CN106991198A - 一种基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，用于云教育系统，所述云教育系统包括学生终端、教师终端以及联系所述学生终端和所述教师终端的云服务器，所述主观题库系统包括主观题答题单元、数据采集单元以及数据传输单元，学生终端通过主观题答题单元拍摄书写出的主观题答案的图片并传送至云服务器端的数据采集单元，所述数据采集单元通过图像特征采集所述图片中的字迹并发送至所述教师终端进行批阅，教师批阅后得出的分数经所述数据传输单元传送至所述学生终端和/或所述教师终端。本发明能够实现对于主观题答案图像的自动识别，实现图像采集及答题结果判断的一体化，提高教学反馈效率，也就能够有效提高教学质量。
Description
技术领域
本发明涉及教育系统技术领域，特别是涉及一种基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统。
背景技术
传统的教育教学过程中，教师通常会分阶段地布置一些课前或者课后的学习任务，例如课前预习、课后温习、课堂作业以及课后作业的布置等等，如此相结合，以达到教育效果的最优化。
但是，由于不同学生的自觉性及兴趣问题，会出现预习、温习做不到位，作业不能及时完成等问题，这都是由于学生与教师之间无良好的沟通反馈机制所造成的，如果能够在学生的学习过程中，始终保持有教师与学生间的良性沟通，就会大大提高学习效果。
现有通过能够网络互联通信的教师终端与学生终端，直接下发习题或者教学计划给学生，使其定时完成任务，而习题的批改，如填空题或者选择题也能够通过预设答案，使其能够自动批阅，但是现有系统却不能解决主观题的自动审阅问题，只能传输给教师进行人工审阅，且传输数据量大，容易丢包出错。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，实现完成课前预习、课堂教学、课后温习、作业布置批改等多任务的工作，尤其能够实现对于主观题的自动审阅批改，提高教学效率及教学质量。
特别地，本发明提供了一种基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，用于云教育系统，所述云教育系统包括学生终端、教师终端以及联系所述学生终端和所述教师终端的云服务器，其特征在于，所述主观题库系统包括主观题答题单元、数据采集单元以及数据传输单元，学生终端通过主观题答题单元拍摄书写出的主观题答案的图片并传送至云服务器端的数据采集单元，所述数据采集单元通过图像特征采集所述图片中的字迹并发送至所述教师终端进行批阅，教师批阅后得出的分数经所述数据传输单元传送至所述学生终端和/或所述教师终端。
对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化措施。
进一步地，所述学生终端上设有摄像头，并且在教师布置的每道主观题后配置有上传确认按键，在纸面答题结束后选取对应的主观题的上传确认按键，调用所述摄像头拍照并绑定该主观题的原始数据，以向教师终端发送图片格式的主观题答案并发送对应的主观题的题目。
进一步地，所述云服务器中所存储的主观题，对于具有标准答案的主观题均对应存储有相应的标准答案，并且分别配置有识别号将主观题及其标准答案予以绑定，所述数据采集单元会将标准答案与学生的答案进行比对并给出初步审阅结果，审阅结束后将学生主观题答案随同所述初步审阅结果发送至教师终端。
进一步地，所述学生终端通过所述摄像头拍摄的图像自动进行锐化并加亮处理，使得拍得图像上的字迹被作为特征抓取出来。
更进一步地，所述图像特征采集采用的是边缘检测方法，用于对主观题答案的图片上的文字进行轮廓识别。
进一步地，教师用户可通过教师终端在教师终端中对学生用户进行分组，并将分组信息进行保存记录，教师用户可对单个学生用户、分组学生用户或班级整体学生用户布置学习任务，设置任务提交模式为个人提交、小组提交或班级提交，同时教师用户可查看学生用户完成的任务内容及完成进度情况，并对完成的任务进行评分及奖励。。
进一步地，作业完成后所述学生终端发出的任务反馈的反馈数据包括作业成绩、错题、主观题答案，所述教师终端根据所述反馈数据进行调阅、主观题批改并向小组或班级发布成绩统计以及错题集。
进一步地，所述教师终端根据某一学生的个性特点，实时调用所述云服务器中的教育资源编辑形成针对性习题，并通过所述云平台发送至该学生的学生终端上供学生进行针对性的个性化学习，且在学生完成学习并反馈后，进行学习情况统计并反馈给学生和教师，教师可再次下发错题集，或者通知学生所在的小组进行讨论。
进一步地，所述学生终端与所述教师终端可直接互联通信，所述学生终端发出通讯请求至所述教师终端，进行实时互联的远程交流。
与现有技术相比较，本发明的优点在于：
本发明所描述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，能够实现对于主观题答案图像的自动识别，实现图像采集及答题结果判断的一体化，提高教学反馈效率，也就能够有效提高教学质量。
进一步地，本发明将学生进行分组，根据其组别进行分组管理及教学安排，能够根据孩子在班级内所处学习水平进行针对性教育，实现分层次教学，并进行分层次教学评价，学生的多层次参与，更好地提升教学效果。
另外，本系统能够满足课前预习、课堂教学、课后温习、课堂听练以及作业的下发和批改等等需求，明确告诉学生各个教学环节的教学任务，并只需要通过云平台、学生终端以及教师终端三者之间的互联通信、数据编辑及反馈即可实现。
最主要的是，本系统中教师可以根据各个学生的特点进行针对性的教案编辑及下发作业，并且可根据学生的学习及作业情况，汇总错题集，对学生进行针对性的错题辅导，进一步提升系统整体的教育效果。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统中的云教育系统的系统结构框图。
具体实施方式
图1是根据本实施例的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统的系统结构框图。
本实施例描述了一种基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，用于云教育系统，所述云教育系统包括学生终端、教师终端以及联系所述学生终端和所述教师终端的云服务器，其特征在于，所述主观题库系统包括主观题答题单元、数据采集单元以及数据传输单元，学生终端通过主观题答题单元拍摄书写出的主观题答案的图片并传送至云服务器端的数据采集单元，所述数据采集单元通过图像特征采集所述图片中的字迹并发送至所述教师终端进行批阅，教师批阅后得出的分数经所述数据传输单元传送至所述学生终端和/或所述教师终端。
对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化措施。
进一步地，所述学生终端上设有摄像头，并且在教师布置的每道主观题后配置有上传确认按键，在纸面答题结束后选取对应的主观题的上传确认按键，调用所述摄像头拍照并绑定该主观题的原始数据，以在所述云服务器向教师终端发送图片格式的主观题答案并发送对应的主观题的题目。
进一步地，所述云服务器中所存储的主观题，对于具有标准答案的主观题均对应存储有相应的标准答案，并且分别配置有识别号将主观题及其标准答案予以绑定，所述数据采集单元会将标准答案与学生的答案进行比对并给出初步审阅结果，审阅结束后将学生主观题答案随同所述初步审阅结果发送至教师终端。
进一步地，所述学生终端通过所述摄像头拍摄的图像自动进行锐化并加亮处理，使得拍得图像上的字迹被作为特征抓取出来。
更进一步地，所述图像特征采集采用的是边缘检测方法，用于对主观题答案的图片上的文字进行轮廓识别，进而能够用于前述的部分主观题的自动审阅。
可以理解的是，大部分的主观题是没有标准答案的，而且每个学生的解题步骤、解题方法不同，再有作文、造句等也会出现各式各样的结果，因此，一般都是通过教师进行直接审阅才可。但是有些主观题，诸如英文填空题、数学填空题等等，这一类是具有标准答案的，标准答案与数据采集单元采集到的图片的特征数据进行比较后即可得到审阅结果，如此，能够节省教师精力。
进一步地，教师用户可通过教师终端在教师终端中对学生用户进行分组，并将分组信息进行保存记录，教师用户可对单个学生用户、分组学生用户或班级整体学生用户布置学习任务，设置任务提交模式为个人提交、小组提交或班级提交，同时教师用户可查看学生用户完成的任务内容及完成进度情况，并对完成的任务进行评分及奖励。
进一步地，作业完成后所述学生终端发出的任务反馈的反馈数据包括作业成绩、错题、主观题答案，所述教师终端根据所述反馈数据进行调阅、主观题批改并向小组或班级发布成绩统计以及错题集。
进一步地，所述教师终端根据某一学生的个性特点，实时调用所述云服务器中的教育资源编辑形成针对性习题，并通过所述云平台发送至该学生的学生终端上供学生进行针对性的个性化学习，且在学生完成学习并反馈后，进行学习情况统计并反馈给学生和教师，教师可再次下发错题集，或者通知学生所在的小组进行讨论。
进一步地，所述学生终端与所述教师终端可直接互联通信，所述学生终端发出通讯请求至所述教师终端，进行实时互联的远程交流。
可见，实现了客观题、主观题的电子端答题，快速批阅，以及针对性的习题辅导，无疑能够更好地提高学生的作业完成质量，也就能够提高学生成绩。
本实施例的系统包括若干个学生终端，所述若干个学生终端根据对应的学生姓名、组别以及班级进行权限设定，所述教师终端根据设定好的权限针对性的定向下发对应的教案或者习题。
所述教师终端根据某一学生的学习特点，实时调用所述云平台中的所述教育资源编辑形成针对性的教案或者习题，并通过所述云平台发送至该学生的学生终端上。
另外，所述学生终端与所述教师终端可直接互联通信，所述学生终端发出通讯请求至所述教师终端，进行实时互联的远程交流。
相对而言，传统教学资源主要是由书本、教案、教辅等纸质媒介为主，教师在不同时期不同班级可能运用的教学材料都是千篇一律的，虽然这些内容在使用方面有着极大的便利，但是同时产生的问题也不容小觑。由于教学资源长期的固化和稳定，会直接导致学生获取知识的新鲜程度以及与时代的结合度方面大大降低，可能历经多少年代，学生们还在使用同样的教学资源，背诵同样的教学内容，而时代的发展早已超越甚至是淘汰掉旧有的沉疴，以一种难以企及的速度进入一个更崭新的发展纪元。而本实施例中的学生终端是可作为多媒体展示的客户端，这就将视频、图片、动态图等等多媒体素材进行符合教育教学规范及教学特点的资源整合，替代制作复杂却不再实用的PPT课件及书本讲义。
另外，在本发明实施例中的云教育系统中的多媒体素材多来自云平台中的素材库，无需教师花费时间去搜集资料，同时实现了教育资源的共享化，在教师间分享教育成果，使得教育过程中的教育者和受教者之间、教育者与教育者之间都实现了更好的互动。由于教育政策、教育制度以及各区域教育可能性的不同，目前总体的教育水平呈现出区域化发展程度的不均衡，学生作为教育的受众还不能完全享受到全面、公平、均衡的教育。云教育平台的应用，在知识的传播途径以及开放性方面缩小了教育发展不均衡带来的学生发展水平差距，使得不同区域、不同学校乃至不同班级之间的学生都可以获得相对统一、公平的知识输出。在平台上，学生们实现了跨区域、跨时空的学习模式，并且在知识获取的完整性和多样性方面有了更多的自由选择余地。从教育资源分配的角度，传统的教育教学模式可能无法实现的公平目标，使用云教育平台之后，海量教育教学资源能够实现信息化地高速传播，完成资源的合理和高效配置，最终逐步实现教育教学资源的均衡分配，进一步促进整体教育质量的提高。
云教育平台的应用不仅使优质教育资源得以汇聚，而且资源的汇聚和筛选，同时对教师提出了新的教学要求，在不断的新刺激、新需求之下，教学资源的更新速度和教学资源的质量势必会有一个更为简短的周期，学生们在平台上可以永远获得最新鲜、最前线的知识和方法。另外，传统的教学资源由于传播路径的限制，更新成本比较高也是一个限制其速度的原因，云教育平台的使用会大大缩减这种成本，以信息化的教育云方式实现教育资源的更新换代和集聚传播。
云教育平台是一个教育信息化的服务平台，与传统的单一网站教育教学系统相比较，云教育平台通过“一站式”服务和云理念，打破了信息化教育的边界，从而使得众多的学校教育主管部门、研究机构、教师和学生拥有了统一的平台服务。
综上，本实施例所描述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，能够实现对于主观题答案图像的自动识别，实现图像采集及答题结果判断的一体化，提高教学反馈效率，也就能够有效提高教学质量。
进一步地，本发明将学生进行分组，根据其组别进行分组管理及教学安排，能够根据孩子在班级内所处学习水平进行针对性教育，实现分层次教学，并进行分层次教学评价，学生的多层次参与，更好地提升教学效果。
另外，本系统能够满足课前预习、课堂教学、课后温习、课堂听练以及作业的下发和批改等等需求，明确告诉学生各个教学环节的教学任务，并只需要通过云平台、学生终端以及教师终端三者之间的互联通信、数据编辑及反馈即可实现。
最主要的是，本系统中教师可以根据各个学生的特点进行针对性的教案编辑及下发作业，并且可根据学生的学习及作业情况，汇总错题集，对学生进行针对性的错题辅导，进一步提升系统整体的教育效果。
在传统教育模式下，教学的统一性在知识的系统性学习方面有较为明显的优势，学生可以学习到各个学科门类，奠定多门类的学科知识，但同时由于这样的教学安排，也会导致学生学习人际圈的狭窄，获得的隔辈、同辈交流和指导有限；与传统教育不同，学生在云教育系统上可以获得更多的教学资源，而这些教育资源的来源方方面面，教育者也来自不同的班级、年级甚至是学校和国家，因此在如此广阔的人际圈中，学生可以获得更多的灵感，不同的知识碰撞和交融，在知识的创新性方面有着超越传统教育的优势。
云教育平台，能够将线上教育和线下教育有机结合在一起，是一种综合的教育形态，它的应用势必给学生传统的学习方式及学习行为带来革命性的变革，学生能够获得的知识以及技能将会在数量和质量上有全新的提升。云教育环境下的学生，教学不仅满足了学生对于书本知识的极大需求量，更重要的是为学生提供如何更加有效地进行学习的全新技能，学生不仅能够在学习方式上跟上信息化时代的步伐，更能够获得崭新的学习理念，更加纵深地扩展学习本身之外的思维及行为方式等方面的视野，因此，云教育平台的开发和应用是教育发展的大势所趋，对于目前处于教育信息化高速发展状态下的教育者和学习者既是福音。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (9)
1.一种基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，用于云教育系统，所述云教育系统包括学生终端、教师终端以及联系所述学生终端和所述教师终端的云服务器，其特征在于，所述主观题库系统包括主观题答题单元、数据采集单元以及数据传输单元，学生终端通过主观题答题单元拍摄书写出的主观题答案的图片并传送至云服务器端的数据采集单元，所述数据采集单元通过图像特征采集所述图片中的字迹并发送至所述教师终端进行批阅，教师批阅后得出的分数经所述数据传输单元传送至所述学生终端和/或所述教师终端。
2.根据权利要求1所述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，其特征在于，所述学生终端上设有摄像头，并且在教师布置的每道主观题后配置有上传确认按键，在纸面答题结束后选取对应的主观题的上传确认按键，调用所述摄像头拍照并绑定该主观题的原始数据，以在所述云服务器向教师终端发送图片格式的主观题答案并发送对应的主观题的题目。
3.根据权利要求2所述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，其特征在于，所述云服务器中所存储的主观题，对于具有标准答案的主观题均对应存储有相应的标准答案，并且分别配置有识别号将主观题及其标准答案予以绑定，所述数据采集单元会将标准答案与学生的答案进行比对并给出初步审阅结果，审阅结束后将学生主观题答案随同所述初步审阅结果发送至教师终端。
4.根据权利要求3所述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，其特征在于，所述学生终端通过所述摄像头拍摄的图像自动进行锐化并加亮处理，使得拍得图像上的字迹被作为特征抓取出来。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，其特征在于，所述图像特征采集采用的是边缘检测方法，用于对主观题答案的图片上的文字进行轮廓识别。
6.根据权利要求1所述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，其特征在于，教师用户可通过教师终端在教师终端中对学生用户进行分组，并将分组信息进行保存记录，教师用户可对单个学生用户、分组学生用户或班级整体学生用户布置学习任务，设置任务提交模式为个人提交、小组提交或班级提交，同时教师用户可查看学生用户完成的任务内容及完成进度情况，并对完成的任务进行评分及奖励。
7.根据权利要求6所述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，其特征在于，作业完成后所述学生终端发出的任务反馈的反馈数据包括作业成绩、错题、主观题答案，所述教师终端根据所述反馈数据进行调阅、主观题批改并向小组或班级发布成绩统计以及错题集。
8.根据权利要求6或7所述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，其特征在于，所述教师终端根据某一学生的个性特点，实时调用所述云服务器中的教育资源编辑形成针对性习题，并通过所述云平台发送至该学生的学生终端上供学生进行针对性的个性化学习，且在学生完成学习并反馈后，进行学习情况统计并反馈给学生和教师，教师可再次下发错题集，或者通知学生所在的小组进行讨论。
9.根据权利要求1所述的基于图像特征采集且学生多层次参与的主观题库系统，其特征在于，所述学生终端与所述教师终端可直接互联通信，所述学生终端发出通讯请求至所述教师终端，进行实时互联的远程交流。
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