专利名称：手持式学习诊断分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种学习诊断分析的电子装置，特别是一种结合学习数学、物理、化学
等理科类学科的科学方法与微电脑技术，根据智能化测试分析使用者的学习状况，出具知 识结构、应试能力诊断报告，并可以针对未掌握之处加以反复学习的手持式学习分析诊断装置。
背景技术：
目前，市场上的学习装置良莠不齐，在产品设计和学习过程中大多存在着以下缺 点 (1)学习者原有的知识结构和水平、学习能力是参差不齐的，师资资源的匮乏性， 使教师无法针对学习者的个体差异调整教学的进度与内容，实施个性化教育。现有的手持 式或者掌上型的电子学习装置局限教材版本，采用的学习训练模式简单机械，学习内容与 进度是预先设定好的，无法依据使用者的学习状况来设计不同的学习进度与内容，或采取 不同的训练模式。 (2)没有根据考试大纲的要求和解题能力的培养对教材中的知识点进行归纳组 合，仍然是盲目的题海战术，直线罗列知识点，简单堆砌学习资源，使得学习者对于整体的 知识结构缺乏清晰的认识，没有针对学科特点采用适合的数据分析方法，不利于学习者对 隐性知识的学习。 (3)只能依据已知的答案来改分数而无法依据使用者的答案来分析使用者的学习 成绩，没有对学习者学习情况的准确评价，没有对学习过程进行记录，从而分析学习者对知 识点的掌握情况，使得学习者对自己学习过程中的状态不了解，可能训练的内容是已经掌 握的，未掌握的内容却没有发现，存在着大量的重复劳动和浪费时间现象，学习的效率无法 提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能动态地跟踪学习者对知识点的掌握情 况，进行系统科学的诊断分析，更准确地针对学生在学习能力和知识结构的差异性，智能调 整训练模式的手持式学习装置。 为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的本发明所述手持式学习诊断 分析装置由壳体、中央处理器、微处理器单元、显示驱动单元、触屏液晶显示屏、I/A接口、语 言处理单元、发声装置、程序存储器、主控程序、界面程序、阅巻程序、数据管理程序、知识结 构能力水平评估程序、个性化训练模式程序、信息评价程序、计时程序、输入单元、电源处理 单元、资料数据存储器、试题数据库、试题关联资料库、知识库、知识点概念库、知识结构库、 智能评语库、个性化数据库；中央处理器内部设有微处理器单元、资料数据存储器和程序存 储器，且资料数据存储器和程序存储器分别与微处理器单元构成双向数据电连接；资料数 据存储器内部依次设有试题数据库、试题关联资料库、知识点概念库、知识结构库、智能评语库、个性化数据库，且知识点概念库和知识结构库构成知识库；程序存储器内部依次设有 界面程序、阅巻程序、数据管理程序、知识结构能力水平评估程序、个性化训练模式程序、信 息评价程序和计时程序；显示驱动单元设于中央处理器外部，与微处理器单元构成双向数 据电连接；触屏液晶显示屏设于中央处理器外部，与显示驱动单元构成双向数据电连接； 1/A接口设于中央处理器外部，并与微处理器单元构成双向数据电连接；电源处理单元设 于中央处理器外部，并与微处理器单元构成双向数据电连接；输入单元设于中央处理器外 部，并与微处理器单元构成双向数据电连接；发声装置设于中央处理器外部，并与微处理器 单元构成双向数据电连接；语言处理单元设于中央处理器外部，并与微处理器单元构成双 向数据电连接。 所述输入装置为按键区及触摸屏，该按键包括上下左右方向键、确认键、返回键、 声音大小调节功能键。 所述按键区固定安装在外壳正面下部。
所述触摸屏固定安装在外壳正面上部。
所述微处理器单元被安装在壳体的内腔。 所述壳体的侧面还设有外部设备和与微处理器连接的1/A接口。 本发明的积极效果本发明所述手持式学习诊断分析装置是一种基于嵌入式平台
的对学生数理化学习知识结构进行诊断分析的手持式电子装置。目前市场上尚无类似产品
可以实现该功能的。它能自动存储学生学习过程中所产生的全部数据信息，运用专业智能
算法，为使用者提供了市面上最精确的知识结构分析手段，从而解决了在学习过程中，因这
类数据不足而无法设计具有实际意义的个性化学习方案的现状。它不同于通常分析过程必
须依赖优秀教师经验判断的方式，毋需教职人员参与分析，也不需要依赖互联网络的即时
通讯，及时便捷。在学生测试后，系统根据做题结果动分析该名学生在每个知识点上的掌
握程度，生成知识结构诊断分析报告，为学生锁定知识缺陷，并且根据知识结构诊断分析的
结果对症下药及时弥补知识缺陷，即是为这个学生专门量身订做的个性化学习方案，快速
提高数理化成绩，通过智能测试、智能诊断与智能评价，动态地跟踪学生对知识点的掌握情
况，让学生及其家长准确清楚的了解学生的知识结构、学习状况(包括其历史的、现实的、
将来的发展趋势)，充分了解自己的优点以及特别需要加强的弱点在哪里。自动为学习者过
滤筛选不必要的重复训练，集中精力针对自己通过做题表现出来的知识和能力上的弱点及
时进行弥补，让学生在最短的时间内进行最有效的学习。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可
以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明外形结构示意图 图2是本发明结构原理示意图 图3是本发明测试中诊断分析程序流程图 图中，l中央处理器 2微处理器单元 3显示驱动单元
4触屏液晶显示屏 5I/A接口 6语言处理单元
7发声装置 8程序存储器 9主控程序
10界面程序 11阅巻程序 12数据管理程序 13知识结构能力水平评估程序14个性化训练模式程序
15信息评价程序 16计时程序 17输入单元
18电源处理单元 19资料数据存储器 20试题数据库
21试题关联资料库 22知识库 23知识点概念库
24知识结构库 25智能评语库 26个性化数据库 27外壳
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式
和 附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发 明，但并不作为对本发明的限定。 如图l和图2所示，本发明所述手持式学习诊断分析装置由壳体27、中央处理器 1、微处理器单元2、显示驱动单元3、触屏液晶显示屏4、I/A接口 5、语言处理单元6、发声装 置7、程序存储器8、主控程序9、界面程序10、阅巻程序11、数据管理程序12、知识结构能力 水平评估程序13、个性化训练模式程序14、信息评价程序15、计时程序16、输入单元17、电 源处理单元18、资料数据存储器19、试题数据库20、试题关联资料库21、知识库22、知识点 概念库23、知识结构库24、智能评语库25、个性化数据库26 ;中央处理器1内部设有微处理 器单元2、资料数据存储器19和程序存储器8，且资料数据存储器19和程序存储器8分别与 微处理器单元2构成双向数据电连接；资料数据存储器19内部依次设有试题数据库20、试 题关联资料库21、知识点概念库23、知识结构库24、智能评语库25、个性化数据库26，且知 识点概念库23和知识结构库24构成知识库22 ;程序存储器8内部依次设有界面程序10、 阅巻程序11、数据管理程序12、知识结构能力水平评估程序13、个性化训练模式程序14、信 息评价程序15和计时程序16 ;显示驱动单元3设于中央处理器1外部，与微处理器单元2 构成双向数据电连接；触屏液晶显示屏4设于中央处理器1外部，与显示驱动单元3构成双 向数据电连接；I/A接口 5设于中央处理器1外部，并与微处理器单元2构成双向数据电连 接；电源处理单元18设于中央处理器1外部，并与微处理器单元2构成双向数据电连接； 输入单元17设于中央处理器1外部，并与微处理器单元2构成双向数据电连接；发声装置 7设于中央处理器1外部，并与微处理器单元2构成双向数据电连接；语言处理单元6设于 中央处理器1外部，并与微处理器单元2构成双向数据电连接。 所述输入单元17为按键区及触摸屏，该按键区包括上下左右方向键、确认键、返
回键、声音大小调节功能键。 所述按键区固定安装在外壳正面下部。 所述触摸屏固定安装在外壳正面上部。 所述微处理器单元2被安装在壳体的内腔。 所述壳体27的侧面还设有外部设备和与微处理器连接的I/A接口 。
本发明诊断测试的测试过程的范例包含有下列步骤
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如图3所示 步骤(1):开始操作学习诊断分析装置； 步骤(2):通过输入单元17选择测试内容和模式 步骤(3):介面程序10按照选择的测试模式，选出试题组并将其显示在触屏液晶 显示屏4上； 步骤(4):输入单元17，录入各个试题的答案； 步骤(5):介面程序10启动阅巻程序ll，对试题组以及答案自动批改； 步骤(6):知识结构水平分析和能力评估程序13依据所关联的知识点进行统计，
并得到对于各个相关的知识点的巻面得分； 步骤(7)知识结构水平分析、能力评估程序13计算各知识点的掌握比例，更新知 识点掌握度数据库。 步骤(8)知识结构水平分析、能力评估程序13比较各历史学习记录信息，计算各 知识点的发展趋势。 步骤(9)知识结构水平分析、能力评估程序13根据各知识点的基础知识、技巧方 法、思维拓展计算能力测评指标。 步骤(10)知识结构水平分析、能力评估程序13根据试巻整体难度，评定成绩等
级。
步骤(11)数据管理程序12将学习成绩记录于历史学习记录数据库中 步骤(12)信息评价程序15出具诊断报表，制定个性化学习方案 步骤(13)界面程序10在显示单元上显示一份学习诊断报表； 步骤(14)根据诊断报表的评估，智能推荐个性化的训练模式。 步骤(15)是否继续操作学习诊断分析装置进一步练习，若是，则跳回步骤(2)。 步骤(16)结束并退出学习诊断分析装置。 本发明各部件和程序功能说明
微处理器单元2 :用来执行存储于所述存储器内的程序，分析使用者的知识结构
和水平、学习能力。 程序存储器8 :与微处理器单元2连接，用来存储数据及可由所述处理单元执行的 程序指令。 试题数据库20 :存储于所述存储器中，又称测评资源数据库。该数据库储存有多 个试题及各个试题和答案，每一试题均对应于至少一种知识点。预存每一个试题均是预先 以人工方式制定难度系数及题型系数。将试题的难度类别分成低难度、中难度和高难度；其 中高难度具有最高的系数值，低难度则具有最低的系数值。该试题数据库是将试题的题型 类别包括选择题、填空题和解答题；其中选择题的题型系数值最低，解答题的题型系数值则 知识库22 :存储于所述存储器中，包括知识点概念数据库23和知识结构数据库 24。该数据库储存有知识点概念、知识点的关联关系、运用知识点解题的技巧和思想方法、 知识结构框架。 试题关联资料库21 :主要是记录各试题与知识点概念间的相关程度。
个性化数据库26 :存储于所述存储器中，包括历史学习记录数据库，知识点掌握
6程度数据库。当学习者在初始测试之后，就产生学习者对某些知识点的学习记录和学习效 果，这些学习记录与学习效果传递给个性化的数据库中的历史学习记录信息；它保存学习 者学习记录与学习效果信息，同时将这些信息供知识结构水平分析、能力评估程序、个性化 训练模式推荐程序调用；。 数据管理程序将学生学习情况、动态、详细进度等信息及时添加到历史学习记录 数据库，用来记录使用者对于各个知识点的学习状况。 知识点掌握程度数据库包括知识点、知识点索引表和掌握度数据区。知识点是由 预置的原知识点和非原知识点(基于原知识点及其之间的关联关系，解题技巧、思想和方 法)，以及与各知识点掌握程度对应的级别等数据构成。每个知识点的初始状态，为"空白"。 在学习者对某些知识点进行了练习后，其相关的知识点状态随之改变。 在掌握度数据区内存储有各知识点的掌握级别，知识结构水平、能力评估程序通 过知识点在知识点索引表中去查找掌握程度数据的地址，然后根据查找到的掌握度数据地 址在掌握度区处理数据。知识点索引包括两个部分知识点、该知识点的掌握程度数据地 址；知识点的学习状况数据包含2个部分上一次改变的掌握程度ND和上一次接触该知识 点的时间。 界面程序10 :存储于所述存储器中，从该试题数据库中依据预定的出题方式在所 述数据库中调出一组试题，并将这些试题通过输出装置显示给使用者，以及由所述输入单 元17来接收所述使用者对各个试题作答所做的输入。
计时程序16 :可用来计算该应试者作答每一个试题所花费的时间。
阅巻程序11 :可用来评判该应试者作答的每一个试题是否答对，并给予答对的每
一个试题应得的分数。 主控程序9 :当使用者对某一知识点进行学习训练时，主控程序P先根据学习者训 练试题的测试结果，运行智能分析程序，按照预置的算法将该测试结果转换成学习者对某 个知识点掌握程度，最后智能地选择推荐个性化的训练模式程序。 数据管理程序12:用于提取、调用学习资源。包括收集关于学习者对学习资源的 掌握情况的能力信息并整理入库，并从所述学习资源中选择合适的部分提供给所述学习 者，所述合适的部分包含关于所述学习者需要学习哪些所述知识点的信息。记录学习效果， 其结果动态更新个性化个性化的数据库域中各个知识点的掌握状态。 知识结构水平、能力评估程序13 :从历史记录数据库中调取学习者的学习记录 和学习效果，根据知识结构评估学习者的学习状态，通过数据分析指导学习者进一步的学 习； 个性化训练模式推荐程序14 :根据知识结构水平分析、评估程序或者个性化数据 库提供的学习者的学习状态信息，推荐个性化的训练模式。 信息评价程序15 :存储于所述存储器中，对学习者的学习过程进行动态跟踪，用 来将该使用者对各个试题所做的输入与各个试题的答案做比较，并依据各个试题的比较结 果以及各个试题相对应的知识点来分析该使用者对于各个知识点的学习状况。
权利要求
一种用手持式学习诊断分析装置，其特征在于其由壳体(27)、中央处理器(1)、微处理器单元(2)、显示驱动单元(3)、触屏液晶显示屏(4)、I/A接口(5)、语言处理单元(6)、发声装置(7)、程序存储器(8)、主控程序(9)、界面程序(10)、阅卷程序(11)、数据管理程序(12)、知识结构能力水平评估程序(13)、个性化训练模式程序(14)、信息评价程序(15)、计时程序(16)、输入单元(17)、电源处理单元(18)、资料数据存储器(19)、试题数据库(20)、试题关联资料库(21)、知识库(22)、知识点概念库(23)、知识结构库(24)、智能评语库(25)、个性化数据库(26)；中央处理器(1)内部设有微处理器单元(2)、资料数据存储器(19)和程序存储器(8)，且资料数据存储器(19)和程序存储器(8)分别与微处理器单元(2)构成双向数据电连接；资料数据存储器(19)内部依次设有试题数据库(20)、试题关联资料库(21)、知识点概念库(23)、知识结构库(24)、智能评语库(25)、个性化数据库(26)，且知识点概念库(23)和知识结构库(24)构成知识库(22)；程序存储器(8)内部依次设有界面程序(10)、阅卷程序(11)、数据管理程序(12)、知识结构能力水平评估程序(13)、个性化训练模式程序(14)、信息评价程序(15)和计时程序(16)；显示驱动单元(3)设于中央处理器(1)外部，与微处理器单元(2)构成双向数据电连接；触屏液晶显示屏(4)设于中央处理器(1)外部，与显示驱动单元(3)构成双向数据电连接；I/A接口(5)设于中央处理器(1)外部，并与微处理器单元(2)构成双向数据电连接；电源处理单元(18)设于中央处理器(1)外部，并与微处理器单元(2)构成双向数据电连接；输入单元(17)设于中央处理器(1)外部，并与微处理器单元(2)构成双向数据电连接；发声装置(7)设于中央处理器(1)外部，并与微处理器单元(2)构成双向数据电连接；语言处理单元(6)设于中央处理器(1)外部，并与微处理器单元(2)构成双向数据电连接。
2. 根据权利要求l所述的用手持式学习诊断分析装置，其特征在于所述输入单元(17)为按键区及触摸屏，该按键区包括上下左右方向键、确认键、返回键、声音大小调节功能键。
3. 根据权利要求2所述的用手持式学习诊断分析装置，其特征在于所述按键区固定安装在外壳正面下部。
4. 根据权利要求2所述的用手持式学习诊断分析装置，其特征在于所述触屏液晶显示屏(4)固定安装在外壳正面上部。
5. 根据权利要求1所述的用手持式学习诊断分析装置，其特征在于所述微处理器单元(2)被安装在壳体的内腔。
6. 根据权利要求1所述的用手持式学习诊断分析装置，其特征在于所述壳体(27)的 侧面还设有外部设备和与微处理器单元(2)连接的1/A接口 (5)。
全文摘要
本发明涉及一种学习诊断分析的电子装置，特别是一种结合学习数学、物理、化学等理科类学科的科学方法与微电脑技术，根据智能化测试分析使用者的学习状况，出具知识结构、应试能力诊断报告，并可以针对未掌握之处加以反复学习的手持式学习分析诊断装置；其由壳体、中央处理器、微处理器单元、显示驱动单元、触屏液晶显示屏、I/A接口、语言处理单元、发声装置、程序存储器、主控程序、界面程序、阅卷程序、数据管理程序、知识结构能力水平评估程序、个性化训练模式程序、信息评价程序、计时程序、输入单元、电源处理单元、资料数据存储器、试题数据库、试题关联资料库、知识库、知识点概念库、知识结构库、智能评语库、个性化数据库。
文档编号G09B7/04GK101770702SQ20101013294
公开日2010年7月7日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者潘建群 申请人:武汉福来尔科技有限公司