一种基于云计算、物联网和AI的教育评价方法及系统与流程
本发明涉及计算机技术领域，具体为一种基于云计算、物联网和ai的教育评价方法及系统。
背景技术：
传统的教育评价模式比较单一，忽视过程性评价的重要性。随着素质教育的不断深入和发展，教育更加重视培养学生的核心素养。在教育教学过程中，对学生的评价也逐步以学业成绩为结果的评价到过程性评价的转变，不仅注重于学生的学习结果，也开始关注学生学习的过程。如何形成科学、系统和完整的评价系统，从而达到实现了信息化和自动化程度较高的过程性评价的目的是当前亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于云计算、物联网和ai的教育评价方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于云计算、物联网和ai的教育评价方法，包括如下步骤：
步骤1：制定评价规则并发布到系统终端；
步骤2：输入正确的用户名和密码登录到系统终端；
步骤3：用户可根据实际的业务需要，执行相应的业务功能；
步骤4：向移动终端同步业务数据。
优选的，步骤1的制定评价规则包括制定评价计划，执行考核评价，执行实时评价，指标维护，教师发布网络作业，学生完成网络作业和日志发布，步骤2的系统终端包括浏览器端或android应用程序；步骤3中根据评价计划规则，执行评价，生成评价结果数据，步骤4中将评价完成情况，评价结果数据推送到相关人员的终端并呈现，该移动终端包括教师移动终端、家长移动终端和学生移动终端。
优选的，在评价规则制定过程中，包括：填写评价表格封面，选择评价方式，选择评价指标，选择评价对象，选择评委并制定评委评价规则，保存评价计划后，服务器自动把评价任务相关信息推送到评委终端上呈现。
优选的，在评价计划执行过程中，包括：评委浏览我的评价任务，按规则执行评价，服务器自动保存中间临时结果，待全部评价数据已经形成，系统自动生成正式的评价结果。
优选的，系统自动检测评价计划的完成进度，若当前进度为100％，系统将评价结果归档供查询统计，把评价结果推送到评价对象相关的终端设备上。
本发明还提供了一种基于云计算、物联网和ai的教育评价系统，包括教育评价子系统、网络作业子系统、反射服务子系统；其中：
所述教育评价子系统用于评价指标维护、考核评价计划的制定、评价执行和评价同步数据反射；
所述网络作业子系统用于题库题目维护，网络作业发布，网络作业完成，计算机ai解题和作业同步数据反射；
所述反射服务子系统用于向移动终端发送需要同步的业务数据。
优选的，教育评价子系统包括：
评价指标维护模块，用于维护评价指标；
评价业务计划制定模块，用于系统管理员制定评价计划；
评价业务执行模块，用于执行评价业务操作的功能模块；
学生端统计分析模块，用于评委对每一学生的指标评价结果查看、统计和分析的模块；
家长端统计分析模块，用于评委对每个孩子的评价指标评价结果查看、统计和分析模块；
评价结果推送模块，用于把评价结果推送到家长、学生或评委设备终端。
优选的，网络作业子系统包括：
题目题型设置模块：用于用户可以根据实际需要，设置题型信息；
题目信息维护模块：用于将题目的编号、名称、描述、音视频附件、题目选项、标准答案和近似答案录入系统中，形成可供教师发布的题目信息库，用户只需要录入向导操作即可完成题目信息的录入操作；
作业发布模块：用于教师可以抽取需要发布作业的题目，制定作业规则，如可设置完成时间周期，题目分数，是否开启答题过程，是否允许相似答案，然后发布即可；
网络作业完成模块：用于在既定的时间周期内，学生执行答题并提交，系统将借助于ai技术完成自动作业自动批改操作；
成绩反馈模块：用于当老师发布作业后，学生或家长终端即可收到作业任务通知，当学生完成网络作业后，家长或发布作业的教师即可收到作业完成通知，所述的教师、家长或学生即可执行分数查询，错题分析操作。
优选的，反射服务子系统包括：
服务器端伺服模块：用于把需要同步的数据发送到各设备终端上；
手机终端同步模块：用于用户终端app运行着一个同步数据接收伺服线程，一旦有同步数据传入，该模块将自动解密同步信息，并更新本地设备终端的数据库，然后通知最终用户信息已经变更，希望查阅的通知；
同步数据寄存仓：用于同步信息存储在服务器端的数据寄存仓内，如果需要接收的设备终端在线，则直接推送；如果需要接受信息的终端不在线，则把同步信息寄存在数据寄存仓内，等终端登录服务器再反射推送；
推送发生器模块：用于当用户在终端上登录app时，账号切换时，内容变更时或者其它重要信息变更时，服务器伺服模块将变更信息发送到手机端同步模块，通过它们的协同工作来保证数据服务器和客户端数一致性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.基于云计算，物联网和ai技术的作业系统，采用了云计算技术，物联网技术和ai技术，实现接近现实的作业批改方法，提供了丰富的题型(选择、判断、填空等)和多样的题目形式(图例题、语音题和视频题等)、及时有效的通知反馈(作业发布、作业完成)，从而提供了高品质的网络作业服务。
2.所述网络作业子系统，作为评价的支持子系统，它的输出为学业水平评价提供了直接的数据依据，可以基于这些成绩数据执行大数据分析，挖掘，使得教育评价更加客观、公正和准确。
3.保证了信息的实时性，即即使发生、及时推送。
4.保证了信息可可靠性，即保证送达。
附图说明
图1为本发明教育评价、作业系统和反射服务三个子系统交互方式图；
图2为本发明教育评价流程图；
图3为本发明多评委考核的评价方式用例图；
图4为本发明按指标和评委分组的评价方式用例图；
图5为本发明按评价对象和评委分组的评价方式用例图；
图6是本发明实施例基于云计算和物联网技术的网络作业业务流程图；
图7是本发明实施例基于云计算和ai技术的系统解题(积分)过程；
图8是本发明实施的反射服务活动图；
图9是本发明实施的反射服务状态机图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～9，本发明提供一种技术方案：
一种基于云计算、物联网和ai(人工智能)的教育评价方法，所述方法包括以下步骤：
用户登录步骤：输入正确的用户名和密码登录到系统终端，包括浏览器端或android应用程序；
根据业务需要执行相应的业务：用户可根据实际的业务需要，执行相应的业务功能，包括制定评价计划，执行考核评价，执行实时评价，指标维护，教师发布网络作业，学生完成网络作业和日志发布；
把数据反射回移动终端：向所述的教师移动终端、家长移动终端和学生移动终端同步业务数据。
一种基于云计算、物联网和ai(人工智能)的教育评价系统，该系统包括教育评价子系统、网络作业子系统、反射服务子系统和服务器；以上各子系统反射服务子系统在所述的服务器和教师移动终端、学生移动终端、家长移动终端之间进行信息同步；
所述的教育评价子系统：其主要功能包括评价指标维护、考核评价计划的制定、评价执行和评价同步数据反射；
所述的网络作业子系统：它属于评价业务支撑子系统范畴，它的主要功能包括题库题目维护，网络作业发布，网络作业完成，计算机ai(人工智能)解题和作业同步数据反射；
所述的反射服务子系统：它也是输入评价业务、作业业务的支撑子系统范畴，它的主要功能是向所述的教师移动客户端、学生移动客户端和家长移动客户端发送(寄存并延迟发送)需要同步的业务数据。
所述终端设备包括：固定终端和移动终端设备；所述学校的学习行为包括浏览学习相关视频、相关音频、相关文档、做练习以及测试。
在教育评价子系统中，评价者创立评价指标和评价计划的制定，首先进行评价指标选择；然后进行评价对象的选择；再然后进行评委的选择；最后发布评价计划。其中还包括评价业务支撑子系统，即网络作业系统，其特征在于，在网络作业子系统中，教师对题目信息的维护，教师根据需求制定作业规则，首先制定作业封面，包括作业编号、名称、开始时间、结束时间；然后选择作业题目，包括设定题目分值、是否开启答题过程、是否允许相似答案；再选择参与作业的学生；最后执行作业发布。最后还包括反射服务子系统，它也是属于评价业务、网络作业支撑子系统，其主要特征在于，提供服务器到用户终端设备之间数据同步技术，首先同步数据的事件发生，包括评价计划发布、评价执行完毕、网络作业发布，作业提交完成，通知变更，微课变更，新闻变更，日志变更，移动终端登录反射服务器，然后反射服务器检测需要同步的终端是否在线，若在线则直接发送，若不在线，同步服务器把同步数据寄存在寄存仓，等待相关移动终端上线并执行反射；最后，移动终端的同步伺服线程接收同步数据后，更新本地数据库并发送【已执行同步】标识，服务器更新发送状态，同时删除该同步数据记录。
教育过程评价由教育评价子系统、网络作业子系统和反射服务子系统构成，为实施过程性评价提供了一揽子解决方案。以下按子系统分节介绍。
一、教育评价(实时评价及考核评价)
鉴于目前的评价系统存在的评价内容的离散性、评价方式的单一性和评价结果的随意性等问题，为了解决以上这些痛点和难点，我们旨在解决评价的系统性、完整性、科学性和追溯性需要，研发了一套完整的、科学的和易于操作的学生综合素养评价方法和技术。
教育评价的发明技术方案如下：
我们把考核的内容组织成评价指标的形式，评价指标如同作业题目，本身具有题型属性(如：打分题、选择题、是非题或描述题等题型)。评价过程可概括成为：评委使评价指标作用于评价对象并形成结果的过程。
具体操作步骤如下：
a.制定评价规则并发布，在我们系统中称之为制定评价计划；
b.根据评价计划规则，执行评价，生成评价结果数据；
c.将评价完成情况，评价结果等数据推送到相关人员的终端并呈现。
所述的评价规则制定过程中，步骤a还具体包括：填写评价表格封面，选择评价方式，选择评价指标，选择评价对象，选择评委并制定评委评价规则(如：是否分组及如何分组等)，保存评价计划后，服务器自动把评价任务相关信息推送到评委终端上呈现。
所述的评价计划执行过程中，步骤b具体包括：评委浏览我的评价任务，按规则执行评价，服务器自动保存中间临时结果，待全部评价数据已经形成，系统自动生成正式的评价结果。
所述的推送呈现过程，即步骤c具体包括：系统自动检测评价计划的完成进度，若当前进度为100％，系统将评价结果归档供查询统计，把评价结果推送到评价对象相关的终端设备上。
为了适应不同的业务需要，把评价业务分为了实时评价和考核评价，实时评价具有实时性、随机性和高频率等特性，评价过程可简单描述为选择指标，选择评价对象，执行评价，形成评价结果和结果反馈；考核评价需要首先制定好评价计划，然后由评委进行评价，形成评价结果，系统把评价结果推送到设备终端。
一种引用如上所属的评价方法的系统，其中包括：
评价指标维护模块，用于维护(包括新增、修改或删除)评价指标；
评价业务计划制定模块，用于系统管理员制定评价计划；
评价业务执行模块，用于执行评价业务操作的功能模块；
学生端统计分析模块，用于评委对每一学生的指标评价结果查看、统计和分析的模块；
家长端统计分析模块，用于评委对每个孩子的评价指标评价结果查看、统计和分析模块；
评价结果推送模块，用于把评价结果推送到家长、学生或评委设备终端。
具体的：对于实时评价，评委选择评价指标→评委选择评价对象→执行评价→形成评价数据。
对于考核评价，管理员指定评价计划→评委执行评价→形成评价结果，根据所选的评价方式不同，评价过程和结果数据集将不尽相同，我们在下文中对评价结果进行了详细的描述。
我们的评价结果是由评价指标，评委和评价对象(学生或教师)三元组构成的三维线性空间，它通常可表示为如下的数学公式：
v(f)＝f[χ]3。
假设用i(index)表示指标，o(observer)表示评委，e(evaluated)表示被评价对象，则{e000，eioe}是一个它的基，其中ioe是元素下标。
为了满足实际灵活多变的实际情况，我们设计了4中评价方式，分别为：多评委考核的评价，按指标和评委分组的评价，按评价对象和评委分组评价和单评委评价，其中前三种对应于考核性评价，后一种对应于实时评价；对于多评委考核的评价所形成的结果，我们可以称他为完整评价结果集，也就是以上陈述的数学公式。对于后三种评价方式，评价结果为完整评价结果的子集，如果f表示评价结果完整集，用s表示后三种评价方式的结果集，那么将存在集合映射公式δ：s→f，如果
二、作业系统(突破既定模式，基于人工智能(ai)的作业系统)
为了更好地支撑教育评价业务，我们还发明了一种适应小学作业的子系统。本作业系统具有题型丰富，自动化程度高和扩展性强等特点。
一种基于云计算，人工智能和物联网技术的网络作业子系统，其中通过对ai技术的研究和分析，我们使用程序化和智能化的方式，提供了网络作业子系统。
为了实现上述的目标，按照本发明的一个方面，提供了一种基于云计算，物联网和人工智能技术的网络作业系统，该子系统包括了题目题型设置模块，题目信息维护模块，作业发布模块，网络作业完成模块和成绩反馈模块；以上模块通过云计算技术在服务器和教师、家长及学生移动客户端之间进行数据同步(推送)。
所述的题目题型设置模块：用户可以根据实际需要，设置题型信息。本发明的作业系统提供了丰富的题型信息，包括填空题、判断题、单项选择、多项选择、计算题、论述题和简答题等题型；
所述的题目信息维护模块：将题目的编号、名称、描述、音视频附件、题目选项、标准答案和近似答案录入系统中，形成可供教师发布的题目信息库，用户只需要录入向导操作即可完成题目信息的录入操作；
所述的作业发布模块：教师可以抽取需要发布作业的题目，制定作业规则，如可设置完成时间周期，题目分数，是否开启答题过程，是否允许相似答案等，然后发布即可；
所述的网络作业完成模块：在既定的时间周期内，学生执行答题并提交，系统将借助于ai技术完成自动作业自动批改操作；
所述的成绩反馈模块：当老师发布作业后，学生或家长终端即可收到作业任务通知，当学生完成网络作业后，家长或发布作业的教师即可收到作业完成通知，所述的教师、家长或学生即可执行分数查询，错题分析等操作。
具体的：
如图6所示，本发明的网络作业子系统部分实例提供一种网络作业题目维护，作业发布和ai解题打分的系统。
对于常规网络作业业务，具体流程为：
a.教师发布网络作业，学生或家长收到作业通知；
b.学生完成网络作业，执行提交；
c.服务器使用ai等技术实现自动解题打分；
d.答题结果的呈现，报告。
所述的网络作业发布过程中，步骤a还包括填写作业封面、规定开始时间，选择学生，题库中选择题目，修正分数，开启答题过程，开启相似答案，执行作业发布，学生或家长终端将收到网络作业任务通知等环节；
所述的学生完成网络作业的过程中，步骤b还包括学生在终端上打开未完成作业列表，完成网络作业和提交步骤；
所述的服务器使用ai(人工智能)技术阅卷过程中，它是一种答题得分的确定过程，分数的计算规则在录入题目的时候进行制定，同时补充相似答案计分规则，答题过程给分规则。ai解题打分模块将按图7所示的流程进行积分，并反复执行此过程，直到把所有题目都解析完成为止。
题目标准得分
所述的答题结果呈现及报告过程中，步骤d还包括：形成做题历史数据(评价的基础数据)，服务器把结果推送到发布教师、学生和家长设备终端上。
三、反射服务器
为了克服主流app+web构架的应用中，多数都缺少信息反射中间件，所以就会造成服务器响应慢、服务器负担重、客户端数据乱和无法主动推送等缺点，并能更好地服务评价和网络作业平台，使它成为各终端之间的粘合剂，我们发明了该信息反射子系统。
一种基于云计算和物联网技术的信息反射子系统，其中通过对物联网具体结构和允许方式进行研究和涉及，实现了服务器信息快速反馈到教师、学生或家长终端的系统方法。
为了实现上述的目标，我们发明的一个方面，提供一种基于云计算和物联网技术的信息反射(推送)子系统，其特征在于，该系统包括了服务器端伺服模块、手机终端(客户端)同步模块、同步数据寄存仓和推送发生器模块；以上模块之间的协同工作构成了我们的终端设备联网和云同步；
所述的服务器端伺服模块是全天候运行的一个服务器组件，它的主要职能就是把需要同步的数据发送(反射)到各设备终端上；
所述的手机终端同步模块：用户终端app运行着一个同步数据接收伺服线程，一旦有同步数据传入，该模块将自动解密同步信息，并更新本地设备终端的数据库，然后通知最终用户信息已经变更，希望查阅的通知；
所述的同步数据寄存仓：同步信息存储在服务器端的数据寄存仓内，如果需要接收的设备终端在线，则直接推送；如果需要接受信息的终端不在线，则把同步信息寄存在数据寄存仓内，等终端登录服务器再反射推送；
所述的推送发生器模块：当用户在终端上登录app时，账号切换时，内容变更时或者其它重要信息变更时(如通知变更、新闻变更、微课变更、作业发布或完成、评价计划发布或完成等)，服务器伺服模块将变更信息发送到手机端同步模块，通过它们的协同工作来保证数据服务器和客户端数一致性。
具体地，所述的同步的数据信息包括：设备级和用户级数据；设备级数据表示一个设备内的公共数据，用户级数据表示每个用户所拥有的私有数据，本发明中有明确的界定方式、信息处理方式；
具体地，系统采用了接收→处理→反馈的流程，保证了服务器把每条数据送达到设备终端；
如图8和图9所示，本发明实例提供一种基于云计算和物联网技术的信息反射系统。
1.教师作业发布后、评价计划发布后、通知或新闻等内容发布后、终端登录后、学生完成作业后或评价业务执行后，web服务器作为反射发生器，把需要同步的内容发送到同步服务器；
2.反射服务器收到需要同步的内容后，检索在线的相关终端设备，如果它们在线，则直接用tcp/ip协议推送到设备终端，若有些不在线，则把需要同步的内容保存在数据寄存仓，等到终端设备上线后，自动推送该部分内容；
3.设备终端登录后，反射服务器自动从数据寄存仓中检索需要同步的内容，直接发送到终端设备，终端设备的同步伺服线程接收、解码和更新本地数据后，再向反射服务器发送已执行同步标识，反射服务器接收到该标识后，更新数据寄存仓，表示该数据条目已经同步，并删除该条同步数据。
本发明，主要包括教育评价、作业系统和反射服务三个子系统，实现了信息化和自动化程度较高的过程性评价，其交互方式如图1所示。
本发明，基于云计算，物联网和ai技术的作业系统，采用了云计算技术，物联网技术和ai技术，实现接近现实的作业批改方法，提供了丰富的题型(选择、判断、填空等)和多样的题目形式(图例题、语音题和视频题等)、及时有效的通知反馈(作业发布、作业完成)，从而提供了高品质的网络作业服务。
本发明，所述网络作业子系统，作为评价的支持子系统，它的输出为学业水平评价提供了直接的数据依据，可以基于这些成绩数据执行大数据分析，挖掘，使得教育评价更加客观、公正和准确。
本发明，保证了信息的实时性，即即使发生、及时推送。
本发明，保证了信息可可靠性，即保证送达。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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