[发明专利]一种用于电路实验操作考试的智能评价装置及方法

说明书

本发明属于电子领域，具体涉及一种用于电路实验操作考试的智能评价装置及方法，该装置包括：实验电路装置、硬件测量系统、数据采集模块以及图像识别系统；所述实验电路装置由正负直流电源、电压表、电流表、开关、至少两个电阻以及导线组成；所述正负直流电源、电压表以及电流表与硬件测量系统连接，直接测量电路参数；所述数据采集系统用于实时采集用户实验操作考试图像；所述图像识别系统根据用户实验操作考试图像以及硬件测量系统采集的参数进行评分，得到用户考试分数；本发明将硬件模块与软件模块相结合，采用深度学习的算法以得到对考生实验操作更精准的判断；操作数据通过与硬件平台通讯测量，能够更准确地测评考生的电路实验信息。

技术领域

本发明属于电子领域，具体涉及一种用于电路实验操作考试的智能评价装置及方法。

背景技术

在基础教育中，实验课程的教学质量向来为素质教育者们所担忧。一些对于中学实验教学现状的研究表明，传统的应试教育极大地禁锢了实验课程的考察和应用，已经引起了国家各界人士和相关部门的广泛关注。在教育部发表的有关素质实验报告中对实验教学也有所要求：“面对新时代对全体国民素养和人才培养的新要求，提高学生科学文化素养势在必行。而提升科学文化素养，离不开实验教学。”可见，实验课的改革创新，实验考察的发展改进已成为目前的教育改革热点。

教育部对实验课程改革越来越重视的背景下，研究其组织形式，大多是一个考室安排多名监考教师，一对一或一对多监考学生的实验操作过程，面对考生现场评价，考生对评价结果认同后签字的模式。许多地区对考生的操作过程全程录像，对成绩有异议的考生，可以通过回看视频再次评价。可见，现有的实验考试过程十分繁琐和复杂，在解放人力的同时如何公平公正地考评学生的实验操作，是现下应思考和探究的目标。

传统的实验考试主要采用多人监考，由教师阅卷评价，不仅耗费人力物力，还容易出现打分标准不一、有失公正的问题。人为监考阅卷的主要问题如下：1.现有考试评价一般由一位评分老师对2名同学同时进行评定，人力评分工作量大，且具有一定误差，降低了评定的准确性。2.主观因素对结果的影响较大，现场评分老师的的评分尺度不同，使评分结果无法做到很好的客观性，减小了实验操作考试的效度和信度，有失公平和公正。3.实验操作过程无详细记录，产生争议时不便处理。

发明内容

为解决以上现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于电路实验操作考试的智能评价装置，该装置包括：实验电路装置、硬件测量系统、数据采集模块以及图像识别系统；所述实验电路装置用于制定待测电路；所述实验电路装置与所述硬件测量系统进行连接，通过硬件测量系统测量待测电路的相关参数，将相关参数输入到图像识别系统中；采用数据采集模块对待测电路中的各个连接导线和元器件进行采集，构成待测电路图，将待测电路图输入到图像识别系统中；所述图像识别系统根据输入的待测电路相关参数以及待测电路图对待测电路进行评分，根据评分结果得到用户考试分数。

优选的，实验电路装置中的各个元器件可以根据实验操作要求进行选择连接，得到不同的电路。

优选的，实验电路装置由带有WIFI嵌入式微控制器模块的正负直流电源、有源器件以及无源器件组成；所述有源器件包括电子管、晶体管以及集成电路；所述无源器件包括电阻、电容、电感以及开关；采用导线将带有WIFI嵌入式微控制器模块的正负直流电源、有源器件中的任意器件以及无源器件中的任意器件进行组合连接，形成不同的电路。

优选的，所述硬件测量系统包括：数据采集模块、数据处理模块以及数据传输模块；所述数据采集模块用于获取用户设计的电路的相关参数；所述数据处理模块根据对数据采集模块采集的数据进行处理，得到设计电路的功率；所述数据传输模块用于将数据采集模块采集的相关参数以及数据处理模块得到的功率发送到图像识别系统中。

进一步的，采用硬件测量系统获取待测电路的相关参数的过程包括：

步骤1：启动硬件测量系统，硬件测量系统中的数据采集模块对用户设计的电路中的各个元件进行初始测量，并根据时间节点对各个测量值进行标记；