CN109166386A - 儿童逻辑思维辅助训练方法、装置及机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种儿童逻辑思维辅助训练方法、装置及机器人；其中，该方法包括：接收到用户发出的训练启动信号；根据当前的逻辑思维训练题库和该用户的历史训练记录生成训练题目，以使该用户进行答题；在该用户答题过程中，采集该用户的答题表现，该用户答题完毕后，保存该用户的答题结果和答题时间；根据答题表现、答题结果和答题时间输出该用户进行逻辑思维训练的测评结果。本发明提升了对儿童逻辑思维辅助训练的系统性及科学性。

Description

儿童逻辑思维辅助训练方法、装置及机器人
技术领域
本发明涉及智能教育技术领域，尤其是涉及一种儿童逻辑思维辅助训练方法、装置及机器人。
背景技术
逻辑思维是人运用概念、判断、推理等思维类型反映事物本质与规律的认识过程。人的大脑在儿童时期迅速发育，在儿童阶段逻辑思维训练显得尤为重要。逻辑思维是一种抽象的能力，其训练方法更为抽象且难以评价，父母和学校老师对儿童的逻辑思维开发缺少合理专业的方法，现有的思维训练方式的科学性及系统性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种儿童逻辑思维辅助训练方法、装置及机器人，以提升对儿童儿童逻辑思维辅助训练的系统性及科学性。
第一方面，本发明实施例提供了一种儿童逻辑思维辅助训练方法，该方法应用于机器人，该方法包括：接收到用户发出的训练启动信号；根据当前的逻辑思维训练题库和该用户的历史训练记录生成训练题目，以使该用户进行答题；在该用户答题过程中，采集该用户的答题表现，该用户答题完毕后，保存该用户的答题结果和答题时间；根据答题表现、答题结果和答题时间输出该用户进行逻辑思维训练的测评结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述逻辑思维训练题库包括逻辑归纳训练题库、逻辑类比训练题库和逻辑分类训练题库；上述根据当前的逻辑思维训练题库和该用户的历史训练记录生成训练题目的步骤，包括：从该用户的历史训练记录中查找各训练题库对应的答题表现和答题结果；根据答题表现和答题结果，确定用于生成当前训练题目的训练题库；从确定的训练题库中随机提取训练题目。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述采集该用户的答题表现的步骤，包括：采集该用户在答题过程中的图像数据和语音数据；从图像数据中提取该用户的表情特征和动作特征，从语音数据中提取该用户的语义特征和语气特征。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述根据答题表现、答题结果和答题时间输出该用户进行逻辑思维训练的测评结果的步骤，包括：对答题结果进行评分，得到该用户的初步测评分数；对该用户的答题表现进行评分，得到该用户的表现评分；根据表现评分和答题时间，对初步测评分数进行调整，得到该用户的最终测评分数。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：根据初步测评分数、表现评分、答题时间和最终测评分数，生成该用户的测评结果报告。
第二方面，本发明实施例还提供一种儿童逻辑思维辅助训练装置，该装置设置于机器人，该装置包括：信号接收模块，用于接收到用户发出的训练启动信号；题目生成模块，用于根据当前的逻辑思维训练题库和该用户的历史训练记录生成训练题目，以使该用户进行答题；表现采集模块，用于在该用户答题过程中，采集该用户的答题表现，该用户答题完毕后，保存该用户的答题结果和答题时间；测评结果输出模块，用于根据答题表现、答题结果和答题时间输出该用户进行逻辑思维训练的测评结果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述逻辑思维训练题库包括逻辑归纳训练题库、逻辑类比训练题库和逻辑分类训练题库；上述题目生成模块还用于：从该用户的历史训练记录中查找各训练题库对应的答题表现和答题结果；根据答题表现和答题结果，确定用于生成当前训练题目的训练题库；从确定的训练题库中随机提取训练题目。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述表现采集模块还用于：采集该用户在答题过程中的图像数据和语音数据；从图像数据中提取该用户的表情特征和动作特征，从语音数据中提取该用户的语义特征和语气特征。
结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，上述测评结果输出模块还用于：对答题结果进行评分，得到该用户的初步测评分数；对该用户的答题表现进行评分，得到该用户的表现评分；根据表现评分和答题时间，对初步测评分数进行调整，得到该用户的最终测评分数。
第三方面，本发明实施例还提供一种机器人，包括中央处理器、显示屏和移动地盘；上述装置设置于上述中央处理器。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供了一种儿童逻辑思维辅助训练方法、装置及机器人；接收到用户发出的训练启动信号后，根据当前的逻辑思维训练题库和该用户的历史训练记录生成训练题目，以使该用户进行答题；在该用户答题过程中，采集该用户的答题表现，并在该用户答题完毕后，保存该用户的答题结果和答题时间；根据答题表现、答题结果和答题时间输出该用户进行逻辑思维训练的测评结果。该方式提升了对儿童逻辑思维辅助训练的系统性及科学性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种儿童逻辑思维辅助训练方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种儿童逻辑思维辅助训练方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种儿童逻辑思维辅助训练装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种机器人的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种机器人辅助系统的中央处理器工作过程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，由于对儿童逻辑思维能力的重视，学校会举行一些智力竞赛活动，市面上也有一些思维训练书籍和装置，但达不到逻辑思维科学培养的目的，科学性及系统性较差，基于此，本发明实施例提供了一种儿童逻辑思维辅助训练方法、装置及机器人，可以应用于智能教育领域。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种儿童逻辑思维辅助训练方法进行详细介绍。
参见图1所示的一种儿童逻辑思维辅助训练方法的流程图，该方法应用于机器人，该方法包括以下步骤：
步骤S100，接收到用户发出的训练启动信号。
具体地，上述训练启动信号可以为用户通过触摸屏、键盘或鼠标等人机交互器件输入的，也可以为用户的语音；此时应配备相应的按键、触摸屏或语音识别模块。
步骤S102，根据当前的逻辑思维训练题库和该用户的历史训练记录生成训练题目，以使该用户进行答题。
具体地，可以通过查找用户的历史训练记录，确定历史训练题目的训练结果；可以将训练效果不好的题目再次作为训练题目，也可以将与错题相似的题目作为训练题目，还可以根据训练进度，选取当前逻辑思维训练题库的相应进度的题目作为训练题目。
步骤S104，在该用户答题过程中，采集该用户的答题表现，该用户答题完毕后，保存该用户的答题结果和答题时间。
具体地，可以通过采集用户在答题过程中的语音数据和图像数据，并从中分析用户的语义、表情等作为该用户的答题表现；从用户开始答题时开始计时，可以分别记录用户回答每个题目的时间，也可以记录用户回答整套题目的时间；用户答题完毕后，保存该用户的答题结果和答题时间。
步骤S106，根据答题表现、答题结果和答题时间输出该用户进行逻辑思维训练的测评结果。
具体地，可以将答题表现、答题结果及答题时间分别与预设的相应指标进行对比，分别得到评价结果；在将三者的评价结果进行综合，得到逻辑思维训练的测评结果；如，比较该用户答题时间在相应年龄段人群的答题时间大数据中所占的位置，如前80％等，从而生成该用户的思维活跃能力较强等。
本发明实施例提供了一种儿童逻辑思维辅助训练方法、装置及机器人；接收到用户发出的训练启动信号后，根据当前的逻辑思维训练题库和该用户的历史训练记录生成训练题目，以使该用户进行答题；在该用户答题过程中，采集该用户的答题表现，并在该用户答题完毕后，保存该用户的答题结果和答题时间；根据答题表现、答题结果和答题时间输出该用户进行逻辑思维训练的测评结果。该方法提升了对儿童逻辑思维辅助训练的系统性及科学性。
本发明实施例还提供了另一种儿童逻辑思维辅助训练方法的流程图，该方法在图1所示的方法的基础上实现，其流程图如图2所示；该方法包括以下步骤：
步骤S200，接收到用户发出的训练启动信号。
步骤S202，从该用户的历史训练记录中查找各训练题库对应的答题表现和答题结果；具体地，上述各训练题库可以为逻辑思维训练题库中的逻辑归纳训练题库、逻辑类比训练题库和逻辑分类训练题库。
步骤S204，根据答题表现和答题结果，确定用于生成当前训练题目的训练题库；具体地，可以将历史训练题库中答题表现较差，答题结果错误或者低于平均水平的训练题目所在的训练题库作为当前训练题目的训练题库。
步骤S206，从确定的训练题库中随机提取训练题目，以使该用户进行答题。
步骤208，在该用户答题过程中，采集该用户在答题过程中的图像数据和语音数据；具体地，可以通过录音模块记录用户的语言，通过图像采集模块记录用户的动作、表情等听课表现。
步骤210，从图像数据中提取该用户的表情特征和动作特征，从语音数据中提取该用户的语义特征和语气特征；具体地，可以采用基于大数据及神经网络技术的图像识别技术对图像数据中的用户的表情和动作进行识别及提取；可以通过语音识别技术将语音数据转化为文字数据，进一步提取文字中的关键语义词及语气词。
步骤212，对答题结果进行评分，得到该用户的初步测评分数；具体地，将答题结果与正确结果进行比较，确定该答题结果的评分，作为初步测评分数。
步骤214，对该用户的答题表现进行评分，得到该用户的表现评分；具体地，可以通过该用户表情特征、动作特征、语义特征和语气特征分析该用户的注意力集中程度、思维灵活度等指标，对各种指标进行评分，综合后作为该用户的表现评分。
步骤216，根据表现评分和该用户的答题时间，对初步测评分数进行调整，得到该用户的最终测评分数；具体地，可以根据该用户的答题时间在相应年龄段人群的答题时间大数据中所占的位置，将该初步测评分数乘以对应的系数，并将初步测评分数及表现评分分别赋予一定的权重，得到该用户的最终测评分数。
此外，为了方便用户对训练结果进一步了解，还可以根据初步测评分数、表现评分、答题时间和最终测评分数，生成该用户的测评结果报告。
该方法提升了对儿童逻辑思维辅助训练的系统性及科学性，可以帮助用户进一步了解思维训练的结果，从而进行有针对性的训练。
本发明实施例还提供一种儿童逻辑思维辅助训练装置，该装置设置于机器人，其结构示意图如图3所示；该装置包括：信号接收模块300，用于接收到用户发出的训练启动信号；题目生成模块302，用于根据当前的逻辑思维训练题库和该用户的历史训练记录生成训练题目，以使该用户进行答题；表现采集模块304，用于在该用户答题过程中，采集该用户的答题表现，该用户答题完毕后，保存该用户的答题结果和答题时间；测评结果输出模块306，用于根据答题表现、答题结果和答题时间输出该用户进行逻辑思维训练的测评结果。
具体地，上述逻辑思维训练题库包括逻辑归纳训练题库、逻辑类比训练题库和逻辑分类训练题库；上述题目生成模块还用于：从该用户的历史训练记录中查找各训练题库对应的答题表现和答题结果；根据答题表现和答题结果，确定用于生成当前训练题目的训练题库；从确定的训练题库中随机提取训练题目。
具体地，上述表现采集模块还用于：采集该用户在答题过程中的图像数据和语音数据；从图像数据中提取该用户的表情特征和动作特征，从语音数据中提取该用户的语义特征和语气特征。
具体地，上述测评结果输出模块还用于：对答题结果进行评分，得到该用户的初步测评分数；对该用户的答题表现进行评分，得到该用户的表现评分；根据表现评分和答题时间，对初步测评分数进行调整，得到该用户的最终测评分数。
本发明实施例提供的儿童逻辑思维辅助训练装置，与上述实施例提供的儿童逻辑思维辅助训练方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
对应于上述实施例，本发明实施例还提供一种机器人，其结构示意图如图4所示；该机器人包括中央处理器40、显示屏41和移动地盘42；上述装置设置于上述中央处理器。
本发明实施例还提供了一种机器人辅助系统(相当于上述机器人)；该机器人辅助系统包括可移动底盘、人机交互界面及中央处理器；其中，人机交互界面可以用于与用户(一般为学生)进行人机交互；在该中央处理器中设置有A逻辑思维训练题库、B训练题目生成模块、C逻辑思维能力评价系统和D儿童测评能力库，如图5所示。
具体地，逻辑思维主要分为逻辑归纳、逻辑类比、逻辑分类3类，对应地，在A逻辑思维训练题库设置了3类题库，每道训练题都有难度系数。B训练题目生成模块根据D学生测评能力库中的儿童历史训练结果和3类逻辑思维能力掌握程度，自适应生成最新的训练题目。儿童在学习训练过程中，C逻辑思维能力评价系统根据题目难度、答题结果、答题表现(动作、语言、表情)和答题时间进行综合评价，给出儿童逻辑思维能力的测评结果，并保存到D儿童测评能力库。儿童测评能力库用于保存儿童学习测评的结果。
此外，上述机器人辅助系统还可以包括云端服务器，A逻辑思维训练题库、B训练题目生成模块、D学生测评能力库也可在云端服务器实现。
该机器人辅助系统可以通过动作识别技术、语音识别技术、表情识别技术判断儿童答题的表现状态，可以有效地辅助学生进行逻辑思维训练。
本发明实施例所提供的儿童逻辑思维辅助训练方法、装置以及机器人的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和/或装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种儿童逻辑思维辅助训练方法，其特征在于，所述方法应用于机器人，所述方法包括：
接收到用户发出的训练启动信号；
根据当前的逻辑思维训练题库和所述用户的历史训练记录生成训练题目，以使所述用户进行答题；
在所述用户答题过程中，采集所述用户的答题表现，所述用户答题完毕后，保存所述用户的答题结果和答题时间；
根据所述答题表现、所述答题结果和所述答题时间输出所述用户进行逻辑思维训练的测评结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述逻辑思维训练题库包括逻辑归纳训练题库、逻辑类比训练题库和逻辑分类训练题库；
所述根据当前的逻辑思维训练题库和所述用户的历史训练记录生成训练题目的步骤，包括：
从所述用户的历史训练记录中查找各训练题库对应的答题表现和答题结果；
根据答题表现和答题结果，确定用于生成当前训练题目的训练题库；
从确定的所述训练题库中随机提取训练题目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集所述用户的答题表现的步骤，包括：
采集所述用户在答题过程中的图像数据和语音数据；
从所述图像数据中提取所述用户的表情特征和动作特征，从所述语音数据中提取所述用户的语义特征和语气特征。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述答题表现、所述答题结果和所述答题时间输出所述用户进行逻辑思维训练的测评结果的步骤，包括：
对所述答题结果进行评分，得到所述用户的初步测评分数；
对所述用户的答题表现进行评分，得到所述用户的表现评分；
根据所述表现评分和所述答题时间，对所述初步测评分数进行调整，得到所述用户的最终测评分数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述初步测评分数、所述表现评分、所述答题时间和所述最终测评分数，生成所述用户的测评结果报告。
6.一种儿童逻辑思维辅助训练装置，其特征在于，所述装置设置于机器人，所述装置包括：
信号接收模块，用于接收到用户发出的训练启动信号；
题目生成模块，用于根据当前的逻辑思维训练题库和所述用户的历史训练记录生成训练题目，以使所述用户进行答题；
表现采集模块，用于在所述用户答题过程中，采集所述用户的答题表现，所述用户答题完毕后，保存所述用户的答题结果和答题时间；
测评结果输出模块，用于根据所述答题表现、所述答题结果和所述答题时间输出所述用户进行逻辑思维训练的测评结果。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述逻辑思维训练题库包括逻辑归纳训练题库、逻辑类比训练题库和逻辑分类训练题库；
所述题目生成模块还用于：
从所述用户的历史训练记录中查找各训练题库对应的答题表现和答题结果；
根据答题表现和答题结果，确定用于生成当前训练题目的训练题库；
从确定的所述训练题库中随机提取训练题目。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述表现采集模块还用于：
采集所述用户在答题过程中的图像数据和语音数据；
从所述图像数据中提取所述用户的表情特征和动作特征，从所述语音数据中提取所述用户的语义特征和语气特征。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述测评结果输出模块还用于：
对所述答题结果进行评分，得到所述用户的初步测评分数；
对所述用户的答题表现进行评分，得到所述用户的表现评分；
更具所述表现评分和所述答题时间，对所述初步测评分数进行调整，得到所述用户的最终测评分数。
10.一种机器人，其特征在于，包括中央处理器、显示屏和移动地盘；权利要求6至9任一项所述的装置设置于所述中央处理器。
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