一种用于智慧校园的作业发布管理系统技术方案

本发明专利技术涉及校园智能管理领域，具体公开了一种用于智慧校园的作业发布管理系统，用于解决现有的评分标准比较单一，存在评分结果片面的问题，评分结果不结合学生个人的学习特点和实际表现会导致教学成果不佳，同时高维度的评分数据处理量庞大，评分效率以及准确性较低的问题，包括处理器以及与处理器通讯连接的作业发布模块、音频采集模块、数据存储模块以及智能评分模块；是通过智能的方式利用小学生英语学习能力和学习进度模型，自动分配与小学生相适应的英语背诵作业，减轻了教师的工作负担，实现学生英语背诵作业的个性化定制，利用语音识别技术和循环神经网络实现音频作业的自动评分，双评分标准改善了评分结果片面的问题。双评分标准改善了评分结果片面的问题。双评分标准改善了评分结果片面的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于智慧校园的作业发布管理系统


[0001]本专利技术涉及校园智能管理领域，更具体地说，本专利技术涉及一种用于智慧校园的作业发布管理系统。

技术介绍

[0002]智慧校园是指在传统校园基础上，利用先进的信息化技术将校园内的各种资源、服务、管理进行高度整合，实现数字化、网络化、智能化的全新校园生态。智慧校园通过整合、协同、共享等方式，提高教育教学质量、管理效率、服务水平和学生体验，是未来教育发展的趋势之一。随着信息化技术的快速发展，智慧校园正在得到越来越广泛的应用和推广。在智慧校园中，校园内的各个部门都能够通过信息化技术实现数据共享、协同工作、精细化管理，从而提高管理效率和服务质量。同时，学生也能够通过智慧校园平台便捷地获取教育资源、完成作业、参加活动等，提高学习体验和学习效果。在智慧校园中，作业发布管理是一个重要的组成部分，能够为教师提供一个更高效、更方便的作业发布、提交、批改和成绩统计平台，同时也能够提高学生的参与度和学习效果。但是，作业发布管理系统也存在一些问题。
[0003]现有的作业发布管理系统中，尤其是小学生英语课的作业发布管理中，学生在完成英语背诵后都会将背诵检查的音频和视频文件发布出来，教师在评分时产生的主观偏见会导致评分结果不公正，每个学生的个人学习能力、兴趣爱好以及实际表现均存在个体差异，现有的评分标准比较单一，存在评分结果片面的问题，评分结果不结合学生个人的学习特点和实际表现会导致教学成果不佳，同时高维度的评分数据处理量庞大，评分效率以及准确性较低。
[0004]为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

[0005]在现有的小学生英语单词背诵作业发布管理中，采用教师人为批改作业，教师产生主观偏见，导致评分结果不公正，需要采用科学、客观的评分标准，避免主观因素对评分结果的影响；学生个人的学习能力、兴趣爱好、实际表现对每个学生而言都是不相同的，评分标准的制定存在难度，需要根据具体情况进行细化和优化，避免评分过于主观和片面；学生的个人信息存在信息泄露和隐私泄露问题；需要采用科技手段对评分数据进行分析和统计，以提高评分效率和准确性；考虑学生个人的学习特点和实际表现进行个性化评分能达到更好的教学效果，但是，如果评分结果与学生的实际表现不符，会导致教学成果不佳，需要在评分过程中充分考虑学生的实际表现和学习特点，以达到更好的教学成果。
[0006]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种用于智慧校园的作业发布管理系统，是通过智能的方式利用小学生英语学习能力和学习进度模型，自动分配与小学生相适应的英语背诵作业，减轻了教师的工作负担，实现学生英语背诵作业的个性化定制，利用语音识别技术和循环神经网络实现音频作业的自动评分，双评分标准改善了评分
结果片面的问题，评分结果结合学生个人的学习特点和实际表现会提升教学成果，智能方式处理高维度的庞大评分数据，评分效率以及准确性提高，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于智慧校园的作业发布管理系统，包括处理器以及与处理器通讯连接的作业发布模块、音频采集模块、数据存储模块以及智能评分模块，其中：作业发布模块用于根据小学生英语学习能力和学习进度模型，自动分配与小学生相适应的英语背诵作业；音频采集模块用于采集小学生完成的英语背诵作业音频，并对英语作业音频进行预处理；智能评分模块通过语音识别技术将学生的英语背诵作业音频中的语音信号转换为作业文本，对比作业文本与所发布英语背诵作业文本，统计作业文本的单词背诵正确率，将文本对比结果一致的单词标记标签数值为1，将文本对比结果不一致的单词标记标签数值为0，并对英语背诵作业音频基于语言模型进行音素分析和语调分析，分别获取每个背诵单词语音的音量、音高以及语速与英语语音规范语音集中的标准音量、标准音高以及标准语速之间的差异值，构建英语背诵作业音频评分机制，英语背诵作业音频评分与音量差异值负相关，与音高差异值负相关，与语速差异值负相关，英语背诵作业音频评分机制为：；式中：为英语背诵作业音频评分，为英语背诵作业音频中单词的音量与单词对应的标准单词音量差值的绝对值，为英语背诵作业音频中单词的音高与单词对应的标准单词音高差值的绝对值，为英语背诵作业音频中单词的语速与单词对应的标准单词语速差值的绝对值，、以及分别为第一调整系数、第二调整系数以及第三调整系数，根据小学生的英语背诵作业音频统计历史数据根据数值分析获取。
[0008]作为本专利技术进一步的方案，作业发布模块中，教师根据课上小学生学习的单词以及数量为小学生设置英语背诵作业单词库，从教师单词学习记录表中为每个学生抽取10个单词，其中包括从每个小学生在课上完成背诵的单词中抽取的5个，从每个小学生未完成背诵的单词中抽取的2个以及当天学习的新单词中抽取的3个，并为根据每个小学生完成背诵单词数量占需要背诵单词数量的百分比设置评分调整系数，评分调整系数的公式为：；式中：为评分削弱系数，为学生单词学习记录表中完成背诵单词的数量，为学生单词学习记录表中需要背诵单词的总数。
[0009]作为本专利技术进一步的方案，智能评分模块通过所有单词语音识别文本对比获取的单词标记标签数值与对应单词英语背诵作业音频评分的乘积之和作为第一评分向教师公开，将第一评分与评分调整系数的商作为第二评分向学生和家长公开，第一评分和第二评分的评分机制为：
；；式中：为第一评分，为小学生英语背诵作业中单词的序号，为第个单词的英语背诵作业音频评分，为第个单词的单词标记标签数值，为第二评分。
[0010]作为本专利技术进一步的方案，作业发布模块中，构建小学生英语学习能力和学习进度模型所需采集的英语单词数据库包括背诵完成单词库以及背诵未完单词库，其中背诵完成单词库包括长时记忆单词库和短时记忆单词库，背诵未完成单词库包括背诵未完成旧词库和背诵未完成新词库，其模型的构建过程包括如下步骤：步骤S1，数据采集：获取英语教师在上课时教师单词学习记录表的历史存储数据中30个以时间为序列的电子文档，并对单词学习记录表的电子文档进行数据预处理，剔除文件损坏的电子表格；步骤S2，构建样本词库：利用获取的单词学习记录表序列，获取每个学生的样本词库，并针对每个学生样本词库中的每个单词进行特征提取，构建每个单词的特征向量；步骤S3，构建小学生英语学习能力和学习进度模型并对模型进行训练：通过S2获取的样本词库结合每个对应单词创建的单词信息标签构建初始数据集，并采用4:1的数量比例分别随机抽取测试集和验证集，利用循环神经网络模型对测试集中的数据按单词信息标签对每个单词的特征进行识别，获取背诵完成单词库以及背诵未完单词库，进而获取长时记忆单词库、短时记忆单词库、背诵未完成旧词库和背诵未完成新词库，实现测试集的分类，并采用验证集对模型进行验证；步骤S4，模型评估：计算模型的准确率、召回率以及F1分数评估训练好的小学生英语学习能力和学习进度模型，调整模型的学习率以及超参数，使得模型的准确率、召回率以及F1分数在预先设定的阈值范围内；步骤S5，模型部署：将训练好的小学生英语学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于智慧校园的作业发布管理系统，其特征在于，包括处理器以及与处理器通讯连接的作业发布模块、音频采集模块、数据存储模块以及智能评分模块，其中：作业发布模块用于根据小学生英语学习能力和学习进度模型，自动分配与小学生相适应的英语背诵作业；音频采集模块用于采集小学生完成的英语背诵作业音频，并对英语作业音频进行预处理；智能评分模块通过语音识别技术将学生的英语背诵作业音频中的语音信号转换为作业文本，对比作业文本与所发布英语背诵作业文本，统计作业文本的单词背诵正确率，将文本对比结果一致的单词标记标签数值为1，将文本对比结果不一致的单词标记标签数值为0，并对英语背诵作业音频基于语言模型进行音素分析和语调分析，分别获取每个背诵单词语音的音量、音高以及语速与英语语音规范语音集中的标准音量、标准音高以及标准语速之间的差异值，构建英语背诵作业音频评分机制，英语背诵作业音频评分与音量差异值负相关，与音高差异值负相关，与语速差异值负相关，英语背诵作业音频评分机制为：；式中：为英语背诵作业音频评分，为英语背诵作业音频中单词的音量与单词对应的标准单词音量差值的绝对值，为英语背诵作业音频中单词的音高与单词对应的标准单词音高差值的绝对值，为英语背诵作业音频中单词的语速与单词对应的标准单词语速差值的绝对值，、以及分别为第一调整系数、第二调整系数以及第三调整系数，根据小学生的英语背诵作业音频统计历史数据根据数值分析获取。2.根据权利要求1所述的一种用于智慧校园的作业发布管理系统，其特征在于，作业发布模块中，教师根据课上小学生学习的单词以及数量为小学生设置英语背诵作业单词库，从教师单词学习记录表中为每个学生抽取10个单词，其中包括从每个小学生在课上完成背诵的单词中抽取的5个，从每个小学生未完成背诵的单词中抽取的2个以及当天学习的新单词中抽取的3个，并为根据每个小学生完成背诵单词数量占需要背诵单词数量的百分比设置评分调整系数，评分调整系数的公式为：；式中：为评分削弱系数，为学生单词学习记录表中完成背诵单词的数量，为学生单词学习记录表中需要背诵单词的总数。3.根据权利要求1所述的一种用于智慧校园的作业发布管理系统，其特征在于，智能评分模块通过所有单词语音识别文本对比获取的单词标记标签数值与对应单词英语背诵作业音频评分的乘积之和作为第一评分向教师公开，将第一评分与评分调整系数的商作为第二评分向学生和家长公开，第一评分和第二评分的评分机制为：；；
式中：为第一评分，为小学生英语背诵作业中单词的序号，为第个单词的英语背诵作业音频评分，为第个单词的单词标记标签数值，为第二评分。4.根据权利要求1所述的一种用于智慧校园的作业发布管理系统，其特征在于，作业发布模块中，构建小学生英语学习能力和学习进度模型所需采集的英语单词数据库包括背诵完成单词库以及背诵未完单词库，其中背诵完成单词库包括长时记忆单词库和短时记忆单词库，背诵未完成单词库包括背诵未完成旧词库和背诵未完成新词库，其模型的构建过程包括如下步骤：步骤S1，数据采集：获取英语教师在上课时教师单词学习记录表的历史存储数据中30个以时间为序列的电子文档，并对单词学习记录表的电子文档进行数据预处理，剔除文件损坏的电子表格；步骤S2，构建样本词库：利用获取的单词学习记录表序列，获取每个学生的样本词库，并针对每个学生样本词库中的每个单词进行特征提取，构建每个单词的特征向量；步骤S3，构建小学生英语学习能力和学习进度模型并对模型进行训练：通过S2获取的样本词库结合每个对应单词创建的单词信息标签构建初始数据集，并采用4:1的数量比例分别随机抽取测试集和验证集，利用循环神经网络模型对测试集中的数据按单词信息标签对每个单词的特征进行识别，获取背诵完成单词库以及背诵未完单词库，进而获取长时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国栋，寿国良，蒋大为，孙睿晰，
申请(专利权)人：杭州企智互联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：