CN108985290A - 一种用于教师教学质量的智能考核系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于教师教学质量的智能考核系统，包括：考试题录入机构、答案采集器、中央控制器和显示器；本系统通过对考试题进行分析，以获取每道考试题所对应的知识点信息，并按知识掌握程度为各知识点信息划分出不同分值，将该分值作为考核教师教学质量的依据，利用本系统获得的评价结果更为客观和准确；结合全班考生针对某一知识点的答题正确率进行计算，能够较为真实地反映教师的教学质量；根据各错误选项累计值的分布状况预测错题是否由教师误教所致，减小了考核中数据分析的复杂度；针对某些知识点传授能力较高的教师充分发挥其特长，以帮助某些知识点普遍掌握不足的班级学生尽快提高知识运用能力，提高教学质量。

Description

一种用于教师教学质量的智能考核系统
技术领域
本发明涉及教学质量评价技术领域，具体涉及一种用于教师教学质量的智能考核系统。
背景技术
教师的教学质量可以从多个方面来作评价，其直接的表现就是学生对于知识点的掌握程度，而反应学生对知识点掌握程度最直接的结果就是考试成绩。考试是对阶段性学习成果的考验，教师的授课内容和讲授方式对其结果都会产生一定影响。随着人们对教育的逐渐重视，家长对于教师教学质量也越来越看重，但是现有的教学评估方式过于主观，评价形式也过于单一，没有可以依据的可靠数据来支持评测，大多是以校方或教育管理部门拟定的评价准则为基础，评价结果过于片面，家长和学生无法从客观的角度参与评价，显得有失公平。
发明内容
本发明的目的在于，为解决现有的教师教学质量评价方式过于主观，评价结果无法准确地表现教师教学能力的技术问题，提供一种用于教师教学质量的智能考核系统，该系统能够以知识掌握程度及学生对知识点的实际接收程度进行综合评价，获得较为客观的教学质量评价结果。
为实现上述目的，本发明提供的一种用于教师教学质量的智能考核系统，包括：考试题录入机构、答案采集器、中央控制器和显示器；
所述的考试题录入机构用于将考试题以文字形式录入中央控制器内；
所述的答案采集器用于读取所有学生答题卡中的填涂信息，并将填涂信息发送至中央控制器；
所述的中央控制器用于对考试题进行分析，获取各考试题对应的知识点信息，按知识掌握程度为各知识点信息划分不同的分值，以各学生答题卡的填涂信息辨识每一道考试题的答题结果，将答题结果与正确答案进行比较，获得答题结果的对错状态，利用考试题的对错状态统计获得答题正确率，以各考试题的答题正确率与知识点信息对应的分值相结合并按设定的规则计算评分值，然后将所有考试题的评分值进行累计，以生成的总分值作为教师教学质量评价结果，同时将各考试题对应的错题按不同的错误选项分别进行累计，并根据各错误选项累计值的分布状况预测错题是否由教师误教所致；该中央控制器还用于将各班级中同一考试题的答题正确率按比例值由高至低进行排序，针对每一考试题均选择排序在前的班级所对应的授课教师，并分配给排序在后的班级进行该考试题的辅助指导；
所述显示器的信号输入端与中央控制器连接，用于显示由中央控制器输出的教师教学质量评价结果。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的答案采集器包括：图像扫描仪、灰度处理模块、图像校正模块、图像二值化处理模块和填涂区域识别模块；
所述的图像扫描仪用于扫描答题卡以获取答题卡图像，所述答题卡的四个边角处均设置有锚点；
所述的灰度处理模块用于对答题卡图像进行灰度处理，得到所述答题卡的灰度图像；
所述的图像校正模块用于识别灰度图像内的锚点信息，并根据锚点信息对灰度图像进行校正；
所述的图像二值化处理模块用于对校正后的灰度图像进行二值化处理；
所述的填涂区域分析模块用于根据二值化处理后的灰度图像分析答题卡上填涂区域的浓度及面积，以识别填涂区域的填涂状态，并将识别得到的填涂状态数据发送至中央控制器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的考试题录入机构包括：CCD相机、OCR识别模块、输出端口；
所述的CCD相机用于拍摄试卷中的考试题，并将照片发送至OCR识别模块，所述的OCR识别模块用于从照片中识别获得考试题的文字数据，并将文字数据通过输出端口发送至中央控制器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的中央控制器包括：分词模块、知识点识别模块、分值划分模块、答题结果辨识模块、答案比较模块、正确率统计模块、评分值计算模块、错题统计模块、错题分析模块、正确率排序模块、指导教师分配模块、结果输出模块；
所述的分词单元用于接收考试题的文字信息，根据词性对语句进行分词，并获得词汇表集；
所述的知识点识别模块用于将词汇表集中的分词与考试大纲内各知识点进行匹配，获取考试题对应的知识点信息；
所述的分值划分模块用于对考试大纲内各知识点按知识掌握程度划分不同的分值，所述的知识掌握程度包括：了解、熟悉和精通；
所述的答题结果辨识模块用于从各学生答题卡的填涂信息中辨识每一道考试题的答题结果；
所述的答案比较模块用于将答题结果与正确答案进行比较，以判定答题结果的对错状态；
所述的正确率统计模块利用考试题的对错状态统计获得考试题的答题正确率；
所述的评分值计算模块用于将各考试题的答题正确率与知识点信息对应的分值相乘，以计算获得各考试题的评分值；
所述的错题统计模块用于对各考试题对应的错题按不同的错误选项分别进行累计；
所述的错题分析模块用于将各错误选项累计值的分布比例与设定的阈值进行比较，当存在超出阈值的错误选项时，判定错题因素是由教师误教所致，并将错题因素通过结果输出模块进行输出；
所述的正确率排序模块用于将各班级中每一考试题的答题正确率按比例值由高至低进行排序；
所述的指导教师分配模块用于从每一考试题的排序结果中，选择排序在前的班级所对应的授课教师并分配给排序在后的班级，将教师分配结果发送至结果输出模块；
所述的结果输出模块用于将所有考试题的评分值进行相加，生成并输出总分值、教师分配结果和错题因素。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的中央控制器还包括：分类模块；
所述的分类模块将答题正确率的排序结果按设定的各种阈值范围进行分类，并将分类结果通过结果输出模块进行输出。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括课程评分录入机构，所述的课程评分录入机构用于录入学生对教师的授课评分、教研员听课评分以及教师自我评分，并将各项评分以均值通过显示器进行显示。
本发明的一种用于教师教学质量的智能考核系统优点在于：
本发明的智能考核系统通过对考试题进行分析，以获取每道考试题所对应的知识点信息，并按知识掌握程度为各知识点信息划分出不同分值，将该分值作为考核教师教学质量的依据，相比于仅以考生总分或班级所有学生平均分的传统评价标准而言，利用本系统获得的评价结果更为客观和准确；同时结合全班考生针对某一知识点的答题正确率进行计算，能够较为真实地反映教师的教学质量；另外，将各考试题对应的错题按不同的错误选项分别进行累计，并根据各错误选项累计值的分布状况预测错题是否由教师误教所致，从而减小了考核中数据分析的复杂度，而且提高了考核分析的针对性，提高考核分析的效率和效果；另外，为了进一步提高教学质量，本发明通过将各班级中同一考试题的答题正确率按比例值由高至低进行排序，针对每一考试题均选择排序在前的班级所对应的授课教师，并分配给排序在后的班级进行该考试题的辅助指导，即针对某些知识点传授能力较高的教师充分发挥其特长，以帮助某些知识点普遍掌握不足的班级学生尽快提高知识运用能力，同时能够促进教师之间教研经验的交流和互补，达到共同提高的目的。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于教师教学质量的智能考核系统结构示意图；
图2为本发明实施例中提供的答案采集器结构示意图；
图3为本发明实施例中提供的考试题录入机构结构示意图；
图4为本发明一个实施例中提供的中央控制器结构示意图；
图5为本发明另一个实施例中提供的中央控制器结构示意图；
图6为本发明实施例中提供的答题卡答题区域设计图；
图7为本发明的系统中获取答题正确率的操作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的一种用于教师教学质量的智能考核系统进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种用于教师教学质量的智能考核系统，包括：考试题录入机构、答案采集器、中央控制器和显示器；
所述的考试题录入机构用于将考试题以文字形式录入中央控制器内；
所述的答案采集器用于读取所有学生答题卡中的填涂信息，并将填涂信息发送至中央控制器；
所述的中央控制器用于对考试题进行分析，获取各考试题对应的知识点信息，按知识掌握程度为各知识点信息划分不同的分值，以各学生答题卡的填涂信息辨识每一道考试题的答题结果，将答题结果与正确答案进行比较，获得答题结果的对错状态，利用考试题的对错状态统计获得答题正确率，以各考试题的答题正确率与知识点信息对应的分值相结合并按设定的规则计算评分值，然后将所有考试题的评分值进行累计，以生成的总分值作为教师教学质量评价结果，同时将各考试题对应的错题按不同的错误选项分别进行累计，并根据各错误选项累计值的分布状况预测错题是否由教师误教所致；该中央控制器还用于将各班级中同一考试题的答题正确率按比例值由高至低进行排序，针对每一考试题均选择排序在前的班级所对应的授课教师，并分配给排序在后的班级进行该考试题的辅助指导；
所述显示器的信号输入端与中央控制器连接，用于显示由中央控制器输出的教师教学质量评价结果。
本发明的教学质量考核系统通过对考试题进行分析，以获取每道考试题所对应的知识点信息，并按知识掌握程度为各知识点信息划分出不同分值，将该分值作为考核教师教学质量的依据，相比于仅以考生总分或班级所有学生平均分的传统评价标准而言，利用本系统获得的评价结果更为客观和准确。这是由于知识点掌握程度与教师的教学能力具有直接的关联性，知识点掌握程度要求越低，对教学能力的要求也就越低；为此，对于容易掌握的基础知识，可将分值设置在较低的数值，而对于较难掌握的知识点，可将分值设置在较高的数值；同时结合全班考生针对某一知识点(考试题)的答题正确率进行计算，能够较为真实地反映教师的教学质量。
本发明的系统还将各考试题对应的错题按不同的错误选项分别进行累计，并根据各错误选项累计值的分布状况预测错题是否由教师误教所致。例如：当大多数考生选择相同的错误选项时，需要考虑导致此现象发生的原因很可能是由教师教学误导所致。通过对错题结果的进一步统计和分析，能够反推获得教学质量评价的更多信息。
另外，为了进一步提高教学质量，本发明通过将各班级中同一考试题的答题正确率按比例值由高至低进行排序，针对每一考试题均选择排序在前的班级所对应的授课教师，并分配给排序在后的班级进行该考试题的辅助指导，即针对某些知识点传授能力较高的教师充分发挥其特长，以帮助某些知识点普遍掌握不足的班级学生尽快提高知识运用能力，同时能够促进教师之间教研经验的交流和互补，达到共同提高的目的。
如此，对于学校而言，不仅可从教师日常的行为规范以及教学进程了解教师的授课质量，而且还可从学生的考试成绩直观的来对教师的教学质量和教学效果进行检测判断，从而提高对教师教学水平的监管力度。
基于上述结构的教师教学质量考核系统，为实现答题卡填涂信息读取功能，如图2所示，所述的答案采集器包括：图像扫描仪、灰度处理模块、图像校正模块、图像二值化处理模块和填涂区域识别模块。
所述的图像扫描仪用于扫描答题卡以获取答题卡图像，所述答题卡的四个边角处均设置有锚点；
所述的灰度处理模块用于对答题卡图像进行灰度处理，得到所述答题卡的灰度图像；
所述的图像校正模块用于识别灰度图像内的锚点信息，并根据锚点信息对灰度图像进行校正；
所述的图像二值化处理模块用于对校正后的灰度图像进行二值化处理；
所述的填涂区域分析模块用于根据二值化处理后的灰度图像分析答题卡上填涂区域的浓度及面积，以识别填涂区域的填涂状态，并将识别得到的填涂状态数据发送至中央控制器。
如图6所示，为本发明实施例中按照指定的规则设计制作而成的答题卡答题区域示意，在答题区域的四个边角处均设置有一锚点。在图像校正过程中，根据扫描获取的四个锚点的大小和形状判断四个锚点是否符合规范；若四个锚点相对大小和形状与制作答题卡时设计的相对大小和形状均相同，则四个锚点符合规范。
本发明的答案采集器首先采用扫描仪扫描答题卡以获取答题卡图像，然后对所述答题卡图像进行灰度处理，得到所述答题卡的灰度图像；识别所述灰度图像上的锚点信息，并根据所述锚点信息对所述灰度图像进行校正；最后对校正后的灰度图像进行二值化处理，根据二值化处理后的灰度图像分析答题卡上填涂区域的浓度及面积，以识别所述填涂区域是否被填涂，从而使学生可以采用任意颜色的笔进行填投，不需要使用专门的铅笔。无需精密昂贵的光标阅读机，降低了答题卡识别的硬件成本，并且也大大提高了答题卡识别的准确率。
为实现考试题的录入功能，如图3所示，本实施例中的考试题录入机构可包括：CCD相机、OCR识别模块、输出端口。
所述的CCD相机用于拍摄试卷中的考试题，并将照片发送至OCR识别模块，所述的OCR识别模块用于从照片中识别获得考试题的文字数据，并将文字数据通过输出端口发送至中央控制器。
OCR(Optical Character Recognition，光学字符识别)是指电子设备(例如扫描仪或数码相机)检查纸上打印的字符，通过检测暗、亮的模式确定其形状，然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的过程；即，针对印刷体字符，采用光学的方式将纸质文档中的文字转换成为黑白点阵的图像文件，并通过识别软件将图像中的文字转换成文本格式，供文字处理软件进一步编辑加工的技术。采用OCR识别技术,可显著减轻考试题手动录入的工作量，减少重复劳动。
为了实现教师教学质量评分的功能，如图4所示，本实施例中的中央控制器可包括：分词模块、知识点识别模块、分值划分模块、答题结果辨识模块、答案比较模块、正确率统计模块、评分值计算模块、错题统计模块、错题分析模块、正确率排序模块、指导教师分配模块、结果输出模块；
所述的分词单元用于接收考试题的文字信息，根据词性对语句进行分词，并获得词汇表集；
所述的知识点识别模块用于将词汇表集中的分词与考试大纲内各知识点进行匹配，获取考试题对应的知识点信息；
所述的分值划分模块用于对考试大纲内各知识点按知识掌握程度划分不同的分值，所述的知识掌握程度包括：了解、熟悉和精通；
所述的答题结果辨识模块用于从各学生答题卡的填涂信息中辨识每一道考试题的答题结果；
所述的答案比较模块用于将答题结果与正确答案进行比较，以判定答题结果的对错状态；
所述的正确率统计模块利用考试题的对错状态统计获得考试题的答题正确率；
所述的评分值计算模块用于将各考试题的答题正确率与知识点信息对应的分值相乘，以计算获得各考试题的评分值；
所述的错题统计模块用于对各考试题对应的错题按不同的错误选项分别进行累计；
所述的错题分析模块用于将各错误选项累计值的分布比例与设定的阈值进行比较，当存在超出阈值的错误选项时，判定错题因素是由教师误教所致，并将错题因素通过结果输出模块进行输出；
所述的正确率排序模块用于将各班级中每一考试题的答题正确率按比例值由高至低进行排序；
所述的指导教师分配模块用于从每一考试题的排序结果中，选择排序在前的班级所对应的授课教师并分配给排序在后的班级，将教师分配结果发送至结果输出模块；
所述的结果输出模块用于将所有考试题的评分值进行相加，生成并输出总分值、教师分配结果和错题因素。
通过对错误选项的统计，并标记出现同一错误选项较高的试题，能够以此为依据进一步判断：出现此种情况的原因是否为教师误教，从而因学生对知识点理解错误所致。由此能够帮助教师或教研人员进一步深度分析该教师的教学质量，并剖析出问题所在。
众所周知，在任何科目的考试大纲中均记载了需要学生掌握的所有知识点，同时还标识了知识点的掌握程度，所有的考试题均是以大纲为基础，而日常的教学课程同样不能脱离考纲的要求；为此，以考试大纲作为知识点的匹配对象才最能满足教学评测的需求。
另外，基于上述结构的教师教学质量考核系统，如图5所示，在本发明的另一个实施例中，所述的中央控制器还可包括：分类模块。
通过正确率排序模块将所有考试题对应的答题正确率由低至高进行排序，所述的分类模块将答题正确率的排序结果按设定的各种阈值范围进行分类，并将分类结果通过结果输出模块进行输出；此时，在显示器上可通过不同的对话框对考试题进行分类显示，方便教师及教研人员更为直观地了解到考试的答题状况，针对答题正确率低的知识点，方便教师找出教学问题；经过系统分析得出的结论，还可以图线等形式显示出来，帮助教师改进授课内容。
如图7所示，以图中示出的局部答题区域为例，通过将系统记录的标准答案与考卷中由学生填涂的结果进行比对，能够逐一判定每道题的填涂位置是否与标准答案的位置一致，如果一致则证明答题正确，否则证明答题错误，并将错误选项进行记录并累计。
如图5所示，本发明的智能考核系统还可包括课程评分录入机构，所述的课程评分录入机构用于录入学生对教师的授课评分、教研员听课评分以及教师自我评分，并将各项评分以均值通过显示器进行显示。通过将学生、教研员评分及教师自我评分相结合，作为教学质量评价的辅助参考，能够从日常授课方面直接反映教师的授课能力。
综上所述，本发明的教师教学质量考核系统，能够对教师教学水平做出全面、公正的综合性评价，给出了一个综合性的评价方案，区别于以往评价方法对于教师评估的片面性。同时，给出的评价结果能够进一步深度分析出教师教学可能存在的问题，以便及时调整此科目教师的教学内容，保证今后的教学质量，为提高学生的成绩提供基础教学保障，同时督促教师提高教学水平，共同提升学校整体的教学质量。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于教师教学质量的智能考核系统，其特征在于，包括：考试题录入机构、答案采集器、中央控制器和显示器；
所述的考试题录入机构用于将考试题以文字形式录入中央控制器内；
所述的答案采集器用于读取所有学生答题卡中的填涂信息，并将填涂信息发送至中央控制器；
所述的中央控制器用于对考试题进行分析，获取各考试题对应的知识点信息，按知识掌握程度为各知识点信息划分不同的分值，以各学生答题卡的填涂信息辨识每一道考试题的答题结果，将答题结果与正确答案进行比较，获得答题结果的对错状态，利用考试题的对错状态统计获得答题正确率，以各考试题的答题正确率与知识点信息对应的分值相结合并按设定的规则计算评分值，然后将所有考试题的评分值进行累计，以生成的总分值作为教师教学质量评价结果，同时将各考试题对应的错题按不同的错误选项分别进行累计，并根据各错误选项累计值的分布状况预测错题是否由教师误教所致；该中央控制器还用于将各班级中同一考试题的答题正确率按比例值由高至低进行排序，针对每一考试题均选择排序在前的班级所对应的授课教师，并分配给排序在后的班级进行该考试题的辅助指导；
所述显示器的信号输入端与中央控制器连接，用于显示由中央控制器输出的教师教学质量评价结果。
2.根据权利要求1所述的用于教师教学质量的智能考核系统，其特征在于，所述的答案采集器包括：图像扫描仪、灰度处理模块、图像校正模块、图像二值化处理模块和填涂区域识别模块；
所述的图像扫描仪用于扫描答题卡以获取答题卡图像，所述答题卡的四个边角处均设置有锚点；
所述的灰度处理模块用于对答题卡图像进行灰度处理，得到所述答题卡的灰度图像；
所述的图像校正模块用于识别灰度图像内的锚点信息，并根据锚点信息对灰度图像进行校正；
所述的图像二值化处理模块用于对校正后的灰度图像进行二值化处理；
所述的填涂区域分析模块用于根据二值化处理后的灰度图像分析答题卡上填涂区域的浓度及面积，以识别填涂区域的填涂状态，并将识别得到的填涂状态数据发送至中央控制器。
3.根据权利要求1所述的用于教师教学质量的智能考核系统，其特征在于，所述的考试题录入机构包括：CCD相机、OCR识别模块、输出端口；
所述的CCD相机用于拍摄试卷中的考试题，并将照片发送至OCR识别模块，所述的OCR识别模块用于从照片中识别获得考试题的文字数据，并将文字数据通过输出端口发送至中央控制器。
4.根据权利要求1所述的用于教师教学质量的智能考核系统，其特征在于，所述的中央控制器包括：分词模块、知识点识别模块、分值划分模块、答题结果辨识模块、答案比较模块、正确率统计模块、评分值计算模块、错题统计模块、错题分析模块、正确率排序模块、指导教师分配模块、结果输出模块；
所述的分词单元用于接收考试题的文字信息，根据词性对语句进行分词，并获得词汇表集；
所述的知识点识别模块用于将词汇表集中的分词与考试大纲内各知识点进行匹配，获取考试题对应的知识点信息；
所述的分值划分模块用于对考试大纲内各知识点按知识掌握程度划分不同的分值，所述的知识掌握程度包括：了解、熟悉和精通；
所述的答题结果辨识模块用于从各学生答题卡的填涂信息中辨识每一道考试题的答题结果；
所述的答案比较模块用于将答题结果与正确答案进行比较，以判定答题结果的对错状态；
所述的正确率统计模块利用考试题的对错状态统计获得考试题的答题正确率；
所述的评分值计算模块用于将各考试题的答题正确率与知识点信息对应的分值相乘，以计算获得各考试题的评分值；
所述的错题统计模块用于对各考试题对应的错题按不同的错误选项分别进行累计；
所述的错题分析模块用于将各错误选项累计值的分布比例与设定的阈值进行比较，当存在超出阈值的错误选项时，判定错题因素是由教师误教所致，并将错题因素通过结果输出模块进行输出；
所述的正确率排序模块用于将各班级中每一考试题的答题正确率按比例值由高至低进行排序；
所述的指导教师分配模块用于从每一考试题的排序结果中，选择排序在前的班级所对应的授课教师并分配给排序在后的班级，将教师分配结果发送至结果输出模块；
所述的结果输出模块用于将所有考试题的评分值进行相加，生成并输出总分值、教师分配结果和错题因素。
5.根据权利要求4所述的用于教师教学质量的智能考核系统，其特征在于，所述的中央控制器还包括：分类模块；
所述的分类模块将答题正确率的排序结果按设定的各种阈值范围进行分类，并将分类结果通过结果输出模块进行输出。
6.根据权利要求4所述的用于教师教学质量的智能考核系统，其特征在于，还包括课程评分录入机构，所述的课程评分录入机构用于录入学生对教师的授课评分、教研员听课评分以及教师自我评分，并将各项评分以均值通过显示器进行显示。
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