基于虚拟场景的教学互动系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于虚拟场景的教学互动系统，该基于虚拟场景的教学互动系统基于由教学相关数据预加工处理得到的场景构建预备数据，构建得到不同模式的教学虚拟场景，并在该教学虚拟场景运行过程中针对教师和/或学生的状态变化数据，对该教学虚拟场景进行适应性的运行状态和/或运行参数调整，这样能够根据不同的教学内容和教学需求进行适应性的教学场景的切换，提高教学过程的互动性和场景多变性，并且还通过将虚拟场景技术充分地融合和应用到教学中，以此提高教学效率和教学趣味性。

Teaching interactive system based on virtual scene

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟场景的教学互动系统
本专利技术涉及智能互动教学的
，特别涉及一种基于虚拟场景的教学互动系统。
技术介绍
目前，智能教学是教学方式的主要发展方向，通过智能教学能够满足不同教师或者学生的需要，并且智能教学还可依托线上教学的模式来随时随地实施相应的课程教学，这极大地提高了智能教学对不同用户的适用性和在时间与地点上的灵活性。但是，现有技术的智能教学方式都是局限于单向的课程教学，其并不能实现教师与学生的教学互动，并且该智能教学方式也不能根据不同的教学内容和教学需求进行适应性的教学场景的切换，这严重地影响了智能教学的互动性和场景多变性；此外，现有的教学方式并不能将虚拟场景技术充分地融合和应用到实际教学中，这不能提高互动教学的教学效率和教学趣味性。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于虚拟场景的教学互动系统，该基于虚拟场景的教学互动系统包括实际教学数据获取模块、教学数据加工模块、教学虚拟场景构建模块、虚拟场景运行监测模块和虚拟场景调整模块；其中，该实际教学数据获取模块用于获取历史教学过程中关于教师对象和/或学生对象的教学相关数据；该教学数据加工模块用于对该教学相关数据进行预加工处理，以获得相应的场景构建预备数据；该教学虚拟场景构建模块用于根据该场景构建预备数据，构建不同模式的教学虚拟场景；该场景运行对象监测模块用于获取该教学虚拟场景运行过程中该教师对象和/或该学生对象的对象状态变化数据；该虚拟场景调整模块用于根据所述对象状态变化数据，对当前教学虚拟场景进行适应性的运行状态和/或运行参数调整；可见，该基于虚拟场景的教学互动系统基于由教学相关数据预加工处理得到的场景构建预备数据，构建得到不同模式的教学虚拟场景，并在该教学虚拟场景运行过程中针对教师和/或学生的状态变化数据，对该教学虚拟场景进行适应性的运行状态和/或运行参数调整，这样能够根据不同的教学内容和教学需求进行适应性的教学场景的切换，提高教学过程的互动性和场景多变性，并且还通过将虚拟场景技术充分地融合和应用到教学中，以此提高教学效率和教学趣味性。本专利技术提供一种基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：所述基于虚拟场景的教学互动系统包括实际教学数据获取模块、教学数据加工模块、教学虚拟场景构建模块、虚拟场景运行监测模块和虚拟场景调整模块；其中，所述实际教学数据获取模块用于获取历史教学过程中关于教师对象和/或学生对象的教学相关数据；所述教学数据加工模块用于对所述教学相关数据进行预加工处理，以获得相应的场景构建预备数据；所述教学虚拟场景构建模块用于根据所述场景构建预备数据，构建不同模式的教学虚拟场景；所述场景运行对象监测模块用于获取所述教学虚拟场景运行过程中所述教师对象和/或所述学生对象的对象状态变化数据；所述虚拟场景调整模块用于根据所述对象状态变化数据，对当前教学虚拟场景进行适应性的运行状态和/或运行参数调整；进一步，所述实际教学数据获取模块包括教学客观数据采集子模块、教师对象相关数据采集子模块和学生对象相关数据采集子模块；其中，所述教学客观数据采集子模块用于采集不同历史教学阶段中对应的教学环境数据和/或教学知识内容数据，以作为一部分所述教学相关数据；所述教师对象相关数据采集子模块用于采集不同历史教学阶段中关于教师对象的教学状态数据，以作为一部分所述教学相关数据；所述学生对象相关数据采集子模块用于采集不同历史教学阶段中关于学生对象的学习状态数据，以作为一部分所述教学相关数据；进一步，所述实际教学数据获取模块还包括历史教学阶段分解子模块、教师对象确定子模块和学生对象确定子模块；其中，所述历史教学阶段分解子模块用于根据预设教学进度和/或预设教学课程设置，对所述历史教学过程进行分解处理，以此获得对应的所述不同历史教学阶段；所述教师对象确定子模块用于根据预设教学需求，确定所述教师对象相关数据采集子模块对应作用的教师对象；所述学生对象确定子模块用于根据所述学生对象相关数据采集子模块对应作用的学生对象；进一步，所述教学数据加工模块包括数据属性识别子模块、数据分类子模块、数据摘选子模块和数据变换子模块；其中，所述数据属性识别子模块用于对所述教学相关数据进行关于数据存续形式和/或数据内容的数据属性识别处理，以此获得关于所述教学相关数据的属性信息；所述数据分类子模块用于根据所述属性信息，对所述教学相关数据进行分类处理，以此获得关于不同数据存续形式和/或不同数据内容的教学相关数据集合；所述数据摘选子模块用于对所述教学相关数据集合进行关于数据有效性的摘选处理，以此获得满足预设有效性条件的有效教学相关数据集合；所述数据变换子模块用于对所述有效教学相关数据集合进行关于教学场景匹配性的变换处理，以此得到相应的所述场景构建预备数据；进一步，所述数据摘选子模块包括数据置信度计算单元、置信度评判单元和数据摘选执行单元；其中，所述数据置信度计算单元用于计算所述教学相关数据集合对应的实际数据置信度值；所述置信度评判单元用于将所述实际数据置信度值与期望数据置信度范围进行对比评判，以此确定所述教学相关数据集合的数据有效性；所述数据摘选执行单元用于根据所述数据有效性执行所述摘选处理，以此获得满足预设有效性条件的所述有效教学相关数据集合；或者，所述数据变换子模块包括教学场景匹配度计算单元和数据变换执行单元；其中，所述教学场景匹配度计算单元用于计算所述有效教学相关数据集合对应的教学场景匹配度值；所述数据变换执行单元用于根据所述教学场景匹配度值执行所述变换处理，以此得到相应的所述场景构建预备数据；进一步，所述教学虚拟场景构建模块包括教学虚拟场景深度学习神经网络子模块、教学虚拟子场景匹配子模块、教学虚拟子场景拼接子模块和教学虚拟场景预判子模块；其中，所述教学虚拟场景深度学习神经网络子模块用于通过预设教学虚拟场景深度学习神经网络模型对所述场景构建预备数据进行分析处理，以此获得若干教学虚拟子场景；所述教学虚拟子场景匹配子模块用于计算不同教学虚拟子场景相互之间的第一匹配度值，以及每一个教学虚拟子场景与不同预设场景模式之间的第二匹配度值；所述教学虚拟子场景拼接子模块用于根据所述第一匹配度值和/或所述第二匹配度值，对所述不同教学虚拟子场景进行拼接处理，以此得到相应的教学虚拟场景；所述教学虚拟场景预判子模块用于对所述教学虚拟场景的场景适用性进行预判处理，以此确定不同教学虚拟场景的适用性排序列表；进一步，所述教学虚拟子场景拼接子模块包括子场景归类单元和子场景拼接执行单元；其中，所述子场景归类单元用于根据所述第一匹配度值和/或所述第二匹配度值，将所述不同教学虚拟子场景归类形成若干具有拼接可行性的教学虚拟子场景集合；所述子场景拼接执行单元用于对所述教学虚拟子场景集合中的不同教学虚拟子场景进行拼接处理，以此得到相应的所述教学虚拟场景；进一步，所述虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：/n所述基于虚拟场景的教学互动系统包括实际教学数据获取模块、教学数据加工模块、教学虚拟场景构建模块、虚拟场景运行监测模块和虚拟场景调整模块；其中，/n所述实际教学数据获取模块用于获取历史教学过程中关于教师对象和/或学生对象的教学相关数据；/n所述教学数据加工模块用于对所述教学相关数据进行预加工处理，以获得相应的场景构建预备数据；/n所述教学虚拟场景构建模块用于根据所述场景构建预备数据，构建不同模式的教学虚拟场景；/n所述场景运行对象监测模块用于获取所述教学虚拟场景运行过程中所述教师对象和/或所述学生对象的对象状态变化数据；/n所述虚拟场景调整模块用于根据所述对象状态变化数据，对当前教学虚拟场景进行适应性的运行状态和/或运行参数调整。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：
所述基于虚拟场景的教学互动系统包括实际教学数据获取模块、教学数据加工模块、教学虚拟场景构建模块、虚拟场景运行监测模块和虚拟场景调整模块；其中，
所述实际教学数据获取模块用于获取历史教学过程中关于教师对象和/或学生对象的教学相关数据；
所述教学数据加工模块用于对所述教学相关数据进行预加工处理，以获得相应的场景构建预备数据；
所述教学虚拟场景构建模块用于根据所述场景构建预备数据，构建不同模式的教学虚拟场景；
所述场景运行对象监测模块用于获取所述教学虚拟场景运行过程中所述教师对象和/或所述学生对象的对象状态变化数据；
所述虚拟场景调整模块用于根据所述对象状态变化数据，对当前教学虚拟场景进行适应性的运行状态和/或运行参数调整。


2.如权利要求1所述的基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：
所述实际教学数据获取模块包括教学客观数据采集子模块、教师对象相关数据采集子模块和学生对象相关数据采集子模块；其中，
所述教学客观数据采集子模块用于采集不同历史教学阶段中对应的教学环境数据和/或教学知识内容数据，以作为一部分所述教学相关数据；
所述教师对象相关数据采集子模块用于采集不同历史教学阶段中关于教师对象的教学状态数据，以作为一部分所述教学相关数据；
所述学生对象相关数据采集子模块用于采集不同历史教学阶段中关于学生对象的学习状态数据，以作为一部分所述教学相关数据。


3.如权利要求2所述的基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：
所述实际教学数据获取模块还包括历史教学阶段分解子模块、教师对象确定子模块和学生对象确定子模块；其中，
所述历史教学阶段分解子模块用于根据预设教学进度和/或预设教学课程设置，对所述历史教学过程进行分解处理，以此获得对应的所述不同历史教学阶段；
所述教师对象确定子模块用于根据预设教学需求，确定所述教师对象相关数据采集子模块对应作用的教师对象；
所述学生对象确定子模块用于根据所述学生对象相关数据采集子模块对应作用的学生对象。


4.如权利要求1所述的基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：
所述教学数据加工模块包括数据属性识别子模块、数据分类子模块、数据摘选子模块和数据变换子模块；其中，
所述数据属性识别子模块用于对所述教学相关数据进行关于数据存续形式和/或数据内容的数据属性识别处理，以此获得关于所述教学相关数据的属性信息；
所述数据分类子模块用于根据所述属性信息，对所述教学相关数据进行分类处理，以此获得关于不同数据存续形式和/或不同数据内容的教学相关数据集合；
所述数据摘选子模块用于对所述教学相关数据集合进行关于数据有效性的摘选处理，以此获得满足预设有效性条件的有效教学相关数据集合；
所述数据变换子模块用于对所述有效教学相关数据集合进行关于教学场景匹配性的变换处理，以此得到相应的所述场景构建预备数据。


5.如权利要求4所述的基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于
所述数据摘选子模块包括数据置信度计算单元、置信度评判单元和数据摘选执行单元；其中，
所述数据置信度计算单元用于计算所述教学相关数据集合对应的实际数据置信度值；
所述置信度评判单元用于将所述实际数据置信度值与期望数据置信度范围进行对比评判，以此确定所述教学相关数据集合的数据有效性；
所述数据摘选执行单元用于根据所述数据有效性执行所述摘选处理，以此获得满足预设有效性条件的所述有效教学相关数据集合；
或者，
所述数据变换子模块包括教学场景匹配度计算单元和数据变换执行单元；其中，
所述教学场景匹配度计算单元用于计算所述有效教学相关数据集合对应的教学场景匹配度值；
所述数据变换执行单元用于根据所述教学场景匹配度值执行所述变换处理，以此得到相应的所述场景构建预备数据。


6.如权利要求1所述的基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：
所述教学虚拟场景构建模块包括教学虚拟场景深度学习神经网络子模块、教学虚拟子场景匹配子模块、教学虚拟子场景拼接子模块和教学虚拟场景预判子模块；其中，
所述教学虚拟场景深度学习神经网络子模块用于通过预设教学虚拟场景深度学习神经网络模型对所述场景构建预备数据进行分析处理，以此获得若干教学虚拟子场景；
所述教学虚拟子场景匹配子模块用于计算不同教学虚拟子场景相互之间的第一匹配度值，以及每一个教学虚拟子场景与不同预设场景模式之间的第二匹配度值；
所述教学虚拟子场景拼接子模块用于根据所述第一匹配度值和/或所述第二匹配度值，对所述不同教学虚拟子场景进行拼接处理，以此得到相应的教学虚拟场景；
所述教学虚拟场景预判子模块用于对所述教学虚拟场景的场景适用性进行预判处理，以此确定不同教学虚拟场景的适用性排序列表。


7.如权利要求6所述的基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：
所述教学虚拟子场景拼接子模块包括子场景归类单元和子场景拼接执行单元；其中，
所述子场景归类单元用于根据所述第一匹配度值和/或所述第二匹配度值，将所述不同教学虚拟子场景归类形成若干具有拼接可行性的教学虚拟子场景集合；
所述子场景拼接执行单元用于对所述教学虚拟子场景集合中的不同教学虚拟子场景进行拼接处理，以此得到相应的所述教学虚拟场景。


8.如权利要求1所述的基于虚拟场景的教学互动系统，其特征在于：
所述虚拟场景运行监测模块包括外界环境状态变化确定子模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，
申请(专利权)人：上海乂学教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31