(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210328713.5 (22)申请日 2022.03.31 (71)申请人 江苏鼎傲教育科技 集团有限公司 地址 210000 江苏省南京市雨 花台区西善 桥街道岱山中路与岱山北路口4#地块 社区中心善创文化商务楼十五层1523 室 (72)发明人 刘占成　 (74)专利代理 机构 南京鼎傲知识产权代理事务 所(普通合伙) 32327 专利代理师 刘焕敏 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/10(2012.01) G06Q 50/20(2012.01)G06V 20/52(2022.01) G06V 40/20(2022.01) G09B 5/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于大数据的云端教育管理系统及方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于大数据的云端教育 管理系统及方法， 包括： 云端数据存储模块， 所述 云端数据存储模块将历史数据中各个学生的上 课表现及相应老师的教学表现保存到云端数据 库中； 学生状态监控模块， 所述学生状态监控模 块用于对云端数据存储模块存储的历史数据中 学生课堂注意力变化趋势及课堂知识点掌握程 度进行监控； 教育方案生成模块， 所述教育方案 生成模块根据学生状态监控模块中各个学生的 监控结果， 生成针对同一班级中学生课程的教育 方案； 教师管理模块， 所述教师管理模块根据教 育方案生 成模块生成的教育方案， 对教师的教学 方式进行 管理。 权利要求书4页 说明书12页 附图4页 CN 114677023 A 2022.06.28 CN 114677023 A 1.一种基于大 数据的云端教育管理系统， 其特 征在于， 包括： 云端数据存储模块， 所述云端数据存储模块将历史数据中各个学生的上课表现及相应 老师的教学表现 保存到云端数据库中； 学生状态监控模块， 所述学生状态监控模块用于对云端数据存储模块存储的历史数据 中学生课 堂注意力变化趋势及课 堂知识点掌握程度进行监控； 教育方案生成模块， 所述教育方案生成模块根据 学生状态监控模块中各个学生的监控 结果， 生成针对同一班级中学生课程的教育方案； 教师管理模块， 所述教师管理模块根据教育方案生成模块生成的教育方案， 对教师的 教学方式进行 管理。 2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的云端教育管理系统， 其特征在于： 所述学生 状态监控 模块包括注意力监控 模块及知识点掌握度监控 模块， 所述注意力监控模块通过摄像头获取学生上课时的听课状态， 进而分析出学生上课时 的注意力变化趋势， 得到每 个学生对应的注意力变化曲线； 所述知识点掌握度监控模块通过课后测试的方式得到每个学生对课堂知识点的掌握 情况， 并分析学生在知识点学习过程中注意力综合影响值与知识点掌握度之间的线性关 系。 3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的云端教育管理系统， 其特征在于： 所述注意 力监控模块通过摄像头获取 学生上课时的听课状态的方法包括以下步骤： S1.1、 每隔第一单位时间通过 学生上课设备中的摄 像头获取一次学生上课状态图片； S1.2、 对学生上课状态图片中学生的动作状态进行提取， 并进行等比例缩放， 得到标准 尺寸的学生动作状态， 记为第一学生动作状态， S1.3、 以第一学生动作状态的中心点为原点， 以过原点且与学生上课状态图片的宽平 行的直线为x轴， 以过原点且与学生上课状态图片的长平行 的直线为y轴， 构建第一平面直 角坐标系， 识别第一学生动作状态中的各身体部位， 获取数据库中第 一学生动作状态中的各身体 部位的中心 点对应的编号， 并获取各身体部位的中心点在第一平面直角坐标系中对应的坐 标点， 按从小到大 的顺序逐个将各编号对应的坐标点添加到一个空 白集合中， 得到第一集 合， 所述第一集合中将不存在的编 号对应的坐标点相应的元素记为空， 所述第 一集合中的 元素序号与相应元 素对应的身体部位的中心点对应的编号相同； S1.4、 将数据库中预制的每个学生状态图中各身体部位的中心点对应编号相应的坐标 点集合， 记为第二 集合， 获取各个第二 集合分别与第一 集合对应的综合偏差值， 所述综合偏差值等于第一集合与第二集合中各个身体部位的中心点对应编号相应的 坐标偏差值的累加 和， 将编号j相应的坐标偏差值记为F(j)， 当第一集合与第二集合中的第j个元素均为坐标点时， 则F(j)等于两个坐标点之间的 距离， 当第一集合与第二集合中的第j个元素一个为坐标点且另一个为空时， 则F(j)等于第 一阈值a， 所述第一阈值a通过 数据库查询获取，权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114677023 A 2当第一集合与第二 集合中的第j个元 素均为空时， 则F(j)等于 0； S1.5、 获取数据库中各个预制的学生状态图对应的第二集合与第 一集合之间对应的综 合偏差值， 选取最小综合偏差值对应的预制的学生状态图在数据库中对应的状态值， 作为 第一学生动作状态对应的学生上课时在相应时间点的听课状态； 所述注意力监控 模块得到第i个学生对应的注意力变化曲线的方法包括以下步骤： S2.1、 获取第i个学生上课时不同时间点对应的状态值， 将第i个学生在上课开始后的时间t听课的状态值记为ZTit， 并以[i， (t， ZTit)]的形式 保存到数据库中； S2.2、 以o1为第二原点， 以距离上课起始时间点的时长为x1轴， 以学生上课的状态值为 y1轴， 构建平面第二平面 直角坐标系； S2.3、 将S2.1中第i个学生对应的[i， (t， ZTit)]中的(t， ZTit)作为第二平面直角坐标 系中的第二标注点， 将t为不同值时对应的各个第二标注点标注在第二平面直角坐标系中相应的坐标位 置， 并根据数据库中预制的第 一线性拟合模型， 对第 二平面直角坐标系中的各个标注点进 行拟合， 得到第i个学生对应的注意力变化曲线Gi(x1),0≤x1≤tx1， 所述tx1表 示一节课程 的总时长 。 4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的云端教育管理系统， 其特征在于： 所述知识 点掌握度监控 模块得到第i个学生对课 堂知识点的掌握情况的方法包括以下步骤： S3.1、 获取第i个学生在课后测试中每 个知识点对应的总分数； S3.2、 获取第i个学生在课后测试中第j2个知识点对应的总分数， 并与数据库进行比 较， 得到第i个学生对第j2个知识点的掌握度， 将第i个学生对第j2个知识点的掌握度记为 5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的云端教育管理系统， 其特征在于： 获取学生 在知识点学习过程中注意力综合影响值与知识点掌握度之间的线性关系的方法包括以下 步骤： S4.1、 获取每 个知识点在课程中对应的起始时间， 将第j2个知识点在课程中对应的起止时间记为[t1ji， tiji]， 其中， t1ji表示第j2个知识点在课程中对应的起始时间， tiji表示第j2个知识点在课程 中对应的终止时间； S4.2、 获取第i个学生对应的注意力变化曲线Gi(x1)； S4.3、 计算第i个学生在课程中学习第j2个知识点的过程中注意力情况与相应学生对 相应知识点的掌握度， 记为数值对 其中， 表 示第i个学生在课程中学习第j2个知识点的过程中注意力综合影响值； S4.4、 获取第i个学生在课程中学习各个知识点时分别对应的数值对， 并判断不同数值对中的第一个数据是否相等， 当不同数值对中的第一个数据相互之间均不相等时， 则不对数值对进行处理， 直接跳 转到S4.5，权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114677023 A 3