CN111626157A - 一种基于人工智能的教学互动方法、终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的教学互动方法、终端及存储介质，所述基于人工智能的教学互动方法包括：获取学习端输入的书写内容；通过AI算法对所述书写内容进行识别，并判断所述书写内容是否正确；当所述书写内容错误时，基于所述书写内容进行点评分析，并将正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端。本发明将AI技术运用在白板教学系统中，通过AI算法对学生输入的书写内容进行识别，从而针对书写内容进行自动纠错，并基于错误内容进行自动点评分析，增加了教学过程中的互动性，优化了教学方式，提高了学习兴趣。

Description

一种基于人工智能的教学互动方法、终端及存储介质

技术领域

本发明涉及终端应用领域，尤其涉及一种基于人工智能的教学互动方法、终端及存储介质。

背景技术

随着技术的进步以及智慧教育的普及，越来越多的学校已经部署智慧课堂所需要的电视白板，将传统的黑板板书搬到电视白板上，相对于传统电视来说，电视白板具有明显的优势，其具有更丰富的教学形式、教学方法以及课堂互动，对于现代教学来说，电视白板具有划时代的意义。

当前的智慧白板产品能够做到将教学讲义多媒体化，例如：将教学讲义投到电视白板上；并且，针对电视白板上的书写内容进行格式处理，以规范的格式展示书写内容；以及针对书写内容中的公式和符号等进行提取，从而转换成标准格式的公式和符号；以及将书写内容转换为图片，以图片的形式进行存储。

但是，当前的电视白板无法判断书写内容是否准确，而且也无法在书写之后对书写内容进行自动纠错，并针对书写内容中的错误点进行点评分析，这些缺点都是当前电视白板所欠缺的，也是电视白板所需要改进的地方。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

针对现有技术缺陷，本发明提供一种基于人工智能的教学互动方法、终端及存储介质，通过将AI技术运用在白板教学系统中，利用AI算法对学生输入的书写内容进行识别，从而针对书写内容进行自动纠错，并基于错误内容进行自动点评分析，以增加教学过程中的互动性。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种基于人工智能的教学互动方法，其中，所述基于人工智能的教学互动方法包括以下步骤：

获取学习端输入的书写内容；

通过AI算法对所述书写内容进行识别，并判断所述书写内容是否正确；

当所述书写内容错误时，基于所述书写内容进行点评分析，并将正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端。

进一步地，所述获取学习端输入的书写内容，之前包括：

预先建立互动数据库，并在所述互动数据库存储对应的教学内容及学习内容。

进一步地，所述获取学习端输入的书写内容，之前还包括：

通过人脸识别技术识别当前讲课对象；

根据识别到的讲课对象获取及显示所述教学内容，并实时记录所述讲课对象的讲课内容；

当进入互动答题环节时，获取所述讲课对象选择的答题对象信息，并根据所述答题对象信息向对应的学习端发送互动题目。

进一步地，所述获取学习端输入的书写内容，具体包括以下步骤：

通过人脸识别技术识别当前答题对象；

根据识别到的答题对象获取输入的书写内容，并将所述答题对象的识别信息及所述书写内容进行关联存储。

进一步地，所述通过AI算法对所述书写内容进行识别，并判断所述书写内容是否正确，具体包括以下步骤：

获取与所述互动题目对应的正确内容；

通过所述AI算法识别所述书写内容，并将所述书写内容转换为标准格式的文字内容；

将转换后的所述文字内容与获取的所述正确内容进行对比，并判断所述文字内容与所述正确内容是否一致。

进一步地，所述当所述书写内容错误时，基于所述书写内容进行点评分析，并将正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端，具体包括以下步骤：

当所述文字内容与所述正确内容不一致时，判定所述书写内容错误；

查找所述书写内容中的错误内容，并对查找到的错误内容进行标记；

对所述错误内容进行解析，得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处；

将所述正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端。

进一步地，所述对所述错误内容进行解析，得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处，具体包括以下步骤：

获取所述互动题目对应的题库数据，并根据所述题库数据查找与所述错误内容对应的解题方法；

根据所述解题方法得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处。

进一步地，所述将所述正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端，之后还包括：

将实时记录的讲课内容、互动环节的书写内容以及针对错误内容的点评内容存储至所述互动数据库中，并将所述互动数据库中的数据分享至所述学习端。

第二方面，本发明还提供一种终端，其中，包括处理器，以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器存储有基于人工智能的教学互动程序，所述基于人工智能的教学互动程序被所述处理器执行时用于实现如第一方面所述的基于人工智能的教学互动方法的操作。

第三方面，本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有基于人工智能的教学互动程序，所述基于人工智能的教学互动程序被处理器执行时用于实现如第一方面所述的基于人工智能的教学互动方法的操作。

本发明采用上述技术方案具有以下效果：

本发明将AI技术运用在白板教学系统中，通过AI算法对学生输入的书写内容进行识别，从而针对书写内容进行自动纠错，并基于错误内容进行自动点评分析，增加了教学过程中的互动性，优化了教学方式，提高了学习兴趣。

附图说明

图1是本发明实施例中基于人工智能的教学互动方法的流程图。

图2是本发明实施例中终端的功能原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

现有的白板教学设备只能对书写内容进行格式处理，使书写内容的格式符合规范，以及对书写内容进行转换，以图片的方式将书写内容进行存储；而无法针对书写内容进行查错及纠错，导致白板教学设备的功能单一，无法满足课堂的互动需求。

本实施例的主要目的在于：提供一种基于人工智能的教学互动方法，通过AI算法对学生输入的书写内容进行识别，针对书写内容进行自动纠错，并基于错误内容进行自动点评分析，从而增加教学过程中的互动性，优化教学方式，提高学习兴趣。

如图1所示，在本实施例的一种实现方式当中，所述基于人工智能的教学互动方法包括以下步骤：

步骤S100，获取学习端输入的书写内容。

在本实施例中，所述基于人工智能的教学互动方法应用于白板教学系统中，其中，所述白板教学系统分为教学端和多个学习端；所述教学端为电视白板，用于显示教学内容以及手写内容等；在所述教学端中安装有教学互动APP(教师端)，可直接在所述教学端登入老师账号，也可通过手机APP登入老师账号，利用手机授予所述教学端登入权限(例如，扫描授予登入权限)，从而实现手机与所述教学端之间的教学资源互享。

而所述学习端则为PAD设备或者手机，在所述学习端安装有教学互动APP(学生端)，可直接在所述学习端中登入学生账号，从而在所述学习端的教学互动APP中进行课程学习、互动答题以及复习巩固等操作。

在教学的过程当中，老师(即讲课对象)可以通过所述教学端启动互动答题环节，选择并呼叫学生(即答题对象)进行答题；在答题的过程当中，学生可在讲台上的所述教学端进行答题(老师启动电视白板的答题区域，学生在该答题区域中进行答题)，也可以在所述学习端进行答题；其中，在进行答题时，在所述教学端或所述学习端的答题方式为手写输入。

在答题完成之后，所述教学端通过AI算法对学生的答题结果进行判断，判断后输出答题分析、点评分析以及复习巩固方案，其中，复习巩固的成果可同步到老师账号；老师可以通过全班的答题结果进行分析计算，从而优化教学方案，了解对应的知识点在全班的掌握情况，并制定有针对性的改进计划。

具体地，在所述教学端与所述学习端进行互动之前，还需要在所述教学端及所述学习端中建立互动数据库，并在所述互动数据库中存储对应的教学内容及学习内容。

在实际应用时，根据不同的客户端分配不同的资源；例如，针对所述教学端的互动数据库，可存储老师信息、课程信息、知识点掌握情况(学生对于知识点掌握情况，该信息通过班级学生答题数据分析得到)、教学改善情况(通过改善方案实施后的答题数据分析得到)以及复习巩固结果(通过班级学生的复习巩固结果分析得到)等数据；待存储这些数据之后，可将所述教学端的互动数据库与老师账号进行绑定。

而针对所述学习端的互动数据库，可存储学生信息、课程知识点、知识点互动题目、答题记录、错误分析、错误点评以及知识巩固等数据；待存储这些数据之后，可将所述学习端对应的互动数据库与学生账号进行绑定。

即所述步骤S100之前还包括：

步骤S001，预先建立互动数据库，并在所述互动数据库存储对应的教学内容及学习内容。

在本实施例中，在设置所述互动数据库之后，还需要在所述教学端及所述学习端设置相应的用户数据库，并在所述用户数据库中存储对应老师或学生的人脸数据及注册信息，其中，老师或学生的人脸数据可由各自对应的客户端进行录制，以便于在课堂中进行签到识别、讲课对象识别以及答题对象识别等操作。

在设置相应的用户数据库之后，可通过人脸识别技术对讲课对象进行识别(该识别过程主要通过所述教学端上的摄像头实现)，从而确定当前讲课对象是否为预先配备的老师；与此同时，还通过人脸识别技术对答题对象及签到对象进行识别(该识别过程主要通过所述学习端上的摄像头实现)。

在人脸识别认证的过程当中，若讲课对象的认证结果为认证成功，所述教学端则自动显示教学内容所需要的电子教案(电子教案由老师在其手机APP进行设置)；此时，讲课对象即可根据所述电子教案进行讲课。

在讲课的过程当中，所述教学端会实时记录并分析老师的讲课内容，所述讲课内容包括：老师在所述教学端中输入的内容，以及老师在所述教学端中标记的内容等；待记录完成之后，通过AI技术进行文字识别、图像提取及课程知识点标记等操作，得到所述讲课内容，并将记录的所述讲课内容存储在所述教学端的互动数据库中，以便于每个学习端可以从所述教学端的互动数据库中获取所述讲课内容(获取讲课内容的权限由老师在所述教学端进行设置)。

进一步地，在讲课的过程当中，若讲课老师在所述教学端中启动互动答题环节，则将讲课老师布置的互动题目发送至每个学习端中，并且，根据讲课老师选择的答题对象信息，向所述答题对象所在的学习端发送答题请求，答题对象可根据现场需求，在对应的学习端进行答题，或者在讲台上的教学端进行答题；当在所述教学端进行答题时，则在所述教学端设置相应的答题区域，答题对象可在所述教学端的答题区域进行答题。

即所述步骤S100之前还包括：

步骤S002，通过人脸识别技术识别当前讲课对象；

步骤S003，根据识别到的讲课对象获取及显示所述教学内容，并实时记录所述讲课对象的讲课内容；

步骤S004，当进入互动答题环节时，获取所述讲课对象选择的答题对象信息，并根据所述答题对象信息向对应的学习端发送互动题目。

在本实施例中，在答题对象进行答题时，可通过人脸识别技术识别当前所述学习端的答题对象，或通过人脸识别技术识别当前所述教学端的答题对象；若识别成功，则获取所述答题对象在所述学习端或所述教学端输入的书写内容，并将所述答题对象的识别信息及所述书写内容进行关联存储；在存储所述识别信息及所述书写内容时，若所述答题对象的答题终端为所述教学端，则将所述识别信息及所述书写内容存储在所述教学端的互动数据库当中，若所述答题对象的答题终端为所述学习端，则将所述识别信息及所述书写内容存储在所述学习端的互动数据库当中。

即所述步骤S100具体包括以下步骤：

步骤S110，通过人脸识别技术识别当前答题对象；

步骤S120，根据识别到的答题对象获取输入的书写内容，并将所述答题对象的识别信息及所述书写内容进行关联存储。

本实施例通过在教学系统中加入人脸识别技术，方便老师及学生在课堂进行签到；同时，在互动环节当中，针对答题对象进行识别，并将识别的信息与答题对象输入的书写内容进行绑定，从而方便老师了解学生掌握知识点的情况以及针对教学方式进行改善。

如图1所示，在本实施例的一种实现方式当中，所述基于人工智能的教学互动方法还包括以下步骤：

步骤S200，通过AI算法对所述书写内容进行识别，并判断所述书写内容是否正确。

在本实施例中，在所述答题对象输入书写内容之后，所述教学端或所述学习端，则所述答题对象的答题内容进行判断，从而确定当前答题对象输入的书写内容是否为正确内容。

具体地，在对答题对象输入的书写内容进行判断时，可通过所述AI算法识别所述书写内容，并将所述书写内容转换为标准格式的文字内容；待转换为文字内容之后，所述教学端或所述学习端则将转换后的所述文字内容与获取的所述正确内容进行对比，并判断所述文字内容与所述正确内容是否一致。

其中，所述正确内容来源于实时记录的讲课内容，或者来源于讲课老师的电子教案，亦或者来源于网络智能分析题库。

在对比所述答题对象输入的书写内容时，可通过AI技术进行文字识别，以及通过图像识别技术识别答题对象的答题记录，利用题目解答库对答题内容进行对错检测(检测结果存储在互动数据库中，检测结果包括：答题思路是否正确、答题步骤是否正确、书写是否正确、内容是否正确、结果是否正确等)。

即所述步骤S200具体包括以下步骤：

步骤S210，获取与所述互动题目对应的正确内容；

步骤S220，通过所述AI算法识别所述书写内容，并将所述书写内容转换为标准格式的文字内容；

步骤S230，将转换后的所述文字内容与获取的所述正确内容进行对比，并判断所述文字内容与所述正确内容是否一致。

本实施例通过获取答题对象输入的书写内容，并利用AI技术识别答题对象输入的书写内容，将其转换为文字内容，并进行智能对比，从而针对答题对象输入的书写内容进行解析，得到答题对象输入的书写内容的检测结果。

如图1所示，在本实施例的一种实现方式当中，所述基于人工智能的教学互动方法还包括以下步骤：

步骤S300，当所述书写内容错误时，基于所述书写内容进行点评分析，并将正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端。

在本实施例中，在对答题对象进行检测之后，所述教学端或所述学习端则根据检测结果输出正确的解题方案，其中，所述正确的解题方案可以为多套解题方案。

具体地，当检测到所述文字内容与所述正确内容不一致时，则判定所述书写内容错误；所述教学端或所述学习端则根据所述正确内容查找所述书写内容中的错误内容，并且，对查找到的错误内容进行标记；在标记之后，所述教学端或所述学习端则对所述错误内容进行解析，得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处。

若对所述错误内容进行解析的终端为所述教学端，待插入所述点评分析内容之后，所述教学端还会将所述正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端，以便于学生通过所述学习端针对互动题目进行复习巩固。

另外，在本实施例中，所述教学端还可以通过AI技术对课堂答题效果进行评估，尤其对于学生的错误点进行分析；待所述教学端评估及分析之后，输出班级的知识点掌握情况以及输出分析结果，并通过AI技术输出教学改进方案；在输出教学改进方案的同时，通过老师手机端APP提醒老师改善知识点教学计划，老师可以根据改善计划，调整该知识点的教学方案，从而有效地提升教学质量。

另外，在本实施例中，所述教学端还可以通过AI技术对学生的答题解析，针对学生的答题弱项输出复习巩固的方案，该复习巩固方案可以关联所述互动数据库中的题目库、知识讲解库、名师指导库，并通过文字、音乐及视频等多媒体方式进行呈现，学生可以通过APP客户端查看该复习巩固方案，也可以在课堂上点击播放该复习巩固方案(点击播放的权限由课堂老师设置)。

即所述步骤S300，具体包括以下步骤：

步骤S310，当所述文字内容与所述正确内容不一致时，判定所述书写内容错误；

步骤S320，查找所述书写内容中的错误内容，并对查找到的错误内容进行标记；

步骤S330，对所述错误内容进行解析，得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处；

步骤S340，将所述正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端。

具体地，在对所述错误内容进行解析时，所述教学端还可以获取所述互动题目对应的题库数据，并根据所述题库数据查找与所述错误内容对应的解题方法；然后，根据所述解题方法得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处。

在对所述书写内容进行点评分析时，主要有两种点评分析方式，一种点评分析方式为：获取所述互动题目对应的题库数据(所述题库数据存储于所述互动数据库中)，然后通过所述题库数据查找与所述错误内容对应的解题方法，结合查找到的解题方法对所述错误内容进行点评，得到点评分析内容，最后将所述点评分析内容插入所述标记处。

另外一种点评分析方式为：通过AI技术直接判断所述书写内容的对错，并输出与所述错误内容对应的解题方法；这种点评分析方式，需要在所述教学端及所述学习端中建立人工智能知识库，利用AI算法计算得到正确内容，并根据正确内容对所述书写内容进行对错检测，从而根据检测结果直接输出所述解题方法；在得到所述解题方法之后，则根据所述解题方法进行点评，得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处。

即所述步骤S330中，具体包括以下步骤：

步骤S331，获取所述互动题目对应的题库数据，并根据所述题库数据查找与所述错误内容对应的解题方法；

步骤S332，根据所述解题方法得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处。

本实施例通过自动检测答题内容是否正确，并针对错误的答题内容进行查找及标记，从而针对答题内容中的错误内容进行点评分析，将点评分析内容融入到学生的答题内容当中，以方便学生针对该部分内容进行复习巩固。

在本实施例的另一种实现方式当中，所述基于人工智能的教学互动方法还包括以下步骤：

步骤S400，将实时记录的讲课内容、互动环节的书写内容以及针对错误内容的点评内容存储至所述互动数据库中，并将所述互动数据库中的数据分享至所述学习端。

本实施例中，在课堂上的互动环节结束之后，所述教学端则将实时记录的讲课内容、互动环节的书写内容以及针对错误内容的点评内容存储至所述互动数据库中，并将所述互动数据库中的数据分享至所述学习端。

通过AI分析学生的答题结果，输出课堂知识点掌握情况，从而将分析结果发送至老师端APP；再结合分析老师的教学情况，输出教学改进建议，从而方便老师根据知识点的掌握情况及建议进行教学优化。

学生可以在APP端查看自己的课堂作业表现，例如：查看作业点评及复习巩固方案，通过作业点评了解自己的不足，通过复习巩固方案强化知识点的学习。

另外，在本实施例中，针对学生的复习巩固效果，所述学习端会将相应的信息(例如：学生复习巩固成绩)同步到老师端APP，老师可以针对同学的整体学习效果进行点评分析，并将分析结果同步至每个学习端。

本实施例通过一种自动记录、自动纠错及复习巩固为一体的智慧白板系统，能够有效的提升老师的教学效率及学生的知识积累，提供了一种新型的教育模式，有助于学习质量的提高。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种终端，其中，包括处理器10，以及与所述处理器10连接的存储器20，所述存储器20存储有基于人工智能的教学互动程序，所述基于人工智能的教学互动程序被所述处理器10执行时用于实现如实施例一所述的基于人工智能的教学互动方法的操作；具体如上所述。

实施例三

本实施例提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有基于人工智能的教学互动程序，所述基于人工智能的教学互动程序被处理器执行时用于实现如实施例一所述的基于人工智能的教学互动方法的操作；具体如上所述。

综上所述，本发明将AI技术运用在白板教学系统中，通过AI算法对学生输入的书写内容进行识别，从而针对书写内容进行自动纠错，并基于错误内容进行自动点评分析，增加了教学过程中的互动性，优化了教学方式，提高了学习兴趣。

当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的教学互动方法，其特征在于，所述基于人工智能的教学互动方法包括以下步骤：

获取学习端输入的书写内容；

通过AI算法对所述书写内容进行识别，并判断所述书写内容是否正确；

当所述书写内容错误时，基于所述书写内容进行点评分析，并将正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的教学互动方法，其特征在于，所述获取学习端输入的书写内容，之前包括：

预先建立互动数据库，并在所述互动数据库存储对应的教学内容及学习内容。

3.根据权利要求2所述的基于人工智能的教学互动方法，其特征在于，所述获取学习端输入的书写内容，之前还包括：

通过人脸识别技术识别当前讲课对象；

根据识别到的讲课对象获取及显示所述教学内容，并实时记录所述讲课对象的讲课内容；

当进入互动答题环节时，获取所述讲课对象选择的答题对象信息，并根据所述答题对象信息向对应的学习端发送互动题目。

4.根据权利要求1所述的基于人工智能的教学互动方法，其特征在于，所述获取学习端输入的书写内容，具体包括以下步骤：

通过人脸识别技术识别当前答题对象；

根据识别到的答题对象获取输入的书写内容，并将所述答题对象的识别信息及所述书写内容进行关联存储。

5.根据权利要求3所述的基于人工智能的教学互动方法，其特征在于，所述通过AI算法对所述书写内容进行识别，并判断所述书写内容是否正确，具体包括以下步骤：

获取与所述互动题目对应的正确内容；

通过所述AI算法识别所述书写内容，并将所述书写内容转换为标准格式的文字内容；

将转换后的所述文字内容与获取的所述正确内容进行对比，并判断所述文字内容与所述正确内容是否一致。

6.根据权利要求5所述的基于人工智能的教学互动方法，其特征在于，所述当所述书写内容错误时，基于所述书写内容进行点评分析，并将正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端，具体包括以下步骤：

当所述文字内容与所述正确内容不一致时，判定所述书写内容错误；

查找所述书写内容中的错误内容，并对查找到的错误内容进行标记；

对所述错误内容进行解析，得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处；

将所述正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端。

7.根据权利要求6所述的基于人工智能的教学互动方法，其特征在于，所述对所述错误内容进行解析，得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处，具体包括以下步骤：

获取所述互动题目对应的题库数据，并根据所述题库数据查找与所述错误内容对应的解题方法；

根据所述解题方法得到点评分析内容，并将所述点评分析内容插入所述标记处。

8.根据权利要求6所述的基于人工智能的教学互动方法，其特征在于，所述将所述正确内容及点评分析后的书写内容反馈至所述学习端，之后还包括：

将实时记录的讲课内容、互动环节的书写内容以及针对错误内容的点评内容存储至所述互动数据库中，并将所述互动数据库中的数据分享至所述学习端。

9.一种终端，其特征在于，包括处理器，以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器存储有基于人工智能的教学互动程序，所述基于人工智能的教学互动程序被所述处理器执行时用于实现如权利要求1-8任一项所述的基于人工智能的教学互动方法的操作。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有基于人工智能的教学互动程序，所述基于人工智能的教学互动程序被处理器执行时用于实现如权利要求1-8任一项所述的基于人工智能的教学互动方法的操作。

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