一种智能型英语学习系统及设备

本发明涉及一种英语学习设备，尤其涉及一种智能型英语学习系统及设备。

背景技术：

1、英语教学是一个系统而深入的过程，旨在向英语作为第一语言或非第一语言的学习者传授英语知识。这一过程融合了多元化的专业理论框架，涵盖语言学基础、第二语言习得理论、词汇学精髓、句法学解析、文体学探讨、语料库语言学应用以及认知心理学原理等。在全球化迅猛发展的当下，英语作为国际交流的关键媒介，其学习对于任何人而言都显得尤为关键和重要。

2、随着全球一体化进程的加快，英语作为全球通用语言的地位愈发凸显，使得职业教育中的英语教学在教育体系中占据了不可替代的位置。因此，不断优化英语教学策略，提升教学质量，不仅是为了满足个人成长与职业发展的需求，更是为了迎接全球化时代的新挑战。所以，现在越来越多的老年人也开始居家学习英语，努力跟随时代步伐。

3、但是，尽管现有的英语学习设备在功能设计上颇为强大，涵盖了多方面的学习需求，然而，这种复杂性也导致了操作界面的繁琐性，对老年用户群体而言尤为不友好。复杂的操作流程和不够直观的人机交互设计，不仅未能充分发挥设备的学习辅助效果，反而可能降低老年人对英语学习的热情与积极性。

4、因此，急需一种智能型英语学习系统及设备，来解决上述现有技术中所存在的技术问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种智能型英语学习系统及设备。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种智能型英语学习系统，包括：数据收集模块，信息分类模块，读写模块，接收模块，判断模块；包括以下步骤：

3、s1、数据收集模块基于互联网实时收集技术，自动获取网络上各种英语单词，并存储在数据库中，作为知识来源；

4、s2、信息分类模块根据英语单词的相关属性，划分为简、中、难三个级别，并各自保存在单独的词汇库中；

5、s3、读写模块根据用户所选择的词汇库，随机抽取多个单词组成词汇组并打乱排序；

6、s4、接收模块以扩音播放的形式将步骤s3中随机抽取的词汇组反馈给用户，并通过设定单个单词单次的播放时长、频率以及抄默写时间，且重复多次后，获取用户关于单词的跟读情况和抄默写情况；

7、s5、判断模块获取步骤s4中用户的跟读情况和抄默写情况，根据发音判定标准原则和抄默写判定流畅原则，得出用户的单词掌握情况；判断模块将单词掌握情况反馈至接收模块中，接收模块根据用户的单词掌握情况，对所获取的词汇组中的单词进行删减再排序，并重复步骤s3-s5，直至用户完全掌握词汇组中的所有单词。

8、本发明一个较佳实施例中，所述接收模块中的抄默写情况包括电子笔抄写和手抄写两种模式；所述电子笔抄写模式通过捕捉笔尖在电子设备书写屏幕上的移动轨迹和压力变化信息，并以电信号的形式发送至电子设备，获得所述电子笔抄写模式下的抄写情况；所述手抄写模式应用于不习惯使用所述电子笔抄写模式的用户，所述电子设备通过扫描成像技术获取用户的手写情况，所述抄默写情况包括所述抄写情况和手写情况。

9、本发明一个较佳实施例中，所述发音判定标准原则的判定过程包括以下步骤：

10、s501、获取用户跟读时单词发音的跟读情况，转化成可被计算机系统接收的语音信号，并对语音信号进行预处理，获取代表发音质量的声学特征；

11、s502、建立语音模型，利用自动语音识别技术将经预处理后的语音信号转换成音素序列，并与步骤s501中所获得的声学特征相结合，获得特征向量；

12、s503、收集、整理标准发音的语音数据，并作为发音标准的判断基准，基于步骤s502中所获得的特征向量，得出相识度评分；

13、s504、建立评分模型，将相似度评分映射为具体的分数或等级，并将所得分数或等级实时反馈至用户处。

14、本发明一个较佳实施例中，所述抄默写判定流畅原则的判定过程包括以下步骤：

15、s511、建立深度学习模型，对所获得的抄默写情况进行清晰化处理，并将用户的输入转换为标准的文本格式，再对所得的文本格式与正确答案进行准确率的评估；

16、s512、监测用户书写单词的速度，分析书写过程中是否有不流畅现象，评估书写字形的规范性；

17、s513、建立流畅度指标与单词掌握熟练度之间的映射关系，结合书写速度、连续性、字形规范度的因素，给出用户对单词掌握的熟练度评分。

18、本发明一个较佳实施例中，所述单词掌握情况包括：单个单词的熟练掌握、听读障碍和抄默写障碍的三种情况；在所述熟练掌握的情况下，所述接收模块将所被掌握的单词从词汇组中删除；出现听读障碍的情况时，接收模块实时调整该单个单词的播放时长和频率；出现抄默写障碍的情况时，接收模块实时调整该单个单词的抄默写时间，并在抄默写过程中，新增所述扩音播放。

19、本发明一个较佳实施例中，所述预处理包括：噪声去除、语音增强、端点检测；所述声学特征包括：梅尔频率倒谱系数、基频、共振峰。

20、本发明一个较佳实施例中，所述深度学习模型为卷积神经网络、循环神经网络或变体中的其中一种，所述清晰化处理包括：图像去噪、二值化、归一化；通过记录用户书写过程中的时间戳信息，计算得出单词的书写速度，通过分析书写轨迹的连续性、平滑度的特征，评估单词的书写流畅度。

21、本发明一个较佳实施例中，提供了一种智能型英语学习设备，用于装载上述所提供的一种智能型英语学习系统，包括：控制单元、显示单元以及垫板；其特征在于：所述显示单元包括：显示屏、按钮组、电子笔以及电源线；所述垫板包括：限位卡块、立柱以及扫描成像器；所述限位卡块用于固定所述显示单元，所述扫描成像器固定在所述立柱的端部，用于扫描用户手写的单词。

22、本发明一个较佳实施例中，所述按钮组包括：电源键、有声抄写键、有声默写键、无声默写键、暂停键、重复键、音量加键以及音量减键；按压所述有声抄写键，所述显示屏将单词展示出来，并伴随有扩音播放；按压所述有声默写键，所述显示屏将单词隐藏，同时还伴随有扩音播放；按压所述无声默写键，所述显示屏在隐藏单词的同时关闭扩音播放。

23、本发明一个较佳实施例中，所述扫描成像器为电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体传感器或ocr引擎中的其中一种；所述扫描成像器处还设置有用于实时监测用户书写情况的录像系统。

24、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

25、(1)本发明通过设置有具有不同功能的按钮组，进而在使用时，老年人可以更容易地理解和操作，从而可以直观性减少了操作复杂度，使得老年人无需复杂的菜单导航即可实现所需功能，并且通过采用扩音播放的方式反馈词汇，老年人无需长时间盯着屏幕，减少了视觉疲劳；同时，提供电子笔抄写和手抄写两种模式，尤其是手抄写模式，对于习惯传统书写方式的老年人更加友好，减少了学习新工具的障碍。

26、(2)本发明通过根据单词的难度自动划分为简、中、难三个级别，用户可以根据自身水平选择合适的词汇库进行学习，实现个性化学习。同时，系统能够根据用户的跟读和抄默写情况实时调整单词的播放时长、频率及抄默写时间，确保学习难度与用户的实际掌握情况相匹配，提高学习效率。

27、(3)本发明所提供的系统能够精准地判断用户的发音和书写情况，准确识别出用户的听读障碍和抄默写障碍。并对于识别出的学习短板，系统能够自动调整学习策略，如增加播放次数、延长抄写时间等，帮助用户针对性地进行强化训练。同时，系统还能够持续追踪用户的学习进度，确保每个单词都得到充分掌握，同时提供即时的反馈，帮助用户明确自己的学习状态和改进方向。