CN109243228A - 一种智能化教学平台系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能化教学平台系统，包括教师端、学生端和服务器，所述教师端和服务端分别与服务器连接；所述教师端包括：教学计划单元，用于制定教学计划；教学课件单元，用于存储教学计划中所需的教学素材并对根据知识点对所述教学素材进行标注；所述学生端包括：考勤单元，用于记录学生考勤情况；试题单元，用于对学生进行试题测评；互评单元，用于学生对课堂问答进行互评，并统计互评结果；本发明可以实现课程教学数据化设计，提高教师信息化教学水平，使教学设计与教学课件制作达到有效地数字化关联，通过实时记录并分析整合课堂教学中的数据，监控每一位学生的学习过程及效果，实现学生学习效果评价实时化、个体化、精准化、科学化。

Description

一种智能化教学平台系统
技术领域
本发明涉及计算机应用领域，尤其涉及一种智能化教学平台系统。
背景技术
随着经济的发展和科技的进步，传统的授课方式也在不断的发生改变，多媒体教学已经成为了主流教学模式，在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。
但是，目前的多媒体教学也存在着诸多不足之处，例如课程计划与实际教学没有实现数据关联，教学过程和教学进度未能实现实时监控，学生课堂参与度不够，教学活动缺欠数字化交互和系统分析，课程资源没有实现精细化分类，和精准化使用，未能监控课程资源的有效使用，教学质量评价缺乏客观的过程数据支撑，预警作用不强，造成科学形成性评价缺失，课程标准与计划无法实现数据关联和量化评价，导致课堂教学质量缺乏技术督导，教学设计中缺乏对知识点进行多方面的精细化设计，没有系统数据的分析支撑，导致教师在教学过程中缺乏系统的有效提示等等，因此，需要一种新的智能化教学方式，以解决上述技术问题，满足人们对现代化教学的需要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种智能化教学平台系统，以解决上述技术问题。
本发明提供的智能化教学平台系统，包括：教师端、学生端和服务器，所述教师端和服务端分别与服务器连接；
所述教师端包括：
教学计划单元，用于制定教学计划；
教学课件单元，用于存储教学计划中所需的教学素材并对根据知识点对所述教学素材进行标注；
所述学生端包括：
考勤单元，用于记录学生考勤情况；
试题单元，用于对学生进行试题测评；
互评单元，用于学生对课堂问答进行互评，并统计互评结果。
进一步，所述教学课件单元包括
素材属性模块，用于根据预设的教学形式类别对每个教学素材的进行类别划分；
预估时间模块，用于设置每个教学素材的教学时间；
关联知识点模块，用于对每个教学素材所关联的知识点进行标注；
能力层次模块，用于根据预设的能力层次级别设置每个教学素材对应的知识点所匹配的能力层次。
进一步，所述学生端还包括显示单元和讨论单元，学生通过讨论单元进行问题讨论，讨论内容以弹幕形式通过显示单元进行实时显示。
进一步，所述教师端还包括统计单元和评价单元，所述统计单元用于根据教学质量参数对实际教学过程进行统计，评价单元根据统计单元的统计结果，获取学生的综合评价结果；
所述教学质量参数包括学习质量参数、学习过程参数和学习态度参数；
所述学生质量参数根据测试题的难度系数和成绩获取；学习态度参数通过学生考勤模块的考勤情况获取；所述学习过程参数通过目标达成度、学生参与度、活跃度和教学反馈获取。
进一步，所述试题单元包括有试题库，预先对试题库内的测试题进行难度分级，根据难度分级对每个题目设置相应的难度系数。
进一步，预先设置每个题目的初始难度系数，再根据每个测试题目的测评结果，对难度系数进行动态调整，所述动态调整通过如下公式获取：
L＝X/Y
其中，L为难度系数，X为完全正确人数，Y为测评总人数。
进一步，在课堂教学过程中根据当前教学素材的关联知识点，通过考试单元提供测试题目向学生进行提问，根据被提问学生的完成测试题目的结果，以及其他学生的互评数据，获取该关联知识点的达成度。
进一步，当在课堂教学过程中向学生进行提问时，被提问学生通过学生端进行答题，其他学生通过互评单元对被提问学生的答案进行评价，记录评价结果，并根据所述评价结果，获取参与评价的学生对该关联知识点的达成度，所述评价结果至少包括同意或反对。
进一步，预先对试题库内的测试题所关联的知识点进行标注，根据每个学生对该知识点的掌握情况，随机分配与其相应难度系数的试题。
进一步，还包括监控单元，所述监控单元与服务器连接，用于监控教师的授课情况和学生的上课情况。
本发明的有益效果：本发明中的智能化教学平台系统，通过教师端可以实现课程教学数据化设计，提高教师信息化教学水平，使教学设计与教学课件制作达到有效地数字化关联，同时也节省了教师备课时间，减轻了教师备课负担，通过学生端实时记录并分析整合课堂教学中学习质量、学习过程、学习态度等数据，监控每一位学生的学习过程及效果，实现学生学习效果评价实时化、个体化、精准化、科学化，同时将实际教学进度及过程与教师提前制定的教学计划进行数字化关联，实现教师教学进度及过程实时、深入、全面的督导。
附图说明
图1是本发明实施例中智能化教学平台系统的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实时本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公职的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
如图1所示，本实施例中的智能化教学平台系统，包括：
教师端、学生端和服务器，所述教师端和服务端分别与服务器连接；
所述教师端包括：
教学计划单元，用于制定教学计划；
教学课件单元，用于存储教学计划中所需的教学素材并对根据知识点对所述教学素材进行标注；
所述学生端包括：
考勤单元，用于记录学生考勤情况；
试题单元，用于对学生进行试题测评；
互评单元，用于学生对课堂问答进行互评，并统计互评结果。
在本实施例中，教学课件单元包括：
素材属性模块，用于根据预设的教学形式类别对每个教学素材的进行类别划分；
预估时间模块，用于设置每个教学素材的教学时间；
关联知识点模块，用于对每个教学素材所关联的知识点进行标注；
能力层次模块，用于根据预设的能力层次级别设置每个教学素材对应的知识点所匹配的能力层次。
在本实施例中，教学计划单元可以根据教学课件单元各模块的设置，自动生成教学计划，在本实施例中，教学素材以最常用的PPT为例进行说明，通过从教学形式、讲授预估时间、关联知识点、知识点权重、能力层次五个方面对每一张PPT进行标签，实现教学资源精细化处理，由N张幻灯片形成一个不可分隔的教学素材时(分隔后对知识点/技能点的展示缺失)，则需要把N张幻灯片组合为一个素材。同时，通过自动将实际教学过程与附有标签的教学设计进行数字化关联，实现教教学过程实时、深入、全面的督导。
在本实施例中，关联知识点模块根据能力层次模块中每个教学素材对应的知识点所匹配的能力层次，获取该教学素材所涉及的不同知识点的知识点权重，进而获取知识点在每个课时的中的权重，通过教师制作课件时为每张PPT设置相应标签完成课堂教学设计的同时自动生成教案，自动将该课堂教学设计与实际教学过程数据进行关联，实时监控教师课堂教学的开展。本实施例中的教学形式，可以根据“人的认知理论”进行划分，包括：讲解分析、示范示例、练习测试、自主学习等，标签属性包括该张PPT讲授预估时间，该张PPT对应知识点权重，该张PPT对应知识点需达到能力层次，能力层测划分可以包括：无分类，基础认知、能力提升、综合应用等。
在本实施例中，学生端还包括显示单元和讨论单元，学生通过讨论单元进行问题讨论，讨论内容以弹幕形式通过显示单元进行实时显示。课堂教学中，系统可提供抢答、随机、抽问等多种提问方式，教师可根据课堂需要随时选择采用。系统通过对各种提问方式所有数据(学生回答问题及参与评价的相关数据)进行收集和分析，为教师实时调整教学设计提供数据参考，且该数据可自动关联至教学评价中的学习过程数据。本实施例中的提问可以分为随机及点名两种方式，随机方式：根据学生学习心理量表及学生前期课堂学习表现，优先选择内向、课堂学习质量较差的学生。点名方式：由老师根据课堂过程进行点名回答问题。学生也可以根据教师提问进行口头回答。若提问内容与当前PPT知识点相关，教师需在APP中进行评价(完全正确、部分正确、完全错误)，其他学生需针对回答问题学生的答案发表个人观点(赞成、反对)，在提问环节中，与当前知识点关联的提问，将作为评价学生在当前知识点上目标达成度的因素。教师可通过平台在课堂教学任一环节选择在线讨论功能，教师可运用该功能开展自由讨论、分组讨论等以学生为主体的教学活动。系统可将学生讨论结果实时呈现至投影仪等显示设备上，实现线上线下互动教学。同时，系统将对学生讨论结果数据进行实时记录和分析，并将该结果数据自动关联至教学评价中的学习过程数据和学习态度数据。
在本实施例中，教师端还包括统计单元和评价单元，所述统计单元用于根据教学质量参数对实际教学过程进行统计，评价单元根据统计单元的统计结果，获取学生的综合评价结果；所述教学质量参数包括学习质量参数、学习过程参数和学习态度参数；所述学生质量参数根据测试题的难度系数和成绩获取；学习态度参数通过学生考勤模块的考勤情况获取；所述学习过程参数通过目标达成度、学生参与度、活跃度和教学反馈获取。
在本实施例中，通过实时记录并分析课堂教学中目标达成度、学生参与度、活跃度、教学反馈等各类数据信息实现学生学习过程评价数据支撑；通过实时记录并分析课堂教学中学生完成教师推送至系统的测试题及期中、期末考试成绩，作为学生学习质量评价数据支撑；系统通过实时记录并分析课堂教学中学生考勤、课堂纪律等信息作为学生学习态度评价数据支撑。系统通过自动对上述学生学习过程、学习质量及学习态度数据进行整合分析，提炼出学生综合评价结果，以三维教学目标作为评价理论依据，通过本系统完成课堂教学过程，实现课程教学质量评价的三个维度的数据化：目标达成、课程参与、态度表现；三个维度的权重可动态定义。
在本实施例中，目标达成是指学生在某个知识点是否达到预定的能力层次要求，测评学生是否达成知识点能力层次要求的方式有三种，一是学生完成基于知识点的测评试题，二是学生回答基于知识点的课堂提问，三是教师/组长对学生知识点的主题评价。其中知识点相关参数包括：
知识点权重：根据双向细目表中的能力层次要求等级作为权重值。
知识点权重比例NP＝当前知识点权重/课程最大权重
当前课时知识点权重总值CNP＝当前课时所有知识点权重比例值相加
知识点在本堂课中的权重NCP＝知识点权重比例NP/当前课时知识点权重总值CNP
①测评试题：主要以客观题形式呈现，学生在课中、课后完成的基于知识点的测评试题，将影响学生在该知识点中的达成度；具体算法如下：。
基于知识点的测试试题标准得分：1、0
每道测试的满分TF＝1-难度系数
每道测试的实际得分SF＝满分TF*标准得分
根据上述基本数据,则：
知识点目标达成度NA＝知识点所有题目的实际得分SF相加/满分TF相加；
本课时测评试题类目标达成度TNA＝知识点A的目标达成度NA*知识点A在本堂课中的权重NCP+知识点B的目标达成度NA*知识点B在本堂课中的权重NCP…+知识点n的目标达成度NA*知识点n在本堂课中的权重NCP
②课堂提问：主要通过课堂教学过程中教师根据当前PPT知识点的实时提问及学生回答情况、学生互评数据，实现关联知识点的达成度计算。
基于知识点的课堂提问标准得分：完全正确(1)、部分正确(0.5)、完全错误(0)
课堂提问类目标达成度QNA＝知识点所有课堂提问的得分相加/满分相加；
③主题评价：主要针对实操、实训类开放性主题，评价主体由教师、组长组成，教师评价组长，组长评价组员，教师对组长的评价结果，将影响组员的结果，评价形式可以采用星级模式。
例如：基于知识点的课堂评价得分：根据星级得到对应的分数，最多5分。
主题评价类目标达成度ENA＝知识点所有点赞得分/5；
本课时的目标达成度CAN＝(测评试题类标达成度+课堂提问类目标达成度+主题评价类目标达成度)/测评方式数量
课程参与：
TT教师布置的课前预习题、课堂练习题、课后作业的完成次数/要求次数
QT课堂教学中回答问题的次数、评价的参与次数/要求次数
DT课堂教学中讨论参与次数/要求次数
ST自主学习资源素材的有效次数/要求次数
学生参与度CP＝TT*0.6+QT*0.2+DT*0.1+DT*0.1。
态度表现包括课堂考勤、课堂评价两方面：
例如，针对课堂考勤方面，每次考勤学生的得分为K，则学生N次考勤后的计分
KQJF＝(K1+K2+K2+…+K[N])/N
课堂评价方面，由教师和组长共同完成，教师对组长(或成员)进行评价，假设学生课堂评价得分值为1(签到学生，其他为0)，采用五级评价，学生每得一级，扣除0.2分
每堂课学生的课堂评价得分为P，则学生N次课后的课堂表现评分为：
KDPJ＝(P1+P2+P3+…+PN)/N
课堂态度表现值：(KJQF*0.7+KDPJ*0.3)/2，通过这种方式来获取活跃度和教学反馈。
在本实施例中，预先设置测评试题库，并对题库内的测试题进行难度系数分级，预先设置每个题目的初始难度系数，再根据测评结果，进行动态调整，所述动态调整通过如下公式获取：
L＝X/Y
其中，L为难度系数，X为完全正确人数，Y为测评总人数，
难度系数的初始值可以由教师预估，后期在学生完成测评后，进行动态调整，例如，每增加100人，对难度系数重新计算，则Y取值为100即可。
本实施例中的平台系统，可以根据课程教学计划，设置每组素材关联的知识点/技能点关联知识点的权重，知识点对应权重越大代表当前素材对学生学习该知识更有帮助。通过教师制作课件时为每张PPT设置相应标签完成课堂教学设计的同时自动生成教案，平台自动将该课堂教学设计与实际教学过程数据进行关联，实时监控教师课堂教学的开展。通过从教学形式、讲授预估时间、关联知识点、知识点权重、能力层次五个方面对每一张PPT进行标签，实现教学资源精细化处理。同时，平台通过自动将实际教学过程与附有标签的教学设计进行数字化关联，实现教师教学过程实时、深入、全面的督导。
在本实施例中，当在课堂教学过程中向学生进行提问时，被提问学生通过学生端进行答题，其他学生通过互评单元对被提问学生的答案进行评价，记录评价结果，并根据所述评价结果，获取参与评价的学生对该关联知识点的达成度，评价结果至少包括同意或反对，通过互评单元，可以在掌握被点名回答问题学生的知识掌握程度的同时，根据其回答的内容，也可以掌握其他学生对该问题的理解程度，从而实现了对所有学生的关联知识点的达成度的获取，区别于传统教学方式，通过这种方式可以对教学效果了解的更加全面。优选地，可以通过预先对试题库内的测试题所关联的知识点进行标注，根据每个学生对该知识点的掌握情况，随机分配与其相应难度系数的试题。本实施例还包括监控单元，监控单元与服务器连接，用于监控教师的授课情况和学生的上课情况。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种智能化教学平台系统，其特征在于，包括：教师端、学生端和服务器，所述教师端和服务端分别与服务器连接；
所述教师端包括：
教学计划单元，用于制定教学计划；
教学课件单元，用于存储教学计划中所需的教学素材并对根据知识点对所述教学素材进行标注；
所述学生端包括：
考勤单元，用于记录学生考勤情况；
试题单元，用于对学生进行试题测评；
互评单元，用于学生对课堂问答进行互评，并统计互评结果。
2.根据权利要求1所述的智能化教学平台系统，其特征在于，所述教学课件单元包括
素材属性模块，用于根据预设的教学形式类别对每个教学素材的进行类别划分；
预估时间模块，用于设置每个教学素材的教学时间；
关联知识点模块，用于对每个教学素材所关联的知识点进行标注；
能力层次模块，用于根据预设的能力层次级别设置每个教学素材对应的知识点所匹配的能力层次。
3.根据权利要求2所述的智能化教学平台系统，其特征在于，所述学生端还包括显示单元和讨论单元，学生通过讨论单元进行问题讨论，讨论内容以弹幕形式通过显示单元进行实时显示。
4.根据权利要求3所述的智能化教学平台系统，其特征在于，所述教师端还包括统计单元和评价单元，所述统计单元用于根据教学质量参数对实际教学过程进行统计，评价单元根据统计单元的统计结果，获取学生的综合评价结果；
所述教学质量参数包括学习质量参数、学习过程参数和学习态度参数；
所述学生质量参数根据测试题的难度系数和成绩获取；学习态度参数通过学生考勤模块的考勤情况获取；所述学习过程参数通过目标达成度、学生参与度、活跃度和教学反馈获取。
5.根据权利要求1所述的智能化教学平台系统，其特征在于，所述试题单元包括有试题库，预先对试题库内的测试题进行难度分级，根据难度分级对每个题目设置相应的难度系数。
6.根据权利要求5所述的智能化教学平台系统，其特征在于，预先设置每个题目的初始难度系数，再根据每个测试题目的测评结果，对难度系数进行动态调整，所述动态调整通过如下公式获取：
L＝X/Y
其中，L为难度系数，X为完全正确人数，Y为测评总人数。
7.根据权利要求6所述的智能化教学平台系统，其特征在于，在课堂教学过程中根据当前教学素材的关联知识点，通过考试单元提供测试题目向学生进行提问，根据被提问学生的完成测试题目的结果，以及其他学生的互评数据，获取该关联知识点的达成度。
8.根据权利要求7所述的智能化教学平台系统，其特征在于，当在课堂教学过程中向学生进行提问时，被提问学生通过学生端进行答题，其他学生通过互评单元对被提问学生的答案进行评价，记录评价结果，并根据所述评价结果，获取参与评价的学生对该关联知识点的达成度，所述评价结果至少包括同意或反对。
9.根据权利要求5所述的智能化教学平台系统，其特征在于，预先对试题库内的测试题所关联的知识点进行标注，根据每个学生对该知识点的掌握情况，随机分配与其相应难度系数的试题。
10.根据权利要求1-9任一所述的智能化教学平台系统，其特征在于，还包括监控单元，所述监控单元与服务器连接，用于监控教师的授课情况和学生的上课情况。
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