【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及教育質量評估，具體為一種教育機器人的教學質量評估方法及系統。
技術介紹
1、教育機器人是指面向教育領域專門研發的機器人，旨在培養學生的分析能力、創造能力和實踐能力。它分為機器人教育和教育服務機器人兩類。前者主要用于激發學生對智能技術的興趣和動力，如中小學生的機器人競賽等；后者則側重于將機器人應用于教育領域，如課堂輔助教學等。功能包括：交互與引導：能夠與學生進行交互，提供個性化的學習指導和反饋，促進學習興趣和參與度。教學輔助：可以作為輔助教學工具，通過圖像、聲音、視頻等多媒體形式呈現學習內容，提升學習效果。語言學習：幫助學生練習語音交流、聽力理解、發音糾正等語言學習相關的技能。
2、在申請公布號為cn107945077a的中國專利技術專利中，公開了一種教學質量評價方法及裝置。該教學質量評價方法應用于評價服務器，從教師客戶端獲得專業教師從授課者角度對機器人教學質量作出第一評價結果，從專家客戶端獲得機器人專家從開發者角度對機器人教學質量作出的第二評價結果，從學生客戶端獲得學生從聽課者角度對機器人教學質量作出的第三評價結果，并對第一評價結果、第二評價結果以及第三評價結果進行加權計算，獲得并將機器人教學質量的總評價結果保存至評價服務器的存儲單元中。基于該方法獲得的機器人教學質量的總評價結果能客觀、全面、準確地反映機器人輔助教學的教學質量。
3、結合以上申請及現有技術中的內容：
4、在將教育機器人運用在教學過程中時，教育機器人可以起到輔助作用，例如，學生對部分知識點掌握程度不足時，教育機器人
5、現有的對教育機器人教學質量的評價方法中，通常都是以學生測試成績作為入手點，依據測試成績的變化來判斷教學質量的高低，這種評價方式雖然簡單有效，但實際上，教育機器人在教學過程中可能存在參與度不高的情形，導致教育機器人可能難以起到預期的效果，而這種情形下的教學質量結果并不能體現教育機器人的真實情況。
6、為此，本專利技術提供了一種教育機器人的教學質量評估方法及系統。
技術實現思路
1、（一）解決的技術問題
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種教育機器人的教學質量評估方法及系統，通過依據教學評價報告為教育機器人匹配相應的教學優化方案，執行教學優化方案后，以測試結果作為輸入，由測試成績分析模型分析獲取學生的知識點掌握情況，并由此構建學生對知識點的掌握度，若掌握度不超過預期，為教育機器人選擇對應的改進方案并進行改進，依據改進后掌握度與參與度的變化生成可行度，若可行度低于可行閾值，向外部發出報警指令。對教育機器人的教學質量進行綜合評估，若是教學質量的較差，對教育機器人進行改進和調整，從而解決了
技術介紹
中提出的技術問題。
3、（二）技術方案
4、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：
5、一種教育機器人的教學質量評估方法，包括，監測教育機器人的運行狀態，若教育機器人的運行狀態正常，采集教育機器人的運行數據及教學反饋數據，在匯總后構建教學質量數據庫，并對教學質量數據庫內的各項數據進行實時更新；
6、獲取學生的學習成績后進行趨勢分析，若學生學習成績未處于上升趨勢，依據教育機器人參與教學時與學生的互動情況構建參與度，若參與度超過的參與閾值，向外部發出跟進指令；參與度的構建方式如下：對互動頻率做線性歸一化處理，并將相應的數據值映射至區間內，再依照如下公式：
7、其中，為第i個學生與教育機器人的互動頻率，為互動頻率的目標值，為若干個互動頻率的標準差；權重系數：，，且；
8、對學生的學習路徑進行優化，在完成階段性學習后，采集教學數據及反饋數據，并分別構建教學質量報告及教學反饋報告，將教學質量報告及教學反饋報告結合生成教學評價報告；
9、依據教學評價報告為教育機器人匹配相應的教學優化方案，執行教學優化方案后，以測試結果作為輸入，由測試成績分析模型分析獲取學生的知識點掌握情況，并由此構建學生對知識點的掌握度，若掌握度不超過預期，向外部發出改進指令；
10、接收到改進指令后，為教育機器人選擇對應的改進方案并進行改進，依據改進后掌握度與參與度的變化生成可行度，若可行度低于可行閾值，向外部發出報警指令。
11、進一步的，監控教育機器人運行狀態數據，由運行狀態數據構建狀態系數，若狀態系數低于狀態閾值，向外部發出維護指令，相反，向外部發出數據采集指令；接收數據采集指令后進行數據采集，包括：每次學生與教育機器人之間的互動數據，學生的各類測驗和考試成績；記錄學生每次作業和項目的提交、完成情況和評分細節；通過多種渠道收集學生、家長和教師的反饋數據。
12、進一步的，狀態系數構建方式如下：將故障率、資源占用率及平均響應時間做線性歸一化處理后，相應的數據值映射至區間內，再依照如下公式：
13、權重系數：，，，且，，為監測周期的總數；為第i個監測周期教育機器人的故障率，為故障率的合格參考值；為第i個監測周期教育機器人的資源占用率，為資源占用率的合格參考值；為第i個監測周期教育機器人的平均響應時間，為平均響應時間的合格參考值。
14、進一步的，于教學質量數據庫內查詢獲取每個教學子周期結束時的各個學生的學習成績，并將平均后的學生學習成績沿著時間軸排列，獲取相應的成績序列；使用長短期記憶網絡對獲取的成績序列進行趨勢分析，若學生學習成績不處于上升趨勢，則向外部發出分析指令；接收到分析指令后，查詢獲取每個學生與教育機器人的互動記錄。
15、進一步的，接收到跟進指令后，獲取學生的學習進度、學習過程及學習目標，匯總后生成學生的學習路徑；以提高學習成績及學習效率作為優化目標，使用路徑優化算法對當前的學習路徑進行優化，獲取優化后的學習路徑，將其作為個性化學習路徑；
16、設計教學質量報告模板，報告模板中至少包含考試成績、課堂參與度、作業完成情況及教學互動；執行個性化學習路徑后，在觀察周期內生成教學質量報告；定期自動向學生、家長和教師發送問卷調查，收集對教育機器人教學效果的評價，獲取分析問卷數據，匯總生成教學反饋報告。
17、進一步的，獲取到教學評價報告后，對教學評價報告進行特征提取并獲取到相應的反饋特征；以機器人教學優化作為目標詞，預先構建教學優化知識圖譜；依據反饋特征與教學優化方案間的對應性，由教學優化知識圖譜輸出相應的教學優化方案。
18、進一步的，執行教學優化方案后，在每個測試周期內對學生的學習狀況進行測試，并獲取相應的測試結果，由機器學習算法訓練獲取測試成績分析模型，以測試結果作為輸入，由測試成績分析模型對學生的學習效果和知識點掌握情況進行分析并獲取相應的分析結果，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：包括，
2.根據權利要求1所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
6.根據權利要求5所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
9.根據權利要求1所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
10.一種教育機器人的教學質量評估系統，其特征在于：包括：
【技術特征摘要】
1.一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：包括，
2.根據權利要求1所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的一種教育機器人的教學質量評估方法，其特征在于：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：呂遠，
申請(專利權)人：北京愛賓果科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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