CN105810034A - 一种基于预设规则的并行实时交互智能教学系统 - Google Patents

一种基于预设规则的并行实时交互智能教学系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及教学系统。本发明提供一种基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，该系统具有预先准备好知识点电子课件及知识点题目对应的预设规则库，电子课件可以在老师的控制下同时向多个学生操作端开放答题，学生操作端的答案通过并行代理服务器提交到基于预设规则的智能逻辑解析器进行解析判断，给出正确/错误结果判断以及规则检查不通过的详细原因，规则结果提交老师操作界面显示，并可供学生立即查询。该系统可广泛应用于基于已有知识规则可以做出判断的各类学科课件，使用这些课件应用该系统给学生和老师同时提供知识点是否掌握的实时数据，提高教学效果，并可将课堂数据用于课件评估改进、授课评估改进、家长查询分析和学生复习巩固。

Description

一种基于预设规则的并行实时交互智能教学系统
技术领域
本发明涉及教学系统，特别涉及需要智能判断和并行实时交互的智能教学系统。
背景技术
如今知识爆炸，需要学习的知识越来越多，知识更新速度越来越快。如何快速的学习新知识，提高学习效率，特别是快速地检查知识掌握与否成为重要的一件事情。传统的教学系统使用书本或者普通电子课件，当面对很多学生时，老师不知道所有学生知识掌握的情况，这就给教学质量埋下了隐患，没有在第一时间发现并解决问题。基于互联网或局域网的电子课堂给随堂检测学生掌握情况提供了途径，但仅限于简单的选择题和数学题，对于需要逻辑规则进行智能判断的题目无能为力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，广泛适用于各种已知答案的各学科课件教学，解决老师不能立即知道学生知识点掌握情况、学生不能立即知道自己掌握情况，以及错误所在具体原因不明的问题。
本发明所采用的技术方案，就是提供一种基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，包括具有预设规则判断知识点对错的电子课件，以及将预设规则存放的规则库，还有老师操作界面、学生操作终端、并行代理服务器以及基于预设规则的智能逻辑解析器。
所述带有预设规则的电子课件，是将课堂内容分解到知识点的电子文档，其中的每个分解出待检测的知识点具有是否正确的判断规则与其一一对应，规则与题目存在对应关系，当该知识点关联的课件题目发送给学生答题提交后，系统将会依据预设规则对答案进行判断和给出错误原因。
所述预设规则库，用于存放各课件不同知识点对应的判断规则，这些规则将会被用于判断学生提交答案是否正确
所述老师操作界面，用于给老师呈现课件、编辑规则、对学生展示课程、发放课件检测题目、查看答题结果。
所述并行代理服务器，用于并行接入多个学生操作端，实现题目信息的双向快速传递。
所述学生操作端，用于完成学生身份识别、完成检测题目，查看检测结果。
所述基于预设规则的智能解析器，用于根据题目和规则的对应关系，找到学生提交题目的规则对学生的答案进行分析判断，由于规则可以根据需要进行各种逻辑组合，这就成为了一个智能的解析器。
该系统的电子课件课程内容被分解成知识点，待检测的知识点有检测题目，其检测题目有对应知识点分析规则与其对应。其电子课件可以存放在老师本地，还可以存放局域网、远程服务器或者通过internet存放在云端。其电子课件可以是任何已知逻辑和答案的学科，包括基础的语文、数学、英语、物理、化学、生物、计算机等学科。
该系统的老师操作界面有跨平台特性，包括WINDOWS、UNIX、IOS、Android等平台系统。
该系统的学生操作端可以有一个到多个，每个有不同的可识别地址，学生操作端跟系统其他模块交互时可以基于WIFI/Internet/局域网。学生操作端可以是按键答题器或者PC机或者智能手机。
该系统的并行代理服务器可以同时完成多个学生的接入，完成学生同系统其他模块的交互数据的代理转发。其接入技术可以是HTTP服务，或者基于TCP/IP、ZIGBee等网络技术。
该系统的预设智能解析器具有规则更新和扩展能力，当新的规则生成后，智能解析器可以更新检测规则以实现新检测。对一道题目，智能规则解析器可以读取不同规则编排顺序和规则组合，以实现对一道题目的多重规则判断。根据解析负荷大小，可以设置一个或多个解析器进行解析负荷分担。
该系统的分析规则具有智能性。其预设规则库可提供规则组合、顺序编排以生成新的规则，新的规则可以跟某一题目对应起来，以提供解析器进行题目对错的判断。已有的规则可以被删除、修改。
该系统有高度的并行性和实时性，由于采用了并行代理服务技术，所有学生的所有的知识点可以在较短时间内完成立即检验和错误分析。
该系统的预设规则判断知识点对错的电子课件、预设规则库、老师操作界面、并行代理服务器以及基于预设规则的智能逻辑解析器可以合设，或者根据业务负荷进行分设，在满足可实时访问的基础上分布在本地或者异地，可以提供数据备份或者容灾能力。各个模块的数据管理不局限于文件或者数据库，也不局限于本地或远端存储。
本发明的有益效果是：可以大幅提升课堂学习效率，使学生和老师立即知道知识点掌握情况。本发明可以将课后做作业、改作业才能发现的问题立即在课堂暴露。同时，也可将需要复杂逻辑判断的题目轻松完成检测，给出缺陷提示。本发明将老师从大量批改作业时间中解放出来，可以使用该系统完成作业批改，让老师有更多时间改进课件、关注学生个体、提升教学质量。该系统可以将学生错误数据存档，供学生复习查询，老师评估改进，课件更新。也可将课堂教学数据对家长开放，将“封闭”的学校，变得开放而透明，增强老师和家长之间的信任合作，提高学生学习效果，产生较好的社会价值。另外，该系统可用于老师不在线的时候学生自主复习，由系统代替老师完成题目批改，提高了学生复习效率。
附图说明
附图1为本发明的拓扑结构示意图(系统模块结构图)
附图2为本发明的交互流向图(典型交互流程图)
具体实施方式：
下面结合附图，以该系统在英语教学中应用案例，来说明本发明的实施。
如图1和图2所示，在该系统实施中，系统构建在网络环境中，学生身份可以同学生操作端地址进行绑定以实现系统身份的识别。模块“1老师操作界面”具有创建模块“2带有预设规则的电子课件”的功能，比如创建具有如下结构的电子课件：
知识点：KN100wantsomebodytodosomething
题号QS001：翻译
题目：我不想让你把照片丢了。
规则RULE001-MUST主语＝I
RULE002-MUST谓语＝donotwant
RULE003-MUSTsomebody＝you
RULE004-MUSTdosomething＝tolosephoto
RULE005-REPLACEphoto可被photos代替
RULE006-REPLACEdonot可被don’t代替
该电子课件希望通过该翻译题QS001来检验学生对知识点KN100的掌握情况，通过五个规则(RULE001-RULE006)来对可能的正确答案进行覆盖。创建的电子课件的规则进入模块“3预设规则库”，可以通过题号查到，这些规则允许被其他题目解析调用。规则中带有“MUST”关键词的规则表示必须具备，带有“REPLACE”关键词的表示允许替代。至此，老师完成了该知识点对应检测题目QS001的规则预设。
当该题目需要用于检测的时候，老师通过模块“1老师操作界面”对学生开放QS001题目，模块“5并行代理服务器”可由HTTPServer完成代理服务响应功能，代理模块“6学生操作端”发送给老师端的请求以及老师端发送给学生端的回应。当老师端开放题目QS001后，学生在模块“6学生操作端”完成题目，通过模块“5并行代理服务器”将结果QS001的答案到模块“4基于预设规则的智能逻辑解析器”，模块4根据QS001题号查询到该题目需要通过规则“RULE001-006”进行解析，模块4首先判断提交答案中是否符合“RULE001-004”的必备条件，如果不符合则继续判断是否属于规则“RULE005、RULE006”允许的替代情况，如果符合且没有多余的单词则判断正确，如果不符合或者有多余词则判断错误并给出错误位置和违反的规则信息。
比如学生提交答案：
Idon’twantyoulosemoney.
智能规则解析器调用QS001对应的6条规则判断过程如下
(通过)RULE001-MUST主语＝I
(通过见规则5)RULE002-MUST谓语＝donotwant
(通过)RULE003-MUSTsomebody＝you
(不通过)RULE004-MUSTdosomething＝tolosephoto
(/)RULE005-REPLACEphoto可被photos代替
(/)RULE006-REPLACEdonot可被don’t代替
由于有一条必须通过的MUST规则“RULE004”没有通过，答案错误。
学生答题的正确或错误信息，可立即被模块“1老师操作界面”和模块“6学生操作端”查询到，老师亦可根据学生操作终端同学生的绑定关系获悉哪个学生答错，可立即就“RULE004”的错误进行讲解，学生亦可立即就错误的疑惑发起提问。由于系统设计成支持多个学生并发解题和提交规则解析的并行模式，解决了传统一老师对多个学生上课过程中错误信息了解滞后、实时性不高的问题，同时，通过可灵活编辑组合的智能规则解析器，可以实现对题目逻辑的智能判断，提高了系统的智能性和应用适应面。

Claims (10)

1.基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征在于包括具有预设规则判断知识点对错的电子课件，以及将预设规则存放的规则库，还有老师操作界面、学生操作终端、并行代理服务器以及基于预设规则的智能逻辑解析器。
所述带有预设规则的电子课件，是将课堂内容分解到知识点的电子文档，其中的每个分解出待检测的知识点具有是否正确的判断规则与其一一对应，规则与题目存在对应关系，当该知识点关联的课件题目发送给学生答题提交后，系统将会依据预设规则对答案进行判断和给出错误原因。
所述预设规则库，用于存放各课件不同知识点对应的判断规则，这些规则将会被用于判断学生提交答案是否正确。
所述老师操作界面，用于给老师呈现课件、编辑规则、对学生展示课程、发放课件检测题目、查看答题结果。
所述并行代理服务器，用于并行接入多个学生操作端，实现题目信息的双向快速传递。
所述学生操作端，与学生身份一一绑定，用于完成检测题目，查看检测结果。
所述基于预设规则的智能解析器，用于根据题目和规则的对应关系，找到学生提交题目的规则对学生的答案进行分析判断，由于规则可以根据需要进行各种逻辑组合，这就成为了一个智能的解析器。
2.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征在于其电子课件具有课程内容被分解成各个知识点的特征，待检测的知识点有对应检测题目，其检测题目有对应知识点分析规则与其对应。其电子课件可以存放在老师本地，还可以存放局域网、远程服务器或者通过internet存放在云端。其电子课件可以是任何已知逻辑和答案的学科，包括基础的语文、数学、英语、物理、化学、生物、计算机等学科。
3.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征在于老师操作界面可具有跨平台特性，包括WINDOWS、UNIX、IOS、Android等平台系统。
4.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征在于学生操作端可以有一个到多个，每个有不同的可识别地址，学生身份可以通过地址进行绑定识别。学生操作端跟系统其他模块交互时可以基于WIFI/Internet/局域网。学生操作端可以是按键答题器或者PC机或者智能手机。
5.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征还在于其并行代理服务器可以同时完成多个学生的接入，完成学生同系统其他模块的交互数据的代理转发。其接入技术可以是HTTP服务，或者基于TCP/IP、ZIGBee等网络技术。
6.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征在于基于规则的预设智能解析器具有规则更新和扩展能力，当新的规则生成后，智能解析器可以更新检测规则以实现新检测。其特征还在于对一道题目，智能规则解析器可以读取不同规则编排顺序和规则组合，以实现对一道题目的多重规则判断。根据解析负荷大小，可以设置一个或多个解析器进行解析负荷分担。
7.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征在于分析规则的智能性。其预设规则库可提供规则组合、顺序编排以生成新的规则，新的规则可以跟某一题目对应起来，以提供解析器进行题目对错的判断。已有的规则可以被删除、修改。
8.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征在于高度的并行性和实时性，由于采用了并行代理服务技术，所有学生的所有的知识点可以在较短时间内完成立即检验和错误分析。
9.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征在于其各个模块的数据管理不局限于文件或者数据库，也不局限于本地或远端存储。其预设规则判断知识点对错的电子课件、预设规则库、老师操作界面、并行代理服务器以及基于预设规则的智能逻辑解析器可以合设，或者根据业务负荷进行分设，在满足可实时访问的基础上分布在本地或者异地，可以提供数据备份或者容灾能力。
10.根据权利要求书第1条所述的基于预设规则的并行实时交互智能教学系统，其特征还在于该系统不仅可用于课堂现场教学，亦可用于学生自主复习，老师操作端界面的离线不影响学生操作端发起的自主使用。
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