教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统及使用方法

1.一种教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统，其特征是，包括教师客户端、若干学生客户端、服务器，所述教师客户端包括教师备课模块、教师上课模块、教师作业模块，所述学生客户端包括学生上课模块和学生作业模块，所述服务器包括高效智能批改模块、人员信息模块及其相应的数据库；
所述教师备课模块用于教师备课时编写教学内容以及检测学生学习情况的习题，并输入标准答案和分值，上传至服务器；学生在学生客户端上通过服务器下载教师编写的习题，并解答教师编写的习题，将答案上传至服务器；
服务器中高效智能批改模块对客观题自动批改，并把批改结果传送至教师客户端；服务器中高效智能批改模块对主观题进行预处理，能智能批改的自动批改，不能智能批改的发送给教师客户端，由教师批改，教师批改后将批改结果传送到服务器；服务器最终将批改结果反馈给学生客户端。
2.根据权利要求1所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统，其特征是，所述教师客户端和学生客户端安装在智能设备上，该智能设备为平板电脑或智能手机，亦或是点阵笔、蓝牙智能笔、超声波智能笔与电脑的组合，起到实时采集学生答题信息的作用。
3.根据权利要求1所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统，其特征是，所述服务器为架设私有的服务器或采用公有云。
4.根据权利要求1所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统，其特征是，所述人员信息模块用于教师、学生、校长、局长、家长身份管理。
5.根据权利要求1所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统，其特征是，对于客观题，所述高效智能批改模块自动批改，并向教师客户端、学生客户端反馈批改结果；对于答案数据充分的主观题，高效智能批改模块智能批改，并向教师客户端、学生客户端反馈批改结果；对于答案数据较少不能智能批改的主观题，高效智能批改模块将其发送到教师客户端，由教师批改，并自动存储批改的答案数据和批改结果，最终通过服务器反馈给学生客户端。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统的使用方法，其特征是，包括以下步骤：
1）将教师客户端、学生客户端分别安装于智能设备上，并在服务器的人员信息模块中录入教师、学生、校长、局长、家长的身份信息，该模块用于教师、学生、校长、局长、家长身份管理；
2）课前，教师备课时，登陆教师客户端的教师备课模块，输入教学内容以及用于检测学生学习情况、需要学生回答的习题，并注明该习题是客观题还是主观题，同时设置分值、输入标准答案，教师在完成上述内容后，将其上传至服务器，由服务器向学生客户端推送，供学生下载习题；
3）在教学过程中，师生分别在教师客户端、学生客户端上打开教师上课模块、学生上课模块，所述学生上课模块中设有习题答题区；教师进行必要的教学引入、讲解后，学生在习题答题区解答教师备课时编写的习题，并在各自的智能设备上输入习题的答案，答案通过网络实时上传到服务器；
4）服务器中的高效智能批改模块对上传的答案进行处理，并区分上传的答案是客观题的答案还是主观题的答案；
5）客观题的处理方法：
①高效智能批改模块把学生的客观题答案与教师备课时输入的标准答案进行比对，相同算对，不同算错，高效智能批改模块批改完成后把批改结果从服务器传送到教师客户端；
②教师客户端收到服务器传送的客观题批改结果后，在教师客户端的教师上课模块中设有客观题的答题区域，在答题区域中有用于显示批改信息的学情图标组，便于教师快速查看学生答题的总体情况；
③教师客户端的教师上课模块中还设有查看答案详情的功能，教师点击学情图标组可弹出答案详情页面；
6）主观题的处理方法
①服务器接收到学生的主观题答案后，高效智能批改模块先试用人工智能批改方法，看能否批改本题；若能批改，发送批改结果到教师客户端；若因答案数据较少，人工智能批改方法无法判断答案是否正确，高效智能批改模块把学生的主观题答案及人数发送到教师客户端，由教师批改；
②教师客户端收到服务器传送的主观题处理数据后，在教师客户端的教师上课模块中设有主观题的答题区域，在答题区域中有用于显示批改信息的学情图标组，便于教师快速了解学生答题情况的总体情况；
③同样，教师点击主观题的学情图标组可弹出该题的答案详情页面，每个答案后设有按钮，教师点击按钮进行人工批改，并把批改结果上传服务器存储批改结果；
7）批改完成后，服务器向学生客户端发送批改结果；
8）教师进行课外作业布置时，事先通过教师备课模块将作业录入，并上传服务器，由学生客户端下载课外作业；学生做课外作业时，打开学生作业模块，学生在课外作业的答题区解答习题，并在各自的智能设备上输入答案，上传服务器；服务器对上传的答案进行处理，首先区分上传的答案是客观题答案还是主观题的答案，服务器对客观题、主观题的处理方法如上；同样，教师客户端在教师作业模块中也设有客观题的学情图标组、答案详情页面以及主观题的学情图标组、答案详情页面；服务器最终将批改结果反馈给学生客户端。
7.根据权利要求6所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统的使用方法，其特征是，所述智能设备为平板电脑或智能手机，亦或是点阵笔、蓝牙智能笔、超声波智能笔与电脑的组合，起到实时采集信息的作用。
8.根据权利要求6所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统的使用方法，其特征是，所述服务器为架设私有的服务器或采用公有云。
9.根据权利要求6所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统的使用方法，其特征是，步骤3）中的答案输入方法为语音、键盘或手写，使答案数字化、字符化。
10.根据权利要求6所述的教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统的使用方法，其特征是，步骤3）中的网络为WIFI、3G或4G。

教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统及使\n用方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种教学系统，特别是一种教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统及使用方法。\n背景技术\n[0002] 因材施教是教育的最高目标之一，为了达成因材施教的目标，首先要“因材”，即需要在教学过程中实时了解学生的学习情况，然后才能进行个性化教学。\n[0003] 但是传统的学校、社会辅导班、各类网络直播课教学中，因师生人数之比较低，教师在课堂短短的几十分钟内无法即时了解每个学生的学习情况；课后教师要批改大量作业，作业批改结果的统计费时费力，无暇为每个学生制定个性化学习方案，所以因材施教一直无法在学校、社会辅导班、各类网络直播课的教学中实现。\n[0004] 随着云计算、大数据、移动计算等新技术不断涌现，以及国家把教育信息化作为国家战略，“互联网+”行动计划、促进大数据发展行动纲要等有关政策密集出台，掀起了教育信息化热潮。\n[0005] 目前，教育与信息技术结合的产品有录播课、直播课等视频产品，学习外语的语言类产品，题库类、拍照搜题等题库产品，帮助学生找家教的交易平台产品，学校使用的电子书包、智慧课堂类产品。这些产品中，有部分产品能实现以选择题为主的客观题的学生实时学习情况采集、批改功能，并统计出正确率呈现给教师。但客观题在教学检测中只占很小的一部分，主观题才是教学检测的主要内容，目前教学过程中主观题的处理主要依靠教师课后人工批改的方法，实时性较差，不能及时获得学生的学习情况数据。\n[0006] 目前，另一种对主观题批改的解决方案是用高速扫描仪扫描学生的试卷、作业，再用光学字符识别软件（OCR软件）把答案数字化、字符化，然后运用人工智能或手工批改，常用于考试试卷批改过程中，但这种方法缺乏实时性。\n发明内容\n[0007] 本发明所要解决的技术问题是主观题高效、智能批改的问题，从而提供一种客观题和主观题答题信息实时采集、高效智能批改的教育信息化解决方案及使用方法。\n[0008] 本发明是通过以下技术方案实现的：教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统，其特征是，包括教师客户端、若干学生客户端、服务器，所述教师客户端包括教师备课模块、教师上课模块、教师作业模块，所述学生客户端包括学生上课模块和学生作业模块，所述服务器包括高效智能批改模块、人员信息模块及其相应的数据库；\n所述教师备课模块用于教师备课时编写教学内容以及检测学生学习情况的习题，并输入标准答案和分值，上传至服务器；学生在学生客户端上通过服务器下载教师编写的习题，并解答教师编写的习题，将答案上传至服务器；\n服务器中高效智能批改模块对客观题自动批改，并把批改结果传送至教师客户端；服务器中高效智能批改模块对主观题进行预处理，能智能批改的自动批改，不能智能批改的发送给教师客户端，由教师批改，教师批改后将批改结果传送到服务器；服务器最终将批改结果反馈给学生客户端。\n[0009] 所述教师客户端和学生客户端安装在智能设备上，该智能设备为平板电脑或智能手机，亦或是点阵笔、蓝牙智能笔、超声波智能笔与电脑的组合，起到实时采集学生答题信息的作用。\n[0010] 所述服务器为架设私有的服务器或采用公有云。\n[0011] 所述人员信息模块用于教师、学生、校长、局长、家长身份管理。\n[0012] 对于客观题，所述高效智能批改模块自动批改，并向教师客户端、学生客户端反馈批改结果；对于答案数据充分的主观题，高效智能批改模块智能批改，并向教师客户端、学生客户端反馈批改结果；对于答案数据较少不能智能批改的主观题，高效智能批改模块将其发送到教师客户端，由教师批改，并自动存储批改的答案数据和批改结果，最终通过服务器反馈给学生客户端。\n[0013] 上述教学过程中学生答题信息实时采集、高效智能批改系统的使用方法，其特征是，包括以下步骤：\n1）将教师客户端、学生客户端分别安装于智能设备上，并在服务器的人员信息模块中录入教师、学生、校长、局长、家长的身份信息，该模块用于教师、学生、校长、局长、家长身份管理；\n2）课前，教师备课时，登陆教师客户端的教师备课模块，输入教学内容以及用于检测学生学习情况、需要学生回答的习题，并注明该习题是客观题还是主观题，同时设置分值、输入标准答案，教师在完成上述内容后，将其上传至服务器，由服务器向学生客户端推送，供学生下载习题；\n3）在教学过程中，师生分别在教师客户端、学生客户端上打开教师上课模块、学生上课模块，所述学生上课模块中设有习题答题区；教师进行必要的教学引入、讲解后，学生在习题答题区解答教师备课时编写的习题，并在各自的智能设备上输入习题的答案，答案通过网络实时上传到服务器；\n4）服务器中的高效智能批改模块对上传的答案进行处理，并区分上传的答案是客观题的答案还是主观题的答案；\n5）客观题的处理方法：\n①高效智能批改模块把学生的客观题答案与教师备课时输入的标准答案进行比对，相同算对，不同算错，高效智能批改模块批改完成后把批改结果从服务器传送到教师客户端；\n②教师客户端收到服务器传送的客观题批改结果后，在教师客户端的教师上课模块中设有客观题的答题区域，在答题区域中有用于显示批改信息的学情图标组，便于教师快速查看学生答题的总体情况；\n③教师客户端的教师上课模块中还设有查看答案详情的功能，教师点击学情图标组可弹出答案详情页面；\n6）主观题的处理方法\n①服务器接收到学生的主观题答案后，高效智能批改模块先试用人工智能批改方法，看能否批改本题；若能批改，发送批改结果到教师客户端；若因答案数据较少，人工智能批改方法无法判断答案是否正确，高效智能批改模块根据各个学生答案之间的相似程度以及与教师输入的标准答案的相似程度分为几类，然后把学生的主观题答案及人数发送到教师客户端，由教师批改；\n②教师客户端收到服务器传送的主观题处理数据后，在教师客户端的教师上课模块中设有主观题的答题区域，在答题区域中有用于显示批改信息的学情图标组，便于教师快速了解学生答题情况的总体情况；\n③同样，教师点击主观题的学情图标组可弹出该题的答案详情页面，每个答案后设有按钮，教师点击按钮进行人工批改，并把批改结果上传服务器存储批改结果；\n7）批改完成后，服务器向学生客户端发送批改结果；\n8）教师进行课外作业布置时，事先通过教师备课模块将作业录入，并上传服务器，由学生客户端下载课外作业；学生做课外作业时，打开学生作业模块，学生在课外作业的答题区解答习题，并在各自的智能设备上输入答案，上传服务器；服务器对上传的答案进行处理，首先区分上传的答案是客观题答案还是主观题的答案，服务器对客观题、主观题的处理方法如上；其中客观题批改结果立刻发送给学生，供学生订正用，主观题批改结果等教师批改后发送；同样，教师客户端在教师作业模块中也设有客观题的学情图标组、答案详情页面以及主观题的学情图标组、答案详情页面；服务器最终将批改结果反馈给学生客户端。\n[0014] 所述智能设备为平板电脑或智能手机，亦或是点阵笔、蓝牙智能笔、超声波智能笔与电脑的组合，起到实时采集信息的作用。\n[0015] 所述服务器为架设私有的服务器或采用公有云。\n[0016] 步骤3）中的答案输入方法为语音、键盘或手写，使答案数字化、字符化。\n[0017] 步骤3）中的网络为WIFI、3G或4G。\n[0018] 本发明在教学过程中应用智能设备和软件系统实时采集学生解答习题的答案，客观题自动批改，主观题前期主要采用人工高效批改方法，后期在取得一定答案数据后，这些数据将用于人工智能的训练，最终实现智能批改，批改结果可实时呈现给教师，为教师调整教学策略提供依据，实现因材施教。\n[0019] 本发明可用于传统的学校、社会辅导班、各类网络直播课等多种课程形式的教学全过程中，课前教师备课时编写用于检测学生学习情况的问题、习题并输入标准答案和分值；课中或课后的学习过程中，学生在智能设备上解答教师编写的问题、习题，上传服务器；\n服务器中高效智能批改功能模块对客观题自动批改并把结果传送给教师，服务器中高效智能批改功能模块对主观题进行预处理，能智能批改的自动批改，不能智能批改的发送给教师，由教师批改；这些批改结果反馈到服务器，最后反馈给学生。\n[0020] 本发明的优点就在于解决了现行教学中的诸多痛点：\n1）教师可从繁重的批改作业这项任务中解脱出来，以中小学学校教育为例，据调查，目前中小学学生作业、考试卷中客观题达到了70%左右，在使用本发明之后，教师批改的作业量大大减少，可把更多的时间用于对学生个性化教学；\n2）学生不需要再做全班统一的作业了，根据学生的学习情况，教师可给学生定制作业，使作业更有针对性，学生在做作业过程中，学生可得到答案对错情况的及时反馈，缩短了传统的第二天交作业再由教师批改后才能得到反馈的学习流程，可极大地提高学习效果；\n3）在人员信息模块中可录入校长、局长的身份信息，开发教育主管人员客户端，这样校长、教育局长不再需要通过组织统一考试才能了解教学情况了，坐在办公室打开电脑就可了解任何一节课的教学情况，可以查看任何一位学生的学习情况；\n4）同样，在人员信息模块中可录入家长的身份信息，开发家长客户端，家长在电脑或手机上也能了解孩子每节课、每个习题的学习情况；\n5）在教学过程中积累的数据可用于对学生进行伴随性评价，可让高一级学校招生时更详细地了解学生的能力，为选拔人才提供了依据，若能大规模使用可消除高考的一些弊端。\n[0021] 本发明实现了教育的“网络化、数字化、个性化”，使学生“处处能学、时时可学”，能与现行教育深度融合，达到“课堂用、经常用、普遍用”的效果，能很容易地大规模复制到教育资源薄弱地区，实现教育公平、因材施教。\n附图说明\n[0022] 图1为本发明的结构示意图；\n图2为本发明的使用流程图；\n图3为本发明中客观题的学情图标组；\n图4为本发明中客观题的答案详情页面；\n图5为本发明中主观题的学情图标组；\n图6为本发明中主观题的答案详情页面。\n具体实施方式\n[0023] 以下参照附图说明本发明的具体实施方式。\n[0024] 1.系统组成概述\n如图1所示，本发明由教师客户端、若干学生客户端和服务器组成。\n[0025] 教师客户端和学生客户端安装在智能设备上，智能设备指：①平板电脑、②智能手机、③点阵笔、蓝牙智能笔或超声波智能笔等与电脑的组合等，起到实时采集学生答题信息的作用。\n[0026] 教师客户端由教师备课模块、教师上课模块、教师作业模块等功能模块构成，教师备课模块用于教师备课，录入教学内容和习题，教师上课模块用于课堂教学、课堂练习的习题等，教师作业模块用于课外作业的发布、批改等。\n[0027] 学生客户端由学生上课模块、学生作业模块等功能模块构成，学生上课模块用于课堂学习、解答课堂练习习题，学生作业模块用于解答教师作业模块发布的课外作业。\n[0028] 服务器可以是架设私有的服务器，也可以采用公有云（以下称为服务器）。\n[0029] 服务器中由高效智能批改模块、人员信息模块及他们相应的数据库构成，在人员信息模块中录入教师、学生、校长、局长、家长的身份信息，该模块用于教师、学生、校长、局长、家长身份管理；高效智能批改模块可以：①自动批改客观题，向教师、学生返还批改结果，②智能批改答案数据充分的主观题，向教师、学生返还批改结果，③对于答案数据较少不能智能批改的主观题，根据各个学生答案之间的相似程度以及与教师输入的标准答案的相似程度分为几类，发送到教师客户端，由教师批改，高效智能批改模块自动存储批改的答案数据和批改结果。\n[0030] 2.教师备课\n课前，教师备课时，登陆教师客户端的教师备课模块，输入教学内容以及用于检测学生学习情况、需要学生回答的问题、习题（以下统称为习题），注明该习题是客观题还是主观题，并设置分值、输入标准答案，（客观题指答案明确、数量有限的习题，如选择题、判断题、连线题、部分填空题、作图题等；主观题指与标准答案意思相同但因表述方法不同而使答案数量众多的习题）。教师在编写好习题后，将习题、分值、标准答案等上传至服务器（见图1中的附图标记1），由服务器向学生客户端设备推送，供学生下载习题（见图1中附图标记2）。\n[0031] 3.教学过程中学生答题数据采集方法\n在教学过程中（包含且不限于学校或辅导班课堂教学、网络直播课教学、学生做课后作业等形式），师生分别在教师客户端、学生客户端打开各自的上课模块（学生上课模块中设有习题答题区），教师进行必要的教学引入、讲解后，学生在习题答题区域解答教师备课时编写的习题，并在各自的智能设备上输入答题的答案，输入方法包括语音、键盘、手写等方法使答案数字化、字符化；这些答案通过网络（WIFI、3G、4G或其他方法）实时上传到服务器（见图1中附图标记3）。\n[0032] 4.服务器中高效智能批改功能模块对上传的答案进行处理，首先区分上传的答案是客观题答案还是主观题的答案，下面分别介绍客观题主观题的处理方法。\n[0033] 5.客观题的处理方法\n①服务器对客观题答案进行处理\n高效智能批改模块把学生的客观题答案与教师备课时输入的标准答案进行比对，相同算对，不同算错，高效智能批改模块批改完成后把批改结果从服务器传送到教师客户端（见图1中附图标记4）。批改结果包括答对人数、答错人数、未提交答案人数、每个学生答案及其对错信息、答题次数、答题时间，以及教育行业中常见的教学指标，如优分率、差分率、及格率、平均分、难度系数、区分度、标准分。这些教学指标可动态生成，即学生答题情况发生变化时，高效智能批改模块将重新计算这些教学指标。\n[0034] ②客观题答案统计结果显示在教师客户端的方法\n教师客户端收到服务器传送的客观题处理数据后，在教师客户端的教师上课模块中设有客观题的答题区域，在答题区域中有用于显示批改信息的学情图标组，学情图标组显示教师根据任教班级的情况自主选择的一些批改结果和教学指标，便于教师快速查看学生答题的总体情况，例如：该答题区域可用三个图标组成学情图标组，第一个图标上显示答对人数，第二个图标上显示答错人数，第三个图标显示未提交答案的人数。\n[0035] ③教师查看学生具体答题情况的方法\n教师客户端的教师上课模块中还设有查看答案详情的功能，教师点击学情图标组可弹出答案详情页面，页面上显示有习题的题号、每个学生的姓名、具体的答案内容、答案批改结果、答题次数、答题时间、优分率、差分率、及格率、平均分、难度系数、区分度、标准分等内容，这些教学指标也可由教师自主选择。\n[0036] 6.主观题的处理方法\n①服务器对主观题答案进行智能批改\n服务器接收到学生的主观题答案后，高效智能批改模块先试用人工智能批改方法，看能否批改本题。若能批改，发送批改结果信息到教师客户端，这些批改信息包含全对人数、半对人数、全错人数，或者为不同分值的得分人数，以及答题次数、答题时间、优分率、差分率、及格率、平均分、难度系数、区分度、标准分；这些教学指标也可由教师自主选择，这些教学指标可动态生成，即学生答题情况发生变化时，高效智能批改模块将重新计算这些教学指标（见图1中附图标记5）。\n[0037] 若因答案数据较少，人工智能批改方法无法判断答案是否正确，高效智能批改模块根据各个学生答案之间的相似程度以及与教师预设的标准答案的相似程度把学生答案分为几类，然后把这些未能智能批改的答案及人数发送到教师客户端，由教师批改（见图1中附图标记6），教师可以人工增加或减少答案分类的数目。\n[0038] 学生的答案与标准答案进行比对、把各个学生答案之间进行比对，得到答案之间的相似程度百分比值，与标准答案相似的为一类,其余答案相似程度达80%以上的为一类,发送给教师，教师查看分类答案后，可以通过增加或减少分类数目的方法指令高效智能批改模块重新调整答案分类情况。\n[0039] ②主观题答案统计结果显示在教师客户端的方法\n教师客户端收到服务器传送的主观题处理数据后，在教师客户端的教师上课模块中设有主观题的答题区域，对应主观题的答题区域有用于显示批改信息的学情图标组，学情图标组显示教师根据任教班级的情况自主选择的一些批改结果和教学指标，便于教师快速了解学生答题情况的总体信息，例如：该主观题的答题区域显示有五个图标组成学情图标组，第一个图标上显示答案需要手工批改的人数（即图5中最左边数据中的人数），第二个图标上显示全对人数，第三个图标上显示半对人数，第四个图标上显示全错人数，第五个图标显示未提交答案的人数。\n[0040] ③教师查看学生具体答题情况的方法\n同样，教师点击主观题的学情图标组可弹出该题的答案详情页面，页面上显示每个学生的姓名、得分分值、具体答案内容、答题次数、答题时间等信息（可根据需要设置），并且在每个答案后有全对、半对、全错按钮，或每个答案后设有不同分值的按钮，教师点击不同按钮进行人工批改，教师批改后，批改结果上传服务器存储，同时高效智能批改模块重新生成批改结果，该批改结果信息包含全对人数、半对人数、全错人数，或者为不同分值的得分人数，以及答题次数、答题时间、优分率、差分率、及格率、平均分、难度系数、区分度、标准分，然后把批改结果发送到教师客户端；这些教学指标也可由教师自主选择（见图1中附图标记\n7）。\n[0041] 7.批改完成后，服务器向学生客户端发送批改结果，在一节课结束后或一次课后作业批改结束后，高效智能批改模块生成学生的学习情况统计表，统计表包含所学的知识点、以上的一些教学指标（见图1中附图标记8）。\n[0042] 8.教师进行课外作业布置时，事先通过教师备课模块将作业录入，并上传服务器，由学生客户端下载课外作业。学生做课外作业时，打开学生作业模块，学生在课外作业的答题区解答习题，并在各自的智能设备上输入答案，上传服务器；服务器对上传的答案进行处理，首先区分上传的答案是客观题答案还是主观题的答案，服务器对客观题、主观题的处理方法如上。同样，教师客户端在教师作业模块中也设有客观题的学情图标组、答案详情页面以及主观题的学情图标组、答案详情页面。服务器最终将批改结果反馈给学生客户端。\n[0043] 本发明中，高效智能批改模块得出批改结果后，可将答错的批改信息反馈给相应的学生，由学生订正答案，并上传服务器，再次进行批改。