一种融合智能教育的编程教学系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种融合智能教育的编程教学系统及方法，包括客户端、多源服务的统一查询模块和服务器端。所述客户端包括在线做题和评测作业、题目和题包设置作业、身份认证作业、数据分析模块。所述服务器端包括：可插拔的动态模块机制、可脚本定制的多语言评测模块、大数据分析模块。本发明专利技术的大数据分析模块，基于本系统已有教育资源和网络资源构建编程知识图谱，并基于真实的用户数据，实时诊断做题人认知水平。在编程教学中，采用本发明专利技术提供的在线做题服务，能有效降低教师对学生提交的编程题作业的繁琐验证、不能客观给分问题，有助于教师掌握学生群体特性，进而调整教学方案；有助于学生了解自身认知水平，并为其提供智能辅助服务。

【技术实现步骤摘要】
一种融合智能教育的编程教学系统及方法
本专利技术设计一种融合智能教育的编程教学系统及方法，属于计算机技术、数据分析与应用、软件工程领域。
技术介绍
随着互联网的快速发展及人工智能技术逐渐成为全球共识，越来越多的岗位要求从业者具备编程能力，兴起了“全民编程”的热潮，学习编程已成为必然趋势，编程教学也被广泛关注。在各类高等院校的计算机及相关专业中，均设置了程序设计等必修课程。学生在学习的过程中，需要在机房或者个人电脑上安装支持对应程序语言的开发坏境，编辑、调试程序；教师在批改编程作业时，需要拷贝、运行程序，进行评分。这使得学生在做编程作业时必须使用电脑完成，教师在批改作业时也费时耗力。对于初学者来说，程序语言难以上手，与程序设计相关的数据结构等课程也抽象难懂，这类课程的共同目标是培养学生的编程实践能力，因此，学生在学习过程中，往往需要进行较多的练习。当前市场上涌现了许多在线编程教学系统，这类平台提供了轻便快捷的在线编译环境，使用户可以随时、随地通过手机、平板、电脑等设备完成程序编写，并能够在短时间内给程序自动打分。同时，这些平台还提供了丰富本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种融合智能教育的编程教学系统，其特征在于：所述系统包括：客户端、多源服务的统一查询模块和服务器端；/n在客户端，为用户提供在线做题和评测作业、为用户提供题目和题包设置作业、为用户提供智能分析作业和为用户提供身份认证作业，执行用户行为记录操作；包括在线做题和评测模块、题目和题包设置模块、智能分析模块和身份认证模块；所述用户行为记录传递到服务器端大数据分析模块的数据收集子模块，用于整理和存储；/n在线做题和评测模块：支持用户在线编程、提交程序代码和评测其提交的代码的操作，将用户输入的代码字符串序列、选择的编程语言和题目ID数据和代码评测操作指令，通过多源服务的统一查询模块传递给服务器端可脚本...

【技术特征摘要】
1.一种融合智能教育的编程教学系统，其特征在于：所述系统包括：客户端、多源服务的统一查询模块和服务器端；
在客户端，为用户提供在线做题和评测作业、为用户提供题目和题包设置作业、为用户提供智能分析作业和为用户提供身份认证作业，执行用户行为记录操作；包括在线做题和评测模块、题目和题包设置模块、智能分析模块和身份认证模块；所述用户行为记录传递到服务器端大数据分析模块的数据收集子模块，用于整理和存储；
在线做题和评测模块：支持用户在线编程、提交程序代码和评测其提交的代码的操作，将用户输入的代码字符串序列、选择的编程语言和题目ID数据和代码评测操作指令，通过多源服务的统一查询模块传递给服务器端可脚本定制的多语言评测模块，用以评测代码正确性、代码风格、代码运行耗时和占用内存；接收服务器端可脚本定制的多语言评测模块响应的评测结果，所述测评结果包括代码准确性的评分、代码风格建议、代码运行耗时和占用内存数据，通过在线做题和评测作业模块中的评测作业呈现在用户做题页面；
题目和题包设置模块：支持用户设置题目和题包操作，即将题目和题包的相关设置数据和提交设置操作指令，所述相关设置数据包括：题目文本内容、文本或文件格式测试数据、评测数据；通过多源服务的统一查询模块传递给服务器端可插拔的动态模块机制中的题目和题包设置模块，用以更新题目和题包的设置信息；并接收服务器端可插拔的动态模块机制中的题目和题包设置模块的响应数据，即设置成功或失败的提示，呈现在题目和题包设置页面；
智能分析模块：支持为用户提供智能分析数据，包括提供群体性分析、相似试题识别、编程知识图谱构建、用户认知能力；用户对所学知识的掌握能力诊断、推荐个性化学习资源服务，将用户请求查看智能分析的操作指令通过多源服务的统一查询模块传递服务器端大数据分析模块内部数据分析子模块和推荐子模块；并接收服务器端大数据分析模块的响应数据，大数据分析模块中的数据分析子模块返回的群体性分析数据、相似试题识别、编程知识图谱、用户认知能力诊断数据和推荐子模块返回的推荐子模块生产个性化学习资源候选集；
身份认证模块：支持用户绑定认证电子邮箱或手机号码；将用户输入的待认证的电子邮箱地址或手机号码作为数据与请求验证码的操作指令，通过多源服务的统一查询模块传递服务器端可插拔的动态模块中的用户身份认证模块，用以请求验证码；在接收到验证码后，将用户输入的待认证的电子邮箱地址或手机号码连同验证码作为数据与申请认证的操作指令，通过多源服务的统一查询模块传递服务器端可插拔的动态模块中的用户身份认证模块，用以验证身份，并接收服务器端中可插拔的动态模块中的用户身份认证模块的响应数据，所述响应数据为设置成功或失败的提示；
多源服务的统一查询模块，用以解析客服端发送的请求，并传送给服务端对应模块处理数据，返回给客户端；解析客户端输入的代码字符串序列、选择的编程语言和题目ID等数据和代码评测操作指令，并发送至服务端可脚本定制的多语言评测模块，同时接收服务端可脚本定制的多语言评测模块返回的评测结果并返回给客户端，所述评测结果包括代码准确性的评分、代码风格建议、代码运行耗时和占用内存数据；解析客户端题目、题包设置请求和相关设置数据，所述数据包括数据题目文本内容、文本或文件格式测试数据、评测数据，并将所述数据发送至服务器可插拔的动态模块机制中的题目和题包设置模块；同时将接收服务器端中可插拔的动态模块中的题目和题包设置模块中返回的设置结果返回给客户端，所述设置结果包括成功则跳转页面和失败则提示；解析客户端请求查看数据分析的操作并发送给服务器端中大数据分析模块中的数据分析子模块和推荐子模块，同时接收服务器端中大数据分析模块中的数据分析子模块返回的群体性分析数据、相似试题识别、编程知识图谱构建、用户认知能力诊断数据和推荐子模块返回的推荐子模块生产个性化学习资源候选集、预测用户做题成绩；解析客户端请求验证码的操作和待绑定的手机号或邮箱并发送给服务器端中的可插拔的动态模块中的用户身份认证模块，解析客户端提交的验证码并发送给服务器端可插拔的动态模块中的用户身份认证模块，同时接收服务器端可插拔的动态模块机制中的用户身份认证模块返回的绑定结果给客户端；该多源服务的统一查询模块在运行时提供可扩展和可维护的数据查询方式，使客户端完全自主决定获取信息的内容，服务端负责返回目标数据；
服务器端，实现可插拔的动态设置、可脚本定制的多语言评测和融合智能教育的大数据分析功能；服务器端包括：可插拔的动态模块、可脚本定制的多语言评测模块和大数据分析模块；可插拔的动态模块实现可定制、可插拔式的扩展和修改，具有可拓展、可添加、可删除的功能；可脚本定制的多语言评测模块提供多语言编程评测服务；大数据分析模块，用以提供智能辅导；
可插拔的动态模块，包括：题目和题包设置模块和用户身份认证模块；题目和题包设置模块支持客户端设置题目和题包操作，接收客户端通过多源服务的统一查询模块传入的题目和题包的相关设置数据和提交设置操作指令，所述相关设置数据包括：题目文本内容、文本或文件格式测试数据、评测数据；根据相关设置数据和设置操作指令执行更新操作，更新题目和题包的设置信息；根据更新操作是否成功，通过多源服务的统一查询模块向客户端返回操作成功或失败的提示；
用户身份认证模块，支持客户端绑定认证电子邮箱或手机号码操作，接收客户端通过多源服务的统一查询模块传入的待认证的电子邮箱地址或手机号码作为数据与请求验证码的操作指令，生成相应的验证码，并直接通过传入的电子邮箱地址或手机号码向用户发送验证码；接收客户端通过多源服务的统一查询模块传入的待认证的电子邮箱地址或...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淇，陈恩红，马建辉，阴钰，高维博，黄振亚，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34