技术领域
[0001] 本发明属于教育领域，涉及一种智能教学机器人及智能教学系统。
相关背景技术
[0002] 为了加强学校与家长之间的交流与沟通，实现对孩子的共同教学，市场上出现了较多的幼儿教学平台。这些教学平台通过教学平台向用户端推送简单的文字推送或者语音，实现学校将作业或者学生在校信息通知家长。但是，在教学课程的管理和学生的学习情况监督方面，目前的教学平台并不能起到很好的效果，不能做到学校和家长深度交互。
具体实施方式
[0021] 为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0022] 本发明提出一种智能教学机器人1，参照图1和图2，智能教学机器人1包括：通信模块10、控制模块20和交互模块30；通信模块10用于与教学平台50通信，接收教学平台50推送的信息；或者，根据控制模块20输出的控制指令将用户自定义内容推送至教学平台50；教学平台50推送的信息包括课程信息和家长反馈信息；交互模块30用于接收用户输入的指令并根据控制模块20输出的控制指令向用户展示教学平台50推送的信息。
[0023] 在本实施例中，智能教学机器人1的通信模块10用于和教学平台50连接收发数据信息。具体表现在与教学平台50连接，接受教学平台50发出的课程信息和家长反馈信息，课程信息包括(教学计划、课程表、作息表等、教学课件、备课资料、学生作业等)。或者通过交互模块30主动发出获取课程信息和家长反馈信息的指令，由控制模块20转化成控制指令，经通信模块10发送至教学平台50，教学平台50再推送上述信息推送至智能教学机器人1，并由交互模块30展示出来。交互模块30优选电容触控式液晶显示屏，即可作为控制面板，也可显示上述的课程信息和家长反馈信息。
[0024] 在本实施例中，智能教学机器人1作为资源同步的中枢，通过与教学平台50交互实现教师与家庭两个用户端的消息同步，两端资源一体化。通过开发出一套完整的教学计划和与之匹配的教学资源，然后上传云端存储；老师通过智能教学机器人1获取当前时间指定的教学资源，并进行备课梳理，上传到教学平台50，上课时可调取教学资源进行教学任务。家长通过智能终端2获取当前时间指定的教学辅助资源，对孩子当天的学习知识进行辅助掌握，加深孩子知识掌握力度，同时通过教学平台50向老师反馈孩子对知识的掌握情况。如果老师教学计划发生变更，则通过平台管理端急时调整教学计划时间轴，同时通知对应班级的学生家长。
[0025] 在实际应用中，老师可根据获取的课程信息进行日常教学，并将教学的情况(教学进度、测试成绩等)上传至教学平台50。家长也可以通过其他智能终端2(手机、电脑等)获取教学平台50推送的课程信息，在家对孩子进行课程和作业辅导，或者查询学生的学习成绩，并向教学平台50上传反馈信息，反馈信息包括孩子完成的作业、家长的建议或意见以及孩子的日常生活照片、视频等数据信息，老师再根据家长的反馈信息与家长进行深度交互，如老师对学生提交的作业进行批改，然后将批改结果再上传至教学平台50，家长可从教学平台50获取批改后的作业，对孩子进行再次辅导，使孩子能够完全掌握所学知识，同时也降低了老师的工作量，也加强了亲子间的互动。老师和家长之间也可根据学生的学习成绩等信息，通过教学平台50进行留言沟通，或者实时共同探讨孩子的成长。
[0026] 本发明通过智能教学机器人1与教学平台50连接，并获取教学平台50推送的课程信息和家长反馈信息，实现老师与家长之间的深度交互。
[0027] 本发明的另一实施例中，参照图1，控制模块20包括自动展示单元21和教学计划更新单元22；自动展示单元21，用于根据课程信息和系统时间控制交互模块30向用户展示相应的教学计划或教学内容；教学计划更新单元22，用于根据系统时间更新课程信息或者根据用户输入的指令调整课程信息。由于每天的教学课程都不一样，老师在智能教学机器人1上获取的每天每堂课的课程信息都不相同。自动展示单元21根据系统时间提取一段时间内的课程信息中，属于当天的教学计划、课程表、教学课件等资料，自动控制交互模块30显示出对应的课程信息。教学计划更新单元22用于根据系统时间自动向教学平台50发送获取当天的课程信息。老师也可根据实际的教学情况或者教学进度，通过交互模块30对教学计划、课程表等课程信息进行调动或者改动，再由教学计划更新单元22，获取更改指令，将更改好的课程信息上传。家长也可从教学平台50获得。本实施例通过自动展示单元21，可自动显示当天的课程信息，无需老师手动操作，当课程信息有变更时，也可通过教学计划更新单元22进行实时变更。使教学更加灵活，确保教学计划的合理安排。
[0028] 在上述实施例中，参照图1，交互模块30包括音视频交互单元31，用于接受用户的语音输入指令，并通过语音、图像或视频展示教学平台50推送的信息。音视频交互单元31包括液晶显示面板可用于显示课程信息和家长反馈信息，此外还包括用于发出音频教学内容的扬声装置，如喇叭、音箱等。通过音视频交互单元展示对应的音频和视频的教学资料。此外音视频交互单元可通过录入用户的语音信息建立对立的算法，将用户的语音指令与其他人的指令进行区别。通过音视频交互单元，能够更加方便的操作智能教学机器人1，完成指定动作，或者获取所需要的信息。
[0029] 本发明的另一实施例中，参照图1，控制模块20包括电器控制单元23，用于根据课程信息或者用户输入的指令生成控制指令，控制教室内的电器开启或关闭。电器控制单元23可通过局域网与智能电器无线连接，获取周围智能电器的控制权，根据课程表、作息表等，形成对应的电器控制程序，控制不同的智能设备在不同的时间和场景里的开启或关闭状态，如在学生到校前开启空调，调整室内温度。除此之外智能教学机器人1还可以与智能灯具连接，在上课时间可将室内的光亮度调节到合适的数值，到了午休可以控制智能灯减弱发光强度。在需要播放视频内容时，还可与蓝牙音箱、投影仪、智能电视连接，投屏播放对应内容。在放学后再由电器控制单元23控制整个教室里的智能设备关闭。此外用户也可通过交互模块30直接对智能电器进行控制。在交互模块30的控制面板显示出与智能教学机器人1连接的各智能电器的控制界面，通过控制界面实内各选项和数值的调整，实现对智能电器的控制。电器控制单元23的设置，实现了对环境中其他智能设备的一机控制，更加方便了用户的使用。
[0030] 本发明的另一实施例中，参照图1，智能教学机器人1还包括投影模块40，投影模块40用于根据控制模块20输出的控制指令将教学计划或内容投影至指定区域。投影模块40包括显示芯片以及照明组件和投影镜头等。光源的光均匀的照射到显示芯片上，控制模块20输出的控制指令(电路信号)控制显示芯片实现色阶以及灰阶，并显示出图像，此后由投影前端的投影镜头将显示芯片上的图象放大投射到相应的屏幕上。在使用环境中没有其他智能显示设备时，也可由直接由智能教学机器人1投影显示出来，适用范围更加广泛。
[0031] 本发明的又一实施例中，参照图1，智能教学机器人1还包括监控模块60，用于捕捉预设区域内的实时影像并上传至教学平台50。监控模块60分别与控制模块20以及通信模块10连接，监控模块60用于采集环境可见光的摄像头和声音收录装置，可对镜头范围内的学生的动态转化成影像，再通过通信模块10传送至教学平台50，家长可通过其他智能设备与教学平台50连接，查看孩子在校的实时动态，监控模块60可由用户通过交互模块30控制打开和关闭，也可根据单日的课程信息，自动开闭。通过设置监控模块60使家长能了解孩子在校的实时动态。
[0032] 本发明还提出一种智能教学系统，参照图1、图2，包括上述的任一智能教学机器人1、教学平台50及智能终端2，教学平台50用于存储课程信息及家长反馈信息并与智能教学机器人1和/或智能终端2进行信息交互；所述智能终端2用于接收并展示教学平台50推送的信息；或者，将用户自定义内容推送至教学平台50。智能教学机器人11用于在校的课堂教学，智能终端2用与课后的家庭教学，二者通过教学平台50进行信息交流和指令传达互动。
智能教学机器人11可以接受教学平台50发出的课程信息和家长反馈信息，课程信息包括(教学计划、课程表、作息表等、教学课件、备课资料、学生作业等)。或者通过交互模块30主动发出获取课程信息和家长反馈信息的指令，由控制模块20转化成控制指令，经通信模块
10发送至教学平台50，教学平台50再推送上述信息推送至智能教学机器人1，并由交互模块
30展示出来。在实际应用中，老师可根据获取的课程信息进行日常教学，并将教学的情况(教学进度、测试成绩等)上传至教学平台50。家长也可以通过其他智能终端2(手机、电脑等)获取教学平台50推送的课程信息，在家对孩子进行课程和作业辅导，或者查询学生的学习成绩，并向教学平台50上传反馈信息，反馈信息包括孩子完成的作业、家长的建议或意见以及孩子的日常生活照片、视频等数据信息，老师再根据家长的反馈信息与家长进行深度交互。如果老师教学计划发生变更，教学平台50将调整的教学计划，同时通知对应班级学生的智能终端2，及时调整当前课程信息的获取坐标。教学平台50会管理两端的进度，当进度不一致时，会向家庭教学机器人发送智能教学机器人1当前进度进行调整，从而保证两端机器人的进度是一致。通过教学平台50、智能教学机器人1和智能终端2使老师和家长在学生的课堂教学和家庭教学上实现深度互动，确保了学校教学和家庭教学的对接，更加有利于孩子的学习成长。
[0033] 本发明的另一实施例中，参照图2，教学平台50还包括身份识别模块51，用于对用户身份进行识别，并在通过识别后，向用户开放相应的权限。用户在使用智能教学机器人1前需在教学平台50进行注册，注册成功后用户的身份信息以及该智能教学机器人1的ID进行绑定，并储存在教学平台50的身份识别模块51，由此根据用户的身份信息确认用户属性。在下次使用智能教学机器人1时，身份识别模块51会将用户的登录信息、智能教学机器人1的ID与身份识别模块51中的注册信息进行比对，比对成功可确认登陆。上述的登录方式可通过字符类的帐号和密码进行登录，也能通过面部识别技术、指纹识别技术等进行快速登录，身份识别模块51除了用于识别用户的身份，还能用于识别学生的身份，学生可通过智能教学机器人1进行签到，签到一般是上传学生的指纹信息或者面部信息至教学平台，与教学平台中登记的学生信息匹配确认学生到校或离校。
[0034] 本发明的另一实施例中，参照图2，智能终端2为家庭教学机器人或移动通信终端。家庭教学机器人的结构和智能教学机器人1相同，用户为家长用于孩子的家庭教学，二者的主要不同在于功能权限的不同，通过教学平台50的注册信息，开放属于家长的功能权限。家庭教学机器人同样可接受教学平台50发出的课程信息(教学计划、课程表、作息表等、教学课件、备课资料、学生作业等)。家长可根据获取的课程信息对孩子当天的学习知识进行辅助掌握，加深孩子知识掌握力度，同时通过机器人向老师反馈孩子对知识的掌握情况，实现学校教学和家庭教学的对接。还能将完成的作业上传至教学平台50，与教学平台50中的作业答案进行比对评分，或者由老师获取批改，批改后的作业可再次上传至教学平台50中，由家长进行辅导，也可在教学平台50中保存，建立学生的学习档案。家长还可通过家庭教学机器人将学生的成长记录如生活中的图片、视频信息通过家庭教学机器人上传至教学平台50进行归档保存。家长也可通过家庭教学机器人与第教学平台50进行交互。如查询学习资料，查看学生的学习成绩和成长记录等。家庭教学机器人同样具备通过通信模块10连接智能电器并通过交互模块30控制家中智能电器的功能，以及投影播放教学资料或者图片、视频文件的功能。通过家庭教学机器人使孩子的家庭教学更加便利。家庭教学机器人与智能教学机器人1资源同步，家庭教学机器人与智能教学机器人1每天会向平台上报自己当前的进度，平台会管理两端的进度，当进度不一致时，会向家庭教学机器人发送智能教学机器人1当前进度进行调整，从而保证两端机器人的教学进度是一致的。
[0035] 在本实施例中，智能终端2还包括移动通信终端。用户可通过移动通信终端的应用程序进行登录，实现与教学平台50的连接，并与智能教学机器人1端的老师进行交互。当用户需要获取教学计划、资料和学生的学习情况而身边也没有智能教学机器人1时，可通过移动通信终端获取所需内容，或者查看上传信息，并于老师进行实时交流。
[0036] 本发明又一实施例中，参照图1、图2，教学平台50还用于根据智能终端2的请求，将智能教学机器人1捕捉的实时影像推送至智能终端2。智能终端2可向教学平台50发出查看学生实时动态的申请，由教学平台50将该申请传送至智能教学机器人1，再由交互模块30发出提醒，当老师由交互模块30通过申请后，控制模块20会控制监控模块60启动，获取学生实时动态，然后再上传至教学平台50，再由智能终端2接受并由交互模块或者投影模块显示出来,当智能终端2为手机时，可在手机上显示。此外，智能终端2也可以通过监控模块60或者对应的手机应用将用户的实时动态，由教学平台50传送至智能教学机器人1，实现家长与老师或者家长与孩子的实时视频互动。
[0037] 参考图3，本发明实施例中，可以先将课程信息上传至教学平台，服务平台根据定制的课程信息及学生的学习情况制作备课课件及作业并上传至对应老师管理端的教学平台推送至智能教学机器人1。老师登录智能教学机器人1，可从课程信息中查询是否包含备课资料，有就获取备课资料并智能教学机器人1按照备课内容进行语音引导老师教学；没有备课资料就获取教学计划，智能教学机器人1按照教学计划内容进行语音引导老师教学。同时课程信息还包括教学内容、作业及答案，可由教学平台推送至家长端的智能终端2上，由家长确认获取，并提醒孩子开始写作业。在智能教学机器人1可根据课程信息中的课程表和作息表时间，生成控制指令，控制智能电器的开关状态；如在学生到校前将控制教室中空调的开启，将教室温度调节到适宜状态；学生到校后通过智能教学机器人1进行签到，签到结果会发送给家长端的智能终端2，让家长及时或的孩子的状态；在上课时，老师还可通过语音指令，使智能教学机器人1获得智能电视的控制权，将课件内容投屏在智能电视机的显示屏上，或者直接通过投影模块将课程内容投影。学生在校期间，家长还可通过智能机器人1上的监控模块获取孩子的实时信息，或者与孩子进行视频通信。在一天的教学完毕后，学生再次签到离校，智能教学机器人1将学生的状况发送至家长端的智能终端2，智能教学机器人1再控制智能电器关闭。学生回到家里，可通过智能终端2完成教学平台推送的家庭作业，作业完成后，由智能教学机器人1进行检查并于作业答案比对，如果作业全部正确可提交至教学平台，老师可通过智能教学机器人1获取学生对知识点的掌握情况。如果作业有错误，也可提交至教学平台，老师通过智能教学机器人1获得提交的作业后，对作业进行批改，辅助学生修改错误，直至学生掌握所有知识点为止；为了分担老师的工作量，家长也可辅助孩子完成作业，并提交至教学平台。教学平台将班级中所有学生的作业情况进行汇总和数据分析，并将分析结果发送至智能教学机器人1，老师可根据以上结果指定新的备课方案。智能教学机器人1可根据调整后的备课方案自动配置新的课程资料，使家长端的智能终端2能够及时获取，保证两端用户的教学进度一致。
[0038] 以上的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
