CN107783718B - 一种基于纸质手写的在线作业/考试输入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于纸质手写的在线输入方法及输入装置，包括：识别题号，将该题号对应的题目显示在显示屏上，并判断该题目中是否包含需要作图或填图的图形：若是，在智能手写板上自动生成与该图形相关联的作图区域，并从该作图区域中获取手写笔的位置，将手写笔的位置实时呈现在显示屏上，然后从该作图区域中获取手写笔书写的答案，并将答案实时显示在显示屏上与图形相对应；否则，直接从智能手写板上获取基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏中与该题对应的答案呈现区域。本发明可以自动识别作图题或填图题中的图形，使用者只需要在答题纸上进行画图连线等操作即可，画图连线的结果自动呈现在系统终端上与题目本身的图形一一对应。

Description

一种基于纸质手写的在线作业/考试输入方法及装置

技术领域

本发明涉及在线教育技术领域，尤其涉及一种基于纸质手写的在线作业/考试输入方法及装置。

背景技术

现有的许多在线作业考试学习系统，能很好地将学生的学习数据收集记录并分析，减轻教师的批改负担，提高教学的效率，其大数据的生成是基于学习过程完全的电子化，其输入方式或是键盘输入，或是屏幕手写输入。在键盘输入中，数学科学等理科科目诸多公式的输入以及作图等均成为一大难题；直接在屏幕输入的方式，虽然可以输入公式及作图,但是改变了教师和学生的教学习惯，并非是基于传统的纸质手写作答方式，而且输入的感觉差、识别精准不高。因此，在线作业考试学习系统尽管有着巨大的优势，却因为无法具备纸质输入的便捷性在推广时受到严重的制约。

发明内容

为了解决现有的在线作业/考试系统存在的关于作图题或填图题不能基于纸质书写答案的缺点，本发明提供了一种基于纸质手写的在线输入方法及输入装置，可以将基于手写的作图题或填图题的答案与在线作业/考试系统中的图形一一对应。

第一方面，本发明提供了一种基于纸质手写的在线输入方法，包括：

识别题号，将该题号对应的题目显示在显示屏上，并判断该题目中是否包含需要作图或填图的图形：

若是，在智能手写板上自动生成与该图形相关联的作图区域，并从该作图区域中获取手写笔的位置，将手写笔的位置实时呈现在显示屏上，然后从该作图区域中获取手写笔基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏上的图形中与图形相对应；

否则，直接从智能手写板上获取基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏中与该题对应的答案呈现区域。

进一步地，识别题号后，将该题号对应的题目及答案呈现区域在显示屏中高亮显示，与该题目相邻的未答题目及其答案呈现区域和已答题目及其答案呈现区域在显示屏中均用阴影显示。

在该技术方案中，被识别题号对应的题目以及与该题目相邻的题目同时呈现在显示屏中，高亮显示便于使用者直观阅读被识别的题目，同时使用者还可以查看已答和未答题目。

进一步地，判断题目中包含需要作图或填图的图形时，从智能手写板的作图区域中获取的答案，实时显示在显示屏上与该题的图形相对应，从智能手写板的作图区域以外的答题区域中获取的答案，显示在显示屏上该题号下方对应的答案呈现区域中。

进一步地，当识别的题号为第N(N为≥2的整数)次书写的题号时，在显示屏上显示该题题目及相应答案，并将书写在智能手写板上位于该第N次书写题号时间节点之后的答案，显示在显示屏上与该题号下方对应的答案呈现区域中。

进一步地，当显示屏上的答案显示位置有误，需要从a题答案呈现区域移位至b题答案呈现区域时，将从a题答案呈现区域内选好的需要移位的答案字迹变色浮出显示在显示屏上，获取题号b，将变色浮出后的答案移位至b题答案呈现区域，并使变色浮出后的答案恢复至原始状态。

进一步地，当某一题答案呈现区域中的答案需要删除时，将选取好的需要删除的答案删除。

进一步地，当智能手写板的草稿区域有基于纸质手写的草稿内容时，将从智能手写板上获取的草稿内容与相应题目相关联，显示或隐藏在显示屏中。

进一步地，显示屏的答案呈现区域为固定大小，其通过智能画布实时缩放方式实现所有答案均显示在相应的答案呈现区域中。

第二方面，本发明提供了一种基于纸质手写的在线输入装置，包括：

智能手写板，包括电磁式感应屏和电磁式手写笔，用于获取电磁式感应屏上覆盖的答题纸上手写的题号和答案；

系统终端，与智能手写板连接，包括显示屏，用于获取智能手写板上基于纸质手写的题号和答案，并将该题号和答案与系统终端上的题目一一对应地显示在显示屏上；当判断该题中包含需要作图或填图的图形时，在智能手写板上自动生成与该图形相关联的作图区域，并从该作图区域中获取手写笔的位置，将手写笔的位置实时呈现在显示屏上，然后从该作图区域中获取手写笔基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏上的图形中与图形相对应。

在上述技术方案中，该装置可以自动呈现作图题或填图题中的图形，使用者只需要在智能手写板的答题纸上进行写字、画图连线等操作即可，画图连线的结果自动呈现在系统终端上与题目本身的图形一一对应；在整个书写过程中，所需要书写的内容都是在答题纸上进行的，学生可以保留传统的纸质书写习惯，可以极大地提高教学效率，并且提高学生学习的热情。该装置中的系统终端可为pad、电脑等设备，只需要安装相应的软件即可。

进一步地，智能手写板的电磁式感应屏分为题号书写区A和答题区A，题号书写区A用于识别书写在该区域的题号，答题区A用于识别书写在该区域的试题答案；智能手写板配备有答题纸，答题纸分为与题号书写区A和答题区A相对应的题号书写区B和答题区B。

进一步地，智能手写板上设有移位键，当需要返回修改答案，而未在智能手写板上重绘该题题号时，修改的答案显示在修改前最后所做题目的答案呈现区域，按住移位键，修改的答案字迹变色浮出，学生重绘需要修改的正确题号，变色浮出内容自动跳转至正确题号所对应的答案呈现区域并与之关联后恢复至正常颜色。

进一步地，提供一种带有电子标签的草稿本，草稿本用于获取书写在其上的草稿内容，智能手写板通过读取识别电子标签信息，并根据做题时间，将获取的草稿内容与相应题目答案自动关联，显示或隐藏在系统终端中。

进一步地，智能手写板包括题号书写区A和答题区A，题号书写区A用于识别书写在该区域的题号，答题区A用于识别书写在该区域的试题答案；智能手写板配备有答题纸，答题纸被分为与智能手写板的题号书写区A和答题区A相对应的题号书写区B和答题区B。

进一步地，所述在线输入装置还包括带有电子标签的草稿本，智能手写板与草稿本无线连接，获取电子标签的信息及草稿本上的草稿内容。

本发明提供的在线输入方法及输入装置用于在线作业/考试系统中，其有益效果是:1.学生在整个答题过程中只需要在答题纸书写相关答案即可，保留了纸质书写的习惯，不需要在计算机上书写公式或作图连线等，提高了答题效率；2.所有的答案与相应题目一一对应，便于教师的批阅分析；3.所有答案全部呈现在显示屏上，不仅可以进行电子化保存，方便学生和教师的随时查阅，还可以积累多次答题的结果供教师和学生进行总结分析。

附图说明

图1为手写笔位置在显示屏上显示方式示意图；

图2为手写笔在智能手写板上的答题纸上书写的笔迹示意图；

图3为某一题答案未完成时显示屏上显示的结果示意图；

图4为某一题答案完成时显示屏上显示的结果示意图；

图5为显示屏上显示某一题答案全部完成时的示意图；

图6为智能手写板上书写某一题答案全部完成时的示意图；

图7为系统终端显示某一题草稿时的示意图；

图8为草稿本上书写某一题草稿时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

本发明提供的基于纸质手写的在线作业/考试输入方法，包括以下步骤：

识别题号，将该题号对应的题目显示在显示屏上，并判断该题目中是否包含需要作图或填图的图形：

若是，在智能手写板上自动生成与该图形相关联的作图区域，并从该作图区域中获取手写笔的位置，将手写笔的位置实时呈现在显示屏上，然后从该作图区域中获取手写笔基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏上的图形中与图形相对应；

否则，直接从智能手写板上获取基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏中与该题对应的答案呈现区域中。

本发明中的智能手写板是通过电磁感应原理感应手写笔的字迹，字迹包括数字、文字、线条等，手写笔的字迹保留在了答题纸的纸件上。

无论题目中是否包含需要作图或填图的图形，对于需要写解答过程的题目，在每一道题目的相应位置(如题目下方)处设置答案呈现区域，并显示在显示屏上，在智能手写板上设置相应的题号书写区和答题区域，题号书写区用于书写题号，答题区域用于书写答案；当识别到题号书写区内书写的题号后，将该题号对应的题目及答案呈现区域显示在显示屏上；若判断该题包含需要作图或填图的图形，则在智能手写板的答题区域中划分出一块用于作图或填图的作图区域，该作图区域为虚拟区域，只有手写笔进入该区域时，手写笔的位置才能显示在显示屏上，根据手写笔在显示屏上的位置在相应的作图区域内书写答案，该作图区域内的答案实时地、一一对应地显示在显示屏中的图形上，若作图区域以外的答题区域中还书写有答案，则该答案显示在显示屏中与该题对应的答案呈现区域中；若该题不包含需要作图或填图的图形，答题区域不划分作图区域，答题区域内的所有答案显示在与该题对应的答案呈现区域中。无论题目中是否包含需要作图或填图的图形，该题目的答案都可以显示在显示屏上，并保存起来，方便学生和教师的批阅，实现了无纸化办公的同时，还提高了教师的批阅速度。

判断某一题目中是否包含需要作图或填图的图形的方法是：教师事先对练习题或试卷题目中需要作图或填图的题进行“图题”标识；当获取的题号是“图题”题号时，自动将该“图题”中的图形圈定为一个特定区域，该特定区域的大小根据图形的大小圈定，当从智能手写板上获取题号并判断该题号是“图题”题号时，将该“图题”对应的题目及答案显示区域显示在显示屏上，并在智能手写板上框定与“图题”图形相关联的作图区域，当识别到手写笔进入该作图区域内时，手写笔的位置实时地以“鼠标箭头”的方式呈现在显示屏上的特定区域内，即位于“图题”图形上，“鼠标箭头”可以起到定位的作用，根据“鼠标箭头”的位置确定需要书写答案的位置，手写笔在作图区域落笔形成的字迹轨迹实时地、一一对应地显示在显示屏上的图形中。

当题目包含需要作图或填图的图形，如填图题时，手写笔的位置在显示屏上显示的方式以及手写笔在智能手写板上的答题纸上书写的笔迹分别如图1和图2所示，通过移动手写笔，移动“鼠标箭头”在图形上的位置，保证书写的答案呈现在图形上时与图形刚好对应，而学生在整个答题过程中，手写笔实际的位置始终位于智能手写板上答题纸上方，学生在答题过程中无需改变原本的纸质书写习惯。

当题目包含需要作图或填图的图形，并且需要有解答过程时，同样需要在智能手写板上框定作图区域，作图或填图的过程同上所述，不再赘述，而解答过程的答案则从作图区域以外的答题区域内获取，并呈现在显示屏上与该题对应的答案呈现区域中。

当题目是不包含需要作图或填图的解答题时，无需在智能手写板上框定作图区域，从智能手写板答题区域获取的答案，实时呈现在显示屏上与该题对应的答题显示区域中，如图3和4所示。

优选地，识别题号后，将该题号对应的题目及答案呈现区域在显示屏中高亮显示，相邻的未答题目及其答案呈现区域和已答题目及其答案呈现区域在显示屏中均用阴影显示，如图3-4所示。

当识别的题号为第N(N为≥2的整数)次书写的题号时，在显示屏上显示该题题目及相应答案，并将书写在智能手写板上位于该第N次书写题号时间节点之后的答案，显示在显示屏上与该题号下方对应的答案呈现区域中。该方案适用于需要修改已做答题目的答案，修改时，需要学生在智能手写板上先重绘需要修改答案的题号，该题号的题目及之前作答的答案随即显示在显示屏上时，再在智能手写板上书写修改后的答案，修改后的答案实时显示在该题对应的答案呈现区域内。

当显示屏上的答案显示位置有误，需要从a题答案呈现区域移位至b题答案呈现区域时，将从a题答案呈现区域内选好的需要移位的答案字迹变色浮出显示在显示屏上，从智能手写板上获取题号b，将变色浮出后的答案移位至b题答案呈现区域，并使变色浮出后的答案恢复至原始状态。该方案适用于当需要修改已作答的b题的答案，但没有重绘该题题号的情况，这种情况下，修改的答案显示在了修改时最后作答的a题答案呈现区域内，修改的答案需要位移至b题答案呈现区域，将需要位移的答案变色浮出方便学生查看是否有漏选的情况，并且直观呈现。

当智能手写板的草稿区域有基于纸质手写草稿内容时，将从智能手写板上获取的草稿内容与相应题目相关联，显示或隐藏在显示屏中。显示屏中可以设置“草稿按钮”，点击“草稿按钮”，使草稿内容显示或隐藏在显示屏中，方便老师和学生的审阅。

显示屏的答案呈现区域为固定大小，其通过智能画布实时缩放方式实现所有答案均显示在相应的答案呈现区域中。在该技术方案中，如果学生书写某一题的答案只完成一部分时，已书写的内容都呈现在答案呈现区域内，经智能画布缩放可以呈现出较大的字体，如图3-4所示，当答案书写完成时，所有的答案都呈现在答案呈现区域内，此时，经智能画布缩放呈现出的字体较小，如5-6所示；通过智能缩放的方式，当呈现答案字体可被教师清晰的批阅时，教师无需放大答案呈现区域的内容，当字体较小不易被批阅时，教师可以放大答案呈现区域的内容进行审阅，从而进一步提高批阅速度。

实施例2

本发明提供一种与实施例1中的输入方法相对应的基于纸质手写的在线作业/考试输入装置，包括：

智能手写板，包括电磁式感应屏和电磁式手写笔，用于获取电磁式感应屏上覆盖的答题纸上手写的题号和答案；

系统终端，与智能手写板连接，包括显示屏，用于获取智能手写板上基于纸质手写的题号和答案，并将该题号和答案与系统终端上的题目一一对应地显示在显示屏上；当判断该题中包含需要作图或填图的图形时，在智能手写板上自动生成与该图形相关联的作图区域，并从该作图区域中获取手写笔的位置，将手写笔的位置实时呈现在显示屏上，然后从该作图区域中获取手写笔基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏上的图形中与图形相对应。

智能手写板通过电磁感应原理获取手写笔书写在答题纸上的题号和答案，手写的理科公式及画图连线等字迹可以完整的呈现在系统终端的显示屏上，并保存下来，方便学生在解答过程中的查阅以及教师在后期的批阅。

优选地，智能手写板的电磁式感应屏分为题号书写区A和答题区A，题号书写区A用于识别书写在该区域的题号，答题区A用于识别书写在该区域的试题答案；智能手写板配备有答题纸，答题纸分为与题号书写区A和答题区A相对应的题号书写区B和答题区B。在题号书写区B和答题区B内书写题号和答案时更利于识别。当某一题中包含需要作图或填图的图形时，从答题区A中框定作图区域，当手写笔进入该作图区域中时，根据电磁感应原理，电磁式感应屏可以感应出手写笔的位置，进而将手写笔的位置以“鼠标箭头”的形式呈现在显示屏中，再根据显示屏中手写笔的位置，移动手写笔在答题纸上的位置，确定显示屏中手写笔的位置后，在答题纸上下下答案，答案即可实时地、一一对应地出现在显示屏中的图形中。

当需要返回作图区域修改答案时，需要在智能手写板上重绘该题题号，系统终端自动跳转至该题对应的特定区域，修改后的答案实时呈现在该特定区域中。

优选地，智能手写板上设有按键区，按键区包括移位键和删除键。

对于移位键，当需要返回修改答案，而未在智能手写板上重绘该题题号时，修改的答案显示在修改前最后所做题目的答案呈现区域中，按住移位键，修改的答案从最后一笔以倒放的方式重现笔迹，当倒放至修改答案的第一笔时，松开移位键，笔迹变色浮出，学生重绘需要修改的正确题号，变色浮出内容自动跳转至正确题号所对应的答案呈现区域并与之关联后恢复至原始状态。

对于移位键，当需要删除所写的内容时，按住删除键，所写内容笔迹从最后一笔以倒放的方式进行删除，删除完成后，松开删除键即可。

优选地，显示在系统终端内的答案是可编辑的状态，系统终端内设有删除选项，用于删除书写错误的内容。这种情况主要适用于当学生答题完毕返回检查时，发现某一题的答案有误需要删除时，直接在系统终端内选取需要删除的内容进行删除即可。

优选地，该在线输入装置还包括带有电子标签的草稿本，草稿本与智能手写板无线连接，电子标签上存储草稿本的科目信息，例如数学草稿本、地理草稿本，当带有电子标签的草稿本放置在智能手写板的电磁式感应屏上时，智能手写板可以通过射频技术读取电子标签的科目信息，并获取接下来用手写笔写在该草稿本上的草稿内容，然后，系统终端获取草稿内容，将草稿内容按照科目进行分类，并根据草稿内容书写的时间对草稿内容进行分割，分割后的草稿内容对应到不同的题目上，与相应题目答案自动关联，显示或隐藏在系统终端中，如图7-8所示；例如，在写下第m题题号后，在写下一题号(可以是除了第m题以外的任意一题)之前，书写在草稿本上的草稿内容均与第m题自动关联。

在系统终端的答案呈现区域内设置草稿标识，教师点击草稿标识时，显示屏上即可呈现出相应题号的草稿内容，当某一题的草稿内容较多时，草稿内容可在显示屏中上下移动方便教师筛选查看；不同题目的草稿内容按照时间先后排列，确保数据记录的完整性和准确性，也为日后的教学分析增加了数据基础。

优选地，智能手写板与系统终端无线连接，智能手写板与系统终端上均设有无线信号接收端口和无线信号输出端口。

优选地，系统终端采集、录入学生在答题过程所用的时间数据，便于学生和老师对每一次的课堂练习或考试等进行统计，便于学习过程的分析。

在使用时，在课堂中、考试中或写作业时，每个学生配备一块智能手写板，将它与在线作业/考试系统终端连接，学生在智能手写板上完成答题即可，实现学生在不改变传统纸质手写方式的前提下，即可智能采集学生书写的内容，包括理科科目的公式输入以及作图图示等。当学生做某道题，需要打草稿时，便将草稿本置于手写板上，手写板可实时获取草稿本上的内容并将草稿内容传输给系统终端，系统终端对草稿内容分割及关联。手写板上可设置纸张夹具用来夹持作业本、试题纸、草稿本等纸张，保证学生在书写时纸张不会移动，减少识别字迹的错误、重叠等现象的发生。

该发明提供的输入方法和输入装置保留了传统纸质手写输入的优点，解决了理科公式输入不便、作图连线不便、屏幕手写感差等诸多问题，保留了纸质手写的便捷性，极大丰富了在线作业考试系统的教学数据，实现学生学习的过程分析，使在线作业考试系统具有更大的推广优势，更好地服务于教学工作。

以上所述实施方式仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于纸质手写的在线输入方法，其特征在于，包括以下步骤：

识别题号，将该题号对应的题目显示在显示屏上，并判断该题目中是否包含需要作图或填图的图形：

若是，在智能手写板上自动生成与该图形相关联的作图区域，并从该作图区域中获取手写笔的位置，将手写笔的位置实时呈现在显示屏上，然后从该作图区域中获取手写笔基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏上的图形中与图形相对应；

否则，直接从智能手写板上获取基于纸质手写的答案，并将答案实时显示在显示屏中与该题对应的答案呈现区域；

识别题号后，将该题号对应的题目及答案呈现区域在显示屏中高亮显示，与该题目相邻的未答题目及其答案呈现区域和已答题目及其答案呈现区域在显示屏中均用阴影显示；

显示屏答案呈现区域为固定大小，其通过智能画布实时缩放方式实现所有答案均显示在相应的答案呈现区域中；

智能手写板上设有按键区，按键区包括移位键和删除键；当需要删除所写的内容时，按住删除键，所写内容笔迹从最后一笔以倒放的方式进行删除，删除完成后，松开删除键即可。

2.根据权利要求1所述的基于纸质手写的在线输入方法，其特征在于，判断题目中包含需要作图或填图的图形时，从智能手写板的作图区域中获取的答案，实时显示在显示屏上与该题的图形相对应，从智能手写板的作图区域以外的答题区域中获取的答案，显示在显示屏上该题号下方对应的答案呈现区域中。

3.根据权利要求1所述的基于纸质手写的在线输入方法，其特征在于，当识别的题号为第N次书写的题号时，N为≥2的整数，在显示屏上显示该题题目及相应答案，并将书写在智能手写板上位于该第N次书写题号时间节点之后的答案，显示在显示屏上与该题号下方对应的答案呈现区域中。

4.根据权利要求1所述的基于纸质手写的在线输入方法，其特征在于，当显示屏上的答案显示位置有误，需要从a题答案呈现区域移位至b题答案呈现区域时，将从a题答案呈现区域内选好的需要移位的答案字迹变色浮出显示在显示屏上，获取题号b，将变色浮出后的答案移位至b题答案呈现区域，并使变色浮出后的答案恢复至原始状态。

5.根据权利要求1所述的基于纸质手写的在线输入方法，其特征在于，当智能手写板的草稿区域有基于纸质手写的草稿内容时，将从智能手写板上获取的草稿内容与相应题目相关联，显示或隐藏在显示屏中。

6.一种基于纸质手写的在线输入装置，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的在线输入方法，包括：

智能手写板，包括电磁式感应屏和电磁式手写笔，用于获取电磁式感应屏上覆盖的答题纸上手写的题号和答案；

系统终端，与智能手写板连接，包括显示屏，用于获取智能手写板上基于纸质手写的题号和答案，并将该题号和答案与系统终端上的题目一一对应地显示在显示屏上，将作图题和填图题的答案对应显示在该题的图形上。

7.根据权利要求6所述的基于纸质手写的在线输入装置，其特征在于，智能手写板的电磁式感应屏分为题号书写区A和答题区A，题号书写区A用于识别书写在该区域的题号，答题区A用于识别书写在该区域的试题答案；智能手写板配备有答题纸，答题纸分为与题号书写区A和答题区A相对应的题号书写区B和答题区B。

8.根据权利要求6所述的基于纸质手写的在线输入装置，其特征在于，所述在线输入装置还包括带有电子标签的草稿本，智能手写板与草稿本无线连接，获取电子标签的信息及草稿本上的草稿内容。

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