CN113065769A - 智慧数字教育ai课堂大数据管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，属于人工智能教学技术领域，包括后台登录模块、密码输入模块、判断模块、教案导入模块、学习内容生成模块、学习数据库、显示模块、试卷生成测试模块、试题库、测评模块、信息录入模块、视频监控模块、数据整合模块、存储模块和反馈模块，本发明能够避免胡乱导入教学方案，达到确保教学方案的纯洁，同时能够管理学习内容，使得AI课堂大数据的管理全面，从而利于达到辅助教学的目的，能够提高教学效果，且能够使得学员和老师的评价客观，使得管理系统的数据参考价值提高，利于广泛的推广，便于家长实时掌握学员的学习情况，也便于教师改进教学方法。

Description

智慧数字教育AI课堂大数据管理系统

技术领域

本发明涉及人工智能教学技术领域，尤其涉及智慧数字教育AI 课堂大数据管理系统。

背景技术

随着人工智能的不断深入发展，智慧数字教育已经成为教育发 展领域的必然趋势，而人工智能与教育行业的结合主要有如下几个 优点：一、辅助教学，未来人工智能产品一定会更加深入的参与到 教学工作中，智能体将与老师进行更全面的合作来达到一个更好的 教学效果，智能体在知识的精确度、知识量、知识面和呈现方式上 都有明显的优势，可以借助人工智能的这些优点为学生开展更生动 形象的课程；二、因材施教，教育资源相对匮乏是导致开展因材施 教实施难的重要因素之一，在人工智能时代，因材施教的难题将得 到一定程度的解决，因为智能体可以根据每个学生的特点、兴趣和 学习进度进行针对性的教育，所以学生对学习能够产生一定的兴 趣，进而提升学习的效果；三、多方参与，人工智能产品的应用使 得多方参与到教育中变得更加容易，学校、老师、家长和教育专家 都可以参与到学生的培养当中，也可以随时掌握学生的学习情况， 同时多方参与的教育方式会为学生创造出一个多维的学习空间，可 以真正做到全面发展。

经检索，中国专利号CN202011120934.0公开了智慧数字教育 AI课堂大数据管理平台及装置，其没有阐述学习内容的来源，对学 习内容的管理空白，使得AI课堂大数据的管理不够全面，且对学员 和老师的评价不够客观，无法综合评价，使得管理系统的数据参考 价值降低，不利于广泛的推广，带来了系统缺陷的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的智 慧数字教育AI课堂大数据管理系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，包括后台登录模块、密 码输入模块、判断模块、教案导入模块、学习内容生成模块、学习 数据库、显示模块、试卷生成测试模块、试题库、测评模块、信息 录入模块、视频监控模块、数据整合模块、存储模块和反馈模块；

其中，所述视频监控模块包括提取单元、计时单元和上传单 元；所述测评模块包括分数计算单元、教师评价单元、学员评价单 元和状态发送单元；所述学习内容生成模块包括关键词提取单元、 关联度计算单元和内容整合单元。

进一步地，所述后台登录模块用于教师登录后台，并进入密码 输入模块；所述密码输入模块用于输入登录密码，并将登录密码发 送至判断模块；所述判断模块用于判断登录密码是否正确，若正 确，自动进入教案导入模块，若不正确，则返回密码输入模块，密 码输入模块间隔2t分钟后再次提供密码输入；其中t为密码不正确 次数；

所述教案导入模块用于导入教学方案，并将教学方案发送至学 习内容生成模块。

进一步地，所述学习数据库用于存储历史学习内容，并将历史 学习内容发送至学习内容生成模块；所述学习内容生成模块用于生 成学习内容，并将学习内容发送至显示模块和试卷生成测试模块， 其生成学习内容的具体操作为：

S1、关键词提取单元利用爬虫技术提取教学方案内的关键词；

S2、关联度计算单元用于计算关键词与历史学习内容的关联度 值，得到多组关联度值，即a1、a2、a3…an；

S3、内容整合单元用于整合历史学习内容，得到学习内容，具 体整合步骤如下：

a、若关联度值＜80％，则不符合要求，统计并排除不符合的关 联度值，记为E；

b、若关联度值≥80％，则符合要求，统计符合的关联度值，记 为F；

c、将F对应的历史学习内容整合，即为学习内容；

所述显示模块用于显示学习内容；所述试题库用于存储历史试 题，并将历史试题发送至试卷生成测试模块；所述试卷生成测试模 块用于依据学习内容整合历史试题，生成试卷，并交由学员解答， 生成解答数据，并将解答数据发送至测评模块。

进一步地，所述E+F＝a1+a2+a3+…+an。

进一步地，所述信息录入模块用于录入人员信息，并发送至数 据整合模块；其中人员信息包括学员信息和教师信息；所述视频监 控模块用于监控课堂情况，生成视频监控数据，并转化为语义信 息，其转化语义信息的具体操作为：

SS1、计时单元用于定时启闭监控设备，得到视频监控数据；

SS2、提取单元基于运动分析提取视频监控数据中的语义信息， 其中运动分析包括提问运动分析、回答运动分析和互动运动分析；

SS3、上传单元将语义信息上传至数据整合模块；

所述数据整合模块用于语义信息和教师信息的匹配，生成状态 数据，并将状态数据发送至测评模块。

进一步地，所述学员信息包括学员个人基本信息、家长基本信 息和座位信息，所述教师信息包括教师个人基本信息，其中，家长 基本信息和教师个人基本信息均包括联系电话和邮箱号；所述状态 数据包括提问数据、回答数据和互动数据。

进一步地，所述测评模块用于生成评价信息，并发送至存储模 块；其中评价信息包括教师评价信息和学员评价信息，且生成评价 信息的具体操作为：

SSS1、教师评价单元用于学员输入对教师的评价，并结合状态 数据中的提问数据、回答数据和互动数据，综合生成教师评价信 息；

SSS2、分数计算单元用于接收解答数据，并计算生成分数数 据；

SSS3、学员评价单元用于教师输入对学员的评价，包括上课状 态评价、知识掌握评价和认真度评价，并结合分数数据，综合生成 学员评价信息；

SSS4、状态发送单元用于发送教师评价信息和学员评价信息；

所述存储模块用于存储教师评价信息和学员评价信息，并将教 师评价信息和学员评价信息发送至反馈模块；所述反馈模块用于向 教师和家长反馈。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过判断模块可避免胡乱导入教学方案，达到确保教 学方案质量的目的，再由学习内容生成模块依据教学方案筛选学习 数据库，从而生成学习内容，明确了学习内容的来源，并将学习内 容发送至显示模块和试卷生成测试模块，达到管理学习内容的目 的，使得AI课堂大数据的管理全面，从而利于达到辅助教学的目 的，能够提高教学效果。

2、本发明通过测评模块生成学员评价信息和教师评价信息，达 到综合评价的目的，使得学员和老师的评价客观，使得管理系统的 数据参考价值提高，利于广泛的推广，便于家长实时掌握学员的学 习情况，也便于教师改进教学方法。

综上所述，该装置能够解决现有的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的 限制。

图1为本发明提出的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统的模 块框图；

图2为本发明提出的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统的视 频监控模块内部单元图；

图3为本发明提出的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统的测 评模块内部单元图；

图4为本发明提出的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统的学 习内容生成模块内部单元图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关 系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因 此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-4，智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，包括后台 登录模块、密码输入模块、判断模块、教案导入模块、学习内容生 成模块、学习数据库、显示模块、试卷生成测试模块、试题库、测 评模块、信息录入模块、视频监控模块、数据整合模块、存储模块 和反馈模块；

其中，视频监控模块包括提取单元、计时单元和上传单元；测 评模块包括分数计算单元、教师评价单元、学员评价单元和状态发 送单元；学习内容生成模块包括关键词提取单元、关联度计算单元 和内容整合单元。

后台登录模块用于教师登录后台，并进入密码输入模块；密码 输入模块用于输入登录密码，并将登录密码发送至判断模块；判断 模块用于判断登录密码是否正确，若正确，自动进入教案导入模 块，若不正确，则返回密码输入模块，密码输入模块间隔2t分钟后 再次提供密码输入；其中t为密码不正确次数；

教案导入模块用于导入教学方案，并将教学方案发送至学习内 容生成模块。

学习数据库用于存储历史学习内容，并将历史学习内容发送至 学习内容生成模块；学习内容生成模块用于生成学习内容，并将学 习内容发送至显示模块和试卷生成测试模块，其生成学习内容的具 体操作为：

S1、关键词提取单元利用爬虫技术提取教学方案内的关键词；

S2、关联度计算单元用于计算关键词与历史学习内容的关联度 值，得到多组关联度值，即a1、a2、a3…an；

S3、内容整合单元用于整合历史学习内容，得到学习内容，具 体整合步骤如下：

a、若关联度值＜80％，则不符合要求，统计并排除不符合的关 联度值，记为E；

b、若关联度值≥80％，则符合要求，统计符合的关联度值，记 为F；

c、将F对应的历史学习内容整合，即为学习内容；

显示模块用于显示学习内容；试题库用于存储历史试题，并将 历史试题发送至试卷生成测试模块；试卷生成测试模块用于依据学 习内容整合历史试题，生成试卷，并交由学员解答，生成解答数 据，并将解答数据发送至测评模块。

E+F＝a1+a2+a3+…+an。

信息录入模块用于录入人员信息，并发送至数据整合模块；其 中人员信息包括学员信息和教师信息；视频监控模块用于监控课堂 情况，生成视频监控数据，并转化为语义信息，其转化语义信息的 具体操作为：

SS1、计时单元用于定时启闭监控设备，得到视频监控数据；

SS2、提取单元基于运动分析提取视频监控数据中的语义信息， 其中运动分析包括提问运动分析、回答运动分析和互动运动分析；

SS3、上传单元将语义信息上传至数据整合模块；

数据整合模块用于语义信息和教师信息的匹配，生成状态数 据，并将状态数据发送至测评模块。

学员信息包括学员个人基本信息、家长基本信息和座位信息， 教师信息包括教师个人基本信息，其中，家长基本信息和教师个人 基本信息均包括联系电话和邮箱号；状态数据包括提问数据、回答 数据和互动数据。

测评模块用于生成评价信息，并发送至存储模块；其中评价信 息包括教师评价信息和学员评价信息，且生成评价信息的具体操作 为：

SSS1、教师评价单元用于学员输入对教师的评价，并结合状态 数据中的提问数据、回答数据和互动数据，综合生成教师评价信 息；

SSS2、分数计算单元用于接收解答数据，并计算生成分数数 据；

SSS3、学员评价单元用于教师输入对学员的评价，包括上课状 态评价、知识掌握评价和认真度评价，并结合分数数据，综合生成 学员评价信息；

SSS4、状态发送单元用于发送教师评价信息和学员评价信息；

存储模块用于存储教师评价信息和学员评价信息，并将教师评 价信息和学员评价信息发送至反馈模块；反馈模块用于向教师和家 长反馈。

本发明的工作原理及使用流程：通过信息录入模块录入学员信 息和教师信息，可使得评价信息与学员和教师对应，从而便于反馈 模块的后期反馈，当教学时，教师通过后台登录模块进入密码输入 模块，并在密码输入模块内输入登录密码，并将登录密码交由判断 模块判断，若第一次不正确，则返回密码输入模块间隔2min再次提 供密码输入，第二次不正确，则间隔4min，依次循环，若正确，则 进入教案导入模块，由教案导入模块导入教学方案，可避免胡乱导 入教学方案，达到确保教学方案质量的目的，再由学习内容生成模 块依据教学方案筛选学习数据库，从而生成学习内容，明确了学习 内容的来源，并将学习内容发送至显示模块和试卷生成测试模块， 达到管理学习内容的目的，使得AI课堂大数据的管理全面，从而利 于达到辅助教学的目的，能够提高教学效果，再由试卷生成测试模 块生成试卷，并交由学员解答，从而得到解答数据，进而使得测评 模块内的分数计算单元分析计算解答数据，得到分数数据，再由学 员评价单元结合教师输入的评价，综合生成学员评价信息，同时视 频监控模块生成语义信息，并交由数据整合模块整合，使得语义信 息和教师信息匹配，得到状态数据，再由教师评价单元结合学员输 入的评价，综合生成教师评价信息，达到综合评价的目的，使得学 员和老师的评价客观，使得管理系统的数据参考价值提高，利于广 泛的推广，便于家长实时掌握学员的学习情况，也便于教师改进教 学方法，完成操作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护 范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换 或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，其特征在于，包括后台登录模块、密码输入模块、判断模块、教案导入模块、学习内容生成模块、学习数据库、显示模块、试卷生成测试模块、试题库、测评模块、信息录入模块、视频监控模块、数据整合模块、存储模块和反馈模块；

其中，所述视频监控模块包括提取单元、计时单元和上传单元；所述测评模块包括分数计算单元、教师评价单元、学员评价单元和状态发送单元；所述学习内容生成模块包括关键词提取单元、关联度计算单元和内容整合单元。

2.根据权利要求1所述的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，其特征在于，所述后台登录模块用于教师登录后台，并进入密码输入模块；所述密码输入模块用于输入登录密码，并将登录密码发送至判断模块；所述判断模块用于判断登录密码是否正确，若正确，自动进入教案导入模块，若不正确，则返回密码输入模块，密码输入模块间隔2t分钟后再次提供密码输入；其中t为密码不正确次数；

所述教案导入模块用于导入教学方案，并将教学方案发送至学习内容生成模块。

3.根据权利要求1所述的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，其特征在于，所述学习数据库用于存储历史学习内容，并将历史学习内容发送至学习内容生成模块；所述学习内容生成模块用于生成学习内容，并将学习内容发送至显示模块和试卷生成测试模块，其生成学习内容的具体操作为：

S1、关键词提取单元利用爬虫技术提取教学方案内的关键词；

S2、关联度计算单元用于计算关键词与历史学习内容的关联度值，得到多组关联度值，即a1、a2、a3…an；

S3、内容整合单元用于整合历史学习内容，得到学习内容，具体整合步骤如下：

a、若关联度值＜80％，则不符合要求，统计并排除不符合的关联度值，记为E；

b、若关联度值≥80％，则符合要求，统计符合的关联度值，记为F；

c、将F对应的历史学习内容整合，即为学习内容；

所述显示模块用于显示学习内容；所述试题库用于存储历史试题，并将历史试题发送至试卷生成测试模块；所述试卷生成测试模块用于依据学习内容整合历史试题，生成试卷，并交由学员解答，生成解答数据，并将解答数据发送至测评模块。

4.根据权利要求3所述的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，其特征在于，所述E+F＝a1+a2+a3+…+an。

5.根据权利要求1所述的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，其特征在于，所述信息录入模块用于录入人员信息，并发送至数据整合模块；其中人员信息包括学员信息和教师信息；所述视频监控模块用于监控课堂情况，生成视频监控数据，并转化为语义信息，其转化语义信息的具体操作为：

SS1、计时单元用于定时启闭监控设备，得到视频监控数据；

SS2、提取单元基于运动分析提取视频监控数据中的语义信息，其中运动分析包括提问运动分析、回答运动分析和互动运动分析；

SS3、上传单元将语义信息上传至数据整合模块；

所述数据整合模块用于语义信息和教师信息的匹配，生成状态数据，并将状态数据发送至测评模块。

6.根据权利要求5所述的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，其特征在于，所述学员信息包括学员个人基本信息、家长基本信息和座位信息，所述教师信息包括教师个人基本信息，其中，家长基本信息和教师个人基本信息均包括联系电话和邮箱号；所述状态数据包括提问数据、回答数据和互动数据。

7.根据权利要求1所述的智慧数字教育AI课堂大数据管理系统，其特征在于，所述测评模块用于生成评价信息，并发送至存储模块；其中评价信息包括教师评价信息和学员评价信息，且生成评价信息的具体操作为：

SSS1、教师评价单元用于学员输入对教师的评价，并结合状态数据中的提问数据、回答数据和互动数据，综合生成教师评价信息；

SSS2、分数计算单元用于接收解答数据，并计算生成分数数据；

SSS3、学员评价单元用于教师输入对学员的评价，包括上课状态评价、知识掌握评价和认真度评价，并结合分数数据，综合生成学员评价信息；

SSS4、状态发送单元用于发送教师评价信息和学员评价信息；

所述存储模块用于存储教师评价信息和学员评价信息，并将教师评价信息和学员评价信息发送至反馈模块；所述反馈模块用于向教师和家长反馈。

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