CN108538125B - 一种基于大数据的课堂教学管理系统 - Google Patents

一种基于大数据的课堂教学管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于大数据的课堂教学管理系统，包括学生检测终端、测评输入终端、课堂教学服务器和显示终端，所述学生检测终端与测评输入终端分别与课堂教学服务器连接，课堂教学服务器与显示终端连接，本发明通过固定周期拍摄各学生上课的图像信息，将图像中学生上课时的动作与标准动作进行对比，可统计学生上课是否做小动作，并通过分析互为同桌的两学生两次考试的得分情况，以计算两学生的干扰系数，并通过互为同桌的两学生的干扰系数计算两学生间的影响系数，进而判断互为同桌的两学生是促进学习还是影响学习，有利于提高学生的学习成绩，便于教师合理的安排座位，提高了课堂教学的管理效率。

Description

一种基于大数据的课堂教学管理系统
技术领域
本发明属于课堂教学技术领域，涉及到一种基于大数据的课堂教学管理系统。
背景技术
传统的课堂教学环境，是教师在讲台上讲课，学生在台下听讲，班级内的学生通常以两学生为一组，该两个学生互为同桌关系，对于有经验的老师，通常会安排一个成绩优秀的学生与另一个成绩相对不好的学生为同桌，为了让成绩优秀的学生促进成绩相对不好的学生进行学习，但是，无法对互为同桌的两学生的学习状况进行有效地管理，可能导致成绩不好的学生将成绩优秀学生的成绩弄下降；
现有的课堂教学管理过程中，无法检测学生课堂上是否出现小动作，进而无法根据学生的小动作以及上课学习能力进行综合分析，为了实现有效地座位安排，以提高互为同桌关系的学生的学习成绩，先设计一种基于大数据的课堂教学管理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于大数据的课堂教学管理系统，解决了现有课堂教学管理的过程中，无法合理地为同学分配同桌，进而影响互为同桌关系的学生的成绩无法快速提升，以及教学管理效率差的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于大数据的课堂教学管理系统，包括学生检测终端、测评输入终端、课堂教学服务器和显示终端，所述学生检测终端与测评输入终端分别与课堂教学服务器连接，课堂教学服务器与显示终端连接；
学生检测终端用于检测座位上学生的压力值，判断检测的压力值是否为该座位所对应的学生的压力值，若为该学生的压力值，则采集该学生上课过程的图像信息以及输入的考试答案内容，并将该学生的图像信息和输入的考试内容发送至课堂教学服务器；
测评输入终端用于输入学生考试题目的标准答案内容，并将输入的标准答案内容发送至课堂教学服务器；
课堂教学服务器接收学生检测终端发送的学生上课过程中的图像信息和输入的考试内容以及测评输入终端输入的考试题目的标准答案内容，提取该同学的同桌上课过程中的图像信息、输入的考试内容，对接收的该学生以及该学生同桌的图像进行提取、对比，判断该学生与同桌上课过程中是否做小动作，同时，将该学生输入的考试内容和同桌输入的考试内容与考试题目的标准答案内容进行对比，以判断该学生与同桌的考试得分情况，通过判断该学生与同桌上课过程中是否做小动作以及考试得分情况，统计该学生与同桌成绩变化幅度，并根据成绩变化幅度，判断该学生与同桌间的影响系数，并将检测的影响系数发送至显示终端；
显示终端为电脑或智能手机，用于显示课堂教学服务器发送的该学生与同桌间的影响系数。
进一步地，所述考试题目的题型包括选择题、填空题、判断题和解答题，且选择题、填空题、判断题和解答题的总分值占比为2:2:1:4。
进一步地，所述学生检测终端包括压力检测模块、控制模块、图像采集模块、答案输入模块和无线通信模块，控制模块分别与压力检测模块、图像采集模块、答案输入模块和无线通信模块连接；
压力检测模块用于检测学生是否坐在座位上，当压力检测模块检测到有压力值时，将检测的压力值发送至控制模块；图像采集模块安装在课桌上，用于采集学生的图像信息，并将采集的图像信息发送至控制模块；答案输入模块用于输入该学生的考试答案内容，并将输入的考试内容发送至控制模块；无线通信模块用于将学生检测终端采集的图像信息和考试内容信息发送至控制模块；
控制模块接收检测的压力值，判断检测的压力值是否等于该学生预设的压力值，若检测的压力值与预设的压力值的误差在-1％至+1％范围内，控制模块发送控制指令至图像采集模块和答案输入模块，并接收图像采集模块和答案输入模块发送的图像信息和考试内容信息，控制模块将接收的图像信息和考试内容信息经无线通信模块发送至课堂教学服务器。
进一步地，所述课堂教学服务器的处理过程，包括以下步骤：
S1、获取课堂内各学生的上课过程中的图像信息以及输入的考试内容，所述图像信息以固定周期进行拍摄一次，且每节课每个学生拍摄的图像次数固定，均为N次；
S2、将各学生以同桌关系，划分为若干同桌组，所述同桌组包括一学生以及与该学生为同桌关系的学生；
S3、获取该同桌组中的学生a和学生b上课时的图像信息，将获取的N次拍摄的图像与设定的标准上课动作进行对比，筛选出学生a和学生b符合标准上课动作的图像数量分别为A和B，其中，A和B的数值均小于等于N的数值；
S4、获取该同桌组中两学生输入的考试内容，将输入的考试内容与测评输入终端输入的考试题目的标准答案内容进行对比，分别得出两学生的选择题、填空题、判断题和解答题的分值，累计获得学生a的成绩为E，学生b的成绩为F；
S5、统计学生的上课动作对课堂学习的干扰系数，所述干扰系数的计算公式为其中，u为干扰因子，取1.018，X表示为该学生的最新考试成绩分数E，X′为该学生上次考试成绩分数，Y表示为固定周期内拍摄的图像次数，Y′表示为拍摄Y次图像信息中与设定的标准上课动作相同的次数；
S6、根据步骤S5中获得学生a的干扰系数Qa以及同桌学生b的干扰系数Qb；
S7、通过干扰系数Qa和干扰系数Qb，统计该学生与同桌将的影响系数Wab＝fQaQb，f为互相影响因子，取0.536，并将两学生同桌所造成的影响系数发送至显示终端。
本发明的有益效果：
本发明提供的基于大数据的课堂教学管理系统，通过固定周期拍摄各学生上课的图像信息，将图像中学生上课时的动作与标准动作进行对比，可统计学生上课是否做小动作，并通过分析互为同桌的两学生两次考试的得分情况，以计算两学生的干扰系数，并通过互为同桌的两学生的干扰系数计算两学生间的影响系数，进而判断互为同桌的两学生是促进学习还是影响学习，有利于提高学生的学习成绩，便于教师合理的安排座位，提高了课堂教学的管理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。
图1为本发明一种基于大数据的课堂教学管理系统的示意图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种基于大数据的课堂教学管理系统，包括学生检测终端、测评输入终端、课堂教学服务器和显示终端，学生检测终端与测评输入终端分别与课堂教学服务器连接，课堂教学服务器与显示终端连接；
学生检测终端用于检测座位上学生的压力值，判断检测的压力值是否为该座位所对应的学生的压力值，若为该学生的压力值，则采集该学生上课过程的图像信息以及输入的考试答案内容，并将该学生的图像信息和输入的考试内容发送至课堂教学服务器；
测评输入终端用于输入学生考试题目的标准答案内容，并将输入的标准答案内容发送至课堂教学服务器，其中，考试题目的题型包括选择题、填空题、判断题和解答题，选择题、填空题、判断题和解答题的总分值占比为2:2:1:4；
课堂教学服务器接收学生检测终端发送的学生上课过程中的图像信息和输入的考试内容以及测评输入终端输入的考试题目的标准答案内容，提取该同学的同桌上课过程中的图像信息、输入的考试内容，对接收的该学生以及该学生同桌的图像进行提取、对比，判断该学生与同桌上课过程中是否做小动作，同时，将该学生输入的考试内容和同桌输入的考试内容与考试题目的标准答案内容进行对比，以判断该学生与同桌的考试得分情况，通过判断该学生与同桌上课过程中是否做小动作以及考试得分情况，统计该学生与同桌成绩变化幅度，并根据成绩变化幅度，判断该学生与同桌间的影响系数，并将检测的影响系数发送至显示终端，所述影响系数可为正值或负值，正值，则表明该学生与同桌间为促进关系，数值越大表明该学生与同桌间促进学习提升的能力越大，负值，则表明该学生与同桌间为阻碍关系，负值的绝对值越大说明该学生与同桌间阻碍学习提升的能力越大；
显示终端为电脑或智能手机，用于显示课堂教学服务器发送的该学生与同桌间的影响系数。
学生检测终端包括压力检测模块、控制模块、图像采集模块、答案输入模块和无线通信模块，控制模块分别与压力检测模块、图像采集模块、答案输入模块和无线通信模块连接；
压力检测模块安装在每个学生的座位上，用于检测学生是否坐在座位上，当压力检测模块检测到有压力值时，将检测的压力值发送至控制模块；图像采集模块安装在课桌上，用于采集学生的图像信息，并将采集的图像信息发送至控制模块；答案输入模块用于输入该学生的考试答案内容，并将输入的考试内容发送至控制模块；无线通信模块用于将学生检测终端采集的图像信息和考试内容信息发送至控制模块；
控制模块接收检测的压力值，判断检测的压力值是否等于该学生预设的压力值，若检测的压力值与预设的压力值的误差在-1％至+1％范围内，控制模块发送控制指令至图像采集模块和答案输入模块，并接收图像采集模块和答案输入模块发送的图像信息和考试内容信息，控制模块将接收的图像信息和考试内容信息经无线通信模块发送至课堂教学服务器。
所述课堂教学服务器接收学生检测终端发送的图像信息和输入的考试内容并进行处理，处理的过程包括以下步骤：
S1、获取课堂内各学生的上课过程中的图像信息以及输入的考试内容，所述图像信息以固定周期进行拍摄一次，且每节课每个学生拍摄的图像次数固定，均为N次；
S2、将各学生以同桌关系，划分为若干同桌组，所述同桌组包括一学生以及与该学生为同桌关系的学生；
S3、获取该同桌组中的学生a和学生b上课时的图像信息，将获取的N次拍摄的图像与设定的标准上课动作进行对比，筛选出学生a和学生b符合标准上课动作的图像数量分别为A和B，其中，A和B的数值均小于等于N的数值；
S4、获取该同桌组中两学生输入的考试内容，将输入的考试内容与测评输入终端输入的考试题目的标准答案内容进行对比，分别得出两学生的选择题、填空题、判断题和解答题的分值，累计获得学生a的成绩为E，学生b的成绩为F；
S5、统计学生的上课动作对课堂学习的干扰系数，所述干扰系数的计算公式为其中，u为干扰因子，取1.018，X表示为该学生的最新考试成绩分数E，X′为该学生上次考试成绩分数，Y表示为固定周期内拍摄的图像次数，Y′表示为拍摄Y次图像信息中与设定的标准上课动作相同的次数；
S6、根据步骤S5中获得学生a的干扰系数Qa以及同桌学生b的干扰系数Qb；
S7、通过干扰系数Qa和干扰系数Qb，统计该学生与同桌将的影响系数Wab＝fQaQb，f为互相影响因子，取0.536，并将两学生同桌所造成的影响系数发送至显示终端。
本发明提供的基于大数据的课堂教学管理系统，通过固定周期拍摄各学生上课的图像信息，将图像中学生上课时的动作与标准动作进行对比，可统计学生上课是否做小动作，并通过分析互为同桌的两学生两次考试的得分情况，以计算两学生的干扰系数，并通过互为同桌的两学生的干扰系数计算两学生间的影响系数，进而判断互为同桌的两学生是促进学习还是影响学习，有利于提高学生的学习成绩，便于教师合理的安排座位，提高了课堂教学的管理效率。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于大数据的课堂教学管理系统，其特征在于：包括学生检测终端、测评输入终端、课堂教学服务器和显示终端，所述学生检测终端与测评输入终端分别与课堂教学服务器连接，课堂教学服务器与显示终端连接；
学生检测终端用于检测座位上学生的压力值，判断检测的压力值是否为该座位所对应的学生的压力值，若为该学生的压力值，则采集该学生上课过程的图像信息以及输入的考试答案内容，并将该学生的图像信息和输入的考试内容发送至课堂教学服务器；
测评输入终端用于输入学生考试题目的标准答案内容，并将输入的标准答案内容发送至课堂教学服务器；
课堂教学服务器接收学生检测终端发送的学生上课过程中的图像信息和输入的考试内容以及测评输入终端输入的考试题目的标准答案内容，提取该学生的同桌上课过程中的图像信息、输入的考试内容，对接收的该学生以及该学生同桌的图像进行提取、对比，判断该学生与同桌上课过程中是否做小动作，同时，将该学生输入的考试内容和同桌输入的考试内容与考试题目的标准答案内容进行对比，以判断该学生与同桌的考试得分情况，通过判断该学生与同桌上课过程中是否做小动作以及考试得分情况，统计该学生与同桌成绩变化幅度，并根据成绩变化幅度，判断该学生与同桌间的影响系数，并将检测的影响系数发送至显示终端；
其中，所述课堂教学服务器的处理过程，包括以下步骤：
S1、获取课堂内各学生的上课过程中的图像信息以及输入的考试内容，所述图像信息以固定周期进行拍摄一次，且每节课每个学生拍摄的图像次数固定，均为N次；
S2、将各学生以同桌关系，划分为若干同桌组，所述同桌组包括一学生以及与该学生为同桌关系的学生；
S3、获取该同桌组中的学生a和学生b上课时的图像信息，将获取的N次拍摄的图像与设定的标准上课动作进行对比，筛选出学生a和学生b符合标准上课动作的图像数量分别为A和B，其中，A和B的数值均小于等于N的数值；
S4、获取该同桌组中两学生输入的考试内容，将输入的考试内容与测评输入终端输入的考试题目的标准答案内容进行对比，分别得出两学生的选择题、填空题、判断题和解答题的分值，累计获得学生a的成绩为E，学生b的成绩为F；
S5、统计学生的上课动作对课堂学习的干扰系数，所述干扰系数的计算公式为其中，u为干扰因子，取1.018，X表示为该学生的最新考试成绩分数E，X′为该学生上次考试成绩分数，Y表示为固定周期内拍摄的图像次数，Y′表示为拍摄Y次图像信息中与设定的标准上课动作相同的次数；
S6、根据步骤S5中获得学生a的干扰系数Qa以及同桌学生b的干扰系数Qb；
S7、通过干扰系数Qa和干扰系数Qb，统计该学生与同桌将的影响系数Wab＝fQaQb，f为互相影响因子，取0.536，并将两学生同桌所造成的影响系数发送至显示终端；
显示终端为电脑或智能手机，用于显示课堂教学服务器发送的该学生与同桌间的影响系数。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的课堂教学管理系统，其特征在于：所述考试题目的题型包括选择题、填空题、判断题和解答题，且选择题、填空题、判断题和解答题的总分值占比为2:2:1:4。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的课堂教学管理系统，其特征在于：所述学生检测终端包括压力检测模块、控制模块、图像采集模块、答案输入模块和无线通信模块，控制模块分别与压力检测模块、图像采集模块、答案输入模块和无线通信模块连接；
压力检测模块用于检测学生是否坐在座位上，当压力检测模块检测到有压力值时，将检测的压力值发送至控制模块；图像采集模块安装在课桌上，用于采集学生的图像信息，并将采集的图像信息发送至控制模块；答案输入模块用于输入该学生的考试答案内容，并将输入的考试内容发送至控制模块；无线通信模块用于将学生检测终端采集的图像信息和考试内容信息发送至控制模块；
控制模块接收检测的压力值，判断检测的压力值是否等于该学生预设的压力值，若检测的压力值与预设的压力值的误差在-1％至+1％范围内，控制模块发送控制指令至图像采集模块和答案输入模块，并接收图像采集模块和答案输入模块发送的图像信息和考试内容信息，控制模块将接收的图像信息和考试内容信息经无线通信模块发送至课堂教学服务器。
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