技术领域
[0001] 本发明涉及教学管理技术领域，具体为一种基于大数据的实践教学管理系统及方法。
相关背景技术
[0002] 实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台，有利于学生素养的提高和正确价值观的形成。
[0003] 现有的实践教学管理系统在进行教学管理时，无法根据实践教学工具的实际情况对学生的实践效果进行评价，通常依靠一套固定的系统实现对教学的普遍管理，导致学生在实践过程中只需按照固有模式去操作，即可完成实践教学，缺少实践教学的灵活性，或当实践教学工具发生损坏时，系统将直接跳过损坏的实践工具对应的教学步骤，降低了学生对实践教学的重视程度，从而导致学生普遍缺少实践经验，以及在实践教学工具缺乏的情况下，无法利用现有工具实现教学的实施，降低了系统的教学效果。
具体实施方式
[0059] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0060] 请参阅图1和图2，本发明提供技术方案：一种基于大数据的实践教学管理方法，方法包括以下步骤：
[0061] S10：基于实践教学工具的工作参数、使用频率、使用用途和实践教学内容对实践教学工具的损坏情况进行确定；
[0062] S10包括：
[0063] S101：基于实践教学内容，对对应实践教学工具的工作参数、使用频率和使用用途进行获取；
[0064] S102：根据S101的获取内容，对对应实践教学工具的损坏情况进行确定，具体的确定方法为：
[0065] 1)根据对应实践教学工具的使用用途和对应的实践教学频率，对对应实践教学工具的使用频率进行预测；
[0066] 2)根据上述预测值，结合S101中获取的对应实践教学工具的工作参数和使用频率，对对应实践教学工具的损坏程度进行计算，具体的计算公式W为：
[0067]
[0068] 其中，r表示预测的对应实践教学工具的使用频率，R表示获取的使用频率，i＝1，2，...，R‑r表示获取的对应实践教学工具的工作参数对应的编号，R‑r用于避免出现对应实践教学工具仅作为展示工具时获取的工作参数对计算的平均值产生影响，进而降低计算的准确率，x表示获取的对应实践教学工具的工作参数，X表示对应实践教学工具的标准工作参数，δ表示误差值，W表示对应实践教学工具的损坏情况，当W＜1时，表示对应实践教学工具发生损坏，且对应的W值表示对应实践教学工具的损坏程度，当W≥1时，表示对应实践教学工具未发生损坏；
[0069] S20：根据S10中确定的实践教学工具损坏情况，判断对应实践教学工具能否继续被使用；
[0070] S20包括：
[0071] S201：将获取的对应实践教学工具的工作参数，与对应实践教学工具的标准工作参数进行比较，基于比较结果和S102中计算的W值，对对应实践教学工具的损坏位置和损坏程度进行确定；
[0072] S202：根据确定的对应实践教学工具的损坏位置、损坏程度，结合对应实践教学工具的补偿系数和补偿方法，判断对应实践教学工具能否继续被使用，具体的判断方法为：
[0073] ①根据确定的对应实践教学工具的损坏位置和损坏程度，初步判断对应实践教学工具能否被继续使用；
[0074] ②根据对应实践教学工具的补偿方法，对对应实践教学工具的补偿容易程度进行预测，对初步判断结果进行筛选，具体的预测公式Q为：
[0075]
[0076] 其中，j＝1，2，…，m表示对应补偿方法的编号，m表示j所能取到的最大值，t表示使用对应补偿方法所耗费的成本，T表示允许耗费的最大成本，a表示对应补偿方法中需要的补偿工具数量，A表示教学库中拥有的补偿工具数量，E表示参加实践教学的学生数量，表示每个学生允许使用的补偿工具数量，以 作为系数对实践教学工具的补偿容易程度进行预测，保证该补偿方法具有普遍适用性，Q表示对应实践教学工具的补偿容易程度，当时，表示对应实践教学工具的补偿容易程度高，则对应实践教学工具能被继续使用，当 时，表示对应实践教学工具的补偿容易程度低，则对应实践教学工具不能被继续使用；
[0077] ③基于确定的对应实践教学工具的损坏程度和对应实践教学工具的补偿系数，对筛选结果进行确定，具体的确定公式U为：
[0078] U＝ε‑σ；
[0079] 其中，ε表示补偿系数，σ表示确定的对应实践教学工具的损坏程度，当U≥0时，表示对应实践教学工具能被继续使用，当U＜0时，表示对应实践教学工具不能被继续使用；
[0080] S30：基于S20中的判断结果，利用现有教学设备对损坏的实践教学工具进行改造；
[0081] S30对S20中确定的补偿方法和补偿方法对应的补偿工具进行获取，基于获取内容对损坏的实践教学工具进行改造，并对改造后损坏的实践教学工具的理论使用精度进行获取；
[0082] S40：将改造完成后的实践教学工具应用于实践教学中，根据实践教学工具的使用精确度对学生的实践成绩进行评价，根据评价结果对学生进行管理；
[0083] S40包括：
[0084] S401：将改造完成后的实践教学工具应用于实践教学中，对实践教学中改造完成后的实践教学工具的使用精度进行获取；
[0085] S402：根据S401中获取的使用精度，和S30中获取的理论使用精度，对对应学生的实践成绩进行评价，具体的评价公式S为：
[0086]
[0087] 其中，g表示获取的使用精度，f表示获取的理论使用精度，γ表示允许的误差值，100表示比例系数，S表示对应学生的实践成绩；
[0088] S403：根据S402中计算的对应学生的实践成绩，判断对应学生是否需要再次进行实践学习。
[0089] 一种基于大数据的实践教学管理系统，系统包括实践教学工具损坏情况确定模块、实践教学工具使用情况确定模块、实践教学工具改造模块和实践教学评价管理模块；
[0090] 实践教学工具损坏情况确定模块用于对实践教学工具的工作参数、使用频率、使用用途和实践教学内容进行采集，基于采集内容，对对应实践教学工具的损坏情况进行确定，并将确定结果传输至实践教学工具使用情况确定模块；
[0091] 实践教学工具损坏情况确定模块包括信息获取单元、预测单元和实践教学工具损坏情况确定单元；
[0092] 信息获取单元对实践教学内容进行获取，基于获取的实践教学内容，对对应实践教学工具的工作参数、使用频率和使用用途进行采集，并将采集信息传输至预测单元、实践教学工具损坏情况确定单元和实践教学工具使用情况确定模块；
[0093] 预测单元对信息获取单元传输的采集信息进行接收，基于对应实践教学工具的使用用途和对应的实践教学频率，对对应实践教学工具的使用频率进行预测，并将预测值传输至实践教学工具损坏情况确定单元；
[0094] 实践教学工具损坏情况确定单元对预测单元传输的预测值和信息获取单元传输的采集信息进行接收，基于接收内容构建数学模型 对对应实践教学工具的损坏程度进行计算，当W＜1时，表示对应实践教学工具发生损坏，且对应的W值表示对应实践教学工具的损坏程度，当W≥1时，表示对应实践教学工具未发生损坏，并将W＜1时的计算结果传输至实践教学工具使用情况确定模块，其中，r表示预测的对应实践教学工具的使用频率，R表示获取的使用频率，i＝1，2，...，R‑r表示获取的对应实践教学工具的工作参数对应的编号，R‑r用于避免出现对应实践教学工具仅作为展示工具时获取的工作参数对计算的平均值产生影响，进而降低计算的准确率，x表示获取的对应实践教学工具的工作参数，X表示对应实践教学工具的标准工作参数，δ表示误差值，W表示对应实践教学工具的损坏情况；
[0095] 实践教学工具使用情况确定模块用于对实践教学工具损坏情况确定模块传输的确定结果进行接收，基于接收内容，判断对应实践教学工具能否被继续使用是，并将判断结果、损坏的实践教学工具的补偿方法和补偿方法对应的补偿工具传输至实践教学工具改造模块；
[0096] 实践教学工具使用情况确定模块包括信息确定单元、初步判断单元、筛选单元和实践教学工具使用情况确定单元；
[0097] 信息确定单元对信息获取单元传输的工作参数和实践教学工具损坏情况确定单元传输的计算结果进行接收，将接收的工作参数与对应实践教学工具的标准工作参数进行比较，基于比较结果对对应实践教学工具的损坏位置进行确定，基于计算结果对对应实践教学工具的损坏程度进行确定，并将确定信息传输至初步判断单元和实践教学工具使用情况确定单元；
[0098] 初步判断单元对信息确定单元传输的确定信息进行接收，基于接收内容初步判断对应实践教学工具能否被继续使用，并将初步判断结果传输至筛选单元；
[0099] 筛选单元对初步判断单元传输的初步判断结果进行接收，筛选单元根据对应实践教学工具的补偿方法，构建预测模型 对对应实践教学工具的补偿容易程度进行预测，基于预测值，对初步判断结果进行筛选，并将筛选结果传输至实践教学工具使用情况确定单元，其中，j＝1，2，…，m表示对应补偿方法的编号，m表示j所能取到的最大值，t表示使用对应补偿方法所耗费的成本，T表示允许耗费的最大成本，a表示对应补偿方法中需要的补偿工具数量，A表示教学库中拥有的补偿工具数量，E表示参加实践教学的学生数量，表示每个学生允许使用的补偿工具数量，以 作为系数对实践教学工具的补偿容易程度进行预测，保证该补偿方法具有普遍适用性，Q表示对应实践教学工具的补偿容易程度，当时，表示对应实践教学工具的补偿容易程度高，则对应实践教学工具能被继续使用，当 时，表示对应实践教学工具的补偿容易程度低，则对应实践教学工具不能被继续使用；
[0100] 实践教学工具使用情况确定单元对筛选单元传输的筛选结果，对信息确定单元传输的损坏程度进行接收，基于接收内容，结合对应实践教学工具的补偿系数，构建确定公式U＝ε‑σ对筛选结果进行确定，并将确定的筛选结果传输至实践教学工具改造模块，其中，ε表示补偿系数，σ表示确定的对应实践教学工具的损坏程度，当U≥0时，表示对应实践教学工具能被继续使用，当U＜0时，表示对应实践教学工具不能被继续使用；
[0101] 实践教学工具改造模块对实践教学工具使用情况确定单元传输的筛选结果进行接收，基于筛选结果，对损坏的实践教学工具的补偿方法和补偿方法对应的补偿工具进行获取，基于获取信息，对损坏的实践教学工具进行改造，并对改造后损坏的实践教学工具的理论使用精度进行获取，并将获取值传输至实践教学评价管理模块；
[0102] 实践教学评价管理模块对实践教学工具改造模块传输的获取值进行接收，基于获取值和应用实践值对学生的实践成绩进行评价，根据评价结果对学生进行管理；
[0103] 实践教学评价管理模块包括实践评价单元和实践管理单元；
[0104] 实践评价单元对实践教学工具改造模块传输的获取值进行接收，实践评价单元将改造完成后的实践教学工具应用于实践教学中，对实践教学中改造完成后的实践教学工具的使用精度进行获取，基于获取值构建评价模型 对对应学生的实践成绩进行评价，并将评价结果传输至实践管理单元，其中，g表示获取的使用精度，f表示获取的理论使用精度，γ表示允许的误差值，100表示比例系数，S表示对应学生的实践成绩；
[0105] 实践管理单元对实践评价单元传输的评价结果进行接收，基于接收内容，判断对应学生是否需要再次进行实践学习。
[0106] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0107] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
