本发明专利技术公开一种智能计分电子技术实验综合教学系统，属于计算机教学领域。该系统由一种能够自动记录操作步骤，一方面根据记录，在显示端能够还原出所连线路对应的电路图；另一方面对操作步骤进行智能评判的实验装置、运行于实验装置中嵌入式电路单元中的智能评判实验操作成绩算法软件、实验服务器、手机及电子实验成绩输入App、成绩管理数据库、电子实验成绩评定应用软件以及网络等组成。能够实时地自动记录学生的实验操作过程，并通过智能算法给出客观的成绩，并自动上传至实验服务器，使学生更注重实验操作。实验教师也能够把更多注意力集中于与学生的指导沟通，及时将交流互动情况给出成绩。况给出成绩。况给出成绩。
【技术实现步骤摘要】
一种智能计分电子技术实验综合教学系统
[0001]本专利技术涉及一种智能计分电子技术实验综合教学系统，属于教学实验与评价领域。
技术介绍
[0002]电子技术是电子信息类、自动化类、计算机类等许多专业的专业基础必修课程。一直以来，电子技术类课程的实验大多数高校均采用插拔式电子电路实验箱进行实验教学，学生按照实验指导书进行连线实验，实验教师在评定成绩的时候，实验操作应该占比较大，然而，通常是一位教师面对数十位同学，操作究竟如何，教师不可能全部掌握。因此最终的成绩往往是看结果以及报告撰写情况给出，而恰恰重要的实验操作往往不能正确评判。这就导致学生只重视结果和书写报告，有的甚至直接抄写或稍做改动动手能力强的同学，或已经做出正确结果同学的结果，这样得到的分数可能比自己费了好大劲才做完要高。因此也严重影响了对学生工程实践能力的培养和综合素质的提高，这也引起了广大教师、学生的重视和非议。因此许多院校对电子技术实验课进行了许多改革和尝试，但大多是从实验的管理上、方式方法上考虑，尚未见到从提高实验装置的智能上考虑的成果。
技术实现思路
[0003]针对现有技术的不足之处，提供一种智能化，会考虑操作过程的时长，综合考虑反复连接电路过程中出现的行为多样性进行评估的一种智能计分电子技术实验综合教学系统。
[0004]为实现上述技术目的，本专利技术的一种智能计分电子技术实验综合教学系统：包括插拔式电子电路实验面板、与插拔式电子电路实验面板匹配的多种具有各自端子座编号的电子电路使用的元器件、连接各个元器件的双连接头连接线以及用以完整储存操作过程中所有操作步骤的智能单元：插拔式电子电路实验面板上设有多个可以插拔元件和连接导线的插座，每个插座上都设有编号，编号信息包括元器件信息，智能单元通过插座编号记录从操作开始到结束过程中的所有操作步骤，包括操作中每一步插拔的时间，既包括正确的步骤也包括错误的步骤，还包括错误步骤修改为正确的步骤以及正确步骤被修改为错误的步骤；智能单元运行智能算法程序实现对实验操作的评判及给分，并将操作分值送至实验服务器中；实验服务器综合操作成绩、教师从手机端输入的互动成绩和实验报告成绩，最后按照约定分值比例给出实验总评成绩。
[0005]所述各自编号的电子电路使用的元器件在插拔式电子电路实验面板上设有分类区域，包括集成块插座区，电源区、电位器区、开关区、二极管区、三极管区、电容区、电阻区、指示灯区，各个区域中设置的对应元件的插座在智能单元都设有编号；
[0006]插拔式电子电路实验面板上还包括设有显示面板的显示区，操作中能够在面板上实时显示出所连电路对应的电路图。
[0007]所述连接线包括数据线，以及设置在数据线两端的插头，连接线中设有用于连接
完成实验电路连接工作的单元，还设有连接智能单元接口实现发送具体插拔操作的单元，智能单元按所有连接元件插座的编号逐个输出高电平，并通过扫描方式逐个判断哪些编号的元件插座端口连通了，实现记录实验元件插座的连接状态。
[0008]一种智能计分电子技术实验综合教学系统中通过智能单元和试验服务器构成的评价系统，包括插拔式电子电路实验面板模块、操作记录模块、操作信息存储模块、连线电路复原电路图模块、自动评价模块、服务平台模块、通信模块、手机端模块；
[0009]插拔式电子电路实验面板模块，用以提供设有各种常见的电路元器件，以及连接插槽的操作面板，通过在操作面板上不同的电路元器件对应的插座中插入连接线从而组成各种电路；
[0010]操作记录模块，用以将操作人员使用连接线在操作面板上进行的所有插拔连接的操作数据记录下来，插拔连接操作数据包括操作面板不同电路元器件对应插座的连接信息，不同电路元器件插座的拔出信息以及完成各种插拔的时间信息，从而记录操作人员使用连接线完成正确的电路连接步骤、连接错误的步骤、修正错误连接的步骤、将正确连接修改为错误连接的步骤，以及以上步骤实施的时间节点信息；
[0011]操作信息存储模块，用以将操作记录模块的数据进行存储并按照操作员选择不同操作进行分类存储；
[0012]连线电路复原电路图模块，用以将操作信息存储模块所存信息还原连线元件所形成的电路图并发送给显示器显示；
[0013]自动评价模块，用以对操作信息存储模块中记录的每个操作人员针对不同操作的各种实际操作过程分别进行评价打分，从操作开始分析各个正确的连接线插拔连接操作的时间间隔长度，时长越短，表明操作人员操作熟练，得分更高；对操作人员操作的错误连接进行标注，收集所有操作人员的操作错误样本，之后对大量样本中容易出错的地方生成统计数据；最后根据连接线插座编码的时间顺序，获得电路图连线顺序，根据合理的连线顺序分数高，不合理的连线顺序分数低的原则对操作员的连线顺序进行评分；考虑到操作员在连线过程中可能会出现连线错误并重连情况，除错误连接得负分外，还需要记录已连线又断开及重连的次数，重连次数越多，评分越低；
[0014]服务平台模块，用以将自动评价模块进行评估打分的信息以及教师通过手机端模块录入的互动评分和对实验报告的评分进行统计和按照成绩约定比例进行运算给出总评成绩并公示，并提供接入客户端进行读取；
[0015]通信模块，用以实现手机端模块与服务平台模块之间的通信；
[0016]手机端模块，用以管理员录入互动成绩和报告成绩，以及通过接入服务平台模块读取操作人员的信息。
[0017]自动评价模块包括BP神经网络模型，将多个人工评价打分后的操作信息数据作为训练集进行训练，该过程包括：
[0018]首先指定满分的操作标准，让多个操作人员对同一操作过程在不同时间段进行多次操作，通过人工将各个操作过程进行打分，之后将不同评分等级的操作记录按照评分等级进行分类存储，所述的评分满分为100分，每个评分等级为10分，低于60分的等级都被归纳到不及格的分类中；将收集到的所有样本按照8
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2比例切分为训练集和测试集，对BP神经网络模型进行训练从而获得自动评分的BP神经网络模型；
[0019]其中对BP神经网络模型进行训练的样本包括已经对一次完整的操作样本进行打分的记录，打分内容包括：根据连接线插座编码的时间顺序获得电路图连线顺序，根据连线顺序合理程度来评价分数，同时记录正确步骤的用时，并对所用时间根据预设的阈值进行打附加分，同时还记录该步骤中是否存在反复插拔，将错误连接修改正确，或者将正确连接修改错误的过程，连线又断开及重连的次数，重连次数越多，评分越低；
[0020]BP神经网络模型通过多次训练后即可实现自动对输入的操作记录进行评分。
[0021]手机端模块与服务平台模块进行通信，教师通过手机端模块从服务平台模块获得实验学生信息，将学生互动成绩及报告成绩通过手机端模块发送给服务平台模块。
[0022]有益效果：
[0023]1、突破了现有电子电路实验无法自动记录实验操作，一是通过记录还原出电路图可以帮助学生及时检查所连线路是否正确；二是通过智能学习算法，相同实验操作必然导致由实验操本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种智能计分电子技术实验综合教学系统，其特征在于：包括插拔式电子电路实验面板、与插拔式电子电路实验面板匹配的多种具有各自编号的电子电路使用的元器件、连接各个元器件的双连接头连接线以及用以完整储存操作过程中所有操作步骤的智能单元：插拔式电子电路实验面板上设有多个可以插拔元件和连接导线的插座，每个插座都连接至智能单元的一个I/O口上，都设有带有元器件端口信息的编号，智能单元通过插座编号记录从操作开始到结束过程中的所有操作步骤，包括操作中每一步插拔步骤的时间，既包括正确的步骤也包括错误的步骤，还包括错误步骤修改为正确的步骤以及正确步骤被修改为错误的步骤；智能单元运行智能算法程序实现对实验操作的评判及给分，并将操作分值送至实验服务器中；实验服务器综合操作成绩、教师从手机端输入的互动成绩和实验报告成绩，最后按照约定分值比例给出实验总评成绩。2.根据权利要求1所述智能计分电子技术实验综合教学系统，其特征在于：所述各自编号的电子电路使用的元器件在插拔式电子电路实验面板上设有分类区域，包括集成块插座区，电源区、电位器区、开关区、二极管区、三极管区、电容区、电阻区、指示灯区，各个区域中设置的对应元件的插座在智能单元都设有编号。3.根据权利要求1所述智能计分电子技术实验综合教学系统，其特征在于：插拔式电子电路实验面板上还包括设有显示面板的显示区，操作中能够在面板上实时显示出所连电路对应的电路图。4.根据权利要求1所述智能计分电子技术实验综合教学系统，其特征在于：所述连接线包括数据线，以及设置在数据线两端的插头，连接线中设有用于连接完成实验电路连接工作的单元，还设有连接智能单元接口实现发送具体插拔操作的单元，智能单元按所有连接元件插座的编号逐个输出高电平，并通过扫描方式逐个判断哪些编号的元件插座端口连通了，实现记录实验元件插座的连接状态。5.根据权利要求1所述智能计分电子技术实验综合教学系统，其特征在于：智能单元和实验服务器构成评价系统，包括插拔式电子电路实验面板模块、操作记录模块、操作信息存储模块、连线电路复原电路图模块、自动评价模块、服务平台模块、通信模块、手机端模块；插拔式电子电路实验面板模块，用以提供设有各种常见的电路元器件，以及连接插槽的操作面板，通过在操作面板上不同的电路元器件对应的插座中插入连接线从而组成各种电路；操作记录模块，用以将操作人员使用连接线在操作面板上进行的所有插拔连接的操作数据记录下来，插拔连接操作数据包括操作面板不同电路元器件对应插座的连接信息，不同电路元器件插座的拔出信息以及完成各种插拔的时间信息，从而记录操作人员使用连接线完成正确的电路连接步骤、连接错误的步骤、修正错误连接的步骤、将正确连接修改为错误连接的步骤，以及以上步骤实施的时间节点信息；操作信息存储模块，用以将...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵峻，吴新忠，周一恒，郭一楠，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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