CN113592454A - 一种人工智能儿童思维能力培养系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种人工智能儿童思维能力培养系统及方法。所述人工智能儿童思维能力培养系统，包括：用于验证儿童身份信息的身份信息登录模块、故事训练模块、数学思维训练模块、看图识物训练模块、数据更新模块、数据存储模块以及综合评测模块。本发明提供一种人工智能儿童思维能力培养系统及方法，在对儿童进行训练时，分别通过听故事、做数学题目以及看图识物三个不同方面进行训练，且在每项训练过程中，均设置有相关的任务以及线索，通过完成前面的训练内容，得到线索来完成后面的任务，其整体的训练内容丰富多样，具有较高的趣味性，对儿童具有较大的吸引力，实现快乐学习，大大提升了思维能力培养效果。

Description

一种人工智能儿童思维能力培养系统及方法

技术领域

本发明涉及思维能力培养领域，尤其涉及一种人工智能儿童思维能力培养系统及方法。

背景技术

思维能力包括理解力、分析力、综合力、比较力、概括力、抽象力、推理力、论证力、判断力等能力，它是整个智慧的核心，参与、支配着一切智力活动，一个人聪明不聪明，有没有智慧，主要就看他的思维能力强不强。要使自己聪明起来，智慧起来，最根本的办法就是培养思维能力。

对于3-6岁的儿童来说，由于对世界的认知较少，且思维能力不足使得儿童在言行举止方面存在一定的问题，而为了改善该类问题，人们会通过外部辅助方式对儿童进行前期思维能力进行培养。

在相关技术中，传统的辅助方式一般为语音点读笔、动画片教育以及游戏互动等形式，虽然能引导儿童进行正确的思考，但是缺乏系统性且集中性的训练，没有综合素养教育，内容相对单一，对于活泼好动的儿童来说，并不具备长时间的吸引力，进而导致思维能力培养效果不够理想，提升较为缓慢。

因此，有必要提供一种人工智能儿童思维能力培养系统及方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种人工智能儿童思维能力培养系统及方法，解决了现有的儿童思维能力培养系统并不具备长时间的吸引力，进而导致思维能力培养效果不够理想，提升较为缓慢的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的人工智能儿童思维能力培养系统，包括：

用于验证儿童身份信息的身份信息登录模块、故事训练模块、数学思维训练模块、看图识物训练模块、数据更新模块、数据存储模块以及综合评测模块，所述身份信息登录模块分别连接于所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块，所述数据更新模块与所述数据存储模块以及所述综合评测模块均连接于所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块；

其中，故事训练模块包括故事难度选择单元、故事播放单元、科普单元、音符编辑单元、音符核对单元，所述故事难度选择单元连接于所述故事播放单元，所述故事播放单元连接于所述科普单元，所述科普单元连接于所述音乐编辑单元，所述音乐编辑单元连接于所述音乐核对单元；

所述数学思维训练模块包括数学题目难度选择单元、题目分配单元、任务通关单元，所述数学题目难度选择单元连接于所述题目分配单元，所述题目分配单元连接于所述任务通关单元，所述看图识物训练模块包括图形难度选择模块、图形分配单元、图形任务通关单元。

优选的，通过所述身份信息登录模块填写儿童的年龄、性别、姓名等基本身份信息，并根据填写的身份信息选择适配的训练内容。

优选的，所述故事训练模块通过播放带有任务的故事，让儿童根据故事内容完成音符编辑，培养儿童的故事理解能力。

优选的，所述数学思维训练模块通过提供带有任务的数学题目，让儿童在进行数学题目的同时，找到题目分配的任务并完成任务通关，进而培养儿童的数学逻辑能力。

优选的，所述看图识物训练模块通过显示带有任务的图形，让儿童在识别图形时得到相关任务提示，进而完成图形任务通关，以培养儿童的识物理解能力。

优选的，所述数据更新模块通过于网络数据连接，用于对所述所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块内容进行定期更新。

优选的，所述数据存储模块用于保存儿童的身份信息以及与之匹配的训练项目记录，在下次训练时，避免出现重复训练。

优选的，所述综合评测模块能够根据所述数据存储模块记录的相关数据，实时对儿童现阶段的训练结果进行评价，为家长提供参考，及时了解儿童的实际训练效果。

优选的，所述图形难度选择单元连接于所述图形分配单元，所述图形分配单元连接于所述图形任务通关单元。

一种人工智能儿童思维能力培养的方法，包括以下步骤：

S1、首先进入到身份信息登录模块中，在家长的帮助下，填写儿童的姓名、性别以及年龄等基本信息，并分别输送至数据更新模块以及数据存储模块中，而数据更新模块通过对儿童的基本信息大数据进行分析，选择适配的训练内容；

S2、完善好身份信息后，进入到训练界面，此时可以随机选择进入故事训练模块、数学思维训练模块以及看图识物训练模块中；

S3、若进入故事训练模块，首先选择故事难度，难度由易到难，此时通过故事播放单元随机播放带有任务的故事，在听完故事之后，若对故事内容有不理解的地方，通过进入科普单元对故事相关内容进行讲解，之后根据故事内容在音符编辑单元上完成音符任务，最后通过音符核对单元进行核对，若音符核对正确，则可以选择继续下一个故事训练，或是退出故事训练，选择其他训练项目，若音符核对不正确，则可以选择返回故事播放阶段，再次听取内容，直至音符编辑正确为止；

S4、若选择进入数学思维训练模块，首先通过数学题目难度选择模块选择题目难度，通过题目分配单元随机分配数学题目，然后进入数学题目编辑界面，开始解答数学题目，数学题目解答完成并正确之后，进入到任务通关单元，根据解答的结果完成对应的通关任务，直至整个任务结束，选择继续进行数学训练，或是直接退出选择其他训练项目；

S5、若选择进入看图识物训练模块，首先通过图形难度选择模块确定训练难度，通过图形分配单元随机分配带有任务的图形，此时儿童通过识别图形找到任务线索，完成图形识别之后，选择进入图形任务通关单元，根据图形中找到的线索完成通关任务，任务完成之后，选择继续训练或直接退出；

S6、当训练时间结束时，数据存储模块会将刚刚训练的记录进行整理，并发送至综合评测模块中，根据训练时的使用时间、正确率、速度进行综合分析，并结合大数据分析，得到此次训练的评定。

与相关技术相比较，本发明提供的人工智能儿童思维能力培养系统及方法具有如下有益效果：

本发明提供一种人工智能儿童思维能力培养系统及方法，通过身份信息登录模块、故事训练模块、数学思维训练模块、看图识物训练模块、数据更新模块、数据存储模块以及综合评测模块构成的人工智能培养系统，在对儿童进行训练时，分别通过听故事、做数学题目以及看图识物三个不同方面进行训练，且在每项训练过程中，均设置有相关的任务以及线索，通过完成前面的训练内容，得到线索来完成后面的任务，其整体的训练内容丰富多样，具有较高的趣味性，对儿童具有较大的吸引力，实现快乐学习，大大提升了思维能力培养效果。

附图说明

图1为本发明提供的人工智能儿童思维能力培养系统的结构框图；

图2为图1所示的故事训练模块内部的结构框图；

图3为图1所示的数学思维训练模块内部的结构框图；

图4为图1所示的看图识物训练模块内部的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中，图1为本发明提供的人工智能儿童思维能力培养系统的结构框图；图2为图1所示的故事训练模块内部的结构框图；图3为图1所示的数学思维训练模块内部的结构框图；图4为图1所示的看图识物训练模块内部的结构框图。人工智能儿童思维能力培养系统及方法，包括：

用于验证儿童身份信息的身份信息登录模块、故事训练模块、数学思维训练模块、看图识物训练模块、数据更新模块、数据存储模块以及综合评测模块，所述身份信息登录模块分别连接于所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块，所述数据更新模块与所述数据存储模块以及所述综合评测模块均连接于所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块；

其中，故事训练模块包括故事难度选择单元、故事播放单元、科普单元、音符编辑单元、音符核对单元，所述故事难度选择单元连接于所述故事播放单元，所述故事播放单元连接于所述科普单元，所述科普单元连接于所述音乐编辑单元，所述音乐编辑单元连接于所述音乐核对单元；

所述数学思维训练模块包括数学题目难度选择单元、题目分配单元、任务通关单元，所述数学题目难度选择单元连接于所述题目分配单元，所述题目分配单元连接于所述任务通关单元，所述看图识物训练模块包括图形难度选择模块、图形分配单元、图形任务通关单元。

该系统可应用于手机、电脑以及其他移动设备中，通过下载该系统的APP，能够进行训练学习，身份信息登录模块用于登录儿童基本身份信息，并将填写的身份信息发送至数据存储模块和数据更新模块中，进而能够根据儿童身份信息选择合适的训练内容，数据更新模块与移动网络连接，能够定期对相关的训练内容进行更新，实现系统内容的自动更新，增加系统训练内容的丰富性，避免出现重复训练，数据存储模块能够实时记录系统操作痕迹，并对训练内容进行时间、正确率、速度进行对应记录，并进行整理，然后发送至综合测评模块中，作为其测评的依据，提高测评的真实性；

故事播放单元内部收集了大量的训练故事，并在故事中添加音符线索，与后面需要完成的音符任务对应，通过与数据更新模块连接，定期完成对故事内容更新，增加其内容的丰富性，减少重复训练，音符核对单元能够对音符进行很对，判断编辑音符的正确性，若判断音符正确，如故事中人物哼了一句音符，在听完故事之后，进入到故事任务单元，在该单元中显示有几个与故事中相近的音符，儿童通过分别点击对应的音符，可以直接听到音符发音，最终找到故事中的音符，同时设置多个音符，当全部找齐所有音符之后，便能够生成一首简单连贯的音符歌，使得儿童在听故事的同时，能够识别音符、学习音符歌曲，任务完成之后则可以选择进入下个故事训练，或是返回上一级，选择其他的训练内容，数学思维训练模块主要通过数学题目对儿童思维能力进行训练，其中设计的数学题目带有后面的任务线索，儿童在解答出数学答案之后，直接进入到任务通关界面；示例：题目为1+1＝2，任务为根据前面的答案确定任务中的目标上几步台阶、走几步路，同时数学题目可以不止一题，直至目标到达目的地，即可完成任务通关，大大提高了训练时的趣味性，在做数学题目的同时完成游戏任务，训练方式更加丰富，能够很好的吸引儿童继续进行下去。

另外还设置有其他游戏题目，尤其对于锻炼孩子的智力方面，设计多种类型的数学题目，有分类与计数类型，如题目为(1)、两只小猪盖房子，内容为从多个三角形组合体或是长方向组合体中数数有多少个三角形或是长方形其他形状也可以；

(2)、小星星，给出一个多边形特征，在下列选项中找出与之匹配的多边形，在一矩形组合体中放置一个爱心，数一数爱心可以在多少个矩形中；

生活中的数学常识类型，如题目为(1)、老狼老狼几点了，具体内容为通过观察时钟指针位置，看出时钟表示的具体时间，或者在现在的时间基础上增加一个小时或其他时间，最终得出是几点；

(2)、斑马先生来购物，内容为通过观察给出的蔬菜以及对应的价钱，按价格高低排序；或者买一个风筝需要六元钱，下面给出的多种不同货值的人们币，选择正确的组合付钱；

基础应用题类型，如题目为来小羊家做客，内容为给出不同数量的苹果，然后利用加减法建立一个算式，或是给定加法或减法列出正确的算式；

立体空间类型，题目为(1)、小企鹅盖房子，内容为多个正方体堆积在一起，数一数有多少个正方体；

(2)、毛驴老师，内容为给定一定形状的多个正方体堆积组合，通过某一个面观察到的二维形状为下列哪个选项中，或是下面选项中哪些可以折叠呈正方体；

差数的应用类型，如题目(1)老虎学数学，内容为给出两行不同数量的苹果，找出最大苹果数、最小苹果数以及两者差值数，又或者在A给B多少个苹果后，两者的苹果数一样多；

(2)、巧克力魔术，内容为给出三种不同数量的草莓，问A给B多少个，给C多少个，三者的数量一样多，或者小贝买了三个桃子，且买的苹果数量比桃子多几个或少几个，橘子的数量比苹果多几个或少几个，在下列表格对应位置分别画出对应的苹果数和橘子数；

图文推理类型，如题目(1)、小猫钓鱼，内容为一个三角形加一个圆形为一个数，两个圆形之和为一个值，判断出三角形与圆形的具体数值为多少，或者两个爱心之和为一个值，一个爱心与五角星之和为另外一个值，一个五角星与一个菱形之和为一个值，判断出爱心、五角星以及菱形的值为多少；

(2)、不浪费食物，内容为一个数减一个蛋糕为一个值，一个数减一个汉堡为一个值，判断出蛋糕和汉堡的值为多少，或者给出三个值，且三个值可以同时满足三个算式，正确在空格中填写数值。

通过所述身份信息登录模块填写儿童的年龄、性别、姓名等基本身份信息，并根据填写的身份信息选择适配的训练内容。

所述故事训练模块通过播放带有任务的故事，让儿童根据故事内容完成音符编辑，培养儿童的故事理解能力。

所述数学思维训练模块通过提供带有任务的数学题目，让儿童在进行数学题目的同时，找到题目分配的任务并完成任务通关，进而培养儿童的数学逻辑能力。

所述看图识物训练模块通过显示带有任务的图形，让儿童在识别图形时得到相关任务提示，进而完成图形任务通关，以培养儿童的识物理解能力。

所述数据更新模块通过于网络数据连接，用于对所述所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块内容进行定期更新。

所述数据存储模块用于保存儿童的身份信息以及与之匹配的训练项目记录，在下次训练时，避免出现重复训练。

所述综合评测模块能够根据所述数据存储模块记录的相关数据，实时对儿童现阶段的训练结果进行评价，为家长提供参考，及时了解儿童的实际训练效果。

所述图形难度选择单元连接于所述图形分配单元，所述图形分配单元连接于所述图形任务通关单元。

一种人工智能儿童思维能力培养的方法，包括以下步骤：

S1、首先进入到身份信息登录模块中，在家长的帮助下，填写儿童的姓名、性别以及年龄等基本信息，并分别输送至数据更新模块以及数据存储模块中，而数据更新模块通过对儿童的基本信息大数据进行分析，选择适配的训练内容；

S2、完善好身份信息后，进入到训练界面，此时可以随机选择进入故事训练模块、数学思维训练模块以及看图识物训练模块中；

S3、若进入故事训练模块，首先选择故事难度，难度由易到难，此时通过故事播放单元随机播放带有任务的故事，在听完故事之后，若对故事内容有不理解的地方，通过进入科普单元对故事相关内容进行讲解，之后根据故事内容在音符编辑单元上完成音符任务，最后通过音符核对单元进行核对，若音符核对正确，则可以选择继续下一个故事训练，或是退出故事训练，选择其他训练项目，若音符核对不正确，则可以选择返回故事播放阶段，再次听取内容，直至音符编辑正确为止；

S4、若选择进入数学思维训练模块，首先通过数学题目难度选择模块选择题目难度，通过题目分配单元随机分配数学题目，然后进入数学题目编辑界面，开始解答数学题目，数学题目解答完成并正确之后，进入到任务通关单元，根据解答的结果完成对应的通关任务，直至整个任务结束，选择继续进行数学训练，或是直接退出选择其他训练项目；

S5、若选择进入看图识物训练模块，首先通过图形难度选择模块确定训练难度，通过图形分配单元随机分配带有任务的图形，此时儿童通过识别图形找到任务线索，完成图形识别之后，选择进入图形任务通关单元，根据图形中找到的线索完成通关任务，任务完成之后，选择继续训练或直接退出；

S6、当训练时间结束时，数据存储模块会将刚刚训练的记录进行整理，并发送至综合评测模块中，根据训练时的使用时间、正确率、速度进行综合分析，并结合大数据分析，得到此次训练的评定。

本发明提供的人工智能儿童思维能力培养系统及方法的工作原理如下：

S1、首先进入到身份信息登录模块中，在家长的帮助下，填写儿童的姓名、性别以及年龄等基本信息，并分别输送至数据更新模块以及数据存储模块中，而数据更新模块通过对儿童的基本信息大数据进行分析，选择适配的训练内容；

S2、完善好身份信息后，进入到训练界面，此时可以随机选择进入故事训练模块、数学思维训练模块以及看图识物训练模块中；

S3、若进入故事训练模块，首先选择故事难度，难度由易到难，此时通过故事播放单元随机播放带有任务的故事，在听完故事之后，若对故事内容有不理解的地方，通过进入科普单元对故事相关内容进行讲解，之后根据故事内容在音符编辑单元上完成音符任务，最后通过音符核对单元进行核对，若音符核对正确，则可以选择继续下一个故事训练，或是退出故事训练，选择其他训练项目，若音符核对不正确，则可以选择返回故事播放阶段，再次听取内容，直至音符编辑正确为止；

S4、若选择进入数学思维训练模块，首先通过数学题目难度选择模块选择题目难度，通过题目分配单元随机分配数学题目，然后进入数学题目编辑界面，开始解答数学题目，数学题目解答完成并正确之后，进入到任务通关单元，根据解答的结果完成对应的通关任务，直至整个任务结束，选择继续进行数学训练，或是直接退出选择其他训练项目；

S5、若选择进入看图识物训练模块，首先通过图形难度选择模块确定训练难度，通过图形分配单元随机分配带有任务的图形，此时儿童通过识别图形找到任务线索，完成图形识别之后，选择进入图形任务通关单元，根据图形中找到的线索完成通关任务，任务完成之后，选择继续训练或直接退出；

S6、当训练时间结束时，数据存储模块会将刚刚训练的记录进行整理，并发送至综合评测模块中，根据训练时的使用时间、正确率、速度进行综合分析，并结合大数据分析，得到此次训练的评定。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，包括：

用于验证儿童身份信息的身份信息登录模块、故事训练模块、数学思维训练模块、看图识物训练模块、数据更新模块、数据存储模块以及综合评测模块，所述身份信息登录模块分别连接于所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块，所述数据更新模块与所述数据存储模块以及所述综合评测模块均连接于所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块；

其中，故事训练模块包括故事难度选择单元、故事播放单元、科普单元、音符编辑单元、音符核对单元，所述故事难度选择单元连接于所述故事播放单元，所述故事播放单元连接于所述科普单元，所述科普单元连接于所述音乐编辑单元，所述音乐编辑单元连接于所述音乐核对单元；

所述数学思维训练模块包括数学题目难度选择单元、题目分配单元、任务通关单元，所述数学题目难度选择单元连接于所述题目分配单元，所述题目分配单元连接于所述任务通关单元，所述看图识物训练模块包括图形难度选择模块、图形分配单元、图形任务通关单元。

2.根据权利要求1所述的人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，通过所述身份信息登录模块填写儿童的年龄、性别、姓名等基本身份信息，并根据填写的身份信息选择适配的训练内容。

3.根据权利要求1所述的人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，所述故事训练模块通过播放带有任务的故事，让儿童根据故事内容完成音符编辑，培养儿童的故事理解能力。

4.根据权利要求1所述的人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，所述数学思维训练模块通过提供带有任务的数学题目，让儿童在进行数学题目的同时，找到题目分配的任务并完成任务通关，进而培养儿童的数学逻辑能力。

5.根据权利要求1所述的人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，所述看图识物训练模块通过显示带有任务的图形，让儿童在识别图形时得到相关任务提示，进而完成图形任务通关，以培养儿童的识物理解能力。

6.根据权利要求1所述的人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，所述数据更新模块通过于网络数据连接，用于对所述所述故事训练模块、所述数学思维训练模块、所述看图识物训练模块内容进行定期更新。

7.根据权利要求1所述的人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，所述数据存储模块用于保存儿童的身份信息以及与之匹配的训练项目记录，在下次训练时，避免出现重复训练。

8.根据权利要求1所述的人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，所述综合评测模块能够根据所述数据存储模块记录的相关数据，实时对儿童现阶段的训练结果进行评价，为家长提供参考，及时了解儿童的实际训练效果。

9.根据权利要求1所述的人工智能儿童思维能力培养系统，其特征在于，所述图形难度选择单元连接于所述图形分配单元，所述图形分配单元连接于所述图形任务通关单元。

10.一种人工智能儿童思维能力培养的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先进入到身份信息登录模块中，在家长的帮助下，填写儿童的姓名、性别以及年龄等基本信息，并分别输送至数据更新模块以及数据存储模块中，而数据更新模块通过对儿童的基本信息大数据进行分析，选择适配的训练内容；

S2、完善好身份信息后，进入到训练界面，此时随机选择进入故事训练模块、数学思维训练模块以及看图识物训练模块中；

S3、若进入故事训练模块，首先选择故事难度，难度由易到难，此时通过故事播放单元随机播放带有任务的故事，在听完故事之后，若对故事内容有不理解的地方，通过进入科普单元对故事相关内容进行讲解，之后根据故事内容在音符编辑单元上完成音符任务，最后通过音符核对单元进行核对，若音符核对正确，则可以选择继续下一个故事训练，或是退出故事训练，选择其他训练项目，若音符核对不正确，则选择返回故事播放阶段，再次听取内容，直至音符编辑正确为止；

S4、若选择进入数学思维训练模块，首先通过数学题目难度选择模块选择题目难度，通过题目分配单元随机分配数学题目，然后进入数学题目编辑界面，开始解答数学题目，数学题目解答完成并正确之后，进入到任务通关单元，根据解答的结果完成对应的通关任务，直至整个任务结束，选择继续进行数学训练，或是直接退出选择其他训练项目；

S5、若选择进入看图识物训练模块，首先通过图形难度选择模块确定训练难度，通过图形分配单元随机分配带有任务的图形，此时儿童通过识别图形找到任务线索，完成图形识别之后，选择进入图形任务通关单元，根据图形中找到的线索完成通关任务，任务完成之后，选择继续训练或直接退出；

S6、当训练时间结束时，数据存储模块会将刚刚训练的记录进行整理，并发送至综合评测模块中，根据训练时的使用时间、正确率、速度进行综合分析，并结合大数据分析，得到此次训练的评定。

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