CN110378814A - 智能教学生态系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及教育管理技术领域，具体为一种智能教学生态系统，包括后台服务器，所述后台服务器用于获取当前课程的每个学生在模拟过程中的个人模拟数据，并根据全部学生的个人模拟数据生成课程模拟报告，并根据课程模拟报告生成课程教学重点；所述后台服务器用于获取当前课程的每个学生在实操过程的个人实操数据，并根据全部学生的个人实操数据生成课程实操报告，并根据课程模拟报告和课程实操报告生成教学报告。采用本方案能够根据学生在模拟过程中的操作情况调整教学重点，并根据学生在模拟过程和实操过程的操作情况对教师的教学水平进行评价。

Description

智能教学生态系统

技术领域

本发明涉及教育管理技术领域，具体为一种智能教学生态系统。

背景技术

教学生态系统通过学生、教师、家长和学校之间形成类似生态循环的教学管理系统，通过学生的每次考试成绩反映教师的教学能力，从而决定教师的奖励，通过奖励促进教师提升教学能力的积极性，家长通过系统能够实时关注学生的学习情况和教师的教学情况，同时对教师和学校进行监督。但是现有的教学生态系统只是通过奖励促使教师提升教学能力的积极性，并不能给教师提供在教学中有效的帮助。

现在的学校往往是通过全班学生考试成绩的平均分来评价一个教师的教学能力，但是学生的成绩有很多方面的影响，可能是由于自身的基础决定，也可能是教师教学的影响。假设学生的成绩只受自身基础和教师水平两个原因影响，那么一个学生成绩优异的原因可能就会存在两种情况，一是自身基础好，教师教的差，二是自身基础差，但是教师教的好，这两种情况都会使学生获得优异的成绩，如果在第一种情况下，仍然以学生的考试成绩来评价一个教师的教学能力，那么对于其他教师也就是不公平。

发明内容

本发明意在提供一种智能教学生态系统，能够根据学生在模拟过程中的操作情况调整教学重点，并根据学生在模拟过程和实操过程的操作情况对教师的教学水平进行评价。

本发明提供基础方案：智能教学生态系统，包括后台服务器，所述后台服务器用于获取当前课程的每个学生在模拟过程中的个人模拟数据，并根据全部学生的个人模拟数据生成课程模拟报告，并根据课程模拟报告生成课程教学重点；

所述后台服务器用于获取当前课程的每个学生在实操过程的个人实操数据，并根据全部学生的个人实操数据生成课程实操报告，并根据课程模拟报告和课程实操报告生成教学报告。

说明：教学分为理论、模拟和实操三个过程，理论过程为学习书面知识，模拟过程为根据书面知识进行模拟练习，实操过程通过模拟过程后根据书面知识和模拟练习进行实际操作；个人模拟数据为学生在模拟过程中进行操作所产生的数据，每个学生都有自己的个人模拟数据；个人实操数据为学生在实操过程中进行操作所产生的数据，每个学生都有自己的个人实操数据。

基础方案的工作原理及有益效果：通过学生在模拟过程产生的个人模拟数据反映学生对于理论过程中学习的书面知识的掌握程度，同时反映学生在模拟过程中操作错误较多的地方；根据当前课程全部学生的个人模拟数据生成课程模拟报告，从课程模拟报告中反映当前课程中全部学生整体对于书面知识的掌握情况和模拟过程中操作错误较多的内容；根据课程模拟报告生成课程教学重点，在进行模拟过程后，教师可以通过电脑或手机等设备查看课程教学重点，根据课程教学重点再次通过理论过程对这一批的全部学生操作错误较多的内容着重教学，避免在下次模拟过程或实操过程中在同样的地方发生操作错误的情况发生；教师也可以将课程教学重点作为下一批进行该课程的学生的理论过程中着重讲解的地方，从而避免下一批学生在模拟过程中发生相同的操作错误。

通过学生在实操过程中产生的个人实操数据反映学生最终的学习成果，根据当前课程全部学生的个人实操数据生成课程实操报告，从课程实操报告反映当前课程中全部学生整体的学习成果；根据课程模拟报告和课程实操报告生成教学报告，教学报告用于反映当前课程中全部学生的学习过程、学习成果，同时也反映当前课程的教师的教学情况，从而反映出教师的教学水平。根据学生在模拟过程中的操作情况生成课程教学重点，通过课程教学重点帮助教师调整教学内容，同时根据学生在模拟过程和实操过程的操作情况生成课程模拟报告和课程实操报告，根据课程模拟报告和课程实操报告生成教学报告，通过教学报告对教师的教学水平进行评价。

进一步，所述后台服务器包括模拟子系统和数据库，所述数据库存储有操作内容和操作要求，所述模拟子系统用于从数据库中获取操作内容和操作要求，并根据个人模拟数据生成当前课程的全部学生的课程模拟数据，并根据课程模拟数据、操作内容和操作要求对模拟过程进行分阶段评分，并生成模拟阶段评分表。

说明：操作内容为具体的操作步骤，操作要求为操作中的注意事项；课程模拟数据为当前课程中全部学生的个人模拟数据的集合，每个课程都有唯一的课程模拟数据。

有益效果：模拟过程分为不同阶段，不同阶段的操作内容和操作要求有所不同，根据不同阶段的操作内容、操作要求和课程模拟数据对该阶段进行评分，将模拟过程划分为多个阶段，通过各个阶段的评分判断当前课程哪个阶段是学生操作比较困难，容易出现操作错误的阶段，便于后续生成课程教学重点，对该阶段进行着重的讲解或教学。

进一步，所述后台服务器包括教学子系统，所述数据库中存储有教学内容，所述教学子系统用于从数据库中获取教学内容，并根据课程模拟报告从教学内容中筛选出课程教学重点。

说明：课程模拟报告包括模拟阶段评分表，

有益效果：根据课程模拟报告中的阶段评分表确定当前课程哪几个阶段是需要着重讲解或教学的，根据该阶段从教学内容中筛选出与该阶段对应的内容作为课程教学重点，通过课程教学重点在模拟过程后辅助教师，使教师在对该模拟过程进行总结的理论过程教学中着重进行讲解，避免学生在实操过程中出现与模拟过程相同的操作错误，或者在下一批学生进行该课程的模拟过程前的理论过程中进行着重讲解，避免下一批学生在模拟过程中出现相同的操作错误。

进一步，所述数据库存储有教学标准评分、模拟阶段与教学内容联系表，所述教学子系统用于根据模拟阶段评分表识别低于教学标准评分的模拟阶段，并根据模拟阶段与教学内容联系表从教学内容中筛选出课程教学重点。

说明：教学标准评分由学校根据需求设定。

有益效果：通过模拟阶段评分表将模拟过程中每个模拟阶段的操作都数值化，通过数值化得到的评分更直观的反映学生在操作过程中的操作情况，当任一模拟阶段的评分低于教学标准评分，说明当前课程大部分的学生对于该模拟阶段的操作都存在问题，通过模拟阶段与教学内容联系表从教学内容做筛选出与该模拟阶段对应的内容作为课程教学重点。

进一步，所述后台服务器包括实操子系统和数据库，所述数据库存储有操作内容和操作要求，所述实操子系统用于从数据库中获取操作内容和操作要求，并根据个人实操数据生成当前课程的全部学生的课程实操数据，并根据课程实操数据、操作内容和操作要求对实操过程进行分阶段评分，并生成实操阶段评分表。

说明：课程实操数据为当前课程中全部学生的个人实操数据的集合，每个课程都有唯一的课程实操数据。

有益效果：实操过程与模拟过程同样划分为多个阶段，根据不同阶段的操作内容、操作要求和课程实操数据对该阶段进行评分，将实操过程划分为多个阶段，通过各个阶段的评分判断当前课程哪个阶段是学生最终仍操作比较困难，容易出现操作错误的阶段，从而在下一批学生进行该课程的模拟过程前的理论过程中进行着重讲解，避免下一批学生在模拟过程中出现相同的操作错误。同时实操阶段评分表也能反映当前课程学生的最终成果和教师的最终教学成果。

进一步，所述后台服务器包括教学子系统，所述教学子系统用于根据模拟阶段评分表和实操阶段评分表生成教学评分。

有益效果：根据模拟阶段评分表和实操阶段评分表生成教学评分，通过教学评分反映教师的教学水平，也可以作为教师评优评奖的参考条件。

进一步，所述教学子系统用于根据模拟阶段评分表生成基本评分，并根据模拟阶段评分表和实操阶段评分表中各阶段评分的变化生成动态评分，并根据基本评分和动态评分生成教学评分。

有益效果：不同的课程和不同的学生其成绩有所不同，为了更公平的反映教师的教学水平，从基本评分和动态评分两个方面对教师的教学水平进行评价，根据模拟阶段评分表生成基本评分，基本评分反映的是教师理论过程中教学的情况以及当前课程的学生的自身基础，根据模拟阶段评分表和实操阶段评分表中各阶段评分的变化生成动态评分，即根据每个阶段实操过程和模拟过程中评分的差值生成动态评分，动态评分反映的是教师在模拟过程后是否根据课程教学重点着重对学生进行教学，以及教学的情况，再根据基本评分和动态评分不同的占比生成教学评分。

进一步，所述后台服务器用于获取每个学生的全部课程的个人模拟数据和个人实操数据生成学习报告。

有益效果：根据每个学生在全部课程中的个人模拟数据和个人实操数据生成学习报告，通过学习报告反映该学生的学习情况，便于教师、学校和家长掌握学生的学习情况。

进一步，所述后台服务器包括学生子系统，所述学生子系统用于根据每个学生的每个课程的个人模拟数据和个人实操数据生成该学生的该课程的学习评分，并根据该学生的全部课程的学习评分生成学习报告。

有益效果：根据个人模拟数据和个人实操数据生成学习评分，每个学生的每个课程有唯一的学习评分，通过学习评分直观的了解学生对于该课程的学习情况及知识的掌握程度，根据该学生的全部课程的学习评分生成学习报告，通过学习报告能够直观的显示该学生对于全部课程的学习情况及知识的掌握程度，便于教师、学校和家长掌握学生的学习情况。

进一步，所述后台服务器包括数据库，所述数据库存储有及格评分，所述学生子系统用于从数据库中获取及格评分，当任一课程的学习评分低于及格评分时，所述学生子系统用于根据该课程的个人模拟数据、个人实操数据和学习评分生成推送报告。

说明：及格评分由学校根据需求设定。

有益效果：当任一课程的学习评分低于及格评分时，根据该课程的个人模拟数据、个人实操数据和学习评分生成推送报告，即推送报告记录的是学生学习情况不好或掌握程度较低的课程，可以将推送报告推送给教师，便于教师加强对该学生的教学指导，也可以将推送报告推送给家长，提醒家长需要对该学生的该课程进行关注或进行辅导。

附图说明

图1为本发明智能教学生态系统实施例一的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

智能教学生态系统，如附图1所示，包括后台服务器和教师终端，后台服务器包括数据库、模拟子系统、教学子系统、实操子系统和学生子系统，模拟子系统包括模拟练习模块、模拟记录模块和模拟报告生成模块，教学子系统包括内容筛选模块、教学重点判断模块、教学重点生成模块、报告匹配模块、基本评分模块、动态评分模块、教学评分模块和教学报告生成模块，实操子系统包括实操练习模块、实操记录模块和实操报告生成模块，学生子系统报告学习评分模块、判断评分模块和报告推送模块，数据库中存储有课程与练习内容联系表、课程与教学内容联系表、教学内容、教学标准评分、模拟阶段与教学内容联系表。

当进行模拟过程时，教师终端用于获取模拟请求和练习课程发送给后台服务器，模拟子系统用于接收模拟请求后，模拟练习模块用于根据练习课程从数据库的课程与练习内容联系表中筛选出操作内容和操作要求，并获取该练习课程的全部学生在模拟过程中的个人模拟数据，并根据全部的个人模拟数据生成该练习课程的课程模拟数据，并将课程模拟数据、操作内容和操作要求发送给模拟记录模块。在本实施例中，学生采用VR或AR技术制成的装置进行模拟练习。

模拟记录模块用于接收课程模拟数据、操作内容和操作要求后，根据操作内容和操作要求生成模拟阶段记录表，并根据模拟阶段记录表中的模拟阶段将课程模拟数据划分为多个模拟阶段，根据操作内容和操作要求对不同模拟阶段对应的课程模拟数据进行评分，并在模拟阶段记录表中进行更新生成模拟阶段评分表，并发送给模拟报告生成模块。模拟报告生成模块用于接收模拟阶段评分表和练习课程，并生成该练习课程的课程模拟报告，并发送给教学子系统，同时存储在数据库中。

教学子系统用于接收课程模拟报告后，内容筛选模块用于从课程模拟报告中筛选出练习课程，并从数据库中获取课程与教学内容联系表，并根据课程与教学内容联系表从数据库中筛选出教学内容，并发送给教学重点生成模块。教学重点判断模块从数据库中获取教学标准评分，并根据教学标准评分识别课程模拟报告中的模拟阶段评分表中评分低于教学标准评分的模拟阶段，并发送给教学重点生成模块。教学重点生成模块用于接收教学内容和模拟阶段，从数据库中获取模拟阶段与教学内容联系表，并根据模拟阶段、模拟阶段与教学内容联系表从教学内容中筛选与模拟阶段对应的教学内容生成课程教学重点，并发送给教师终端。教师终端用于接收课程教学重点后进行显示供教师查阅。例如，教学标准评分为60分，模拟阶段评分表为：第一模拟阶段(90分)、第二模拟阶段(85分)、第三模拟阶段(50分)和第四模拟阶段(65分)，即第三阶段为低于教学标准评分的模拟阶段，获取第三模拟阶段对应的教学内容生成课程教学重点。

当进行实操过程时，教师终端用于获取实操请求和练习课程发送给后台服务器，实操子系统用于接收实操请求后，实操练习模块用于根据练习课程从数据库的课程与练习内容联系表中筛选出操作内容和操作要求，并获取该练习课程的全部学生在实操过程中的个人实操数据，并根据全部的个人实操数据生成该练习课程的课程实操数据，并将课程实操数据、操作内容和操作要求发送给实操记录模块。在本实施例中，通过摄像头拍摄学生的实操过程，并通过图像识别、行为分析等技术对拍摄的实操过程进行分析得到个人实操数据。

实操记录模块用于接收课程实操数据、操作内容和操作要求后，根据操作内容和操作要求生成实操阶段记录表，并根据实操阶段记录表中的实操阶段将课程实操数据划分为多个实操阶段，实操阶段与模拟阶段相同，根据操作内容和操作要求对不同实操阶段对应的课程实操数据进行评分，并在实操阶段记录表中进行更新生成实操阶段评分表，并发送给实操报告生成模块。实操报告生成模块用于接收实操阶段评分表和练习课程，并生成该练习课程的课程实操报告，并发送给教学子系统。

教学子系统用于接收课程实操报告后，报告匹配模块用于从课程实操报告中筛选出练习课程，并根据练习课程从数据库中匹配出与练习课程相对应的课程模拟报告，并将课程模拟报告发送给基本评分模块，并将课程实操报告和课程模拟报告发送给动态评分模块和教学报告生成模块。基本评分模块用于从课程模拟报告中获取模拟阶段评分表，并根据模拟阶段评分表生成基本评分，并发送给教学评分模块。动态评分模块用于从课程模拟报告中获取模拟阶段评分表，并从课程实操报告中获取实操阶段评分表，并依次从模拟阶段评分表和实操阶段评分表获取同一阶段的评分并生成变化值，根据全部阶段的变化值生成评分变化表，并根据评分变化表生成动态评分，并发送给教学评分模块。教学评分模块预设有评分比例，教学评分模块用于根据评分比例、基本评分和动态评分生成教学评分，并发送给教学报告生成模块，教学报告生成模块用于根据课程实操报告、课程模拟报告和教学评分生成该练习课程的教学报告。

例如，模拟阶段评分表为：第一模拟阶段(90分)、第二模拟阶段(85分)、第三模拟阶段(50分)和第四模拟阶段(65分)，实操阶段评分表为：第一实操阶段(95分)、第二实操阶段(90分)、第三实操阶段(75分)和第四实操阶段(75分)，根据模拟阶段评分表求得其平均值作为基本评分，即基本评分为(90+85+50+65)÷4＝72.5，根据模拟阶段评分表和实操阶段评分表生成的评分变化表为第一实操阶段(5分)、第二实操阶段(5分)、第三实操阶段(25分)和第四实操阶段(10分)，根据评分变化表求得其变化平均值，(5+5+25+10)÷4＝11.25。动态评分规则为获取变化平均值范围(当变化平均值为70时，对应的变化平均值范围为0-30)，将变化平均值范围划分为多个范围(当变化平均值范围为0-15，15-30)，根据范围数量划分动态评分(动态评分为50、100)，将动态评分与变化平均值范围对应(变化平均值为0-15时，动态评分为50，变化平均值为15-30时，动态评分为100)。即，基本评分为72.5，变化平均值为11.25，所生成的动态评分为50。教学评分规则为根据基础评分的总分划分为多个范围(0-60，60-80，80-100)，为每个范围设定比例(基本评分为0-60时，基本评分与动态评分的占比为7：3，基本评分为60-80时，基本评分与动态评分的占比为3：2，基本评分为80-100时，基本评分与动态评分的占比为2：3)，即，基本评分为72.5，动态评分为50，占比为3：2，教学评分为72.5×3÷(3+2)+50×2÷(3+2)＝63.5分。

学生子系统用于获取该练习课程的每个学生在模拟过程中的个人模拟数据和在实操过程中的个人实操数据，学习评分模块用于根据个人实操数据和个人模拟数据生成该学生的该练习课程的学习评分，并根据该学生的全部课程的学习评分生成学习报告，并发送给评分判断模块，同时存储在数据库中。评分判断模块用于从数据库中获取及格评分，并依次从学习报告中获取每个练习课程的学习评分，并与及格评分相比较，当学习评分小于及格评分时，将该练习课程和该学习评分推送给报告推送模块，报告推送模块用于根据练习课程从数据库中筛选出与练习课程对应的课程模拟报告和课程实操报告，并从中获取个人模拟数据和个人实操数据，并根据个人模拟数据、个人实操数据和学习评分生成推送报告推送给家长。

实施例二

并非每类课程都有实操过程，对于没有实操过程的课程，通过平时测试和平时测试到期末测试的变化生成该课程的教学报告。

本实施例与实施例一的不同之处在于：教学评分的生成。教学子系统用于获取基本评分并，并获取该基本评分对应的知识点，并生成知识点评分表。基本评分可以为教师手动输入的学生的平时成绩的平均值，也可以为每堂课程的课程测试生成的课程成绩的平均值，在本实施例中，基本评分为课程成绩的平均值。

教学子系统用于获取期末评分情况和知识点分布表，并根据知识点分布表生成知识点评分对照表，并根据期末评分情况、知识点评分表和知识点评分对照表生成知识点评分变化表，并根据知识点评分变化表生成动态评分。教学子系统预设有评分比例，教学子系统用于根据评分比例、基本评分和动态评分生成教学评分。

例如，某课程共有五堂课和四个知识点(A、B、C、D)，每堂课教学讲解一个知识点，并复习上一知识点，最后一堂课复习全部知识点，每堂课的课堂测试和期末测试均为百分制。若知识点评分表，如表一所示，则基本评分为(50+10+60+45)÷4＝41.25分。

表一

知识点	A	B	C	D
					课程成绩	50	10	60	45

期末测试中共有10题，每题10分，知识点分布表，如表二所示。

表二

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
											知识点	A	C	B	B	D	A	A	C	D	D

根据知识点分布表生成知识点评分对照表，如表三所示。

表三

知识点	A	B	C	D
					分值	30	20	20	30

期末测试的得分情况，如表四所示。

表四

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
											得分	10	5	5	0	5	0	10	10	0	10

按知识点统计的统计得分情况，如表五所示。

表五

知识点	A	B	C	D
					统计得分	20	5	15	15

通过计算得到知识点的百分制得分，知识点A的百分制得分为统计得分/分值×100＝20/30×100＝67分，依次求得知识点B的百分制得分为25分，知识点C的百分制得分为75分，知识点D的百分制得分为50分。根据知识点评分表和知识点评分对照表生成知识点评分变化表，如表六所示，则变化平均值为(17+15+15+5)÷4＝13分。

根据实施例一记载的内容，变化平均值为13分时，动态评分为50分，即，基本评分为41.25分，动态评分为50分，根据实施例一记载的内容，基本评分为0-60时，基本评分与动态评分的占比为7：3，即教学评分为41.25×7÷(7+3)+50×3÷(7+3)＝43.875分。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.智能教学生态系统，包括后台服务器，其特征在于：所述后台服务器用于获取当前课程的每个学生在模拟过程中的个人模拟数据，并根据全部学生的个人模拟数据生成课程模拟报告，并根据课程模拟报告生成课程教学重点；

所述后台服务器用于获取当前课程的每个学生在实操过程的个人实操数据，并根据全部学生的个人实操数据生成课程实操报告，并根据课程模拟报告和课程实操报告生成教学报告。

2.根据权利要求1所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述后台服务器包括模拟子系统和数据库，所述数据库存储有操作内容和操作要求，所述模拟子系统用于从数据库中获取操作内容和操作要求，并根据个人模拟数据生成当前课程的全部学生的课程模拟数据，并根据课程模拟数据、操作内容和操作要求对模拟过程进行分阶段评分，并生成模拟阶段评分表。

3.根据权利要求2所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述后台服务器包括教学子系统，所述数据库中存储有教学内容，所述教学子系统用于从数据库中获取教学内容，并根据课程模拟报告从教学内容中筛选出课程教学重点。

4.根据权利要求3所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述数据库存储有教学标准评分、模拟阶段与教学内容联系表，所述教学子系统用于根据模拟阶段评分表识别低于教学标准评分的模拟阶段，并根据模拟阶段与教学内容联系表从教学内容中筛选出课程教学重点。

5.根据权利要求1所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述后台服务器包括实操子系统和数据库，所述数据库存储有操作内容和操作要求，所述实操子系统用于从数据库中获取操作内容和操作要求，并根据个人实操数据生成当前课程的全部学生的课程实操数据，并根据课程实操数据、操作内容和操作要求对实操过程进行分阶段评分，并生成实操阶段评分表。

6.根据权利要求5所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述后台服务器包括教学子系统，所述教学子系统用于根据模拟阶段评分表和实操阶段评分表生成教学评分。

7.根据权利要求6所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述教学子系统用于根据模拟阶段评分表生成基本评分，并根据模拟阶段评分表和实操阶段评分表中各阶段评分的变化生成动态评分，并根据基本评分和动态评分生成教学评分。

8.根据权利要求1所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述后台服务器用于获取每个学生的全部课程的个人模拟数据和个人实操数据生成学习报告。

9.根据权利要求8所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述后台服务器包括学生子系统，所述学生子系统用于根据每个学生的每个课程的个人模拟数据和个人实操数据生成该学生的该课程的学习评分，并根据该学生的全部课程的学习评分生成学习报告。

10.根据权利要求9所述的智能教学生态系统，其特征在于：所述后台服务器包括数据库，所述数据库存储有及格评分，所述学生子系统用于从数据库中获取及格评分，当任一课程的学习评分低于及格评分时，所述学生子系统用于根据该课程的个人模拟数据、个人实操数据和学习评分生成推送报告。