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一种艺术素质测评系统

阅读:902发布:2020-12-09

专利汇可以提供一种艺术素质测评系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种艺术素质测评系统, 细则 分解配置模 块 根据教育部大纲和各地市政策细则配置符合 指定 省市要求的系统配置;过程性评价模块对学生平时的艺术学习情况进行评价;终结性评价模块对学生的整个艺术学习过程进行总结性考试;监管模块对辖区内学校、老师和学生的艺术素质学习、测评过程进行监督管理和数据分析;题库卷库模块提供针对艺术素质测评使用的专业试题库;精准辅导模块对学生薄弱环节进行针对性辅导训练;后台管理模块设置 操作系统 权限和模块配置、查看运营数据统计、管理用户帐号、查看系统日志; 大数据 模块汇总、分析及展示艺术素质测评过程中的数据。本发明有助于减轻老师压 力 ,提高教学 质量 ,保障艺术素质测评工作全面展开。,下面是一种艺术素质测评系统专利的具体信息内容。

1.一种艺术素质测评系统,其特征在于,包括细则分解配置模、过程性评价模块、终结性评价模块、监管模块、题库卷库模块、精准辅导模块、后台管理模块和大数据模块,其中:
细则分解配置模块:用于根据教育部大纲和各地市政策细则配置符合指定省市要求的系统配置;
过程性评价模块:又称平时测评模块,用于对学生平时的艺术学习情况进行评价;
终结性评价模块:又称为考试模块,用于对学生的整个艺术学习过程进行总结性考试;
监管模块:用于对辖区内学校、老师和学生的艺术素质学习、测评过程进行监督管理和数据分析;
题库卷库模块:用于提供针对艺术素质测评使用的专业试题库;
精准辅导模块:用于对学生薄弱环节进行针对性辅导训练;
后台管理模块:用于设置操作系统权限和模块配置、查看运营数据统计、管理用户帐号、查看系统日志;
大数据模块:用于汇总、分析及展示艺术素质测评过程中的数据。
2.根据权利要求1所述的艺术素质测评系统,其特征在于,所述细则分解配置模块包括计分方式设置单元、音乐美术关系设置单元、细则配置单元、指标体系配置单元、测评等级配置单元,其中:
计分方式设置单元:用于设置过程性评价与终结性评价之间的计分方式,包括将过程性评价与终结性评价之和计入中考分数,以及将终结性评价独立计入中考分数两种情况;
音乐美术关系设置单元:用于设置音乐美术是否合并计算分数,合并计算则艺测分数等于音乐、美术成绩之和,不合并计算则根据音乐、美术成绩单独计算分数;
细则配置单元:用于设置各地市详细评价规则,包括分数配置、评价频率配置、评价周期配置、评价方式配置和附加分配置,其中分数配置即设置每科总分数;评价频率配置即设置按学期或按学年进行一次过程性评价;评价周期配置即设置评价周期内需要进行评价的次数;评价方式配置即选择现场评分或人机交互方式评分;附加分配置即选择附加分是上传证书方式、现场测评方式或两者兼存;
指标体系配置单元:用于根据教育部大纲设置各地基础指标、发展指标和学业指标。
测评等级配置单元:用于设置测评显示的结果是等级或分数。
3.根据权利要求1所述的艺术素质测评系统,其特征在于,所述过程性评价模块包括教师端APP和学生端APP,其中教师端APP包括考勤单元、作业单元、预习复习单元、课外活动单元、校外学习单元、艺术特长单元;学生端APP包括作业单元、预习复习单元、课外活动单元、校外学习单元、艺术特长单元,各模块的功能如下:
(1)教师端APP中
考勤单元:用于对学生的出勤情况进行标注,包括请假、迟到、早退、旷课、出勤状态;
作业单元:用于选择作业任务的题目,指定作业下发的时间点和作业结束时间点,查看学生作业情况;
预习复习单元:用于根据课程进展情况发布预习、复习任务,老师发布出去之后,学生会收到当前任务进行预习复习功课;
课外活动单元:用于发布课外活动时间地点信息,审核学生报名;
校外学习单元:用于查看学生自主上传的在校外参加学习活动的资料,包括视频、图片、音频、文字;
艺术特长单元:用于查看学生自主上传的获奖情况证明,给予审核加分;
评分单元:用于对学生提交的答题信息进行自动或者人工评分,包括客观题评分、演唱评分、乐器弹奏评分、美术绘画评分,其中客观题评分即比对学生答案和正确答案,判断正确与否,给出得分;演唱评分首先针对学生演唱的歌曲录音文件进行针对音乐考试环境下的降噪处理,之后根据音高、节奏、歌词、情感、完整度进行评分;乐器弹奏评分首先识别学生演奏乐器种类,再根据音高、节奏、歌词、情感、完整度进行评分;美术绘画评分先录入绘画,进行畸形矫正、白平衡理,之后对绘画题进行评分;
作业数据分析单元:用于对学生提交的答题信息、学生答题过程中行为数据进行分析,分析的行为数据包括学生做题所用时间数据、学生答题顺序数据;
(2)学生端APP中
作业单元:用于接收老师端下发的作业,完成在线答题和提交,查看作业成绩;
预习复习单元:用于接收老师端下发的预习复习任务,完成在线预习复习和提交;
课外活动单元:用于查看学校组织的课外活动,完成在线报名,查看审核状态;
校外学习单元:用于自主上传在校外参加学习活动的资料,包括视频、图片、音频、文字;
艺术特长单元:用于选择对应获奖等级,上传获奖情况证明,查看审核状态。
4.根据权利要求1所述的艺术素质测评系统,其特征在于,所述终结性评价模块包括老师端和学生端,其中老师端包括:教务管理单元、帐号管理单元、测评单元、自动评分单元、数据分析单元、监考单元、考试单元和成绩展示单元,其中测评单元包括测评生成单元、测评下发单元、网络代理单元、测评接收单元、数据上传单元和测评结束单元;学生端包括登录单元、接收测评单元、答题单元、答题卡单元和数据上传单元,各模块的功能如下:
(1)老师端
教务管理单元:用于创建、维护班级信息,创建、维护老师信息,导入学生姓名、学号信息;
帐号管理单元:用于修改老师的帐号密码;
测评生成单元:用于根据测评信息生成测评试卷内容,包括图片、音频、视频、文字内容;
测评下发单元:用于下发测评的试卷内容给学生端;
网络代理单元:用于提供网络代理服务,实现学生端和服务端的信号交互,在老师端完成资源下载或者上传任务,有效提高学生端资源加载速度,即将学生端所有访问请求汇总到老师端进行处理,在学生端需要下载时,学生端相关资源下载将不再到服务端进行处理,通过教师端下载下发,如将测评的试卷内容下载到老师端再下发给学生端;在学生端需要上传时,学生端提交的试卷信息将集中到老师端,通过教师端再上传到服务端;
测评接收单元:用于接收从监管模块下发的测评信息,包括测评名称、测评年级、试卷资源内容、测评方式;
数据上传单元:用于将学生端提交的试卷信息上传到服务端;
监考单元:用于查看学生座位号、学生端连接状态、考试进度;
测评结束单元:用于在考试结束时,下发测评结束指令,学生端未提交答卷部分将自动提交答题情况,结束考试;
评分单元:用于对学生提交的答题信息进行自动或者人工评分,包括客观题评分、演唱评分、乐器弹奏评分、美术绘画评分,其中客观题评分即比对学生答案和正确答案,判断正确与否,给出得分;演唱评分首先针对学生演唱的歌曲录音文件进行针对音乐考试环境下的降噪处理,之后根据音高、节奏、歌词、情感、完整度进行评分;乐器弹奏评分首先识别学生演奏乐器种类,再根据音高、节奏、歌词、情感、完整度进行评分;美术绘画评分先录入绘画,进行畸形矫正、白平衡理,之后对绘画题进行评分;
考试数据分析单元:用于对学生提交的答题信息、学生答题过程中行为数据进行分析,分析的行为数据包括学生做题所用时间数据、学生答题顺序数据;
考试成绩展示单元:用于展示数据分析单元产生的数据结果;
(2)学生端
登录单元:用于输入学号,完成学生登录;
接收测评单元:用于监测当前是否有测评任务,当监测到有测评任务时,接收下载测评试卷内容,包括图片、音频、视频、文字内容;
答题单元:用于按照不同题目类型,进行人机交互答题;
答题卡单元:用于自定义答题顺序;
数据上传单元:用于将学生答题内容上传给老师端。
5.根据权利要求1所述的艺术素质测评系统,其特征在于,监管模块包括区域测评报告单元、教学管理单元、测评管理单元、题库管理单元、试卷管理单元、过程评价单元、附加分报告单元,其中:
区域测评报告单元:用于对一次过程性评价或终结性评价的数据进行多维度分析展示,包括测评总览、参考情况分析、测评结果分析、测评等级分析、测评分段展示、试卷内容分析、试卷质量分析、学校教学质量对比、学生成绩查询,其中测评总览:用于综合查看参考情况、得分分布情况、最高分、最低分;参考情况分析:用于查看实考人数、缺考人数、各下级区、校参考人数、参考率;测评结果分析:用于查看测评结果最高分、最低分、平均分、考试整体用时、各学业等级学生考试用时;测评等级分析:用于查看各学业等级人数、各下级区、校学业等级分布;测评分段展示:用于查看各分数段人数、占比,以及下级区、校各分数段分布情况;试卷内容分析:用于分析试卷中不同知识点的得分情况,各题型的得分情况,查看下级区、校不同知识点得分情况;试卷质量分析:用于查看试题区分度、难度,下级区、校高分组、低分组得分情况,以及试卷中每一题的平均分、难度、标准差、得分率;学校教学质量对比:用于对选择的学校进行多维度的数据对比分析,如平均分、最高分、最低分、用时、参考情况、题型得分、知识点得分的数据展示;学生成绩查询:用于精确查询具体某一个学生的成绩情况;
过程评价单元:用于对学生学习过程的数据进行统计和分析,包括社团活动统计、校外活动统计、文艺活动统计、作业统计、预习复习统计、考勤统计、课外活动统计,其中社团活动统计:用于统计和查看行政区内各单位社团活动相关数据,包括次数、人数、活动名称、活动内容、活动产生的视频、音频素材、参与人之间的交互情况;校外活动统计:用于统计和查看行政区内各单位校外活动相关数据,包括次数、人数、活动名称、活动内容、活动产生的视频、音频素材,参与人之间的交互情况;文艺活动统计:用于统计和查看行政区内各单位文艺活动相关数据,包括次数、人数、活动名称、活动内容、活动产生的视频、音频素材、参与人之间的交互情况;作业统计:用于统计和查看行政区内各单位作业布置、完成情况;预习复习统计:用于统计和查看行政区内各单位预习复习布置、完成情况;考勤统计:用于统计和查看行政区内各单位考勤、出勤情况;课外活动统计:用于统计查看行政区内各单位课外活动相关数据,包括次数、人数、活动名称、活动内容、活动产生的视频、音频素材、参与人之间的交互情况;
测评管理单元:用于创建统考和抽考,统考即全辖区内符合本次测评年级要求的学校、学生全部考试;抽考即教育主管部根据需要抽取部分符合本次测评年级要求的班级进行测评工作;
题库管理单元:用于提供试卷题目库,包括系统题库、我的题库和上传题目库,其中系统题库用于存储供直接使用的题目;我的题库用于收藏系统题库进行个性化修改;上传题目库用于自主上传题目;
试卷管理单元:用于提供试卷模版,包括系统试卷库、我的试卷库、新增试卷库,其中系统试卷库用于存储供直接使用的试卷;我的试卷库用于收藏系统试卷库进行个性化修改;
新增试卷库用于自主创建试卷;
附加分报告单元:用于审核学生申报的附加分材料,在有异议时驳回申请,统计分析附加分申请情况,包括申请人数和分数情况。
6.根据权利要求1所述的艺术素质测评系统,其特征在于,所述题库卷库模块包括教材管理单元、标签索引单元、题目审核单元、知识点管理单元、题目创建单元、题目发布单元、动态难度系数单元、自主命题单元、开放接口单元、系统试卷库、自主组卷单元,其中:
教材管理单元:用于录入题库所支持的各种教材版本,管理各章节名称和对应的预习复习内容;
标签索引单元:用于根据题目属性设置索引,题目属性包括教材、年级、学期、单元、知识点、能层次;
题目审核单元:用于审核上传的题目是否能发布,审核包括初审、二审两次;
知识点管理单元:用于创建、修改、删除根据教材大纲目录衍生的知识点,以及知识点与教材关联关系;
题目创建单元:用于创建题目,不同题型需要输入不同内容,上传所需附件资源;
题目发布单元:用于将题目从后台发布到前台,发布之后,终结性评价模块老师端和监管模块均可以在题库中看到;
动态难度系数单元:用于根据使用者的不同,选择对应难度系数的题目组卷,以进行针对性训练;
自主命题单元:用于根据需求撰写题目,上传素材至后台,后台生成题目;
开放接口单元:用于开放题库接口给第三方进行接入,实现题库的可扩展和多方合作共同维护;
系统试卷库:用于根据年级、学期、单元条件,预设相应的试卷供老师直接使用;
自主组卷单元:用于使老师根据自己需求配置不同题型,设置不同分值、题量、题目,进行自主组卷。
7.根据权利要求1所述的艺术素质测评系统,其特征在于,所述精准辅导模块包括教学情况分析、知识点掌握程度、针对性训练题库、自测题库和自主训练题库,其中:
教学情况分析:用于分析开课情况、出勤情况,结合学生考试成绩及知识点掌握分析,给出针对性教学意见;
知识点掌握程度:用于根据学生的作业、考试的动作行为,分析学生对知识点的掌握情况;
针对性训练题库:用于根据知识点掌握情况,给学生提供针对薄弱知识点的针对性训练题库;
自测题库:用于发起学生自主测评,查看自己的知识能力层次;
自主训练题库:用于收集学生错题、需要注意的题目,进行自主训练。
8.根据权利要求1所述的艺术素质测评系统,其特征在于,后台管理模块包括题库管理模块、试卷管理模块、学校管理模块和教学计划模块,其中:
题库管理单元:用于创建、管理所有题目,审核提交的题目是发布还是驳回;
试卷管理单元:用于组卷,审核试卷,发布试卷到指定账号;
学校管理单元:用于新增学校账号,创建、管理学校管理员账号,生成学校激活码;
教学计划单元:用于导入各地市对应教材、教学时间及教材的版本维护,包括教学计划列表和创建教学计划。
9.根据权利要求1所述的艺术素质测评系统,其特征在于,所述大数据模块包括数据采集单元、数据处理单元、数据展示单元,其中:
数据采集单元:用于记录用户与系统发生的交互,包括浏览、点击、拖动、输入、音频录入、视频录入操作;
数据处理单元:用于对数据采集单元所采集到的数据进行数据分析,包括学生做题所用时间数据、学生答题顺序数据、老师题库浏览内容数据;
数据展示单元:用于将数据处理单元所得结果展现给用户,方便用户观看,展现的形式包括考试结果分析报告、学生知识点掌握分析报告、试卷质量分析报告。

说明书全文

一种艺术素质测评系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种素质测评系统,具体涉及一种艺术素质测评系统。

背景技术

[0002] 现行艺测方式大多为纸质试卷方式,内容表现方式单一,只能是传统文字 形式,考察也多偏向死记硬背,偏离美术音乐科目教育目标。考试结束老师批改 累、数据统计难,数据分析工作更是给老师们造成很大负担,甚至无法完成。而 且平时教学过程数据收集成本高,无法保存,形成了一考定终身的方式,不能全 面掌握学生美术音乐学科学习情况。
[0003]
[0004]

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种艺术素质测评系统,有助于减轻老师压,提高 教学质量,保障艺术素质测评工作全面展开。
[0006] 实现本发明目的的技术解决方案为:一种艺术素质测评系统,包括细则分解 配置模、过程性评价模块、终结性评价模块、监管模块、题库卷库模块、精准 辅导模块、后台管理模块和大数据模块,其中:
[0007] 细则分解配置模块:用于根据教育部大纲和各地市政策细则配置符合指定省 市要求的系统配置;
[0008] 过程性评价模块:又称平时测评模块,用于对学生平时的艺术学习情况进行 评价;
[0009] 终结性评价模块:又称为考试模块,用于对学生在整个艺术学习过程进行总 结性考试;
[0010] 监管模块:用于对辖区内学校、老师和学生的艺术素质学习、测评过程进行 监督管理和数据分析;
[0011] 题库卷库模块:用于提供针对艺术素质测评使用的专业试题库;
[0012] 精准辅导模块:用于对学生薄弱环节进行针对性辅导训练;
[0013] 后台管理模块:用于设置操作系统权限和模块配置、查看运营数据统计、管 理用户帐号、查看系统日志;
[0014] 大数据模块:用于汇总、分析及展示艺术素质测评过程中的数据。
[0015] 本发明与现有技术相比,其显著优点为:1)本发明测评系统集艺术素质测 试、学习和教学管理为一体,能够为整个艺测过程提供解决方案;2)本发明平 台采用开放性、全终端、全兼容的设计思路,为社会开发者提供参与接口,为使 用的老师提供发布自己教学成果的模块,还可以实现与其他互联网信息化教学平 台的数据联通、功能融合,有助于减轻老师的教学压力,提高教学质量;3)本 发明艺术素质测评展现形式更加丰富、生动,有助于提升学生对艺术课程的兴趣, 缓解学习压力。附图说明
[0016] 图1为本发明艺术素质测评系统的结构示意图。
[0017] 图2为本发明细则分解配置模块的结构示意图。
[0018] 图3为本发明过程性评价模块的结构示意图。
[0019] 图4为本发明终结性评价模块的结构示意图。
[0020] 图5为本发明监管模块的结构示意图。
[0021] 图6为本发明题库卷库模块的结构示意图。
[0022] 图7为本发明精准辅导模块的结构示意图。
[0023] 图8为本发明后台管理模块的结构示意图。
[0024] 图9为本发明大数据模块的结构示意图。
[0025] 图10为本发明艺术素质测评系统使用过程图。
[0026] 图11是本发明演唱评分中歌词发音的处理及测评方法的流程图
[0027] 图12是本发明中小学艺术测评中绘画的录入方法的流程图。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明方案。
[0029] 如图1所示,艺术素质测评系统,包括细则分解配置模块、过程性评价模块、 终结性评价模块、监管模块、题库卷库模块、精准辅导模块、后台管理模块和大 数据模块。下面详细介绍各模块的结构及功能。
[0030] 一、细则分解配置模块
[0031] 细则分解配置模块用于根据教育部大纲和各地市政策细则配置符合指定省 市要求的系统配置,包括计分方式、音乐美术关系、细则配置、指标体系、测评 等级等内容。如图2所示,细则分解配置模块包括计分方式设置单元、音乐美术 关系设置单元、细则配置单元、指标体系配置单元、测评等级配置单元,其中:
[0032] 计分方式设置单元:用于设置过程性评价与终结性评价之间的计分方式,包 括将过程性评价与终结性评价之和计入中考分数,以及将终结性评价独立计入中 考分数两种情况。
[0033] 音乐美术关系设置单元:用于设置音乐美术是否合并计算分数,合并计算则 艺测分数等于音乐、美术成绩之和,不合并计算则根据音乐、美术成绩单独计算 分数。
[0034] 细则配置单元:用于设置各地市详细评价规则,包括分数配置、评价频率配 置、评价周期配置、评价方式配置和附加分配置,其中分数配置即设置每科总分 数;评价频率配置即设置按学期或按学年进行一次过程性评价;评价周期配置即 设置评价周期内需要进行评价的次数;评价方式配置即选择现场评分或人机交互 方式评分;附加分配置即选择附加分是上传证书方式、现场测评方式或两者兼存。
[0035] 指标体系配置单元:用于根据教育部大纲设置各地基础指标、发展指标和学 业指标。
[0036] 测评等级配置单元:用于设置测评显示的结果是等级或分数。
[0037] 二、过程性评价模块
[0038] 过程性评价模块又称平时测评模块,用于对学生平时的学校学习、家庭学习、 课外活动、艺术特长等方面进行评价。如图3所示,过程性评价模块包括教师端APP和学生端APP,其中教师端APP包括考勤单元、作业单元、预习复习单元、 课外活动单元、校外学习单元、艺术特长单元;学生端APP包括作业单元、预习 复习单元、课外活动单元、校外学习单元、艺术特长单元,各模块的功能如下: (1)教师端APP中
[0039] 考勤单元:用于对学生的出勤情况进行标注,包括请假、迟到、早退、旷 课、出勤等状态。
[0040] 作业单元:用于选择作业任务的题目,指定作业下发的时间点和作业结束时 间点,查看学生作业情况。
[0041] 预习复习单元:用于根据课程进展情况发布预习、复习任务,老师发布出去 之后,学生会收到当前任务进行预习复习功课。
[0042] 课外活动单元:用于发布课外活动时间地点等信息,审核学生报名。
[0043] 校外学习单元:用于查看学生自主上传的在校外参加学习活动的资料,包括 但不限于视频、图片、音频、文字。
[0044] 艺术特长单元:用于查看学生自主上传的获奖情况证明,给予审核加分。
[0045] 评分单元:用于对学生提交的答题信息进行自动或者人工评分,包括客观题 评分、演唱评分、乐器弹奏评分、美术绘画评分,其中客观题评分即比对学生答 案和正确答案,判断正确与否,给出得分;演唱评分首先针对学生演唱的歌曲录 音文件进行针对音乐考试环境下的降噪处理,之后根据音高、节奏、歌词、情感、 完整度进行评分;乐器弹奏评分首先识别学生演奏乐器种类,再根据音高、节奏、 歌词、情感、完整度进行评分;美术绘画评分先录入绘画,进行畸形矫正、白平 衡理,之后对绘画题进行评分。
[0046] 作业数据分析单元:用于对学生提交的答题信息、学生答题过程中行为数据 进行分析,分析的行为数据包括学生做题所用时间数据、学生答题顺序数据等。 (2)学生端APP中
[0047] 作业单元:用于接收老师端下发的作业,完成在线答题和提交,以及查看作 业成绩。
[0048] 预习复习单元:用于接收老师端下发的预习复习任务,完成在线预习复习和 提交。
[0049] 课外活动单元:用于查看学校组织的课外活动,完成在线报名,查看审核状 态。
[0050] 校外学习单元:用于自主上传在校外参加学习活动的资料,包括但不限于视 频、图片、音频、文字等。
[0051] 艺术特长单元:用于选择对应获奖等级,上传获奖情况证明,查看审核状态。 三、终结性评价模块
[0052] 终结性评价模块又称为考试模块,用于对学生在整个艺术学习过程进行总结 性考试。如图4所示,终结性评价模块包括老师端和学生端,其中老师端包括: 教务管理单元、帐号管理单元、测评单元、自动评分单元、数据分析单元、监考 单元、考试单元和成绩展示单元,其中测评单元包括测评生成单元、测评下发单 元、网络代理单元、测评接收单元、数据上传单元和测评结束单元;学生端包括 登录单元、接收测评单元、答题单元、答题卡单元和数据上传单元,各模块的功 能如下:
[0053] (1)老师端
[0054] 教务管理单元:用于创建、维护班级信息,创建、维护老师信息,导入学生 姓名、学号信息。
[0055] 帐号管理单元:用于修改老师的帐号密码。
[0056] 测评生成单元:用于根据测评信息生成测评试卷内容,包括图片、音频、视 频、文字等内容。
[0057] 测评下发单元:用于下发测评的试卷内容给学生端。
[0058] 网络代理单元:用于提供网络代理服务,实现学生端和服务端的信号交互, 在老师端完成资源下载或者上传任务,有效提高学生端资源加载速度。即将学生 端所有访问请求汇总到老师端进行处理,在学生端需要下载时,学生端相关资源 下载将不再到服务端进行处理,通过教师端下载下发,如将测评的试卷内容下载 到老师端再下发给学生端;在学生端需要上传时,学生端提交的试卷信息将集中 到老师端,通过教师端再上传到服务端。
[0059] 测评接收单元:用于接收从监管平台下发的测评信息,包括测评名称、测评 年级、试卷资源内容、测评方式。
[0060] 数据上传单元:用于将学生端提交的试卷信息上传到服务端。
[0061] 监考单元:用于查看学生座位号、学生端连接状态、考试进度。
[0062] 测评结束单元:用于在考试结束时,下发测评结束指令,学生端未提交答卷 部分将自动提交答题情况,结束考试。
[0063] 评分单元:用于对学生提交的答题信息进行自动或者人工评分,包括客观题 评分、演唱评分、乐器弹奏评分、美术绘画评分,其中客观题评分即比对学生答 案和正确答案,判断正确与否,给出得分;演唱评分首先针对学生演唱的歌曲录 音文件进行针对音乐考试环境下的降噪处理,之后根据音高、节奏、歌词、情感、 完整度等纬度进行评分;乐器弹奏评分首先识别学生演奏乐器种类,再根据音高、 节奏、歌词、情感、完整度等纬度进行评分;美术绘画评分先录入绘画,进行畸 形矫正、白平衡等处理,之后对绘画题进行评分。
[0064] 考试数据分析单元:用于对学生提交的答题信息、学生答题过程中行为数据 进行分析,分析的行为数据包括学生做题所用时间数据、学生答题顺序数据等。
[0065] 考试成绩展示单元:用于展示数据分析单元产生的数据结果。
[0066] (2)学生端
[0067] 登录单元:用于输入学号,完成学生登录。
[0068] 接收测评单元:用于监测当前是否有测评任务,当监测到有测评任务时,接 收下载测评试卷内容,包括图片、音频、视频、文字等内容。
[0069] 答题单元:用于按照不同题目类型,进行人机交互答题。
[0070] 答题卡单元:用于自定义答题顺序。
[0071] 数据上传单元:用于将学生答题内容上传给老师端。
[0072] 四、监管模块
[0073] 监管模块用于对辖区内学校、老师、学生在艺术素质学习、测评过程进行监 督管理和数据分析。如图5所示,监管模块包括区域测评报告单元、教学管理单 元、测评管理单元、题库管理单元、试卷管理单元、过程评价单元、附加分报告 单元,其中:
[0074] 区域测评报告单元:用于对一次过程性评价或终结性评价的数据进行多维 度分析展示,包括测评总览、参考情况分析、测评结果分析、测评等级分析、测 评分段展示、试卷内容分析、试卷质量分析、学校教学质量对比、学生成绩查询, 其中测评总览:用于综合查看参考情况、得分分布情况、最高分、最低分等内容。 参考情况分析:用于查看实考人数、缺考人数、各下级区、校参考人数、参考率 等信息。测评结果分析:用于查看测评结果最高分、最低分、平均分、考试整体 用时、各学业等级学生考试用时等信息。测评等级分析:用于查看各学业等级人 数、各下级区、校学业等级分布等信息。测评分段展示:用于查看各分数段人数、 占比,以及下级区、校各分数段分布情况。试卷内容分析:用于分析试卷中不同 知识点的得分情况,各题型的得分情况,以及查看下级区、校不同知识点得分情 况。试卷质量分析:用于查看试题区分度、难度,下级区、校高分组、低分组得 分情况,以及试卷中每一题的平均分、难度、标准差、得分率等信息。学校教学 质量对比:用于对选择的学校进行多维度的数据对比分析,如平均分,最高分, 最低分,用时,参考情况,题型得分,知识点得分等情况的数据展示。学生成绩 查询:用于精确查询具体某一个学生的成绩情况。
[0075] 过程评价单元:用于进行学生学习过程的数据统计、分析报告,包括社团 活动统计、校外活动统计、文艺活动统计、作业统计、预习复习统计、考勤统计、 课外活动统计,其中社团活动统计:用于统计和查看行政区内各单位社团活动相 关数据,包括次数、人数、活动名称、活动内容、活动产生的视频、音频等素材、 参与人之间的交互等。校外活动统计:用于统计和查看行政区内各单位校外活动 相关数据,包括次数、人数、活动名称、活动内容、活动产生的视频、音频等素 材、参与人之间的交互等。文艺活动统计:用于统计和查看行政区内各单位文艺 活动相关数据,包括次数、人数、活动名称、活动内容、活动产生的视频、音频 等素材、参与人之间的交互等等。作业统计:用于统计和查看行政区内各单位作 业布置、完成情况等。预习复习统计:用于统计和查看行政区内各单位预习复习 布置、完成情况等。考勤统计:用于统计和查看行政区内各单位考勤、出勤等。 课外活动统计:用于统计查看行政区内各单位课外活动相关数据,包括次数、人 数、活动名称、活动内容、活动产生的视频、音频等素材、参与人之间的交互情 况等;
[0076] 测评管理单元:用于创建统考和抽考,统考即全辖区内符合本次测评年级要 求的学校、学生全部考试;抽考即教育主管部根据需要抽取部分符合本次测评 年级要求的班级进行测评工作。
[0077] 题库管理单元:用于提供试卷题目库,包括系统题库、我的题库和上传题 目,其中系统题库用于存储供直接使用的题目,我的题库用于收藏系统题库进行 个性化修改,上传题目库用于自主上传题目,可以直接使用系统题库,也可以把 系统题库收藏进我的题库进行个性化修改之后再使用,也可以自主上传题目。
[0078] 试卷管理单元:用于提供试卷模版,包括系统试卷库、我的试卷库、新增试 卷,其中系统试卷库用于存储供直接使用的试卷,我的试卷库用于收藏系统试卷 库进行个性化修改,新增试卷库用于自主创建试卷,可以直接使用系统提供的试 卷,也可以收藏系统试卷进入我的试卷库,进行个性化修改之后使用,也可以自 主创建试卷,保存之后进入我的试卷。
[0079] 附加分报告单元:用于审核学生申报的附加分材料,若有异议可以驳回申 请,统计分析附加分申请情况,包括申请人数和分数等。
[0080] 五、题库卷库模块
[0081] 题库卷库模块用于提供针对艺术素质测评使用的专业试题库。如图6所示, 题库卷库模块包括教材管理单元、标签索引单元、题目审核单元、知识点管理单 元、题目创建单元、题目发布单元、动态难度系数单元、自主命题单元、开放接 口单元、系统试卷库、自主组卷单元,其中:
[0082] 教材管理单元:用于录入题库所支持的各种教材版本,管理各章节名称和对 应的预习复习内容。
[0083] 标签索引单元:用于根据题目属性设置索引,题目属性包括教材、年级、学 期、单元、知识点、能力层次等。
[0084] 题目审核单元:用于审核上传的题目是否能发布,审核包括初审、二审两次。
[0085] 知识点管理单元:用于创建、修改、删除根据教材大纲目录衍生的知识点, 以及知识点与教材关联关系等。
[0086] 题目创建单元:用于创建题目,不同题型需要输入不同内容,上传所需附件 资源。
[0087] 题目发布单元:用于将题目从后台发布到前台,发布之后,终结性评价模块 老师端、监管平台可以在题库中看到。
[0088] 动态难度系数单元:用于根据使用者的不同,选择对应难度系数的题目组卷, 以进行针对性训练。
[0089] 自主命题单元:用于根据需求撰写题目,上传素材至后台,后台生成题目。
[0090] 开放接口单元:用于开放题库接口给第三方进行接入,实现题库的可扩展和 方合作共同维护。
[0091] 系统试卷库:用于根据年级、学期、单元等条件,经过专家指导,预设相应 的试卷供老师直接使用,方便快捷。
[0092] 自主组卷单元:用于使老师根据自己需求配置不同题型、设置不同分值、题 量、题目,进行自主组卷。
[0093] 六、精准辅导模块
[0094] 精准辅导模块用于对学生薄弱环节进行针对性辅导训练。如图7所示,精准 辅导模块包括教学情况分析、知识点掌握程度、针对性训练题库、自测题库和自 主训练题库,其中:
[0095] 教学情况分析:用于分析开课情况、出勤情况等内容,结合学生考试成绩及 知识点掌握分析,给出针对性教学意见,例如某校学生成绩普遍偏低,且开课出 勤率不高,给出意见,需要保障开课率。
[0096] 知识点掌握程度:用于根据学生的作业、考试等动作行为,分析学生对知识 点的掌握情况,例如学生作业中某知识点题目出现很多次,学生都是对的,考试 时候是错的,判断学生未必是真的没有掌握此知识点,需要以后练习、考试中再 进行验证。
[0097] 针对性训练题库:用于根据知识点掌握情况,给学生提供针对薄弱知识点的 针对性训练题库。
[0098] 自测题库:用于发起学生自主测评,查看自己的知识能力层次。
[0099] 自主训练题库:用于收集学生错题、需要注意的题目,自主对这些题目进行 训练。
[0100] 七、后台管理模块
[0101] 后台管理模块用于操作系统各项权限、模块配置、查看运营数据统计、管理 用户帐号、查看系统日志等。如图8所示,后台管理模块包括题库管理模块、试 卷管理模块、学校管理模块和教学计划模块,其中:
[0102] 题库管理单元:用于创建、管理所有题目,审核老师、编辑提交的题目,可 以发布或者驳回题目。
[0103] 试卷管理单元:用于组卷,审核试卷,发布试卷到指定账号。
[0104] 学校管理单元:用于新增学校账号,创建、管理学校管理员账号,生成学校 激活码。
[0105] 教学计划单元:用于导入各地市对应教材、教学时间及教材的版本维护, 包括教学计划列表和创建教学计划。
[0106] 八、大数据模块
[0107] 大数据模块用于汇总、分析及展示艺术素质测评过程中的数据,如图9所示, 大数据模块包括数据采集单元、数据处理单元、数据展示单元,其中:
[0108] 数据采集单元:用于记录用户与系统发生的交互,包括浏览、点击、拖动、 输入、音频录入、视频录入等操作。
[0109] 数据处理单元:用于对数据采集单元所采集到的数据进行数据分析,包括学 生做题所用时间数据、学生答题顺序数据、老师题库浏览内容数据等。
[0110] 数据展示单元:用于将数据处理单元所得结果以形象、生动、丰富的展现形 式表现给用户,方便用户观看,如考试结果分析报告、学生知识点掌握分析报告、 试卷质量分析报告等。
[0111] 如图10所示,本发明系统的具体使用过程如下:
[0112] 在后台管理平台根据各地市政策配置实施细则要求;在后台管理平台开通 学校帐号,得到学校管理员帐号密码。
[0113] 使用学校管理员帐号登录学校老师端,创建老师帐号,创建班级信息,导入 学生信息表格。
[0114] 老师开始教学过程。使用系统进行各项日常教学活动:
[0115] 考勤:老师对上课学生进行考勤,有请假、迟到、早退、旷课、出勤等状态, 老师根据学生的出勤情况进行标注。
[0116] 作业:老师选择题目进行布置作业,可指定时间点下发,可指定结束时间点。 学生提交作业后,可查看学生作业情况分析报告。
[0117] 预习复习:老师根据课程进展情况,选择发布预习、复习任务,发出去后, 学生会收到当前任务进行预习复习功课。学生做完功课老师查看状态。
[0118] 课外活动:老师组织课外活动,发布活动时间地点等信息,学生报名参加活 动,老师审核等。
[0119] 校外学习:学生上传校外学习情况,老师查看学生自主上传的在校外参加学 习活动的资料,包括但不限于视频、图片、音频、文字等。
[0120] 艺术特长:学生上传参加各项比赛所获得的证书,老师查看学生自主上传的 获奖情况证明,并给与审核加分。
[0121] 按照实施细则配置的测评周期,每个周期(学年、学期)老师需要进行一次 过程性评分。系统会综合学生的考勤、作业、预习复习、课外活动、校外学习等 情况,给出建议分值,老师可根据情况自行修改或选择使用系统建议分值。
[0122] 教育主管部门组织实施统一的终结性考试,得出学生终结性测评的分数。
[0123] 系统根据实施细则配置的过程性评价和终结性评价的比例,自动给出学生艺 术素质测评的最终成绩。
[0124] 本发明测评系统集艺术素质测试、学习和教学管理为一体,能够为整个艺测 过程提供解决方案。使用本发明系统有助于减轻老师压力,提高教学质量,保障 艺术素质测评工作全面展开。
[0125] 目前歌评分系统多采用音准、节奏甚至包括情感等维度进行评分运算,受到 网络连接的要求或者语音识别技术限制的影响,很少有带有歌词发音识别的演唱 评分系统。针对现有中小学音乐测评大纲要求,演唱者歌词演唱需要准确、清晰, 所以缺少歌词测试维度的评分系统不能用于实际教学考核。作为一种优选实施方 式,本发明演唱评分中歌词发音的处理及测评方法如图11所示,包括如下步骤:
[0126] 步骤1、将标准录音音频文件通过打谱软件导出音频xml文件,同时将歌词 转化成拼音并保存在该xml文件中得到MusicXml乐谱文件;解析MusicXml乐谱 文件,提取出歌词拼音信息,并根据语音测评SDK要求进行处理得到序列化的歌 词数据。其中根据语音测评SDK要求进行处理得到序列化的歌词数据的具体方法 为:
[0127] 语音测评SDK要求歌词拼音带有声调数据,将所有歌词转化成最多四种可能 声调的数据集,有一种声调对应准确即认定歌词发音准确;
[0128] 将上述歌词转化后的信息记录在一个数据文件中,要求该数据文件类型编码 格式为UTF-8,歌词拼音之间用“|”隔开,用正则表达式的方式去拆分每一个 歌词信息。
[0129] 步骤2、根据序列化的歌词数据,通过正则表达式解析每一个字的发音,将 发音数据放入语音测评SDK中,语音测评SDK返回该发音数据的信息,根据返 回的信息确定歌词得分。根据返回的信息确定歌词得分的具体方法为:
[0130] 将发音数据放入语音测评SDK中,语音测评SDK返回该发音数据的信息, 包括时长、朗读是否正确、是否有遗漏,采用5分制的评分标准为:
[0131] 歌词得分=(发音准确歌词个数*5)/歌词总个数。
[0132] 步骤3、将演唱得分与歌词得分综合进行评分,调整两部分得分在测评过程 中的占比,歌词评分占比相对于歌词得分为指数函数关系,最后得到综合演唱得 分。其中所述演唱得分采用不含歌词评分的演唱评测系统获得,具体方法如下:
[0133] 首先,将音乐通过打谱软件制作简谱,并导出xml数据文件,解析xml文件 并将音乐数据转化成标准音频数字信息;同时将音频进行降噪处理,并设置录音 采样率、采样位和单双声道;
[0134] 其次,将录音得到的演唱音频文件与上述标准音频数字信息进行多方位对比, 通过包括音高/音准,节奏/节拍的多个维度进行综合评分,得到演唱得分。
[0135] 则,综合演唱得分,计算公式如下:
[0136] Score=(ScoreA/totalScoreA)*(1-factorB)+(ScoreB/totalScoreB)*factorB[0137] 其中,Score表示综合演唱得分,ScoreA表示演唱得分,ScoreB表示歌词 评分;factorB表示歌词得分占比,演唱评分占比为1-factorB;totalScoreA表示 演唱得分的满分,totalScoreB表示歌词得分的满分。
[0138] 本实施方式采用自定义的歌词转化方法,将转化后的拼音加声调数据,通过 第三方语音评测SDK给每一个字的发音准确性打分,再结合演唱歌曲评分系统进 行综合打分,最终得到含有歌词测评维度的演唱总得分,不涉及语意识别和翻译, 具有识别速度快、准确度高的优点。
[0139] 以前中小学艺术测评中,绘画测评都是美术教师将学生上交的纸质绘图作品 收集存放,然后统一评分,这样做的缺陷是需要类似档案库来存放作品,非常的 不方便,而且学生不能远程提交作品。如果能够通过图像采集设备,将绘画作品 上传至网络,并提供给美术教师查阅与评分,将会方便学生提交以及教师的收集 管理。但是图像采集设备获取的绘画作品,难免存在度偏差、背景差异、大小 不同等一系列问题,如何实现对图像中绘画作品部分的智能剪裁以及角度校正, 是亟待解决的难题。作为一种优选实施方式,本发明中小学艺术测评中绘画录入 方法如图12所示,包括以下步骤:
[0140] 步骤1、将绘画作品用拍照设备进行拍照,或者从存储设备获取绘画作品的 图像。所述绘画作品的图像,满足以下条件:绘画作品都在拍摄范围内,并且反 光面积占图像总面积的比例低于40%。
[0141] 步骤2、将绘画作品的图像进行预处理,包括图像压缩、降噪、强化,然后 将预处理后的图像转化成灰度图。
[0142] 其中图像压缩分辨率尺寸为300px。
[0143] 图像降噪采用openCV降噪算法,公式采用2维高斯函数:
[0144]
[0145] 其中,x和y分别代表图像的横坐标和纵坐标,G0(x,y)表示降噪后得到的 在(x,y)位置像素平滑后的值,ux,uy分别表示x、y的均值,σx,σy分别表示x、 y轴的标准差。
[0146] 图像强化使用meanShift Filter滤波算法,对图像矩阵进行迭代卷积运算,不 断剥离背景和前景,最后得到能区分前后景的图像,具体如下:
[0147] 取当前点的偏移均值,偏移后形成新的地点,均值偏移公式为:
[0148]
[0149] 将图像所有像素点转化成一组数据,从左上角的第一个像素开始排列,x表 示第x个像素;Sh表示以x为中心点,半径为h的高维球区域;k表示包含在Sh范围内点的个数;xi表示包含在Sh范围内的点;M(x)表示在第x个像素点,半 径h包围区域内的其他像素点xi的偏移均值;
[0150] 对于输入图像的每个像素点(X,Y),在半径为sp的空间域,执行meanShift Filter滤波算法:
[0151] (x,y):X-sp≤x≤X+sp,Y-sp≤y≤Y+sp,||(R,G,B)-(r,g,b)||≤sr
[0152] 像素点(X,Y)的颜色值为(R,G,B),它的空间邻域点(x,y)的颜色值为(r,g,b),如 果点(x,y)到(X,Y)的颜色距离小于等于sr,则满足条件;
[0153] 求得满足条件点的平均空间坐标(X’,Y’)以及平均颜色向量(R',G',B'),并把它们 作为下一次迭代的输入;
[0154] 然后继续移动,直到达到所设定的移动次数则结束,把最初输入位置的颜色 值用最终迭代的颜色值代替。
[0155] 步骤3、对得到的灰度图进行轮廓提取,然后采用dilate膨胀算法进行腐蚀, 得到轮廓连通的黑白轮廓图,具体如下:
[0156] 采用canny算子对对得到的灰度图进行轮廓提取:
[0157] 使用高斯平滑滤波器卷积降噪,size=5的高斯内核K如下:
[0158]
[0159] 采用边缘差分算子计算灰度图A平和垂直方向的差分Gx和Gy:
[0160]
[0161]
[0162] 计算梯度模和方向:
[0163]
[0164]
[0165] 提取出灰度图轮廓,采用dilate膨胀算法,将像素点与周围8个像素点数值 进行叉乘运算,将边缘像素放大,得到轮廓连通的黑白轮廓图。
[0166] 步骤4、使用矩阵内核对黑白轮廓图的边缘进行剔除,保留目标范围内的图 像,然后找到所有闭合轮廓并且计算各闭合轮廓的最小外接矩形的面积,选择面 积最大的闭合轮廓视为绘画作品的区域,并且将最大轮廓提取出来,用ROI算法 对图像轮廓超出屏幕部分做剔除。所述保留目标范围内的图像,是指保留屏幕正 中心区域占总面积45%~100%范围内的图像。
[0167] 步骤5、用霍夫直线算法提取最大轮廓中的直线,通过直线的极坐标判断直 线相似度,找到能围成最大轮廓面积的四条直线,具体如下:
[0168] 霍夫直线算法极坐标取直线公式如下:
[0169]
[0170] 在平面上取定一点O,称为极点;从O出发引一条射线Ox,称为极轴;再 取定一个单位长度,规定角度取逆时针方向为正;
[0171] 平面上任一点P的位置用线段OP的长度r以及从Ox到OP的角度θ来确定, 有序数对就称为P点的极坐标,记为 r为P点的极径,为P点的极 角。
[0172] 将所有的直线通过极坐标公式两两一组进行夹角计算,并将夹角角度保存; 将角度小于设定值的组进行过滤,然后将夹角角度相同的组合迭代过滤,只保留 角度唯一的组,筛选出5~7组直线进行二次运算,将夹角在屏幕之外的删除,再 将距离小于设定值的直线删除,如果所得直线不等于4条,表示没有构成有效轮 廓,否则,所得4条直线就是构成轮廓的四个边。
[0173] 步骤6、计算所述四条直线的交点,用距离判断剔除无穷远的交点,然后进 行如下判断:剩余交点个数如果不等于4,则识别失败返回步骤1;否则对交点 围成的面积做判断:若面积小于设定值minArea,则识别失败返回步骤1;否则, 导出4个交点,得到裁剪轮廓图,进入步骤7;
[0174] 步骤7、将原始绘画作品的图像与裁剪轮廓图做映射,采用仿射变换算法, 对裁剪轮廓图内的图像原始像素点做透视变换校正,对透视变换校正后的图片进 行光照平衡,得到识别出的绘画作品。所述采用仿射变换算法,对裁剪轮廓图内 的图像原始像素点做透视变换校正,透视变换具体如下:
[0175] 通过三维矩阵进行位移、缩放、角度的转换:
[0176]
[0177] 其中,w为扩展向量,u、v是原始图片坐标,对应得到变换后的图片坐标x、 y,其中:
[0178] x=x'/w'
[0179] y=y'/w'
[0180] 变换矩阵 能够拆分为4部分, 表示线性变换、 [a31 a32]用T
于平移,[a13 a23]产生透视变换;
[0181] 变换公式重写如下:
[0182]
[0183]
[0184] 最终像素位置矩阵[x’,y’,w’]已知,代入上面公式,得到透视变换校正后的像 素x、y坐标。
[0185] 本实施方式能够自动识别裁剪能够帮助学生随时随地上传作品,而且不用考 虑拍摄角度,系统会智能裁剪感兴趣的区域,学生操作简单,应用于中小学艺术 测评中可以方便教师查阅与评分;此外,根据仿射变换原理,将图形的四个轮廓 点与屏幕的四个顶点做映射变换,误差趋于为零,利用矩阵计算也节省了大量的 运算时间,效率特别高;前后背景分离采用meanShift Filter滤波算法,对前后景 色调差距不敏感,能处理色调比较接近的图形背景分离。
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