CN111047932A - 一种语音交互式教学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种语音交互式教学系统，包括若干学生语音分机设备、无线音频信号接收器、控制中心单元和显示设备；若干所述学生语音分机设备并联无线连接在无线音频信号接收器上，所述无线音频信号接收器通过无线或有线的方式连接在控制中心单元上，所述控制中心单元连接显示设备，所述显示设备以有线或无线的方式连接控制中心单元，教师可以根据课堂实际情况选定全部或一个或多个学生语音分机设备进行语音类内容的测试或检验。
Description
技术领域
本发明涉及教学方法的技术领域，尤其涉及一种语音交互式教学系统。
背景技术
目前的课堂模式，基本上是单向的模式，针对某一个知识点，老师只能抽查某几个学生回答，从而判断全班其他学生的掌握度。针对语言类的课程，老师更是没办法测试每位学生是否掌握了读音，往往是让学生回家朗读，让家长监督，但效果也都不好。针对这样的情况，目前基本上没有什么好的解决方案，有些学校建立了以电脑为基础的互动教室，能够帮助老师解决即时反馈和语音反馈的问题，但是这种电教室数量稀少，很难满足全校学生的上课要求。例如中国专利 201810077822.8公开的一种交互式外语教学方法，其特征在于，包括下述步骤： S1、获取管理员的身份信息，判断管理员身份验证是否通过，是则执行步骤S2，否则返 回失败信息；S2、获取控制信息，在编辑场景时执行步骤S3，在输出场景时执行步骤S4；S3、进行场景编辑，导入、导出、添加、删除或者修改至少一场景元素及其顺序，返回编辑信息，不再执行后续步骤；其中，所述场景元素至少包括视频、图像、语音、文字其中之一，并且，所述场景元素还包括至少一种题型及其完成时限，所述题型包括选择、填空、判断与说明题；S4、判断是否存在对应的预设场景，是则输出所述预设场景的场景信息，执行步骤S5， 否则返回失败信息；S5、根据所述场景信息，读取其所对应场景的场景数据，输出其中的所述场景元素，其中，所述场景数据包括至少一场景元素；S6、判断是否存在结束指令，是则执行步骤S8，否则执行步骤S7；S7、获取反馈信息，判断其中是否存在结束指令，是则执行步骤S8，否则根据所述反馈信息，继续执行步骤S5，其中，所述反馈信息至少包括语音、文字、图像、视频其中之一； S8、根据所述场景信息的执行情况，生成执行结果。该技术方案虽然能够进行教学，但是其流程比较复杂，对于课上使用的教学系统需要讲求实时性。
发明内容
为克服现有技术中存在的目前的课堂模式，基本上是单向的模式，针对某一个知识点，老师只能抽查某几个学生回答，从而判断全班其他学生的掌握度的问题，本发明提供了一种语音交互式教学系统，其创新点在于，包括若干学生语音分机设备、无线音频信号接收器、控制中心单元和显示设备；若干所述学生语音分机设备并联无线连接在无线音频信号接收器上，所述无线音频信号接收器通过无线或有线的方式连接在控制中心单元上，所述控制中心单元连接显示设备，所述显示设备以有线或无线的方式连接控制中心单元，教师可以根据课堂实际情况选定全部或一个或多个学生语音分机设备进行语音类内容的测试或检验。
在此基础上，所述学生语音分机设备是由单片机、天线、功率放大器、音频编写与解码器和麦克风组成。
在此基础上，学生语音分机设备中还包括身份验证模块，所述身份验证模块在登录时获取登录学生的身份信息，并在该登录结束前沿用该学生身份信息，避免发生测试人员混乱的问题。
在此基础上，所述控制中心单元预设待检测的语音内容，该语音内容包括中文和/或英文的单词、句子、对话、段落和全篇文章的读音、顺序、断句以及拼写。
在此基础上，所述控制中心单元内设置有判断模块、评分模块和反馈结果单元；
所述判断模块接收学生语音分机设备传输过来的音频内容，并与控制中心模块的预设内容进行对比判断，得出判断结果；所述判断结果传输到评分模块；
所述评分模块中预设有评判标准，所述判断结果一一对应评判标准，从而评分模块给出相应评分；所述评分模块将评分数据传输给反馈结果单元；
所述反馈结果单元将结果数据传输给显示设备，进行显示。
在此基础上，所述评判标准包括两个层面，分别为语音层面评判和语义层面评判；所述语音层面包括准确性、完整性、语音语调正确与否以及流畅度；所述语义层面包括语音内容是否符合答案，语音的内容和标准的文本之间的差异度。
在此基础上，根据上述评判标准列出评断阶段：
语音内容不符合答案，则直接判为0分；
语音内容与标准文本存在差异+语音层面符合答案，判为1分；
语音内容符合答案+语音层面中准确性欠缺，判为2分；
语音内容符合答案+语音层面中语音语调欠缺，判为3分；
语音内容符合答案+语音层面中流畅度欠缺，判为4分；
语音内容符合答案+语音层面无误，判为5分。
在此基础上，所述显示设备接收控制中心单元传输过来的评分数据，并将其制成多样的、多种形式的且对应的表格形式，所述表格中包括学生姓名、所测试内容、次数、该生该次得分、平均分、最高分，最低分、当前答题人数与未作答人数、及格率、优秀率或作答用时中的任意几种参数组合或全部包括上述参数；所得表格形成得分列表，并将其数据传输给显示设备。
在此基础上，所述显示设备连接终端设备，该终端设备包括电脑或投影仪或手机，用于显示得分列表。
在此基础上，所述控制中心单元还包括时长监控模块，所述时长监控模块用于计算并监控学生朗读对应的语音内容所需的时长，判断学生是否又快又好的掌握内容。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用本发明的教学系统时，可以在课堂上，也可以在课堂外或者课间检查学生的学习情况，将需要检阅或者检查的学生的每个人有一个学生语音分机设备，然后开启控制中心单元的身份验证模块，进行登录验证，随后，教师将需要检查或者考核的语音类内容，例如单词，句子，对话，学生通过语音分机设备进行朗读，控制中心单元内设置的接收学生语音分机设备传输过来的音频内容，并与控制中心模块的预设内容进行对比判断，得出判断结果；判断结果传输到评分模块；评分模块中预设有评判标准，判断结果一一对应评判标准，从而评分模块给出相应评分；所述评分模块将评分数据传输给反馈结果单元；反馈结果单元将结果数据传输给显示设备，进行显示。教师可以通过投影仪等终端设备将报表的方式展现，让教师了解到有多少人进行了朗读，平均得分是多少，最高分，最低分，以及每位学生的得分列表，老师可以通过报告结果，判断学生是否真的掌握了内容，从而决定是继续下面的内容，还是重新再教一遍刚才的内容。
附图说明
图1是本发明语音交互式教学系统结构示意图；
图2是本发明语音交互式教学系统可制得的第一种图形列表示意图；
图3是本发明语音交互式教学系统可制得的第二种图形列表示意图；
图4是本发明语音交互式教学系统可制得的第三种图形列表示意图；
图5是本发明语音交互式教学系统可制得的第三种图形列表示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明披露了一种语音交互式教学系统，如图1所示：包括若干学生语音分机设备、无线音频信号接收器、控制中心单元和显示设备；若干所述学生语音分机设备并联无线连接在无线音频信号接收器上，所述无线音频信号接收器通过无线或有线的方式连接在控制中心单元上，所述控制中心单元连接显示设备，所述显示设备以有线或无线的方式连接控制中心单元，教师可以根据课堂实际情况选定全部或一个或多个学生语音分机设备进行语音类内容的测试或检验。
具体的，所述学生语音分机设备是由单片机、天线、功率放大器、音频编写与解码器和麦克风组成。
作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，学生语音分机设备中还包括身份验证模块，所述身份验证模块在登录时获取登录学生的身份信息，并在该登录结束前沿用该学生身份信息，避免发生测试人员混乱的问题。
具体的，所述控制中心单元预设待检测的语音内容，该语音内容包括中文和/或英文的单词、句子、对话、段落和全篇文章的读音、顺序、断句以及拼写。在本发明中，语音内容包括但不限于上述语音内容。
作为进一步优选的，所述控制中心单元内设置有判断模块、评分模块和反馈结果单元；所述判断模块接收学生语音分机设备传输过来的音频内容，并与控制中心模块的预设内容进行对比判断，得出判断结果；所述判断结果传输到评分模块；所述评分模块中预设有评判标准，所述判断结果一一对应评判标准，从而评分模块给出相应评分；所述评分模块将评分数据传输给反馈结果单元；所述反馈结果单元将结果数据传输给显示设备，进行显示。
具体的，在本发明的此实施方式中，所述评判标准包括两个层面，分别为语音层面评判和语义层面评判；所述语音层面包括准确性、完整性、语音语调正确与否以及流畅度；所述语义层面包括语音内容是否符合答案，语音的内容和标准的文本之间的差异度。上述评判标准都以内嵌的模块集成形式嵌入评判模块中，而上述评判标准通常与现有技术中标准的语音语法相一致；
根据上述评判标准列出评断阶段：
语音内容不符合答案，则直接判为0分；
语音内容与标准文本存在差异+语音层面符合答案，判为1分；
语音内容符合答案+语音层面中准确性欠缺，判为2分；
语音内容符合答案+语音层面中语音语调欠缺，判为3分；
语音内容符合答案+语音层面中流畅度欠缺，判为4分；
语音内容符合答案+语音层面无误，判为5分。
在本发明中，所有的语音层面或是语义层面，均为现有技术中输入的各种标准化文章以及标准化读音语调、断句、流畅度等参考因素。
所述显示设备接收控制中心单元传输过来的评分数据，并将其制成多样的、多种形式的且对应的表格形式，所述表格中包括学生姓名、所测试内容、次数、该生该次得分、平均分、最高分，最低分、当前答题人数与未作答人数、及格率、优秀率或作答用时中的任意几种参数组合或全部包括上述参数；所得表格形成得分列表，并将其数据传输给显示设备。当然，本发明的表格形式、表格样式都是多样化的，任何现有技术中存在的展示形式都是可以进行罗列展示，例如柱形图、折线图等各种图表及表现形式。如图2-5所示，本发明列举了几个图表表示形式。
作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，所述显示设备连接终端设备，该终端设备包括电脑或投影仪或手机，用于显示得分列表。
作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，所述控制中心单元还包括时长监控模块，所述时长监控模块用于计算并监控学生朗读对应的语音内容所需的时长，判断学生是否又快又好的掌握内容。
语音交互式教学系统的使用过程：使用本发明的教学系统时，可以在课堂上，也可以在课堂外或者课间检查学生的学习情况，将需要检阅或者检查的学生的每个人有一个学生语音分机设备，然后开启控制中心单元的身份验证模块，进行登录验证，随后，教师将需要检查或者考核的语音类内容，例如单词，句子，对话，学生通过语音分机设备进行朗读，控制中心单元内设置的接收学生语音分机设备传输过来的音频内容，并与控制中心模块的预设内容进行对比判断，得出判断结果；判断结果传输到评分模块；评分模块中预设有评判标准，判断结果一一对应评判标准，从而评分模块给出相应评分；所述评分模块将评分数据传输给反馈结果单元；反馈结果单元将结果数据传输给显示设备，进行显示。教师可以通过投影仪等终端设备将报表的方式展现，让教师了解到有多少人进行了朗读，平均得分是多少，最高分，最低分，以及每位学生的得分列表，老师可以通过报告结果，判断学生是否真的掌握了内容，从而决定是继续下面的内容，还是重新再教一遍刚才的内容。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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。
在本发明中， 除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种语音交互式教学系统，其特征在于，包括若干学生语音分机设备、无线音频信号接收器、控制中心单元和显示设备；若干所述学生语音分机设备并联无线连接在无线音频信号接收器上，所述无线音频信号接收器通过无线或有线的方式连接在控制中心单元上，所述控制中心单元连接显示设备，所述显示设备以有线或无线的方式连接控制中心单元，教师可以根据课堂实际情况选定全部或一个或多个学生语音分机设备进行语音类内容的测试或检验。
2.根据权利要求1所述的语音交互式教学系统，其特征在于：所述学生语音分机设备是由单片机、天线、功率放大器、音频编写与解码器和麦克风组成。
3.根据权利要求2所述的语音交互式教学系统，其特征在于：学生语音分机设备中还包括身份验证模块，所述身份验证模块在登录时获取登录学生的身份信息，并在该登录结束前沿用该学生身份信息，避免发生测试人员混乱的问题。
4.根据权利要求1所述的语音交互式教学系统，其特征在于：所述控制中心单元预设待检测的语音内容，该语音内容包括中文和/或英文的单词、句子、对话、段落和全篇文章的读音、顺序、断句以及拼写。
5.根据权利要求4所述的语音交互式教学系统，其特征在于：所述控制中心单元内设置有判断模块、评分模块和反馈结果单元；
所述判断模块接收学生语音分机设备传输过来的音频内容，并与控制中心模块的预设内容进行对比判断，得出判断结果；所述判断结果传输到评分模块；
所述评分模块中预设有评判标准，所述判断结果一一对应评判标准，从而评分模块给出相应评分；所述评分模块将评分数据传输给反馈结果单元；
所述反馈结果单元将结果数据传输给显示设备，进行显示。
6.根据权利要求5所述的语音交互式教学系统，其特征在于：所述评判标准包括两个层面，分别为语音层面评判和语义层面评判；所述语音层面包括准确性、完整性、语音语调正确与否以及流畅度；所述语义层面包括语音内容是否符合答案，语音的内容和标准的文本之间的差异度。
7.根据权利要求6所述的语音交互式教学系统，其特征在于：根据上述评判标准列出评断阶段：
语音内容不符合答案，则直接判为0分；
语音内容与标准文本存在差异+语音层面符合答案，判为1分；
语音内容符合答案+语音层面中准确性欠缺，判为2分；
语音内容符合答案+语音层面中语音语调欠缺，判为3分；
语音内容符合答案+语音层面中流畅度欠缺，判为4分；
语音内容符合答案+语音层面无误，判为5分。
8.根据权利要求7所述的语音交互式教学系统，其特征在于：所述显示设备接收控制中心单元传输过来的评分数据，并将其制成多样的、多种形式的且对应的表格形式，所述表格中包括学生姓名、所测试内容、次数、该生该次得分、平均分、最高分，最低分、当前答题人数与未作答人数、及格率、优秀率或作答用时中的任意几种参数组合或全部包括上述参数；所得表格形成得分列表，并将其数据传输给显示设备。
9.根据权利要求8所述的语音交互式教学系统，其特征在于：所述显示设备连接终端设备，该终端设备包括电脑或投影仪或手机，用于显示得分列表。
10.根据权利要求5所述的语音交互式教学系统，其特征在于：所述控制中心单元还包括时长监控模块，所述时长监控模块用于计算并监控学生朗读对应的语音内容所需的时长，判断学生是否又快又好的掌握内容。
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