(19)中华 人民共和国 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 202111255415.X (22)申请日 2021.10.27 (71)申请人 四川警察学院 地址 646000 四川省 泸州市龙透关 路186号 (72)发明人 彭黎文　 (74)专利代理 机构 成都华风专利事务所(普通 合伙) 51223 代理人 张巨箭 (51)Int.Cl. G06F 16/2458(2019.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 20/00(2019.01) G06Q 50/20(2012.01) (54)发明名称 一种基于人工智能的学生学习情况分析方 法及教学系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于人工智能的学生学 习情况分析方法及教学系统， 属于计算机教学技 术领域， 所述方法包括： 提取学习同一课程时所 有学生的测试成绩； 根据所述测试成绩对学生进 行聚类划分， 得到初步划分的学生类别； 根据所 述初步划分的学生类别迭代寻找新的划分标准 样本， 并重新划分学生类别， 得到最终的学生类 别； 根据所述最终的学生类别得到所有学生的学 习情况。 该方法及其构成的系统通过对 学生的学 习情况进行智能分析， 帮助教师和学生科学深入 地了解学习情况， 辅助教师依据智能分析结果制 定与修改教学方式。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 113987019 A 2022.01.28 CN 113987019 A 1.一种基于人工智能的学生学习情况分析 方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 提取学习同一课程时所有学生的测试成绩； 根据所述测试成绩对学生进行聚类划分， 得到初步划分的学生类别； 根据所述初步划分的学生类别迭代寻找新的划分标准样本， 并重新划分学生类别， 得 到最终的学生类别； 根据所述 最终的学生类别得到所有学生的学习情况。 2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的学生学习情况分析方法， 其特征在于， 所 述学生的测试成绩包括每一章节的测试成绩， 其中设学生数量一共为k， 课程的章节数量为 l， 令xi表示学生x(x∈k)的本门课程中的章节i(i∈l)的测试成绩， 则学生x本门课程中的 所有章节测试成绩表示为向量(x1,x2,xi,…,xl)， 令yi表示学生y(y∈k)的本门课程 中的章 节i(i∈l)的测试成绩， 则学生y本门课程中的所有章节测试成绩表示为向量(y1,y2,yi,…, yl)。 3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的学生学习情况分析方法， 其特征在于， 所 述根据所述测试成绩对学生进行聚类划分， 包括： 计算学生x与学生y 之间的知识点分数差别， 其中知识点分数差别通过以下公式计算： 根据教学需求， 将学生划分为c个类别， 在所有学生当中， 先随机选择c个学生作为初始 的划分标准样本， 然后计算其他学生分别与所述c个学生之间的差别， 将不同学生与所述c 个学生差别最小的划分为 一个类别。 4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的学生学习情况分析方法， 其特征在于， 所 述根据所述初步划分的学生类别迭代寻找新的划分标准样本， 包括： 假设初步划分的一个类别中包含h个学生， 其中的学生表示为sv(v∈h)， 新的划分标准 样本计算公式为如下： 其中 ， mr(r∈c)为 新的划分标准样本 。 5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的学生学习情况分析方法， 其特征在于， 所 述重新划分学生类别， 得到最终的学生类别， 包括： 得到所述新的划分标准样本之后， 再计算学生与新的标准样本之间的知识点分数差 别， 重新划分学生类别； 计算类别内部样本间的差距 平方和： 通过以下公式计算： 其中， h为一个类别中学生的数量， j为类别中的一个 学生； 当整体平方和最小时， 划分标准样本不再变化， 得到最终的学生类别。 6.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的学生学习情况分析方法， 其特征在于， 所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113987019 A 2述重新划分学生类别， 得到最终的学生类别， 还 包括： 求所有类别的类内平方和总和， 计算公式如下： 其中totalsquaremin表示一个数据集中所有类别 的类内平方和。 7.一种基于权利要求1 ‑6中任意一项所述的学生学习情况分析方法的教学系统， 其特 征在于， 所述教学系统包括学生端、 教师端、 本地数据库服务器 以及人工智能数据分析模 块， 所述学生端、 教师端、 本地数据库服务器分别与人工智能数据分析模块连接， 所述本地 数据库服 务器还分别与所述学生端、 教师端连接； 所述本地数据库服务器用于存储的教学资料， 所述教学资料包括学习同一课程时所有 学生的测试成绩； 所述人工智能数据分析模块用于根据 所述测试成绩对学生进行聚类划分， 得到初步划 分的学生类别， 然后根据所述初步划分的学生类别迭代寻找新的划分标准样本， 并重新划 分学生类别， 得到最终的学生类别， 最后根据所述最终的学生类别得到所有学生的学习情 况； 所述人工智能数据分析模块还用于将学生的学习情况反馈给教师端和学生端。 8.根据权利要求7所述的教学系统， 其特在在于， 所述教学系统还包括云端数据库服务 器， 所述云端数据库服务器与所述人工智能数据分析模块连接， 所述云端数据库服务器用 于存储学校历年的教学资料， 所述教学资料包括所有学生的学习情况。 9.根据权利要求7所述的教学系统， 其特在在于， 所述教师端包括教师的电脑以及智能 手机， 所述学生端包括学生的电脑以及智能手机 。 10.根据权利要求8所述的教学系统， 其特在在于， 对所述云端数据库服务器设置访问 权限， 只有教学组长以上权限的教师才能进行云端数据库中数据调取。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113987019 A 3