也可以在教学终端中保留一份。

在一实施例中，教学系统中的获取装置获取与各标识者对应的时间标识数据，各所述时间标识数据用于标识所述教学系统所录制的视频文件时间点。教学系统中的控制装置统计所述时间标识数据，生成统计结果，并根据所述统计结果控制视频文件的播放进程。

(1)其中一种时间标记方式。当某个学生A听不懂老师所讲的内容时，该学生只需触发一下他的学生终端，学生终端ID与学生ID一一对应，ID对照表记录了学生终端ID与学生ID的对照关系，学生终端向教学系统发送标记信息，教学系统收到学生终端的标记信息后，识别出该终端ID，并从ID对照表中查询出学生ID，从而识别出学生A操作了该学生终端，并记录下当时的时间，该时间对应于录制的音视频流中的时间，以图4为例，标记为At1。如果该学生A过一段时间又听不懂老师所讲的内容，可以再次触发他的学生终端，系统会重复上述的过程，并记录下当时的时间，标记为At2，依次类推。

如果另外一个学生B也听不懂老师所讲的内容，可以做上述相同的操作，教学系统记录下相应的时间，标记为Bt1，Bt2等。

当下课后，学生可以登录教学系统，对上课时不能理解的内容进行观看，此时，学生无需从录制的音视频流的开始处观看，也无需自己搜索，以图4为例，系统播放器会从学生听不懂的位置At1处自动播放，播放过程中，如果学生点击特定的按钮，系统播放器会跳到下一个听不懂的位置At2处播放。这样学生只需要观看他没有听懂的部分，而无需重复观看他听懂的部分。

(2)另一种时间标记方式。当某个学生A听不懂老师所讲的内容时，该学生只需触发一下他的学生终端，学生终端向教学系统发送信息，教学系统收到学生终端的信息后，识别出该终端，从而识别出学生信息，并记录下当时的时间，以图5为例，标记为Astart1，当该学生能够听懂老师所讲的内容时，再次触发一下他的学生终端，教学系统会标记下此时的时间Aend1。如果该学生过一段时间又听不懂老师所讲的内容，可以重复上述的过程，教学系统记录下当时的时间，标记为Astart2和Aend2，依次类推。

当下课后，学生A可以登录教学系统，对上课时不能理解的内容进行观看，此时，学生无需从录制的音视频流的开始处观看，也无需自己搜索，以图5为例，系统播放器会从学生A听不懂的位置Astart1处自动播放，播放到Aend1处时，会自动跳转到Astart2处播放，以此类推。如果学生点击特定的按钮，系统播放器会跳到下一个听不懂的位置处播放，如跳到Astart2处播放。这样学生只需要观看他没有听懂的部分，而无需重复观看他听懂的部分。

教学系统对数据进行统一分析处理，得出哪些学生没听懂、占总人数的比例等统计数据，把分析结果呈现或推送给教育管理者、老师、家长等。也可以把收到的相关信息，显示在教室的显示设备上(此时可以不显示学生的信息)，老师看到后可以根据情况再讲解一遍。

在对数据进行分析处理时，可以从时间和标识者两个维度对上述时间标识数据进行统计，生成统计图，如图2所示，统计图中示出了每个时间点对应的标识者情况。在接收到对该统计图的选择触发操作后，控制视频文件跳转至所选择的时间点位置并播放。每个时间标识可以对应一个播放时长，在任意一个被选择的时间标识对应的播放时长结束后，根据剩余的各时间标识对应的标识者数量排序顺序，控制视频文件跳转至各时间标识对应的时间点位置进行播放。也就是说老师或教育管理者可以在统计图中任意选择一个时间标识，选择之后，视频文件跳转至该选择的时间标识位置，并播放一段时长，该时长可以是预设的时长例如30秒，也可以是随机的或者用户控制的。在第一个被选择的时间标识播放结束后，剩下的各时间标识按照标识者数量的大小顺序来顺序播放。此外，为了便于更快的了解数据情况，在该统计图中，可以对标识者数量大于等于阈值的时间标识数据进行区别显示。

每个学生登录教学系统之后，可以根据该学生的唯一标识获取该学生对应的时间标识数据。在播放视频文件时，根据该学生对应的时间标识数据跳播。同理，如果某个学科的老师登录教学系统，能看到的数据是该老师所授学科的学生的时间标识数据。

学生在登录教学系统之后，查阅自己的时间标识数据，系统记录是否每个时间标识对应的视频数据被播放查看。如果有未被查看的时间标识，则向预设的联系人发送提醒消息。例如，学生A对星期三上午的英语课有3个打点标记，如果截止到星期四晚8点检测到学生A未登陆教学系统回放星期三上午的英语视频文件或者还剩一个时间标识点未被查看，则向学生A的家长发送提醒消息，也可以将回看情况提示给家长或老师。

在一实施例中，获取与各标识者对应的输入信息和输入时间，所述输入信息包括评价信息、知识点信息；统计所述输入信息和输入时间，生成统计结果；根据所述统计结果控制所述教学系统所录制的视频文件的播放进程或将所述统计结果推送至预设目标。

每个学生配置有一个手持终端(也可称为学生终端)，该手持终端可以是电子书包、平板电脑，当某个学生A对老师所讲的内容满意或者不满意时，该学生只需触发一下他的手持终端，选择满意或者不满意以及相应程度，可以选择是否匿名，还可以选择或输入此时老师讲的知识点等信息，也可以输入评价信息，手持终端将学生A的输入信息或选择信息发送给教学系统。教学系统收到学生终端的信息后，识别出该终端ID，并从终端ID对照表中查询出学生ID，从而识别出学生A操作了该手持终端，对应保存手持终端发送来的相关信息(满意程度，是否匿名，对哪个知识点的评价，评价内容等)，并记录下当时的时间，以图4为例，标记为At1。如果该学生A过一段时间又想表达对老师的评价，可以重复上述的过程。

在课程结束时，如果学生触发手持终端进行满意度采集，则作为学生对本节课的总体满意度评价。

教学系统对收集的每个学生的数据进行统一分析处理，得出不同学生对哪些知识点(或哪些时段的内容)的讲解满意或不满意、对整节课是否满意。教学系统还可以把分析结果呈现或推送给教育管理者、老师、家长等。

教学系统在对收集的数据进行分析时，可生成统计图，在该统计图中同样显示了时间戳以及对应的评价信息。老师可以在统计图中快捷进入相应视频文件中的相应位置，快速了解学生的评价情况，哪些知识点需要重新讲解，哪些讲解方式需要改进。

在一实施例中，获取各目标人物的表情信息以及各表情对应的时长，从时长和表情两个维度对所述表情信息进行统计，生成统计图；控制跟踪摄像机对具有预设表情的目标人物进行跟踪，或者将所述统计图推送至预设目标。

教学系统通过学生摄像机实时拍摄学生的画面，并对录制的画面进行分析。对录制的学生画面进行实时视频分析，检测出每个学生的人脸，对检测到的学生人脸进行识别，识别出人脸对应的学生信息(在数据库中预先存储了每个学生脸部数据以及对应的基本信息)。并对人脸进行表情分析，判断人脸的表情(笑容、惊讶、不高兴、无表情等)，并计算该表情持续的时间。这样就得到哪些学生具有哪种表情，以及各表情的持续时间。可以控制跟踪摄像机对微笑的学生进行特写，增强互动效果。教学系统对这些数据进行统一分析，得出在不同时间段有多少学生有笑容或不高兴等表情，可以将分析结果呈现或推送给教育管理者、老师、家长等。同理，可以将分析结果以统计图的形式展现给教育管理者、老师、家长。教育管理者、老师、家长也可以基于该统计图以快捷方式进入视频文件的相应位置。

在一实施例中，获取各目标人物的音频信息；识别符合预设音频特征的音频信息以及相应的音量大小；若符合预设音频特征的音频的音量大小大于等于设定值，则控制跟踪摄像机对声源进行跟踪。

当教学系统采集到学生的笑容时，对学生的开心程度并不能精准把握。需要对学生的笑声进行检测。教室中的麦克风采集学生的声音，把采集的音频数据传输给教学系统，并对采集的音频数据进行分析，检测出笑声、笑声的大小以及持续的时间。教学系统对这些数据进行统一分析，得出在哪些时间段有笑声以及笑声的大小等信息，系统把分析结果呈现或推送给教育管理者、老师、家长等。当检测到笑声大于设定值时，会通知教学系统中的导播模块，然后导播模块会驱动摄像机给学生一个全景镜头，全景镜头画面保持时间超过预设的阈值时，切换回原来的画面。

在一实施例中，获取目标人物的运动状态信息；统计各所述目标人物的各运动状态分别对应的次数和运动区域，得到统计结果；将所述统计结果推送至预设目标。

通过摄像机实时拍摄学生的画面，教学系统对录制的学生画面进行实时视频分析，检测出举手的学生、站立发言的学生，通过人脸识别技术识别出举手学生或站立发言学生，得到这些学生的信息，例如姓名、年龄等。

对检测出的举手学生及站立发言学生的相关信息、检测时间等数据进行统一分析，得出每个学生上课时的举手次数、站立发言的次数，从而评估出老师、学生上课时的踊跃程度、老师与学生的互动程度、老师提问时对学生的倾向性等，并把分析结果呈现或推送给教育管理者、老师、家长等。

通过摄像机实时拍摄老师画面，对拍摄的画面进行实时视频分析，检测出老师的运动轨迹，并对老师的运动轨迹进行分析，教室被分割成多个不同的区域，分析出老师在上课期间在哪些区域停留过、在不同区域停留的时间、以及进入不同区域的次数等统计信息，将分析结果呈现或推送给教育管理者、老师、家长等。

当课程结束后，教学系统会自动给学生、家长、老师的平台空间及移动端发送提示信息。学生登录平台后，观看完没有理解的视频后，平台给家长和老师的平台空间及移动端发送学生已复习的提示信息。如果学生没有观看不理解的视频内容的时间超过了预设的阈值，则平台会再次给学生、家长、老师的平台空间及移动端发送提示信息。当家长收到提示信息后，都要在预先设定的时间范围内，在家长的平台空间或移动端上进行确认，否则平台会自动向老师的平台空间发送提示信息。

在一实施例中，既获取教学行为数据，也获取教学环境数据，结合该两种类型的数据控制整个教学系统的运行。例如根据教师的行为数据以及当前的教室温度数据来控制投影仪的运行。

在一实施例中，在检测到符合预设运动状态的教学对象时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。假设将教室划分成教师区域和学生区域，当检测到老师从教师区域走向学生区域的运动状态时，可以根据当前的光强度、温度等数据控制教学系统中各设备的运行状态。

具体地，可以判断教学对象的运动位置和运动方向，根据运动位置和运动方向确定相应位置的当前光线强度，若当前光线强度不满足第一预设条件，则调节灯源以满足该第一预设条件。例如，在播放视频时，老师从教师区域走向学生区域，如果学生区域的光线强度较弱，不满足跟踪拍摄要求的光线强度，则调节老师所在学生区域附近的灯源。

在一实施例中，在检测到符合预设操作的教学对象输入操作时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。预设操作可以是打开灯、打开电脑、关闭投影仪、切换教学模式等。教学环境数据可以是上课内容需要的环境要求条件数据、课程进程状态数据、教学环节、课程设置数据等。

在一实施例中，在确定输入操作是打开投影仪时，检测投影区域的当前光线强度，若当前光线强度不满足第二预设条件，则调节灯源以满足第二预设条件；若在关闭灯源后当前光线强度仍不满足第二预设条件，则下拉窗帘；在确定输入操作是关闭投影仪时，检测当前光线强度和窗帘状态，使窗帘处于未使用状态，并调节灯源以使当前光线强度满足第三预设条件。

在本实施例中，在打开投影仪时，若当前光线强度较强，则可以调暗灯源，如果在关闭灯源后当前光线强度仍然较强，则下拉窗帘。该第二预设条件是使用户能够看清楚幕布上投影内容的光线条件。在关闭投影仪时，若窗帘处于下拉状态，则需要上卷窗帘，使用窗帘处于未使用状态，并且如果光线仍较暗，则可以调亮电源。如果检测到人离开当前场所，则可以关闭电源。该第三预设条件是人在该场所中能正常活动的光线条件。

图6所示为根据本发明的一较佳实施例提供的基于人工智能技术的教学方法的流程图。

如图6所示，根据本发明的实施例的一种基于人工智能技术的教学方法，包括：

步骤602，获取教学数据。

步骤604，根据所述教学数据，控制教学系统的运行。

其中，所述教学数据至少包括以下之一：教学行为数据、教学环境数据。

其中，分析采集的教室图像数据、音频数据和\或操作输入数据得到所述教学行为数据。

具体地，根据所述教学数据，控制教学系统的运行，包括：

统计教学行为数据，获取统计结果；根据所述统计结果，控制所述教学系统的运行。

获取与各标识者对应的时间标识数据，各所述时间标识数据用于标识所述教学系统所录制的视频文件时间点；统计所述时间标识数据，生成统计结果；根据所述统计结果控制所述视频文件的播放进程。

优选的，从时间和标识者两个维度对所述时间标识数据进行统计，生成统计图。

优选的，在接收到对所述统计图的选择触发操作后，控制所述视频文件跳转至所述选择触发操作所选择的时间点位置并播放。

优选的，每个时间标识对应一个播放时长，在任意一个被选择的时间标识对应的播放时长结束后，根据剩余的各时间标识对应的标识者数量排序顺序，控制所述视频文件跳转至各时间标识对应的时间点位置进行播放。

优选的，在所述统计图中，对标识者数量大于等于阈值的时间标识数据进行区别显示。

优选的，获取登录用户的唯一标识信息，其中，所述登录用户是所述标识者或者管理者；还用于提取与所述登录用户的唯一标识关联的时间标识数据；根据所述关联的时间标识数据控制所述视频文件的播放进程。

优选的，在所述关联的时间标识数据对应的视频文件被查看时，或者在所述关联的时间标识数据对应的视频文件在预设时间段内未被查看时，或者有部分所述关联的时间标识数据对应的视频文件未被查看时，向预设目标发送提醒信息。

优选的，获取与各标识者对应的输入信息和输入时间，所述输入信息包括评价信息、知识点信息；统计所述输入信息和输入时间，生成统计结果；根据所述统计结果控制所述教学系统所录制的视频文件的播放进程或将所述统计结果推送至预设目标。

优选的，获取各目标人物的表情信息以及各表情对应的时长；从时长和表情两个维度对所述表情信息进行统计，生成统计图；控制跟踪摄像机对具有预设表情的目标人物进行跟踪，或者将所述统计图推送至预设目标。

优选的，获取各目标人物的音频信息；识别符合预设音频特征的音频信息以及相应的音量大小；若符合预设音频特征的音频的音量大小大于等于设定值，则控制跟踪摄像机对声源进行跟踪。

优选的，获取目标人物的运动状态信息；统计各所述目标人物的各运动状态分别对应的次数和运动区域，得到统计结果；将所述统计结果推送至预设目标。

优选的，结合教学行为数据和教学环境数据，控制所述教学系统的运行。

优选的，在检测到符合预设运动状态的教学对象时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。

优选的，判断所述教学对象的运动位置和运动方向，根据运动位置和运动方向确定相应位置的当前光线强度，若所述当前光线强度不满足第一预设条件，则调节灯源以满足所述第一预设条件。

优选的，在检测到符合预设操作的教学对象输入操作时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。

优选的，在确定所述输入操作是打开投影仪时，检测投影区域的当前光线强度，若所述当前光线强度不满足第二预设条件，则调节灯源以满足所述第二预设条件；若在关闭所述灯源后所述当前光线强度仍不满足所述第二预设条件，则下拉窗帘；

在确定所述输入操作是关闭投影仪时，检测当前光线强度和窗帘状态，使窗帘处于未使用状态，并调节灯源以使所述当前光线强度满足第三预设条件。

本发明采用视频和音频分析技术，对老师和学生的上课情况进行实时自动分析和采集，生成教学行为数据，获取并分析现场环境数据，生成教学环境数据，以及结合教学行为数据和教学环境数据，从而控制教学系统的运行，实现教学智能化，同时能够及时、准确地反映教学效果，从而影响教学效率的提升。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (40)

1.一种基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，包括获取装置、控制装置；其中，所述获取装置与所述控制装置相连；

所述获取装置，用于获取教学数据；

所述控制装置，用于控制教学对象对所述教学数据的获取过程；还用于根据教学数据，控制教学系统的运行。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，所述教学数据至少包括以下之一：教学行为数据、教学环境数据；所述教学对象包括：老师、学生、家长、教育管理者。

3.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，所述控制装置包括统计单元、运行单元；

所述统计单元，用于统计教学行为数据，获取统计结果；

所述运行单元，用于根据从所述统计单元中获取的统计结果，控制所述教学系统的运行。

4.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述获取装置，还用于分析采集的教室图像数据、音频数据和\或操作输入数据得到所述教学行为数据。

5.根据权利要求3所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述获取装置，还用于获取与各标识者对应的时间标识数据，各所述时间标识数据用于标识所述教学系统所录制的视频文件时间点；

所述统计单元，还用于统计所述时间标识数据，生成统计结果；

所述运行单元，还用于根据所述统计结果控制所述视频文件的播放进程。

6.根据权利要求5所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述统计单元，还用于从时间和标识者两个维度对所述时间标识数据进行统计，生成统计图。

7.根据权利要求6所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述运行单元，还用于在接收到对所述统计图的选择触发操作后，控制所述视频文件跳转至所述选择触发操作所选择的时间点位置并播放。

8.根据权利要求7所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

每个时间标识对应一个播放时长，在任意一个被选择的时间标识对应的播放时长结束后，所述运行单元根据剩余的各时间标识对应的标识者数量排序顺序，控制所述视频文件跳转至各时间标识对应的时间点位置进行播放。

9.根据权利要求6所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，所述统计单元还用于在所述统计图中，对标识者数量大于等于阈值的时间标识数据进行区别显示。

10.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述获取装置，还用于获取登录用户的唯一标识信息，其中，所述登录用户是所述标识者或者管理者；还用于提取与所述登录用户的唯一标识关联的时间标识数据；

所述控制装置，还用于根据所述关联的时间标识数据控制所述视频文件的播放进程。

11.根据权利要求10所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

在所述关联的时间标识数据对应的视频文件被查看时，或者在所述关联的时间标识数据对应的视频文件在预设时间段内未被查看时，或者有部分所述关联的时间标识数据对应的视频文件未被查看时，向预设目标发送提醒信息。

12.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述获取装置，还用于获取与各标识者对应的输入信息和输入时间，所述输入信息包括评价信息、知识点信息；

所述控制装置进一步包括统计单元、运行单元；

所述统计单元，用于统计所述输入信息和输入时间，生成统计结果；

所述运行单元，用于根据所述统计结果控制所述教学系统所录制的视频文件的播放进程或将所述统计结果推送至预设目标。

13.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述获取装置，还用于获取各目标人物的表情信息以及各表情对应的时长；

所述控制装置进一步包括统计单元、运行单元；

所述统计单元，用于从时长和表情两个维度对所述表情信息进行统计，生成统计图；

所述运行单元，用于控制跟踪摄像机对具有预设表情的目标人物进行跟踪，或者将所述统计图推送至预设目标。

14.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述获取装置，还用于获取各目标人物的音频信息；

所述控制装置进一步包括识别单元、运行单元；

所述识别单元，用于识别符合预设音频特征的音频信息以及相应的音量大小；

所述运行单元，用于若符合预设音频特征的音频的音量大小大于等于设定值，则控制跟踪摄像机对声源进行跟踪。

15.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，

所述获取装置，还用于获取目标人物的运动状态信息；

所述控制装置进一步包括统计单元、反馈单元；

所述统计单元，用于统计各所述目标人物的各运动状态分别对应的次数和运动区域，得到统计结果；

所述反馈单元，用于将所述统计结果推送至预设目标。

16.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，所述控制装置包括运行单元；

所述运行单元，用于结合教学行为数据和教学环境数据，控制所述教学系统的运行。

17.根据权利要求16所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，所述运行单元在检测到符合预设运动状态的教学对象时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。

18.根据权利要求17所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，所述运行单元判断所述教学对象的运动位置和运动方向，根据运动位置和运动方向确定相应位置的当前光线强度，若所述当前光线强度不满足第一预设条件，则调节灯源以满足所述第一预设条件。

19.根据权利要求16所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，所述运行单元在检测到符合预设操作的教学对象输入操作时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。

20.根据权利要求19所述的基于人工智能技术的教学系统，其特征在于，所述运行单元在确定所述输入操作是打开投影仪时，检测投影区域的当前光线强度，若所述当前光线强度不满足第二预设条件，则调节灯源以满足所述第二预设条件；若在关闭所述灯源后所述当前光线强度仍不满足所述第二预设条件，则下拉窗帘；

在确定所述输入操作是关闭投影仪时，检测当前光线强度和窗帘状态，使窗帘处于未使用状态，并调节灯源以使所述当前光线强度满足第三预设条件。

21.一种基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，包括：

获取教学数据；

根据所述教学数据，控制教学系统的运行。

22.根据权利要求21所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，所述教学数据至少包括以下之一：教学行为数据、教学环境数据。

23.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，分析采集的教室图像数据、音频数据和\或操作输入数据得到所述教学行为数据。

24.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，根据所述教学数据，控制教学系统的运行，包括：

统计教学行为数据，获取统计结果；

根据所述统计结果，控制所述教学系统的运行。

25.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，获取与各标识者对应的时间标识数据，各所述时间标识数据用于标识所述教学系统所录制的视频文件时间点；

统计所述时间标识数据，生成统计结果；

根据所述统计结果控制所述视频文件的播放进程。

26.根据权利要求25所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，从时间和标识者两个维度对所述时间标识数据进行统计，生成统计图。

27.根据权利要求26所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，在接收到对所述统计图的选择触发操作后，控制所述视频文件跳转至所述选择触发操作所选择的时间点位置并播放。

28.根据权利要求27所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，每个时间标识对应一个播放时长，在任意一个被选择的时间标识对应的播放时长结束后，根据剩余的各时间标识对应的标识者数量排序顺序，控制所述视频文件跳转至各时间标识对应的时间点位置进行播放。

29.根据权利要求26所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，在所述统计图中，对标识者数量大于等于阈值的时间标识数据进行区别显示。

30.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，获取登录用户的唯一标识信息，其中，所述登录用户是所述标识者或者管理者；还用于提取与所述登录用户的唯一标识关联的时间标识数据；

根据所述关联的时间标识数据控制所述视频文件的播放进程。

31.根据权利要求30所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，

在所述关联的时间标识数据对应的视频文件被查看时，或者在所述关联的时间标识数据对应的视频文件在预设时间段内未被查看时，或者有部分所述关联的时间标识数据对应的视频文件未被查看时，向预设目标发送提醒信息。

32.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，获取与各标识者对应的输入信息和输入时间，所述输入信息包括评价信息、知识点信息；

统计所述输入信息和输入时间，生成统计结果；

根据所述统计结果控制所述教学系统所录制的视频文件的播放进程或将所述统计结果推送至预设目标。

33.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，获取各目标人物的表情信息以及各表情对应的时长；

从时长和表情两个维度对所述表情信息进行统计，生成统计图；

控制跟踪摄像机对具有预设表情的目标人物进行跟踪，或者将所述统计图推送至预设目标。

34.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，获取各目标人物的音频信息；

识别符合预设音频特征的音频信息以及相应的音量大小；

若符合预设音频特征的音频的音量大小大于等于设定值，则控制跟踪摄像机对声源进行跟踪。

35.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，获取目标人物的运动状态信息；

统计各所述目标人物的各运动状态分别对应的次数和运动区域，得到统计结果；

将所述统计结果推送至预设目标。

36.根据权利要求22所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，结合教学行为数据和教学环境数据，控制所述教学系统的运行。

37.根据权利要求36所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，在检测到符合预设运动状态的教学对象时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。

38.根据权利要求37所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，判断所述教学对象的运动位置和运动方向，根据运动位置和运动方向确定相应位置的当前光线强度，若所述当前光线强度不满足第一预设条件，则调节灯源以满足所述第一预设条件。

39.根据权利要求36所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，在检测到符合预设操作的教学对象输入操作时，根据当前教学环境数据控制教学系统的运行状态。

40.根据权利要求39所述的基于人工智能技术的教学方法，其特征在于，在确定所述输入操作是打开投影仪时，检测投影区域的当前光线强度，若所述当前光线强度不满足第二预设条件，则调节灯源以满足所述第二预设条件；若在关闭所述灯源后所述当前光线强度仍不满足所述第二预设条件，则下拉窗帘；

在确定所述输入操作是关闭投影仪时，检测当前光线强度和窗帘状态，使窗帘处于未使用状态，并调节灯源以使所述当前光线强度满足第三预设条件。