一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统及交互方法技术方案

本发明专利技术属于教学技术领域，公开了一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统及交互方法，所述基于互联网的高等数学综合教学交互系统包括：用户登录模块、权限管理模块、中央控制模块、知识点查询模块、公式检测模块、在线测试模块、批改模块、评价模块。本发明专利技术通过公式检测模块能更为精确的得到最终包含数学公式的文本区域，提高了检测图像中是否包含数学公式的准确性；同时通过批改模块使答题答案的每个步骤有唯一的标识，方便计算机内部对答题答案的每个步骤进行批改，以确定答题答案的每个步骤是否正确，以及具体错在哪个步骤，符合人工对计算题、方程题、应用题这些数学题的批改标准和习惯，所述方法合理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统及交互方法
本专利技术属于教学
，尤其涉及一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统及交互方法。
技术介绍
高等数学是由微积分学，较深入的代数学、几何学以及它们之间的交叉内容所形成的一门基础学科。主要内容包括：极限、微积分、空间解析几何与线性代数、级数、常微分方程。工科、理科研究生考试的基础科目。然而，现有高数图像公式检测无法保证检测的准确性；同时现有的数学题的自动批改主要采用模糊算法进行数字或符号的匹配，仅能基于学生填写的答案批改选择题或者填空题等客观题，对于解答题等主观题则无法进行自动批改。综上所述，现有技术存在的问题是：现有高数图像公式检测无法保证检测的准确性；同时现有的数学题的自动批改主要采用模糊算法进行数字或符号的匹配，仅能基于学生填写的答案批改选择题或者填空题等客观题，对于解答题等主观题则无法进行自动批改。现有技术数据库备份的管理能力较弱，信息资源得不到充分利用；不能快速准确排信息干扰，不能确保分管信息准确；同时，图像的分辨率较低，不能做到采集图像问题精准，给教与学带来不便利。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统及交互方法。本专利技术是这样实现的，一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统包括：用户登录模块、权限管理模块、中央控制模块、知识点查询模块、公式检测模块、在线测试模块、批改模块、评价模块；用户登录模块，与中央控制模块连接，用于学生用户和教师用户进行登录操作；权限管理模块，与中央控制模块连接，用于分配管理学生和教师不同的账号权限；中央控制模块，与用户登录模块、权限管理模块、知识点查询模块、公式检测模块、在线测试模块、批改模块、评价模块连接，用于控制各个模块正常工作；知识点查询模块，与中央控制模块连接，用于查询高等数学知识点；公式检测模块，与中央控制模块连接，用于检测识别图像中的数学公式操作；在线测试模块，与中央控制模块连接，用于在线对学生进行高数知识测试；批改模块，与中央控制模块连接，用于自动对学生高数测试进行批改；评价模块，与中央控制模块连接，用于对学生和教学进行综合评分。一种基于互联网的高等数学综合教学交互方法包括以下步骤：步骤一，通过用户登录模块使学生用户和教师用户进行登录操作；通过权限管理模块分配管理学生和教师不同的账号权限；步骤二，中央控制模块调度知识点查询模块查询高等数学知识点；步骤三，通过公式检测模块检测识别图像中的数学公式操作；通过在线测试模块在线对学生进行高数知识测试；步骤四，通过批改模块自动对学生高数测试进行批改；步骤五，通过评价模块对学生和教学进行综合评分。进一步，所述公式检测模块检测方法如下：首先，获取待检测图像；其次，对所述待检测图像进行文本分割，得到多个文本区域；然后，将所述多个文本区域依次输入到训练好的第一卷积神经网络的输入变量中，输出多个粗选的包含数学公式的文本区域；最后，将所述粗选的包含数学公式的文本区域输入到训练好的第二卷积神经网络的输入变量中，输出最终包含数学公式的文本区域。进一步，所述批改模块批改方法如下：(1)预存储数学题的题目与标准答案信息；(2)获取学生填写的答题图片信息；(3)根据所述答题图片信息获取所述题目对应的答题答案，并将所述答题答案转换为统一格式文件；(4)给转换为统一格式文件的答题答案的每个步骤添加索引标记；(5)根据所述标准答案信息对步骤添加索引标记的答题答案进行批改，并输出批改结果。进一步，所述评价模块包括学生评价模块、教师评价模块；学生评价模块，用于根据学生听课动作和表情、师生交流时间、练习试题次数和测试试题成绩，按照各项权重给出学生综合评分结果；教师评价模块，用于教师授课动作和表情、师生交流时间和测试试题成绩，按照各项权重给出教师综合评分结果。本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术通过公式检测模块获取待检测图像，对待检测图像进行文本分割，得到多个文本区域；将多个文本区域依次输入到训练好的第一卷积神经网络的输入变量中，输出多个粗选的包含数学公式的文本区域；将粗选的包含数学公式的文本区域输入到训练好的第二卷积神经网络的输入变量中，则能输出最终包含数学公式的文本区域。将待检测图像分割成多个文本区域后输入到卷积神经网络中，先对文本区域进行粗选，再对粗选出的包含数学公式的文本区域进行再次筛选的方式，能更为精确的得到最终包含数学公式的文本区域，提高了检测图像中是否包含数学公式的准确性；同时通过批改模块将学生填写的答题答案进行拍摄得到答题图片信息，从答题图片信息中获取答题答案，将答题答案转换为统一格式文件，方便计算机对答题答案进行识别和批改；对答题答案的每个步骤添加索引标记，使答题答案的每个步骤有唯一的标识，方便计算机内部对答题答案的每个步骤进行批改，以确定答题答案的每个步骤是否正确，以及具体错在哪个步骤，符合人工对计算题、方程题、应用题这些数学题的批改标准和习惯，所述方法合理。本专利技术提供的一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统及交互方法，可以提高数据库备份的管理能力及资源利用率；可以排除干扰信息，快速准确排信息干扰，确保分管信息准确；FCM图像分割使得提高图像的分辨率，采集图像问题精准，便于教与学的解答与交流。附图说明图1是本专利技术实施提供的基于互联网的高等数学综合教学交互方法流程图。图2是本专利技术实施提供的基于互联网的高等数学综合教学交互系统结构框图。图2中：1、用户登录模块；2、权限管理模块；3、中央控制模块；4、知识点查询模块；5、公式检测模块；6、在线测试模块；7、批改模块；8、评价模块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。如图1所示，本专利技术提供的一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统及交互方法包括以下步骤：步骤S101，通过用户登录模块使学生用户和教师用户进行登录操作；通过权限管理模块分配管理学生和教师不同的账号权限；步骤S102，中央控制模块调度知识点查询模块查询高等数学知识点；步骤S103，通过公式检测模块检测识别图像中的数学公式操作；通过在线测试模块在线对学生进行高数知识测试；步骤S104，通过批改模块自动对学生高数测试进行批改；步骤S105，通过评价模块对学生和教学进行综合评分。如图2所示，本专利技术提供的基于互联网的高等数学综合教学交互系统包括：用户登录模块1、权限管理模块2、中央控制模块3、知识点查询模块4、公式检测模块5、在线测试模块6、批改模块7、评价模块8。用户登录模块1，与中央控制模块3连接，用于学生用户和教师用户进行登录操作；权限管理模块2，与中央控制模块3连接，用于分配管理学生和教师不同的账号权限；中央控制模块3，与用户登录模块1、权限管理模块2、知识点查询模块4、公式检测模块5、在线测试模块6、批改模块7、评价模块8连接，用于控制各个模块正常工作；知识点查询模块4，与中央控制模块3连接，用于查询高等数学知识点；公式检测模块5，与中央控制模块3连接，用于检测识别图像中的数学公式操作；在线测试模块6，与中央控制模块3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统，其特征在于，所述基于互联网的高等数学综合教学交互系统包括：用户登录模块、权限管理模块、中央控制模块、知识点查询模块、公式检测模块、在线测试模块、批改模块、评价模块；用户登录模块，与中央控制模块连接，用于学生用户和教师用户进行登录操作；权限管理模块，与中央控制模块连接，用于分配管理学生和教师不同的账号权限；中央控制模块，与用户登录模块、权限管理模块、知识点查询模块、公式检测模块、在线测试模块、批改模块、评价模块连接，用于控制各个模块正常工作；知识点查询模块，与中央控制模块连接，用于查询高等数学知识点；公式检测模块，与中央控制模块连接，用于检测识别图像中的数学公式操作；在线测试模块，与中央控制模块连接，用于在线对学生进行高数知识测试；批改模块，与中央控制模块连接，用于自动对学生高数测试进行批改；评价模块，与中央控制模块连接，用于对学生和教学进行综合评分。

【技术特征摘要】
1.一种基于互联网的高等数学综合教学交互系统，其特征在于，所述基于互联网的高等数学综合教学交互系统包括：用户登录模块、权限管理模块、中央控制模块、知识点查询模块、公式检测模块、在线测试模块、批改模块、评价模块；用户登录模块，与中央控制模块连接，用于学生用户和教师用户进行登录操作；权限管理模块，与中央控制模块连接，用于分配管理学生和教师不同的账号权限；中央控制模块，与用户登录模块、权限管理模块、知识点查询模块、公式检测模块、在线测试模块、批改模块、评价模块连接，用于控制各个模块正常工作；知识点查询模块，与中央控制模块连接，用于查询高等数学知识点；公式检测模块，与中央控制模块连接，用于检测识别图像中的数学公式操作；在线测试模块，与中央控制模块连接，用于在线对学生进行高数知识测试；批改模块，与中央控制模块连接，用于自动对学生高数测试进行批改；评价模块，与中央控制模块连接，用于对学生和教学进行综合评分。2.一种如权利要求1所述的基于互联网的高等数学综合教学交互方法，其特征在于，所述基于互联网的高等数学综合教学交互方法包括以下步骤：步骤一，通过用户登录模块使学生用户和教师用户进行登录操作；通过权限管理模块分配管理学生和教师不同的账号权限；步骤二，中央控制模块调度知识点查询模块查询高等数学知识点；步骤三，通过公式检测模块检测识别图像中的数学公式操作；通过在线测试模块在线对学生进行高数知识测试；步骤四，通过批改模块自动对学生高数测试进行批改；步骤五，通过评价模块对学生和教学进行综合评分。3.如权利要求1所述的基于互联网的高等数学综合教学交互系统，其特征在于，所述公式检测模块检测方法如下：首先，获取待检测图像；其次，对所述待检测图像进行文本分割，得到多个文本区域；然后，将所述多个文本区域依次输入到训练好的第一卷积神经网络的输入变量中，输出多个粗选的包含数学公式的文本区域；最后，将所述粗选的包含数学公式的文本区域输入到训练好的第二卷积神经网络的输入变量中，输出最终包含数学公式的文本区域。4.如权利要求1所述的基于互联网的高等数学综合教学交互系统，其特征在于，所述批改模块批改方法如下：(1)预存储数学题的题目与标准答案信息；(2)获取学生填写的答题图片信息；(3)根据所述答题图片信息获取所述题目对应的答题答案，并将所述答题答案转换为统一格式文件；(4)给转换为统一格式文件的答题答案的每个步骤添加索引标记；(5)根据所述标准答案信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭静，
申请(专利权)人：淮安信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32