[发明专利]一种基于大数据的云端教育管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于大数据的云端教育管理系统，其特征在于，包括：

云端数据存储模块，所述云端数据存储模块将历史数据中各个学生的上课表现及相应老师的教学表现保存到云端数据库中；

学生状态监控模块，所述学生状态监控模块用于对云端数据存储模块存储的历史数据中学生课堂注意力变化趋势及课堂知识点掌握程度进行监控；

教育方案生成模块，所述教育方案生成模块根据学生状态监控模块中各个学生的监控结果，生成针对同一班级中学生课程的教育方案；

教师管理模块，所述教师管理模块根据教育方案生成模块生成的教育方案，对教师的教学方式进行管理。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的云端教育管理系统，其特征在于：所述学生状态监控模块包括注意力监控模块及知识点掌握度监控模块，

所述注意力监控模块通过摄像头获取学生上课时的听课状态，进而分析出学生上课时的注意力变化趋势，得到每个学生对应的注意力变化曲线；

所述知识点掌握度监控模块通过课后测试的方式得到每个学生对课堂知识点的掌握情况，并分析学生在知识点学习过程中注意力综合影响值与知识点掌握度之间的线性关系。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的云端教育管理系统，其特征在于：所述注意力监控模块通过摄像头获取学生上课时的听课状态的方法包括以下步骤：

S1.1、每隔第一单位时间通过学生上课设备中的摄像头获取一次学生上课状态图片；

S1.2、对学生上课状态图片中学生的动作状态进行提取，并进行等比例缩放，得到标准尺寸的学生动作状态，记为第一学生动作状态，

S1.3、以第一学生动作状态的中心点为原点，以过原点且与学生上课状态图片的宽平行的直线为x轴，以过原点且与学生上课状态图片的长平行的直线为y轴，构建第一平面直角坐标系，

识别第一学生动作状态中的各身体部位，获取数据库中第一学生动作状态中的各身体部位的中心点对应的编号，并获取各身体部位的中心点在第一平面直角坐标系中对应的坐标点，按从小到大的顺序逐个将各编号对应的坐标点添加到一个空白集合中，得到第一集合，

所述第一集合中将不存在的编号对应的坐标点相应的元素记为空，所述第一集合中的元素序号与相应元素对应的身体部位的中心点对应的编号相同；

S1.4、将数据库中预制的每个学生状态图中各身体部位的中心点对应编号相应的坐标点集合，记为第二集合，

获取各个第二集合分别与第一集合对应的综合偏差值，

所述综合偏差值等于第一集合与第二集合中各个身体部位的中心点对应编号相应的坐标偏差值的累加和，将编号j相应的坐标偏差值记为F(j)，

当第一集合与第二集合中的第j个元素均为坐标点时，则F(j)等于两个坐标点之间的距离，

当第一集合与第二集合中的第j个元素一个为坐标点且另一个为空时，则F(j)等于第一阈值a，所述第一阈值a通过数据库查询获取，

当第一集合与第二集合中的第j个元素均为空时，则F(j)等于0；

S1.5、获取数据库中各个预制的学生状态图对应的第二集合与第一集合之间对应的综合偏差值，选取最小综合偏差值对应的预制的学生状态图在数据库中对应的状态值，作为第一学生动作状态对应的学生上课时在相应时间点的听课状态；

所述注意力监控模块得到第i个学生对应的注意力变化曲线的方法包括以下步骤：

S2.1、获取第i个学生上课时不同时间点对应的状态值，

将第i个学生在上课开始后的时间t听课的状态值记为ZTit，并以[i，(t，ZTit)]的形式保存到数据库中；

S2.2、以o1为第二原点，以距离上课起始时间点的时长为x1轴，以学生上课的状态值为y1轴，构建平面第二平面直角坐标系；

S2.3、将S2.1中第i个学生对应的[i，(t，ZTit)]中的(t，ZTit)作为第二平面直角坐标系中的第二标注点，

将t为不同值时对应的各个第二标注点标注在第二平面直角坐标系中相应的坐标位置，

并根据数据库中预制的第一线性拟合模型，对第二平面直角坐标系中的各个标注点进行拟合，得到第i个学生对应的注意力变化曲线Gi(x1),0≤x1≤tx1，所述tx1表示一节课程的总时长。