人机智联个性化精准化自适应互动教学系统的制作方法

专利2022-06-29  85


大数据、人工智能与智联网技术。



背景技术:

电脑的应用已经十分普及。但迄今为止,尚无基于现代教育体制与大数据、人工智能、智联网技术相融合的人机智联个性化精准化自适应互动教学系统面世,既制约了现代教育体制职能的施展,又束缚了智联系统潜能的发挥,也影响了教学效率的提高,削弱了人才培养的质量,抑制了人才培养的速度。



技术实现要素:

针对目前尚无基于现代教育体制与大数据、人工智能、智联网技术相融合的人机智联个性化精准化自适应互动教学系统问题,本发明以学科知识、原理、方法、技能、应用、创新内容为基础,结合教育学、教育心理学、认知学、神经科学理论,将现代教育体制与大数据、人工智能、智联网技术相融合,创造出一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,使用它能够为学生推送与学习需求精准匹配、简洁高效的学习内容及方法指导;为老师推送学生的学习状况和针对性教学建议;向专家推送教学中亟待破解的难题;向督导、主管教育的领导推送基于大数据、人工智能、智联网技术的学情数据报告;向校方、班主任、监护人推送学生学业情况,实现基于现代教育体制与大数据、人工智能、智联网技术相融合的人机智能协同个性化精准化自适应教学。

本发明的有益效果:使用它学生可以与人机智联个性化精准化自适应互动教学系统人机对话,自主开展个性化、精准化、自适应的学科知识、方法、技能、应用和创新本领学习。老师能够实时把握学生的学习状况、困难和不足,进行针对性的个性化、精准化学习指导。专家可以实时洞察并针对性的适时处置教育教学中亟待解决的难题。督导、主管教育的领导能够实时掌握辖区教育教学情况,审时度势制订教学策略、采取及时有效的措施、有的放矢做出行政决策,推进和保障辖区教育教学健康持续发展。学校、班主任、监护人也可以实时掌握学生学业情况,及时有效的予以配合,充分发挥学生、老师、校方、监护、专家、督导、领导人机智能协同的合力,提高教学效率,提高人才培养质量,加快人才培养速度。

本发明在科研、文化、体育、医疗、卫生、生态、环保、能源、交通、制造、勘探、商业、娱乐方面也有着广泛的用途。

附图说明

说明书附图[图1]是本发明原理图,现结合说明书附图[图1]对本发明加以说明。

本发明由领导端(1)、督导端(2)、监护端(3)、学校端(4)、专家端(5)、采编端(6)、人机智联个性化精准化自适应互动教学系统智联中心(以下简称:智联中心)(7)、智联中心信息库(7.1)、智联中心cpu(7.2)、智联中心资料库(7.3)、智联中心脑图库(7.4)、智联中心轨迹库(7.5)、老师端(8)、学生端(9)通过互联网智联而成,其中:

领导端(1)领导为区域教育教学负责人。

督导端(2)督导为负责对区域学科教育教学进行监督、检查、评估与指导的人员。

监护端(3)监护为学生的监护人。

学校端(4)学校(人员)为校方班主任、教务人员、校长。

专家端(5)专家为区域学科教育教学专家,负责为人机智联个性化精准化自适应互动教学系统遴选优质教育教学资料、人机智能协同制卷评卷,对教育教学中亟待解决的难题释疑解惑,约定:专家是学生学习障碍的终结者。

采编端(6)采编为教学资料的采集、编辑、技术审查人员,负责运用图文、图像、语音、语义识别、ocr、网络与计算机技术向智联中心(7)输入图形、图像、声音、语言、文字、符号、资料信息。

智联中心(7)为进行图形、图像、声音、语言、文字、符号信息识别,控制记忆、理解、预测、推理、运算、挖掘、学习、进化、生成脑图,完成标度、衡量、评定、画像、决策、数据管理、辅助制卷评卷、轨迹研判、实现人机智能协同、数据信息处理、智能交互的智能设备系统。

智联中心信息库(7.1)为存取信息交互对象各类信息以及用语音、或图像、指纹、扫码、密码、手机号、身份证号、有效证件号进行登录统一身份认证的系统。

智联中心cpu(7.2)为进行信息识别、存取,控制学习、进化,生成脑图,管理信息交互,实现标度、衡量、评测、运算、画像、判断、决策和人机智能协同数据处理的中央处理器。

智联中心资料库(7.3)为存取教学资料的系统。

智联中心脑图库(7.4)为生成、存取知识、原理、方法、技能、应用、创新、能力精品教学资源脑图的系统。

智联中心轨迹库(7.5)为对教学与演练过程进行存取、剖析、研究,对偏离进行判断、画像的系统。

老师端(8)老师为担任学科教学的老师。

学生端(9)学生为任一学段、区域、学校、年级、班级的学生。

具体实施方式

1.专家端(5)专家将遴选出的碎片化、无序化、未分类、非系统、无关联的国内外优质教育教学资源以及最新教学研究成果,经采编端(6)采编输入智联中心资料库(7.3),经过深度学习、数据挖掘和自我进化,生成结构化、有序、分级、分类、系统、关联、多维、生态、神经网络结构的知识方法图谱——智联中心脑图库(7.4)。

2.老师端(8)老师根据教学知识点、重点、难点、目的、要求,调用智联中心脑图库(7.4)中与之对应匹配的教学资源,并融方法、技能于教学之中,指导学生端(9)学生演练学习。

3.学生按照老师的指导、要求进行演练学习,在智联中心轨迹库(7.5)留下演练过程和学习轨迹,学生的学习成长轨迹档案,按约定和授权,以网云结合方式可控化的向学生、老师、监护、专家、学校、督导、领导推送。

4.智联中心(7)预先将学生应知应会的知识、原理、方法、技能、应用、创新、能力标度为熟练掌握、掌握和未掌握(含未涉及),根据教学轨迹实时进行学情分析、研判和评价,依据标度加以衡量、评定和画像,按约定通过智联中心信息库(7.1)向约定方推送学情报告。对尚未达到掌握水准的学生,精准推送新一轮精品资源供其再行演练学习。

5.演练学习的结果,对应知应会内容还未达到掌握水准的学生,老师则结合智联中心为老师精准推送的信息,给学生进行精准辅导与演练学习(紧急时,可以跨过上一步,直接执行此步骤)。

6.经过自学和老师辅导,若仍有对应知应会内容还未掌握的学生,则由专家介入学生的演练学习过程,由专家结合智联中心推送的学情报告施以精准教学,从而使这部分学生也达到掌握的要求(紧急时,也可以跨过上一步或上两步,直接执行此步骤。依约:专家是解决学生学习障碍的终结者)。

7.督导端(2)督导结合智联中心推送的学情报告,实时掌握辖区教育教学情况,对问题和不足深入调查研究,对区域面上的教学质量进行监督、检查、评估、指导,向校方和专家反馈意见建议,向辖区领导提出措施、建议、可行性研究报告。

8.领导端(1)领导在建立健全学校以及组建有责任心、有能力、肯奉献的学科专家组基础上,视教育教学情况实际需要,授权督导启动统考机制,适时投放若干套(数轮)切合教学大纲、历年考试试卷精品、专家最新研究成果、以及结合智联中心脑图库资源生成的精准模拟试卷,供辖区内相同学段、学科、年级的全体学生统一演练、测验。

9.通过智联中心的评析,实时得到区域面上存在的共性问题,专家通过人机智联个性化精准化自适应互动教学系统进一步予以精准讲解和辅导,再通过新一轮精准模拟试卷进行补救和巩固,实现全面、快速提升学生成绩、能力的目标。

10.显见,以上过程适用于对个体学生一节、或一章、一个学期、一个学年、一个学段乃至整个学习生涯的学习和客观性评价;也适用于对一个班级、或年级、学校、乃至一个区域同学段、学科、年级全体学生的学习和客观性评价。

11.即使在没有老师教学、专家指导的情况下,学生也可以通过以上人机对话的方式,进行基于人机智能协同的个性化精准化自适应互动学习。


技术特征:

1.一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,由领导端(1)、督导端(2)、监护端(3)、学校端(4)、专家端(5)、采编端(6)、人机智联个性化精准化自适应互动教学系统智联中心(以下简称:智联中心)(7)、智联中心信息库(7.1)、智联中心cpu(7.2)、智联中心资料库(7.3)、智联中心脑图库(7.4)、智联中心轨迹库(7.5)、老师端(8)、学生端(9)通过互联网智联而成,其中:领导端(1)领导为区域教育教学负责人,督导端(2)督导为负责对区域学科教育教学进行监督、检查、评估与指导的人员,监护端(3)监护为学生的监护人,学校端(4)学校(人员)为校方班主任、教务人员、校长,专家端(5)专家为区域学科教育教学专家,负责为智联中心遴选优质教育教学资料、人机智能协同制卷评卷,对教育教学中亟待解决的难题释疑解惑,采编端(6)采编为教学资料的采集、编辑、技术审查人员,负责运用图文、图像、语音、语义识别、ocr、网络与计算机技术向智联中心输入图形、图像、声音、语言、文字、符号、资料信息,智联中心(7)为进行图形、图像、声音、语言、文字、符号信息识别,控制记忆、理解、预测、推理、运算、挖掘、学习、进化、生成脑图,完成标度、衡量、评定、画像、决策、数据管理、辅助制卷评卷、轨迹研判、实现人机智能协同、信息数据处理、智能交互的智能设备系统,智联中心信息库(7.1)为存取信息交互对象各类信息以及用语音、或图像、指纹、扫码、密码、手机号、身份证号、有效证件号进行登录统一身份认证的系统,智联中心cpu(7.2)为进行信息识别、存取,控制学习、进化,生成脑图,管理信息交互,实现标度、衡量、评测、运算、画像、判断、决策、人机智能协同、数据处理的中央处理器,智联中心资料库(7.3)为存取教学资料的系统,智联中心脑图库(7.4)为生成、存取知识、原理、方法、技能、应用、创新、能力精品教学资源脑图的系统,智联中心轨迹库(7.5)为对教学与演练过程进行存取、剖析、研究,对偏离进行判断、画像的系统,老师端(8)老师为担任学科教学的老师,学生端(9)学生为任一学段、区域、学校、年级、班级的学生。

2.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:专家端(5)专家将遴选出的碎片化、无序化、未分类、非系统、无关联的国内外优质教育教学资源以及最新教学研究成果,经采编端(6)采编输入智联中心资料库(7.3),经过深度学习、数据挖掘和自我进化,生成结构化、有序、分级、分类、系统、关联、多维、生态、神经网络结构的知识方法图谱——智联中心脑图库(7.4)。

3.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:老师端(8)老师根据教学知识点、重点、难点、目的、要求,调用智联中心脑图库(7.4)中与之对应匹配的教学资源,并融方法、技能于教学之中,指导学生端(9)学生演练学习。

4.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:学生按照老师的指导、要求进行演练学习,在智联中心轨迹库(7.5)留下演练过程和学习轨迹。

5.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:智联中心(7)预先将学生应知应会的知识、原理、方法、技能、应用、创新能力标度为熟练掌握、掌握和未掌握(含未涉及),根据教学轨迹实时进行学情分析、研判和评价,依据标度加以衡量、评定和画像,按约定通过智联中心信息库(7.1)向约定方推送学情报告,对尚未达到掌握水准的学生,精准推送新一轮精品资源供其再行演练学习。

6.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:演练学习的结果,对应知应会内容还未达到掌握水准的学生,老师则结合智联中心为老师精准推送的学情信息,给学生进行精准辅导与演练学习,也可以跨过上一步,直接执行此步骤。

7.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:对于经过自学和老师辅导,对应知应会内容仍未掌握的学生,则由专家介入学生的演练学习过程,由专家结合智联中心推送的学情报告施以精准教学,使这部分学生也达到掌握的要求,也可以跨过上一步或上两步,直接执行此步骤,依约:专家是解决学生学习障碍的终结者。

8.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:督导端(2)督导实时掌握辖区教育教学情况,结合智联中心推送的学情报告,深入调查研究,对区域面上的教学质量进行监督、检查、评估、指导,向校方和专家反馈意见建议,向辖区领导提出措施、建议、可行性研究报告。

9.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:领导端(1)领导在建立健全学校以及组建有责任心、有能力、肯奉献的学科专家组基础上,视教育教学实际情况需要,授权督导启动统考机制,适时投放若干套(数轮)切合教学大纲、历年考试试卷中的精品、专家最新研究成果、以及结合智联中心脑图库资源生成的精准模拟试卷,供区域内相同学段、学科、年级的全体学生统一演练、测验。

10.根据权力要求1所述的一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,其特征是:通过智联中心的评析,实时得到区域面上存在的共性问题,专家通过人机智联精准化自适应互动教学系统进一步予以精准讲解和辅导,再通过新一轮精准模拟试卷进行补救和巩固,实现全面、快速提升学生成绩、能力的目标,存于智联中心的学习成长轨迹档案,按约定和授权,以网云结合方式可控化的向学生、老师、监护(3)、专家、学校、督导、领导推送。

技术总结
一种人机智联个性化精准化自适应互动教学系统,属于大数据、人工智能与智联网技术领域。可以为学生推送与学习需求精准匹配、简洁高效的学习内容和方法指导;为老师推送学生的学习状况和针对性教学建议,老师根据学生的困难和不足进行个性化精准化指导;为专家推送教学中亟待破解的难题,使专家能够审时度势采取有效教学策略措施;为督导、领导推送基于大数据、人工智能、智联网技术的学情数据报告,督导、领导能够实时掌握辖区的教学情况,有的放矢做出决策,保障辖区教育健康持续发展;能够按约定为学校、班主任、监护人推送学生学业情况,实现学生、老师、专家、督导、学校、领导、监护与智能设备的协同,加快人才培养速度,提高人才培养质量。

技术研发人员:魏帅
受保护的技术使用者:魏帅
技术研发日:2018.11.28
技术公布日:2020.06.05

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