基于人工智能的课堂教学互动系统的制作方法

本发明涉及课堂教学互动，更具体地说，本发明涉及基于人工智能的课堂教学互动系统。

背景技术：

1、自适应教学最早出现在“智能辅导系统”中，当时所谓的智能其实就是按学习水平的高低对学生做一个简单的分层，把学生分成好、中、差等几大类，让每一类学生都匹配到他最需要的学习内容和路径，这是一种十分粗糙的个性化教育，其理念类似于分班，自适应学习通过算法，将获取到的学习者的数据分析反馈给已有的知识图谱，为学习者提供个性化难度和个性化节奏的课程和习题等，从而提高学习者的学习效率和学习效果；

2、与传统教学的不同在于：传统教学通常是以班、组为单位的，由老师提供统一的教学内容和进度安排的，学生的练习和需要做的测评也都是统一化的，而自适应教学是以个人为单位的，接受不同的学习进度和学习内容，练习与测评内容的个性化程度高。

3、但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如学生群体数量较为庞大，无法针对每个学生的学习情况，学习成果进行及时的把握与纠正，无法对于每个学生的具体学习情况进行学习建议以及教学资源的推荐，及时的修正学生学习情况，对教师的教学质量不能更好的评判和掌握。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于人工智能的课堂教学互动系统，通过采集学生的学生互动参数、学生作业参数、学生考试成绩参数评价学生的学习信息，根据学生的学习信息评估教师的教学质量，便于老师对学生的学习情况进行了解，并进行针对性教学或辅导以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于人工智能的课堂教学互动系统，包括：监测区域定位模块：用于选定若干个学生与教师确定为监测目标总单元，将若干学生依次标记为t1,t2,t3...tn，其中，每个学生确定为监测目标子单元；

3、学习数据采集模块：包括学生互动参数检测单元、学生作业参数检测单元，学生考试成绩检测单元，所述学生互动参数检测单元用于采集学生互动参数，所述学生作业参数检测单元用于采集学生作业参数，所述学生考试成绩检测单元用于采集学生考试成绩参数；

4、学习数据分析模块：基于学习数据采集模块传输的学生互动参数、学生作业参数、学生考试成绩参数，计算得出学生互动变化系数、学生作业完成度变化系数、学生考试成绩变化系数，根据学生互动变化系数、学生作业完成度变化系数、学生考试成绩变化系数，计算得出监测目标子单元教学质量指数；

5、综合数据处理模块：根据学习数据分析模块传输的目标子单元教学质量指数，计算得到目标总单元各目标子单元的综合教学质量指数；

6、教学质量判断模块：根据综合数据模块处理的综合教学质量指数与理论教学质量指数进行比对，得到实际教学质量指数；

7、学习资源推荐模块：根据监测目标子单元教学质量指数为目标子单元进行教学资源推送；

8、人机交互模块：根据教学监测目标子单元的互动参数，计算得出监测目标子单元教学质量指数，将监测目标子单元教学质量指数发送至教师端，教师端根据所得数据进行教学方式改变或针对性教学方式。

9、优选的，所述互动参数包括教师举行的所有互动活动的次数、学生参与单次互动活动的互动率；根据单次互动率，确定学生在所有互动活动次数的互动率平均值，将学生在每次互动活动的实际互动率标记为gi，其中互动率等于学生在该次互动活动的参与程度，即为学生参与时长与互动活动举行时长的比值，学生互动变化系数的计算公式为：其中xi为互动率的平均值，gi为第i次学生参与互动活动的互动率实际值，m为所有互动次数，βtn为学生互动率变化系数。

10、优选的，所述学生作业参数包括教师布置所有作业的次数、学生完成单次布置作业的完成率；根据单次完成率，确定学生在所有作业完成次数的完成率平均值，将学生在每次完成作业的实际完成率标记为wi，其中完成率等于学生在该次完成作业的完成程度，即为学生完成作业与作业布置量的比值，学生作业完成度变化系数的计算公式为：其中ωtn为学生作业完成度变化系数，wi为第i次学生完成作业的完成率实际值，z为学生作业所有完成次数，si为完成率的平均值。

11、优选的，所述学生考试成绩参数包括学生参加考试的次数、学生单次考试的卷面完成率；根据单次完成率，确定学生在所有参加考试次数的完成率平均值，将学生在每次参加考试的实际完成率标记为ki，其中完成率等于学生在该次考试的完成程度，完成程度包括学生考试的出席情况与卷面完成情况，学生的考试成绩变化系数计算公式为：其中为考试成绩变化系数，ki为第i次学生考试的完成率实际值，y为学生参加考试次数，fi为学生参加考试完成率平均值。

12、优选的，所述监测目标子单元教学质量指数计算公式为：其中ztn为监测目标子单元教学质量，λ为教学质量对应的影响因子。

13、优选的，综合教学质量指数的计算方式为：q为目标总单元各目标子单元的综合教学质量，a为目标子单元的数量。

14、本发明的技术效果和优点：

15、1、本发明提供的基于人工智能的课堂教学互动系统包括，监测区域定位模块、学习数据采集模块、学习数据分析模块、综合数据处理模块、教学质量判断模块、人机交互模块，通过学习数据采集模块获取学生互动参数、学生作业参数、学生考试成绩参数，对获取的学生互动参数、学生作业参数、学生考试成绩参数进行处理得到教学质量指数，通过对比理论教学质量指数，得到教师的教学水平；

16、2、通过采集学生的学生互动参数、学生作业参数、学生考试成绩参数评价学生的学习信息，根据学生的学习信息评估教师的教学质量，便于老师对学生的学习情况进行了解，并进行针对性教学或辅导。

技术特征：

1.基于人工智能的课堂教学互动系统，其特征在于，包括：监测区域定位模块：用于选定若干个学生与教师确定为监测目标总单元，将若干学生依次标记为t1,t2,t3...tn，其中，每个学生确定为监测目标子单元；

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的课堂教学互动系统，其特征在于：所述互动参数包括教师举行的所有互动活动的次数、学生参与单次互动活动的互动率；根据单次互动率，确定学生在所有互动活动次数的互动率平均值，将学生在每次互动活动的实际互动率标记为gi，其中互动率等于学生在该次互动活动的参与程度，即为学生参与时长与互动活动举行时长的比值，学生互动变化系数的计算公式为：其中xi为互动率的平均值，gi为第i次学生参与互动活动的互动率实际值，m为所有互动次数，βtn为学生互动率变化系数。

3.根据权利要求1所述的基于人工智能的课堂教学互动系统，其特征在于：所述学生作业参数包括教师布置所有作业的次数、学生完成单次布置作业的完成率；根据单次完成率，确定学生在所有作业完成次数的完成率平均值，将学生在每次完成作业的实际完成率标记为wi，其中完成率等于学生在该次完成作业的完成程度，即为学生完成作业与作业布置量的比值，学生作业完成度变化系数的计算公式为：其中ωtn为学生作业完成度变化系数，wi为第i次学生完成作业的完成率实际值，z为学生作业所有完成次数，si为完成率的平均值。

4.根据权利要求1所述的基于人工智能的课堂教学互动系统，其特征在于：所述学生考试成绩参数包括学生参加考试的次数、学生单次考试的卷面完成率；根据单次完成率，确定学生在所有参加考试次数的完成率平均值，将学生在每次参加考试的实际完成率标记为ki，其中完成率等于学生在该次考试的完成程度，完成程度包括学生考试的出席情况与卷面完成情况，学生的考试成绩变化系数计算公式为：其中为考试成绩变化系数，ki为第i次学生考试的完成率实际值，y为学生参加考试次数，fi为学生参加考试完成率平均值。

5.根据权利要求1所述的基于人工智能的课堂教学互动系统，其特征在于：所述监测目标子单元教学质量指数计算公式为：其中ztn为监测目标子单元教学质量，λ为教学质量对应的影响因子。

6.根据权利要求1所述的基于人工智能的课堂教学互动系统，其特征在于：综合教学质量指数的计算方式为：q为目标总单元各目标子单元的综合教学质量，a为目标子单元的数量。

技术总结
本发明公开了基于人工智能的课堂教学互动系统，具体涉及教学互动领域，包括本发明提供的基于人工智能的课堂教学互动系统包括，学习数据采集模块、学习数据分析模块、综合数据处理模块、教学质量判断模块、人机交互模块，通过学习数据采集模块获取学生互动参数、学生作业参数、学生考试成绩参数，对获取的学生互动参数、学生作业参数、学生考试成绩参数进行处理得到教学质量指数，通过对比理论教学质量指数，得到教师的教学水平；通过采集学生的学生互动参数、学生作业参数、学生考试成绩参数评价学生的学习信息，根据学生的学习信息评估教师的教学质量，便于老师对学生的学习情况进行了解，并进行针对性教学或辅导。

技术研发人员：张富山,邓尚英
受保护的技术使用者：深圳市弘扬德教科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15