一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法

1.本发明涉及职业教育技术领域，具体涉及一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法。


背景技术：

2.智能教育是利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。人工智能技术主要包括了语音识别、nlp自然语言处理、语音合成、图像识别、知识图谱等。其中智能对话系统综合运用了上述技术，使机器具备理解人类语言和意图的能力，进而给出合理的回答或者执行相应的操作。
3.在智能技术方面，多模态数字人综合融合了听、看、闻等拟人感知技术，构建多模态模型，使得机器的智能水平进一步提高。在职业教育实训方面，市场上提供了用于辅助特定科目的实训设备、实训模拟软件、管理软件等。
4.在职业教育中，施工类的实训较为复杂，一方面场地较大，实训形式较多，同时可能有多个班级在同一个场地实训，例如建筑实训场地、汽车实训场地等。一方面由于师资资源配备缺乏，教师一个人在实训课堂上很难应对和管理复杂类型的实训，另外一方面由于缺乏实训统计数据导致了教师和管理者亦无从对学生的整体实训质量有量化上的认识。目前这方面的技术较为欠缺。现有针对实训的解决方案较为单一，尚未有较为综合的、全面的实训教学管理解决方案，这使得职业院校在实训中整合以及使用这些方案不方便，未能够高效发挥新一代信息技术在实训中的应用。


技术实现要素：

5.针对上述缺陷，本发明提供一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，可以综合、全面地进行实训教学及管理，辅助老师对学生的实训进行高效的管理，降低复杂类型实训的难度、有效保障实训效果。
6.一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其包括：
7.获取实训现场学生请求信息；
8.分析所述请求信息的请求类型；
9.根据所述请求类型进行实训应答。
10.进一步的，所述请求类型包括知识提问、请求vr实训和请求案例演示。
11.进一步的，所述实训应答包括知识解答、vr互动实训和实训案例播放。
12.进一步的，当所述请求类型为知识提问时，搜索知识图谱库获得相应的知识点进行知识解答；当所述请求类型为请求vr实训时，出示vr实训工具，进行vr互动实训；当所述请求类型为请求案例演示时，播放实训案例。
13.进一步的，所述知识解答的方式包括：播放相应知识点的音视频、显示相应知识点的文字、播放相应知识点的演示案例。
14.进一步的，所述知识解答后还进行知识挖掘，所述知识挖掘包括对所述知识提问
的问题进行收集统计，并根据收集统计的结果标识所述问题的难易程度；所述知识挖掘还包括收集对所述知识解答的反馈，并根据所述反馈更新所述知识图谱库。
15.进一步的，vr互动实训的方法包括：
16.向实训现场学生出示vr实训工具，
17.接收学生完成所述vr实训工具的佩戴信息，
18.播放vr实训模拟场景。
19.进一步的，获取实训现场学生请求信息的方法包括：通过语音识别获取学生请求信息、通过手势识别获取学生请求信息。
20.进一步的，分析所述请求信息的请求类型的方法包括：根据所述语音分析语义或者根据所述手势分析语义，提取所述语义的关键词，根据所述关键词确认所述请求类型。
21.进一步的，本发明的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法还包括实训评价步骤，所述实训评价步骤包括：
22.获取实训数据集，所述实训数据集包括实训课程内容、实训课堂事件、实训场地、实训学生信息；
23.构建实训学生关联规则，所述关联规则用来描述实训学生参加的实训课程内容、发生的实训课堂事件、出席的实训场地的关联性；
24.基于预设的综合画像模型，生成实训综合画像和统计图表；
25.根据所述实训综合画像，基于预设的实训评价规则进行实训综合评价。
26.进一步的，所述实训课堂事件包括学生请求事件、违纪行为事件；所述实训学生信息包括学生姓名、身份证、手机号码、班级信息；所述综合画像模型包括课程实训画像模型、场地实训画像模型、班级实训画像模型；所述实训综合评价规则包括主观评价规则和客观评价规则，所述主观评价规则用于获取教师对实训课堂的评语信息，所述客观评价规则用于根据实训综合画像生成评价信息。
27.与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
28.本发明基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，可以使得学生通过基于物联网实训系统的实现智能答疑、智能演示、虚拟实训，还能够进行智能考勤、秩序、实训设备的管理，较为全面地覆盖了实训中的主要环节，一方面减轻了老师在实训指导中的繁琐工作量，一方面学生可以通过相对应的知识解答、vr互动实训和实训案例播放自主开展实训，降低了实训的难度，提高实训效果，避免避免教师不足的情况下学生无所适从；本发明的方法还生成了实训综合画像，并根据实训综合画像进行评价，为管理决策提供依据。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明实施例公开的一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法的流程图；
31.图2是本发明实施例公开的实训评价的流程图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，示例性地，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
34.本发明实施例公开了一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，该方法先获取实训现场学生请求信息，然后分析所述请求信息的请求类型，再根据所述请求类型进行实训应答。通常，所述请求类型包括知识提问、请求vr实训和请求案例演示。所述实训应答包括知识解答、vr互动实训和实训案例播放。当所述请求类型为知识提问时，搜索知识图谱库获得相应的知识点进行知识解答；当所述请求类型为请求vr实训时，出示vr实训工具，进行vr互动实训；当所述请求类型为请求案例演示时，播放实训案例。以下结合附图进行详细描述。
35.请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法的流程图。如图1所示，该基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法包括以下步骤：
36.s10、获取实训现场学生请求信息：可以通过语音识别获取学生请求信息、通过手势识别获取学生请求信息、通过应用端发出的实训需求来获取学生请求信息。
37.通过语音识别获取学生请求信息是：通过话筒来获取实训现场学生发出的语音音频信息，然后通过该音频信息来确定学生请求信息。
38.通过手势识别获取学生请求信息是：通过摄像头拍摄实训现场学生手势图像，再由该手势图像来确认学生请求信息。
39.通过应用端发出的任务信息来获取学生请求信息是：实训现场学生通过自身的移动手机、ipad或者现场的终端设备发出实训需求来确认学生请求信息。
40.s20、分析所述请求信息的请求类型，请求类型包括知识提问、请求vr实训和请求案例演示。
41.如通过语音识别获取学生请求信息或者通过手势识别获取学生请求信息，则根据所述语音或手势分析语义，提取所述语义的关键词，根据所述关键词确认所述请求类型。
42.如通过应用端发出的实训需求来获取学生请求信息，则根据实训需求确定关键词，再根据关键词确认所述请求类型。
43.s30、根据所述请求类型进行实训应答，所述实训应答包括知识解答、vr互动实训和实训案例播放。
44.当确定了请求类型后，搜索预先构建的知识图谱库和实训资源库，寻找匹配的知识点和实训案例，以该知识点和实训案例进行应答响应。
45.例如，当请求类型为知识提问时，以搜索到的匹配的知识点和实训案例进行知识
解答，知识解答的方式包括：播放匹配的知识点的音视频、显示匹配的知识点的文字、播放匹配的演示案例。
46.当请求类型为请求vr实训时，向实训现场学生出示vr实训工具，搜索预先构建的实训资源库，寻找匹配的vr实训模拟场景，等接收到学生完成所述vr实训工具的佩戴信息后，播放匹配的vr实训模拟场景。
47.进一步的，在vr互动实训完成后，还获取vr实训工具的归还信息，从而管理好vr实训工具。
48.当请求类型为请求案例演示时，搜索预先构建实训资源库，寻找匹配的实训案例并进行播放。
49.如此，学生可以通过语音提问、手势提问、自带的手机/ipad或现场的终端机进行提问，就能够从现场的终端机、自带的手机/ipad、现场的显示设备、扩音设备等获知该问题的答疑知识点、案例，还能够自助进行vr互动实训，在没有老师的指导答疑也，也可以答惑、模拟实训，提高了学习效率和知识的掌握效果，也解放了老师在实训中的繁琐工作。
50.一种优选的实施方式，本实施例的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法还包括知识挖掘。具体地，当学生的请求类型为知识提问时，在对学生提问的问题进行知识解答后，还对问题进行收集统计，根据统计的问题数量，可以判断该问题对于学生的难易程度，从而找出学生掌握实训知识和技术中的强项及弱项。更进一步优选的方案，学生在接收到知识解答的信息后，还可以对该知识解答进行反馈及评价，例如：提出知识解答中不理解的部分或者存疑、质疑的部分，根据学生的反馈及评价，更新知识图谱库，对知识图谱库中错误的知识点进行更正，或者是增加知识图谱库中没有的知识点，提高知识图谱库的覆盖面和准确率。
51.一种优选的实施方式，本发明的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法还提供了课堂纪律管理和实训分析与评份的功能，进一步减轻了老师的教学管理工作。具体地，本发明的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法通过生成实训画像为实训分析和评份、管理决策提供依据。
52.本实施例的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法还包括考勤记录步骤，学生参加实训时记录学生的出勤信息，所述出勤信息包括时间和实训场地。对于出勤信息为空(即没有出勤信息的记录)的学生，标记为缺勤奋。通过考勤记录帮助教师管理，同时为学生的评价、课堂的评价提供参考。
53.具体地，学生在参加实训课程时，需要签到，通过签到获得出勤信息(时间、实训场地)，与预先录入的学生信息库中的学生进行关联。学生信息库包括学生姓名、身份证号码、班级、手机号码、指纹。每次学生出勤时在现场终端机进行自动签到，签到时可以采用指纹或者手机号码进行签到。并且，在实训时，为学生标记上实训应答的内容。
54.本实施例的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法还包括行为识别，通过行为识别记录学生的违纪事件。所述违纪行为事件包括打瞌睡、玩手机、打闹等。具体地，通过获取实训现场学生的行为姿态，根据所述行为姿态判断所述学生的纪律行为。例如，当学生的头部与课桌面齐平或临近课桌面时，判断该学生在打瞌睡；当学生在单位时间内身体快速多次移动时，判断该学生在打闹。
55.当出现所述打瞌睡、玩手机或打闹的纪律行为时，发出警示，帮助教师管理课堂纪
律。同时，这些违纪行为也可以做为课堂评价的因素之一。
56.请参照图2，本实施例的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法还包括实训评价步骤步骤，具体包括：
57.获取实训数据集：所述实训数据集包括实训课程内容、实训课堂事件、实训场地、实训学生信息。实训数据集的获取方式不但从本物联网实训系统中获得，还从外部的系统例如教务系统、外部学生系统等获得。所述学生信息包括学生姓名、身份证、手机号码、班级信息。所述实训课堂事件包括学生请求事件、违纪行为事件。所述请求事件是根据实训现场学生请求信息进行标记的。
58.构建实训学生关联规则：所述关联规则用来描述实训学生参加的实训课程内容、发生的实训课堂事件、出席的实训场地的关联性。
59.基于预设的综合画像模型，生成实训综合画像和统计图表。所述综合画像模型包括课程实训画像模型、场地实训画像模型、班级实训画像模型，在构建实训学生关联规则后，可以生成包括课程实训画像、场地实训画像、班级实训画像的实训综合画像以及统计图表。例如，班级实训画像描述了班级开展的实训课程，包括实训课程内容、实训课程的时间等。
60.根据所述实训综合画像，基于预设的实训评价规则进行实训综合评价。所述实训综合评价规则包括主观评价规则和客观评价规则。所述主观评价规则用于获取教师对实训课堂的评语信息。所述客观评价规则用于根据实训综合画像生成评价信息。教师可以根据实训综合画像提出自己的主观评价分析意见，在获得教师的主观评价分析意见后，生成评语信息；结合基于客观评价规则生成的评价信息，例如评价分值等，可以为后续教师实训课堂提供参考、制订教案的依据，也可以为管理者提供决策依据，例如实训课程的安排、场地安排等。
61.以上对本发明实施例公开的一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，包括：获取实训现场学生请求信息；分析所述请求信息的请求类型；根据所述请求类型进行实训应答。2.根据权利要求1所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，所述请求类型包括知识提问、请求vr实训和请求案例演示；所述实训应答包括知识解答、vr互动实训和实训案例播放。3.根据权利要求2所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，当所述请求类型为知识提问时，搜索知识图谱库获得相应的知识点进行知识解答；当所述请求类型为请求vr实训时，出示vr实训工具，进行vr互动实训；当所述请求类型为请求案例演示时，播放实训案例。4.根据权利要求3所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，所述知识解答的方式包括：播放相应知识点的音视频、显示相应知识点的文字、播放相应知识点的演示案例。5.根据权利要求3所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，所述知识解答后还进行知识挖掘，所述知识挖掘包括对所述知识提问的问题进行收集统计，并根据收集统计的结果标识所述问题的难易程度；所述知识挖掘还包括收集对所述知识解答的反馈，并根据所述反馈更新所述知识图谱库。6.根据权利要求4所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，vr互动实训的方法包括：向实训现场学生出示vr实训工具，接收学生完成所述vr实训工具的佩戴信息，播放vr实训模拟场景。7.根据权利要求1所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，获取实训现场学生请求信息的方法包括：通过语音识别获取学生请求信息、通过手势识别获取学生请求信息。8.根据权利要求1所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，分析所述请求信息的请求类型的方法包括：根据所述语音分析语义或者根据所述手势分析语义，提取所述语义的关键词，根据所述关键词确认所述请求类型。9.根据权利要求1所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，还包括实训评价步骤，所述实训评价步骤包括：获取实训数据集，所述实训数据集包括实训课程内容、实训课堂事件、实训场地、实训学生信息；构建实训学生关联规则，所述关联规则用来描述实训学生参加的实训课程内容、发生的实训课堂事件、出席的实训场地的关联性；基于预设的综合画像模型，生成实训综合画像和统计图表；根据所述实训综合画像，基于预设的实训评价规则进行实训综合评价。10.根据权利要求9所述的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其特征在于，所述实训课堂事件包括学生请求事件、违纪行为事件；所述实训学生信息包括学生姓名、身
份证、手机号码、班级信息；所述综合画像模型包括课程实训画像模型、场地实训画像模型、班级实训画像模型；所述实训综合评价规则包括主观评价规则和客观评价规则，所述主观评价规则用于获取教师对实训课堂的评语信息，所述客观评价规则用于根据实训综合画像生成评价信息。

技术总结
本发明实施例涉及一种基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，其包括以下步骤：获取实训现场学生请求信息，分析所述请求信息的请求类型，根据所述请求类型进行实训应答。本发明提供的基于物联网实训系统的实训辅助教学的方法，可以综合、全面地进行实训教学及管理，辅助老师对学生的实训进行高效的管理，降低复杂类型实训的难度、有效保障实训效果。有效保障实训效果。有效保障实训效果。


技术研发人员：魏爱敏 周晖 谢景明 茹志鹏
受保护的技术使用者：广州番禺职业技术学院
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/12