CN109173265A - 基于游戏式学习系统的学习方法 - Google Patents

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刘建雄
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Abstract

本发明公开了一种基于游戏式学习系统的学习方法，属于电子教学领域。本发明包括以下步骤：步骤A：用户将自身的面部照片上传至处理器单元，作为该用户设定的面部识别标准照片；步骤B：用户打开智能设备内指定的学习软件；步骤C：当用户开始运行学习软件进行学习时，智能设备给处理器单元发出初始计时指令，处理器单元开始控制摄像头以每秒N次的频率进行拍照；步骤D：当用户结束运行学习软件时，智能设备给处理器单元发出终止计时指令，处理器单元控制摄像头停止拍照。本发明可以对青幼年用户是否正在进行学习的状态进行有效监测。

Description

基于游戏式学习系统的学习方法
技术领域
本发明涉及电子教学领域，更具体地说，涉及一种基于游戏式学习系统的学习方法。
背景技术
手机、平板电脑等智能设备作为一种新兴的媒介，已经不再仅仅是一个简单的通讯、计算工具，它的快速发展改变着人们的日常生活方式和学习方式，成为传播、整合信息的设备。另一方面，网络技术、现代教育技术的发展，以及国家教育政策的扶持等，都给电子教学带来了良好的发展契机。
智能手机、平板电脑等智能设备得到广泛普及，随之应运而生的游戏软件、学习软件等也得到广泛的开发应用，但是各个软件之间都是互相独立的，游戏软件因引人入胜，容易使得青幼年沉迷不能自拔，从而耽误了青幼年的学习，同时严重影响他们的身心健康发展。
而目前大部分学习软件都相对枯燥乏味，使得青幼年很难长期坚持下去，也有很多相应开发学习软件的公司意识到这点，开发学习功能和游戏功能结合起来的软件，使得在学习的同时兼顾游戏的乐趣，此种软件确实可以使得学习功能更加容易接受，被青幼年长期坚持使用下去。
现有技术中关于将学习功能和游戏功能结合起来的学习装置已有相关专利方案公开，例如专利公开号：CN 108022462 A，公开日：2018年05月11日，发明创造名称为：游戏式学习方法、装置及系统，该申请案公开了一种游戏式学习方法、装置及系统，涉及电子教学技术领域，该方法包括：获取电子学习数据的标识符；根据标识符，从服务器获取电子学习数据，其中，电子学习数据由多个按照学习题型封装的数据模型构成；对于每个数据模型，调用与数据模型的学习题型对应的游戏功能模块，在游戏功能模块内填充数据模型，得到与学习题型对应的游戏模式，以供用户按照游戏模式进行学习。该申请案提供的游戏式学习方法、装置及系统，为不同的学习题型提供了不同的游戏模式，提高了学习的趣味性，提高了用户的学习效果。但是，以上将学习功能和游戏功能相结合的学习装置无法对青幼年用户是否正在进行学习的状态进行监测，从而无法保证青幼年用户的学习效果。
综上所述，如何克服现有的学习功能和游戏功能相结合的学习装置无法对青幼年用户是否正在进行学习的状态进行监测的不足，是现有技术中亟需解决的技术难题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有的学习功能和游戏功能相结合的学习装置无法对青幼年用户是否正在进行学习的状态进行监测的不足，提供了一种基于游戏式学习系统的学习方法，可以对青幼年用户是否正在进行学习的状态进行有效监测。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的基于游戏式学习系统的学习方法，包括以下步骤：
步骤A：用户将自身的面部照片上传至处理器单元，作为该用户设定的面部识别标准照片；
步骤B：用户打开智能设备内指定的学习软件；
步骤C：当用户开始运行学习软件进行学习时，所述智能设备给所述处理器单元发出初始计时指令，所述处理器单元开始控制摄像头以每秒N次的频率进行拍照；
步骤D：当用户结束运行学习软件时，所述智能设备给所述处理器单元发出终止计时指令，所述处理器单元控制摄像头停止拍照。
作为本发明更进一步的改进，所述处理器单元采集摄像头从初始计时指令发出时刻到终止计时指令发出时刻之间内拍摄的所有照片，然后处理器单元将以上所有照片一一与处理器单元中预存的面部识别标准照片进行比对，当处理器单元识别某张照片与面部识别标准照片是同一用户面部照片时，标记该照片为有效照片；最后处理器单元统计所有有效照片数量ny，计算得到记录学习时间Tj＝[(1/N)*ny]秒。
作为本发明更进一步的改进，所述处理器单元控制提示灯随机亮起且控制相邻两次提示灯亮起的时间间隔大于40秒；在提示灯亮起的5秒内，若用户未按下按键，则标记一次未处理，且处理器单元控制音响发出一次提示音；所述处理器单元采集从所述初始计时指令发出时刻到所述终止计时指令发出时刻之间所有标记未处理的数量Cw，计算得到有效学习时间Ty＝Tj-Cw*γ，其中γ的数值范围为5-20秒；所述处理器单元自动将数据Ty上传至智能设备。
作为本发明更进一步的改进，设定用户玩游戏控制时间为Tw＝α*Ty，其中比例系数α的数值范围为0.1-10；当用户打开智能设备内指定的游戏软件时，智能设备自动记录该用户开始运行游戏软件到结束运行游戏软件的时间TS，当智能设备检测到Tw-TS≤0时，智能设备控制运行中的指定游戏软件自动退出。
作为本发明更进一步的改进，当距离传感器检测到用户的面部至摄像头的距离大于等于设定值X时，所述处理器单元控制摄像头停止拍照；当距离传感器检测到用户的面部至摄像头的距离小于设定值X时，所述处理器单元控制摄像头继续拍照；所述设定值X为0.8m。
作为本发明更进一步的改进，所述游戏式学习系统包括：
监测装置，该监测装置包括安装架以及内置于安装架的处理器单元，所述安装架为矩形框架，所述矩形框架内部的四个侧壁上分别通过弹簧连接有夹紧板；所述安装架的正面安装有摄像头；
以及智能设备，所述智能设备嵌入四个夹紧板围成的区域。
作为本发明更进一步的改进，所述安装架的正面安装有按键以及提示灯；所述摄像头旁安装有距离传感器；所述安装架上安装有音响；摄像头、按键、提示灯、距离传感器以及音响均与所述处理器单元有线连接；所述处理器单元与所述智能设备有线连接或无线连接。
作为本发明更进一步的改进，所述智能设备为手机或平板电脑；所述安装架的背面连接有冷却板，所述冷却板的内部填充有冷却介质；所述冷却板外表面的中心位置铰接有万向球，一支撑杆的一端与万向球固连，支撑杆的另一端与支撑底座连接。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的基于游戏式学习系统的学习方法，通过监测装置对青幼年用户是否正在进行学习的状态进行监测，同时利用监测装置监测的结果作为用户在智能设备上玩游戏时间的约束条件，从而将学习和游戏结合起来，用户只有通过学习来换取相应的游戏机会，才能进行游戏的体验，可以有效控制青幼年用户的游戏时间，劳逸结合使得孩子更全面健康的发展。
(2)本发明中，监测装置包括安装架以及内置于安装架的处理器单元，安装架为矩形框架，矩形框架内部的四个侧壁上分别通过弹簧连接有夹紧板，智能设备嵌入四个夹紧板围成的区域，将监测装置和智能设备设置成独立的单元，从而方便将不同的智能设备安装在监测装置上，使用灵活性大大提升；其中，智能设备为一般的智能手机或平板电脑，无需对智能设备的硬件进行特殊定制，使得整个游戏式学习系统的制造成本降低。
(3)本发明中，安装架的正面安装有摄像头，安装架的正面安装有按键以及提示灯，摄像头旁安装有距离传感器，安装架上安装有音响，摄像头、按键、提示灯、距离传感器以及音响均与处理器单元有线连接，处理器单元与智能设备有线连接或无线连接，以上部件对用户学习的状态进行单独监控并将监控的参数反馈至处理器单元中集中处理，处理器单元将处理的结果反馈至智能设备，从而对智能设备上用户玩游戏的时间进行条件约束，避免青幼年用户长期沉迷游戏。
(4)本发明中，安装架的背面连接有冷却板，冷却板的内部填充有冷却介质，当智能设备在安装架上运行时，其背面的冷却板可对智能设备进行冷却；冷却板外表面的中心位置铰接有万向球，一支撑杆的一端与万向球固连，支撑杆的另一端与支撑底座连接，通过支撑杆可将整个监测装置支撑在一定高度，通过万向球可调整智能设备面对用户的角度，从而方便用户的使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为实施例的游戏式学习系统的主视结构示意图；
图2为实施例的游戏式学习系统的后视结构示意图；
图3为实施例的基于游戏式学习系统的学习方法的流程图。
示意图中的标号说明：1、监测机构；101、安装架；102、摄像头；103、距离传感器；104、按键；105、提示灯；106、音响；107、夹紧板；108、冷却板；109、万向球；110、支撑杆；111、支撑底座；2、智能设备。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
结合图1-3，本实施例的基于游戏式学习系统的学习方法，其中游戏式学习系统包括：监测装置1，该监测装置1包括安装架101以及内置于安装架101的处理器单元，安装架101为矩形框架，矩形框架内部的四个侧壁上分别通过弹簧连接有夹紧板107；安装架101的正面安装有摄像头102；以及智能设备2，智能设备2嵌入四个夹紧板107围成的区域。安装架101的正面安装有按键104以及提示灯105；摄像头102旁安装有距离传感器103；安装架101上安装有音响106；摄像头102、按键104、提示灯105、距离传感器103以及音响106均与处理器单元有线连接；处理器单元与智能设备2有线连接或无线连接。安装架101的背面连接有冷却板108，冷却板108的内部填充有冷却介质；冷却板108外表面的中心位置铰接有万向球109，一支撑杆110的一端与万向球109固连，支撑杆110的另一端与支撑底座111连接。具体本实施例中，智能设备2为手机或平板电脑。
本实施例的基于游戏式学习系统的学习方法，包括以下步骤：
步骤A：用户将自身的面部照片上传至处理器单元，作为该用户设定的面部识别标准照片；
步骤B：用户打开智能设备2内指定的学习软件；
步骤C：当用户开始运行学习软件进行学习时，智能设备2给处理器单元发出初始计时指令，处理器单元开始控制摄像头102以每秒N次的频率进行拍照；
步骤D：当用户结束运行学习软件时，智能设备2给处理器单元发出终止计时指令，处理器单元控制摄像头102停止拍照。
其中，处理器单元采集摄像头102从初始计时指令发出时刻到终止计时指令发出时刻之间内拍摄的所有照片，然后处理器单元将以上所有照片一一与处理器单元中预存的面部识别标准照片进行比对，当处理器单元识别某张照片与面部识别标准照片是同一用户面部照片时，标记该照片为有效照片；最后处理器单元统计所有有效照片数量ny，计算得到记录学习时间Tj＝[(1/N)*ny]秒。同时，处理器单元控制提示灯105随机亮起且控制相邻两次提示灯105亮起的时间间隔大于40秒(避免提示灯105频繁亮起影响用户学习)；在提示灯105亮起的5秒内，若用户未按下按键104，则标记一次未处理，且处理器单元控制音响106发出一次提示音；处理器单元采集从初始计时指令发出时刻到终止计时指令发出时刻之间所有标记未处理的数量Cw，计算得到有效学习时间Ty＝Ti-Cw*γ，其中γ的数值范围为5-20秒；处理器单元自动将数据Ty上传至智能设备2。设定用户玩游戏控制时间为Tw＝α*Ty，其中比例系数α的数值范围为0.1-10；当用户打开智能设备2内指定的游戏软件时，智能设备2自动记录该用户开始运行游戏软件到结束运行游戏软件的时间TS，当智能设备2检测到Tw-TS≤0时，智能设备2控制运行中的指定游戏软件自动退出。当距离传感器103检测到用户的面部至摄像头102的距离大于等于设定值X时，处理器单元控制摄像头102停止拍照；当距离传感器103检测到用户的面部至摄像头102的距离小于设定值X时，处理器单元控制摄像头102继续拍照；设定值X为0.8m。
现有的学习功能和游戏功能相结合的学习装置无法对青幼年用户是否正在进行学习的状态进行监测，而本实施例中，在用户通过智能设备2进行学习的时间段内，通过监测装置1上的摄像头102以固定频率对用户进行拍摄，当处理器单元识别某张照片与面部识别标准照片是同一用户面部照片时，说明此时用户正面对智能设备2进行学习且学习的用户为系统预设的登陆用户，则将该张照片对应的时间段(即拍摄该张照片时刻与拍摄上一张照片时刻之间的时间间隔)计入总的记录学习时间Tj内，当处理器单元识别某张照片与面部识别标准照片不是同一用户面部照片时，说明此时用户不在智能设备2前或此时在智能设备2前的用户不是系统预设的登陆用户，则将该张照片对应的时间段不计入总的记录学习时间Tj内，最终统计得到总的记录学习时间Tj，通过统计的Tj对青幼年用户学习的状态进行有效监测；需要说明的是，虽然统计得到了记录学习时间Tj，但并不能保证该段时间内用户始终集中精力观看智能设备2而进行学习，其中，处理器单元会控制提示灯105随机亮起，当提示灯105随机亮起的时刻，用户是处于集中精力观看智能设备2的状态，则容易在5秒内意识到提示灯105亮起并相应按下按键104，若用户在某次提示灯105亮起的5秒内未按下按键104，则说明此时用户没有集中精力在智能设备2前学习，此时处理器单元控制音响106发出一次提示音，提示用户集中精力进行学习，同时处理器单元采集从初始计时指令发出时刻到终止计时指令发出时刻之间所有标记未处理(即未在提示灯105亮起5秒内按下按键104)的数量Cw，计算得到有效学习时间Ty＝Tj-Cw*γ；最终，获得有效学习时间Ty后，需要通过比例系数α的调整将有效学习时间Ty换算为用户玩游戏控制时间为Tw＝α*Ty，Tw为用户通过学习时间兑换的实际可玩游戏时间；其中，比例系数α的具体数值可根据用户的学习情况、用户的年龄等因素人工设定。当用户打开智能设备2内指定的游戏软件时，智能设备2自动记录该用户开始运行游戏软件到结束运行游戏软件的时间TS，当智能设备2检测到Tw-TS≤0时，智能设备2控制运行中的指定游戏软件自动退出，说明此时用户通过学习时间兑换的实际可玩游戏时间被消耗完，用户需要通过继续学习来换取玩游戏的时间，否则无法运行游戏软件玩游戏，从而使得青幼年用户在玩游戏和学习之间建立约束，确保身心健康全面发展，劳逸结合。
本实施例中，当距离传感器103检测到用户的面部至摄像头102的距离大于等于设定值X时(设定值X为0.8m)，说明此时用户虽然面对智能设备2，但因距离过远，并非处于实际学习的状态，通过处理器单元控制摄像头102停止拍照，将此时间段内的时间不计入总的记录学习时间Tj内；当距离传感器103检测到用户的面部至摄像头102的距离小于设定值X时，则处理器单元控制摄像头102继续拍照。
本实施例中，监测装置1包括安装架101以及内置于安装架101的处理器单元，安装架101为矩形框架，矩形框架内部的四个侧壁上分别通过弹簧连接有夹紧板107，智能设备2嵌入四个夹紧板107围成的区域，将监测装置1和智能设备2设置成独立的单元，从而方便将不同的智能设备2安装在监测装置1上，使用灵活性大大提升；其中，智能设备2为一般的智能手机或平板电脑，无需对智能设备2的硬件进行特殊定制，使得整个游戏式学习系统的制造成本降低。
本实施例中，安装架101的正面安装有摄像头102，安装架101的正面安装有按键104以及提示灯105，摄像头102旁安装有距离传感器103，安装架101上安装有音响106，摄像头102、按键104、提示灯105、距离传感器103以及音响106均与处理器单元有线连接，处理器单元与智能设备2有线连接或无线连接，以上部件对用户学习的状态进行单独监控并将监控的参数反馈至处理器单元中集中处理，处理器单元将处理的结果反馈至智能设备2，从而对智能设备2上用户玩游戏的时间进行条件约束，避免青幼年用户长期沉迷游戏。
本实施例中，安装架101的背面连接有冷却板108，冷却板108的内部填充有冷却介质，当智能设备2在安装架101上运行时，其背面的冷却板108可对智能设备2进行冷却；冷却板108外表面的中心位置铰接有万向球109，一支撑杆110的一端与万向球109固连，支撑杆110的另一端与支撑底座111连接，通过支撑杆110可将整个监测装置1支撑在一定高度，通过万向球109可调整智能设备2面对用户的角度，从而方便用户的使用。
本实施例的基于游戏式学习系统的学习方法，通过监测装置1对青幼年用户是否正在进行学习的状态进行监测，同时利用监测装置1监测的结果作为用户在智能设备2上玩游戏时间的约束条件，从而将学习和游戏结合起来，用户只有通过学习来换取相应的游戏机会，才能进行游戏的体验，可以有效控制青幼年用户的游戏时间，劳逸结合使得孩子更全面健康的发展。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于游戏式学习系统的学习方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤A：用户将自身的面部照片上传至处理器单元，作为该用户设定的面部识别标准照片；
步骤B：用户打开智能设备(3)内指定的学习软件；
步骤C：当用户开始运行学习软件进行学习时，所述智能设备(2)给所述处理器单元发出初始计时指令，所述处理器单元开始控制摄像头(102)以每秒N次的频率进行拍照；
步骤D：当用户结束运行学习软件时，所述智能设备(2)给所述处理器单元发出终止计时指令，所述处理器单元控制摄像头(102)停止拍照。
2.根据权利要求1或2所述的基于游戏式学习系统的学习方法，其特征在于：所述处理器单元采集摄像头(102)从初始计时指令发出时刻到终止计时指令发出时刻之间内拍摄的所有照片，然后处理器单元将以上所有照片一一与处理器单元中预存的面部识别标准照片进行比对，当处理器单元识别某张照片与面部识别标准照片是同一用户面部照片时，标记该照片为有效照片；最后处理器单元统计所有有效照片数量ny，计算得到记录学习时间Ti＝[(1/N)*ny]秒。
3.根据权利要求2所述的基于游戏式学习系统的学习方法，其特征在于：所述处理器单元控制提示灯(105)随机亮起且控制相邻两次提示灯(105)亮起的时间间隔大于40秒；在提示灯(105)亮起的5秒内，若用户未按下按键(104)，则标记一次未处理，且处理器单元控制音响(106)发出一次提示音；所述处理器单元采集从所述初始计时指令发出时刻到所述终止计时指令发出时刻之间所有标记未处理的数量Cw，计算得到有效学习时间Ty＝Tj-Cw*γ，其中γ的数值范围为5-20秒；所述处理器单元自动将数据Ty上传至智能设备(2)。
4.根据权利要求3所述的基于游戏式学习系统的学习方法，其特征在于：设定用户玩游戏控制时间为Tw＝α*Ty，其中比例系数α的数值范围为0.1-10；当用户打开智能设备(2)内指定的游戏软件时，智能设备(2)自动记录该用户开始运行游戏软件到结束运行游戏软件的时间TS，当智能设备(2)检测到Tw-TS≤0时，智能设备(2)控制运行中的指定游戏软件自动退出。
5.根据权利要求4所述的基于游戏式学习系统的学习方法，其特征在于：当距离传感器(103)检测到用户的面部至摄像头(102)的距离大于等于设定值X时，所述处理器单元控制摄像头(102)停止拍照；当距离传感器(103)检测到用户的面部至摄像头(102)的距离小于设定值X时，所述处理器单元控制摄像头(102)继续拍照；所述设定值X为0.8m。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于游戏式学习系统的学习方法，其特征在于，所述游戏式学习系统包括：
监测装置(1)，该监测装置(1)包括安装架(101)以及内置于安装架(101)的处理器单元，所述安装架(101)为矩形框架，所述矩形框架内部的四个侧壁上分别通过弹簧连接有夹紧板(107)；所述安装架(101)的正面安装有摄像头(102)；
以及智能设备(2)，所述智能设备(2)嵌入四个夹紧板(107)围成的区域。
7.根据权利要求6所述的基于游戏式学习系统的学习方法，其特征在于，所述安装架(101)的正面安装有按键(104)以及提示灯(105)；所述摄像头(102)旁安装有距离传感器(103)；所述安装架(101)上安装有音响(106)；摄像头(102)、按键(104)、提示灯(105)、距离传感器(103)以及音响(106)均与所述处理器单元有线连接；所述处理器单元与所述智能设备(2)有线连接或无线连接。
8.根据权利要求7所述的基于游戏式学习系统的学习方法，其特征在于，所述智能设备(2)为手机或平板电脑；所述安装架(101)的背面连接有冷却板(108)，所述冷却板(108)的内部填充有冷却介质；所述冷却板(108)外表面的中心位置铰接有万向球(109)，一支撑杆(110)的一端与万向球(109)固连，支撑杆(110)的另一端与支撑底座(111)连接。
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