[发明专利]一种基于大数据的智能教育信息分析系统

摘要

本发明公开一种基于大数据的智能教育信息分析系统，包括图像采集终端、图像预处理模块、教学数据库、学生终端、教师终端和管理服务器；图像预处理模块分别与图像采集终端和教学数据库连接，图像采集终端与教学数据库连接，管理服务器分别与图像预处理模块、教学数据库、学生终端和教师终端连接。本发明通过学生终端、教师终端并结合管理服务器，对教师上传的学习资源按填空题、选择题和解答题形式进行考核，将学生的答案与资源数据库中存储的标准答案进行对比，进而统计学生上课时的知识点掌握系数，便于教师了解各学生的知识点掌握情况，降低教师的工作强度，提高了对各学生学习情况的有效分析，且提高了学生的学习效率。

主权项

1.一种基于大数据的智能教育信息分析系统，其特征在于：包括图像采集终端、图像预处理模块、教学数据库、学生终端、教师终端和管理服务器；图像预处理模块分别与图像采集终端和教学数据库连接，图像采集终端与教学数据库连接，管理服务器分别与图像预处理模块、教学数据库、学生终端和教师终端连接；图像采集终端为高清摄像头，用于实时采集教室内的图像信息，并将采集的图像信息分别发送至教学数据库和图像预处理模块；图像预处理模块用于接收图像采集终端中各图像采集单元发送的图像信息，对接收的图像进行亮度、清晰度调节，直至调节的图像亮度和清晰度满足教学数据库中存储的图像的标准亮度阀值和清晰度阀值，并将调节后的图像发送至管理服务器；教学数据库用于存储图像信息对应的亮度阀值和清晰度阀值，存储上传学习资源的标准选择题答案、标准填空题答案和标准解答题答案，存储若干学生上课时的标准上课行为动作，并存储教师终端上传的学习资源、图像采集终端采集的图像信息以及学生终端上传的作业完成情况、知识点考核情况；学生终端用于采集学生是否在座位上，并下载学生教师终端上传的学习资源，对下载的学习资源进行知识点考核，且分析作业完成情况，并将考核的答案、作业完成情况以及学生是否在座位上的信息发送至管理服务器；教师终端用于上传学习资源至管理服务器，对上传的学习资源进行编辑，并接收管理服务器发送的图像信息、各学生知识点掌握情况；管理服务器接收图像预处理模块发送的图像信息，对接收的图像信息按照接收时间先后顺序进行排序，分别为1,2,...,i,...,h，对图像中的学生动作进行提取，得到学生动作图像集合Si(si1,si2,...,sij,....,sih)，sij表示为第i个图像中第j个学生的行为动作，h表示为拍摄的图像次数，将接收的图像信息发送至教师终端，并将学生动作图像集合与教学数据库中存储的学生标准上课行为动作进行对比，得到学生动作对比集合S′i(s′i1,s′i2,...,s′ij,....,s′ih)，s′ij表示为第i个图像中第j个学生的行为动作与学生标准上课行为动作的对比，若第i个图像中第j个学生的行为动作与学生标准上课行为动作相同，则取s′ij等于1，反之，则取s′ij等于0；管理服务器接收教师终端上传的学习资源，并将接收的学习资源发送至学生终端，同时，管理服务器接收学生终端发送的考核答案、作业完成情况以及学生是否在座位上的信息，对考核答案按照题型类别进行划分，划分成选择题、填空题和解答题，各学生考核的选择题、填空题和解答题对应的答案按照各题型在同一题型类别中的顺序进行排列，分别构成选择题集合Aj(aj1,aj2,....,ajn)，填空题集合Bj(bj1,bj2,....,bjm),解答题集合Cj(cj1,cj2,....,cjk),其中，n、m、k分别表示为选择题数量、填空题的数量、解答题的数量，ajn、bjm和cjk表分别示为第j个学生的第n道选择题答案、第j个学生的第m道填空题答案和第j个学生的第k道解答题答案，选择题中aj1,aj2,....,ajn对应的权重为gaj1,gaj2,....,gajn，填空题中bj1,bj2,....,bjm对应的权重为gbj1,gbj2,....,gbjm，填空题中cj1,cj2,....,cjk对应的权重为gcj1,gcj2,....,gcjk，且gaj1+gaj2+....+gajn+gbj1+gbj2+....+gbjm+gcj1+gcj2+....+gcjk＝1；管理服务器将各学生的选择题、填空题和解答题分别与资源数据库中存储的标准选择题答案、标准填空题答案和标准解答题答案进行逐一对比，分别得到该学生选择题答案对比集合A′j(a′j1,a′j2,....,a′jn)，填空题答案对比集合B′j(b′j1,b′j2,....,b′jm)，解答题答案对比集合Cj(cj1,cj2,....,c′jk)，其中，A′i、B′i、C′i分别第j个学生的选择题答案对比集合、填空题答案对比集合和解答题答案对比集合，且a′jn表示为第j个学生的第n道选择题答案与资源数据库中存储的第n道选择题标准答案的对比值，b′jm表示为第j个学生的第m道填空题答案与资源数据库中存储的第m道填空题标准答案的对比值，c′jk表示为第j个学生的第k道解答题答案与资源数据库中存储的第k道解答题标准答案的对比值，若第j个学生的选择题/填空题/解答题答案与设定的标准答案相一致，则表明a′jn等于1/a′jn等于1/c′jk等于1,若，若学生已完成作业的选择题/填空题/解答题答案与设定的标准答案不符合，则表明a′in等于0/b′im等于0/c′ik等于0；管理服务器根据选择题答案对比集合、填空题答案对比集合、解答题答案对比集合和学生动作对比集合，统计该学生上课时的知识点掌握系数，管理服务器将该学生的知识点掌握系数发送至教师终端。