[发明专利]一种人机协作机器人教学系统及其教学方法

说明书

本发明公开了一种人机协作机器人教学系统及其教学方法，包括教师终端、机器终端和通讯模块，教师终端和机器终端通过通讯模块通讯连接。本发明还公开了一种人机协作机器人教学方法，该方法包括以下步骤：S1、教师通过备课模块编辑教案；S2、教师通过控制模块对机器人进行控制；S3、机器人的执行模块接收并识别教师终端发送的控制信息；S4、课程模块根据识别的控制信息匹配控制内容并由控制模块演示选定的教学内容。本发明的人机协作机器人教学系统和教学方法，实现了机器人和教师共教的教学方式，提高了教学质量和教学乐趣。

技术领域

本发明涉及机器人教育技术领域，具体是一种人机协作机器人教学系统及其教学方法。

背景技术

机器人教学在近年来逐渐的成为了科技技术的热潮，教育的方式方法也在日益更新，智能化教育往往可以代替人类教学并达到更好的教学效果。

机器人教学也在各方面变现了其特有的优点，例如：机器人标准化的英语和中文发音，多样化的教学方式，让小朋友的语言学习趣味性十足；唐诗故事、儿歌、十万个为什么、学生识字、学生识拼音、趣味奥数、成语故事，弟子规等优质内容，在教授知识的同时也可以对孩子的价值观进行正确的引导；机器人与生俱来的科技感对小朋友吸引力很大，机器人带领孩子跳舞、做游戏等趣味十足。

现有的一些机器人教学基本建立于模块化教学，其教学内容固定，在使用过程中，因教案导入教育资源会导致教学内容不全面，无法保证教学质量，且教师在备课过程中需要准备大量教学内容，甚至不比课本教学的教学方式使得教师轻松，且学生学习质量不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人机协作机器人教学系统及其教学方法，以解决上述背景技术中提出的现有的机器人教育模式教学内容不全面、教师备课工作量大导致的教学质量不能达到预期目的的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种人机协作机器人教学系统，包括教师终端、机器终端和通讯模块，教师终端和机器终端通过通讯模块通讯连接；

所述教师终端用于教师上传教案和控制机器人，其包括备课模块、控制模块和教师端MCU，备课模块和控制模块分别电性连接教师端MCU；

所述机器终端用于演示教学内容和执行教师指令，其包括课程模块、执行模块和主控MCU，课程模块和执行模块分别电性连接主控MCU；

所述通讯模块用于教师终端和机器终端的数据交互，所述教师端MCU和主控MCU通过通讯模块通讯连接。

优选的，所述备课模块包括教案编辑单元和内容标记单元，教案编辑单元和内容标记单元电性连接教师端MCU分别用于教案和对教案内容进行分类标记，教案编辑单元电性连接内容标记单元；

所述控制模块包括语音控制单元和硬件控制单元，语音控制单元和硬件控制单元电性连接教师端MCU分别用于采集教师语音控制信息和采集硬件设备控制指令。

优选的，所述课程模块包括数据存储单元和数据匹配单元，数据存储单元和数据匹配单元电性连接主控MCU分别用于存储教案内容和根据控制信息与教案标记匹配选定的课程内容，数据匹配单元电性连接数据存储单元。

优选的，所述执行模块包括语音识别单元、指令接收单元和教学单元，语音识别单元、指令接收单元和教学单元电性连接主控MCU分别用于分析识别接收的语音意图、接收硬件设备的控制指令和演示教学内容，所述数据匹配单元电性连接语音识别单元和指令接收单元用于根据语音意图和操作指令匹配教学内容。

更为优选的，所述课程模块还包括网络资源单元，网络资源单元电性连接数据匹配单元和主控MCU用于连接互联网以查询和匹配网络资源，所述教学单元包括投影子单元和音频子单元，投影子单元和音频子单元电性连接主控MCU分别用于投影教学内容和播放声音。