[發明專利]基于AI視覺的實驗考試智能評分系統

有效

• 申請號: 202010728327.6
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111915460B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 孫效華;郭煒煒;葉穎;周鑫;孟詩喬;張嘯天;趙羿昕
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06Q50/20
• 分類號: G06Q50/20;G06V20/40;G06V10/82;G06V10/774;G06V40/10;G06N3/04;G06N3/08;G06V30/10
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種基于AI視覺的實驗考試智能評分系統，包括學生端(1)、教師端(2)、服務器端(3)，所述服務器端(3)包括算法模塊(4)和數據庫(5)；具體應用時，還包括第一用戶、第二用戶，所述第一用戶為學生，所述第二用戶為教師；所述算法模塊(4)運行于服務器端(3)上，所述數據庫(5)存儲于服務器端(3)供算法模塊(4)調用，所述服務器端(3)包括云服務器；等。此系統可以應用于中學物化生實驗的教學和考試場景中，解決教學場景中學生接受信息有差異，考試場景中教師批改效率低、評分標準不一的問題。本發明還能夠在學生自主練習實驗操作的時候利用算法檢測學生的動作，并提供有效指導和及時反饋，提高自學效果。

技術領域

本發明涉及深度學習和計算機視覺技術，應用教學領域。

背景技術

目前中學物理、生物、化學實驗教學和考試的現狀：一個教師對應多位學生，教師在教學或考試時，不能達到對每個同學進行針對性的、全面的教學指導或監督。導致實驗教學與考試效率低，標準亂等問題。

具體問題表現為在實驗操作教學時，一個教師對應整個班級的學生，精力有限而不能根據每位同學的學習情況進行個性化輔導。學生在教室中的位置不同，所接受信息也有所差異；其次，學生在自己練習的時候，沒有教師后續的指引，也不能夠及時地得到錯誤操作的指正，導致教學效果不理想。

在實驗考試的時候，較為傳統的方式為多位老師現場為多位學生監考與打分，通常一位老師需要對應多位學生，這會導致對于老師來說，評分效率十分低下，且盡管有統一的課程與考試標準，但是因為老師個體的主觀感受不同，會導致評分的標準有所差異，這對于學生來說同樣是不公平的。

發明內容

為了克服上述現狀的不足，本發明提供了一種基于AI視覺的中學實驗智能指導與評分系統。此系統可以應用于中學物化生實驗的教學和考試場景中，解決教學場景中學生接受信息有差異，考試場景中教師批改效率低、評分標準不一的問題。本發明還能夠在學生自主練習實驗操作的時候利用算法檢測學生的動作，并提供有效指導和及時反饋，提高自學效果。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于AI視覺的中學實驗智能指導與評分系統，其特征在于：所述系統應用于中學物理、化學、生物實驗的教學、練習與考試的場景中，所述系統包括學生端(1)、教師端(2)、服務器端(3)，所述服務器端(3)包括算法模塊(4)和數據庫(5)；具體應用時，還包括第一用戶、第二用戶，所述第一用戶為學生，所述第二用戶為教師；

所述算法模塊(4)運行于服務器端(3)上，所述數據庫(5)存儲于服務器端(3) 供算法模塊(4)調用，所述服務器端(3)包括云服務器；

所述學生端(1)是一個智能實驗臺，主要包括常規實驗設備、學生客戶端和兩個采集視頻的攝像頭，學生在客戶端上進行常規操作以及填寫實驗報告。攝像頭分別位于學生試驗臺正前方中央，以及右側，并有可調節角度的支架以及萬向頭，便于采集各個方向的視頻數據。

在實驗練習場景，所述學生端(1)可以獲取所述數據庫(5)中的視頻數據，并在學生客戶端上進行播放，以指導第一用戶進行實驗操作。

在實驗考試或實驗練習場景，所述學生端(1)通過視頻采集裝置獲取第一用戶的視頻數據，并將視頻數據上傳至所訴服務器端(3)；所述算法模塊(4)根據學生端(1) 上傳的視頻數據，結合所述數據庫(5)中的信息，對所述視頻數據進行識別、分類、自動評分和給出錯誤報告，并將所述評分和錯誤報告傳輸到所述教師端(2)和學生端(1)；

所述教師端(2)是一個可以管理學生信息、實驗練習與考試的軟件平臺，可以與所述服務器端(3)以及所述數據庫(5)之間進行信息傳輸；

所述教師端(2)可以向所述學生端(1)傳輸交互信息，所述交互信息為練習或考試模式選擇、實驗選擇、實驗開始和結束的指令等。