基于智能笔书写的教育辅助系统及实现方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其是基于智能笔书写的教育辅助系统及实现方法。

背景技术

现在越来越多学校使用手机app进行作业的布置并让学生直接在手机上做作业，虽然这样简化了做作业的流程，但是长久下来，不仅会降低学生拿笔书写的能力，还会严重影响学生的视力，使得学生对手机养成依赖习惯，会影响学生以后的发展。

现有技术中手机app布置作业的流程主要是：老师在app上布置作业，然后学生通过手机app查看作业的布置情况，接着直接在app上面做作业，最终通过提交作业，老师在app上面进行作业的批改。所有的操作都是在app上面一次性完成。从学生方面，会对学生的书写习惯及视力造成影响，从学校方面，每一门科目都会对应几个相应的app，app的内容五花八门，会对教师布置作业造成干扰，不够便捷实用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于智能笔书写的教育辅助系统及实现方法，以让学生回归纸质化的书写，保证学生的书写能力，同时保护学生的视力。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于智能笔书写的教育辅助系统，包括：

码点纸，用于铺设码点坐标；

智能笔终端，用于获取书写内容，所述书写内容包括书写在码点纸上的码点坐标信息和书写轨迹；

家长客户端，用于连接智能笔终端，收集智能笔终端获取的书写内容并将书写内容上传至院校管理后台，以及用于查阅教师批注信息和教师发布的微课视频；

教师客户端，用于对书写内容进行批改标注，并查看根据批注信息生成的学情分析报告，以及用于发布微课视频；

院校管理后台，用于为每个学生配置作业和试卷，并对每个学生上传的书写内容进行汇总，生成学情分析报告；

总系统管理后台，用于分配院校管理后台的账号，并对班级进行初始化；还用于维护题库以及作业本库。

进一步，所述总系统管理后台包括：

题库管理模块，用于通过第三方接口获取题目，并将题目存入数据库中，还用于增设新的题目存入数据库中；

作业本管理模块，用于配置作业本信息，所述作业本信息包括封面信息、作业本名称和作业本所属的年级范围；

学校管理模块，用于增设学校账号，以及初始化学校对应的班级信息，所述班级信息包括班级注册人数和班级学生状态；

知识点管理模块，用于配置知识点对应的题目，以及根据学生提交的题目完成情况，生成学生对应于各个知识点的学习情况信息；

核心素养管理模块，用于配置核心素养对应的题目，以及根据学生提交的题目完成情况，生成学生对应于各个核心素养的学习情况信息。

进一步，所述院校管理后台包括：

教师管理模块，用于注册教师账号，并对教师身份进行审核，还用于配置教师账号对应的教学状态；

班级管理模块，用于为每个班级绑定一个班主任，并为每个班级绑定多个教师；还用于查看班级情况；

作业题库模块，用于查看从总系统管理后台中添加的所有题目，也用于向数据库中存入教师新添的题目；

试卷管理模块，用于布置试卷题目、批改学生答卷以及统计学生的答卷数据；还用于对布置好的试卷题目铺设码点坐标；

作业布置模块，用于为教师提供分配每个学生的作业的功能以及批改作业的功能；

试卷回印模块，用于打印教师批改后的试卷，并生成学生的答卷在班级内的分析结果；所述分析结果包括试卷分数、分数排名、知识点正确率和核心素养正确率。

进一步，所述教师客户端包括：

作业添加模块，用于添加作业本，并将作业本布置给对应的班级；

作业批改模块，用于查看班级内学生的作业完成情况，并对学生的作业进行自动批改，所述自动批改的内容为客观题，所述客观题包括选择题和判断题；

试卷添加模块，用于添加试卷，并将试卷布置给对应的班级；

试卷批改模块，用于查看班级内学生的试卷完成情况，并对学生的试卷进行自动批改，所述自动批改的内容为客观题，所述客观题包括选择题和判断题；

微课视频发布模块，用于制作并发布微课视频；

作业统计分析模块，用于统计学生作业的提交率、正确率、提交人数和得分情况；

试卷统计分析模块，用于统计试卷在班级内的学生作答情况和班级统计结果。

进一步，所述家长客户端包括：

连接模块，用于连接智能笔终端，并接收通过智能笔终端获取的书写内容；

作业提交模块，用于将获取的作业书写内容提交至院校管理后台；

试卷提交模块，用于将获取的试卷书写内容提交至院校管理后台；

微课视频观看模块，用于获取微课视频，为用户提供视频观看、视频分享和视频下载；

展示模块，用于展示作业批改结果和试卷批改结果；

学情分析报告模块，用于查阅作业或试卷的数据统计，包括完成率、正确率、完成时间、得分率、得分排名、擅长总结和问题总结。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于智能笔书写的教育辅助系统的实现方法，包括以下步骤：

通过院校管理后台为每个学生配置作业和试卷；

在码点纸上铺设码点坐标；

通过智能笔终端获取书写内容，所述书写内容包括书写在码点纸上的码点坐标信息和书写轨迹；

通过家长客户端连接智能笔终端，收集智能笔终端获取的书写内容并将书写内容上传至院校管理后台；

通过院校管理后台对每个学生上传的书写内容进行汇总，生成学情分析报告；

通过教师客户端对书写内容进行批改标注，并查看根据批注信息生成的学情分析报告；

通过教师客户端发布微课视频；

通过家长客户端查阅教师批注信息和教师发布的微课视频，所述微课视频可供用户分享和下载；

通过总系统管理后台分配院校管理后台的账号，并对班级进行初始化；

通过总系统管理后台维护题库以及作业本库。

进一步，还包括将智能笔终端获取的书写内容还原成原始笔迹的步骤。

进一步，所述将智能笔终端获取的书写内容还原成原始笔迹这一步骤，包括以下步骤：

根据书写纸张背景及纸张尺寸，得到采集图像的dpi值；

根据采集图像的宽高像素的坐标转换得到书写内容在码点纸上的第一位置信息；

根据书写内容在码点纸上的位置信息转换得到书写内容在展示界面上的第二位置信息；

将第二位置信息封装到一个实现了序列化接口的对象；

通过所述对象进行对象属性与文件属性的转换。

进一步，所述通过教师客户端发布微课视频这一步骤，包括以下步骤：

通过通过教师客户端连接智能笔终端；

通过智能笔终端在码点纸上书写，同时由智能笔终端获取书写内容；

在教师客户端对书写内容进行同步录屏；

将录屏数据保存至本地存储，并将录屏数据发布。

进一步，还包括笔记识别的步骤；

所述笔迹识别步骤包括以下步骤：

获取当前屏幕所显示的页码数据；

根据页码数据读取预存的坐标点文件，得到序列化数据；

将序列化数据转换成坐标点数据；

对坐标点数据进行解析，得到书写动作信息，所述书写动作信息包括落笔信息、书写信息和抬笔信息；

将坐标点数据转换成横纵坐标数据，得到数组形式的数据结构；

通过myscript书写识别接口对横纵坐标数据进行识别，得到书写识别结果；

对书写识别结果进行字符串解析，并将解析得到的字符串显示到弹出框。

上述本发明实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点：本发明的实施例通过智能笔终端获取码点纸上书写内容对应的码点坐标信息和书写轨迹，通过院校管理后台为每个学生配置作业和试卷，学生可以通过家长客户端进行作业撰写和试卷答题，家长可以通过家长客户端查看学生作业的批改情况和试卷答题情况，教师可以通过教师客户端批改作业和试卷，以及能够发布微课视频；本发明能够让学生在码点纸上进行正常撰写后，通过电子化技术让教师快速批改学生作业或者试卷，在保护学生视力的同时，还提高了教师的工作效率，并有助于家长实时查看学生的学习情况。

附图说明

图1为本发明实施例的系统框架示意图；

图2为本发明实施例的步骤流程图；

图3为本发明实施例的码点纸示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

本发明实施例提供了一种基于智能笔书写的教育辅助系统，包括：

码点纸，用于铺设码点坐标；

智能笔终端，用于获取书写内容，所述书写内容包括书写在码点纸上的码点坐标信息和书写轨迹；

家长客户端，用于连接智能笔终端，收集智能笔终端获取的书写内容并将书写内容上传至院校管理后台，以及用于查阅教师批注信息和教师发布的微课视频；

教师客户端，用于对书写内容进行批改标注，并查看根据批注信息生成的学情分析报告，以及用于发布微课视频；

院校管理后台，用于为每个学生配置作业和试卷，并对每个学生上传的书写内容进行汇总，生成学情分析报告；

总系统管理后台，用于分配院校管理后台的账号，并对班级进行初始化；还用于维护题库以及作业本库。

其中，如图3所示，码点纸是指：具有点阵排序作为背景的纸张，通过厂家提供的铺码工具，可以将一份白色背景的pdf文档转换成码点作为背景的pdf，其中码点通过点阵排列起来，不同的排列位置存储着不同的位置信息，转换后的图片如图3所示：方格就是码点。

进一步作为优选的实施方式，所述总系统管理后台包括：

题库管理模块，用于通过第三方接口获取题目，并将题目存入数据库中，还用于增设新的题目存入数据库中；

作业本管理模块，用于配置作业本信息，所述作业本信息包括封面信息、作业本名称和作业本所属的年级范围；

学校管理模块，用于增设学校账号，以及初始化学校对应的班级信息，所述班级信息包括班级注册人数和班级学生状态；

知识点管理模块，用于配置知识点对应的题目，以及根据学生提交的题目完成情况，生成学生对应于各个知识点的学习情况信息；

核心素养管理模块，用于配置核心素养对应的题目，以及根据学生提交的题目完成情况，生成学生对应于各个核心素养的学习情况信息。

进一步作为优选的实施方式，所述院校管理后台包括：

教师管理模块，用于注册教师账号，并对教师身份进行审核，还用于配置教师账号对应的教学状态；

班级管理模块，用于为每个班级绑定一个班主任，并为每个班级绑定多个教师；还用于查看班级情况；

作业题库模块，用于查看从总系统管理后台中添加的所有题目，也用于向数据库中存入教师新添的题目；

试卷管理模块，用于布置试卷题目、批改学生答卷以及统计学生的答卷数据；还用于对布置好的试卷题目铺设码点坐标；

作业布置模块，用于为教师提供分配每个学生的作业的功能以及批改作业的功能；

试卷回印模块，用于打印教师批改后的试卷，并生成学生的答卷在班级内的分析结果；所述分析结果包括试卷分数、分数排名、知识点正确率和核心素养正确率。

进一步作为优选的实施方式，所述教师客户端包括：

作业添加模块，用于添加作业本，并将作业本布置给对应的班级；

作业批改模块，用于查看班级内学生的作业完成情况，并对学生的作业进行自动批改，所述自动批改的内容为客观题，所述客观题包括选择题和判断题；

试卷添加模块，用于添加试卷，并将试卷布置给对应的班级；

试卷批改模块，用于查看班级内学生的试卷完成情况，并对学生的试卷进行自动批改，所述自动批改的内容为客观题，所述客观题包括选择题和判断题；

微课视频发布模块，用于制作并发布微课视频；

作业统计分析模块，用于统计学生作业的提交率、正确率、提交人数和得分情况；

试卷统计分析模块，用于统计试卷在班级内的学生作答情况和班级统计结果。

进一步作为优选的实施方式，所述家长客户端包括：

连接模块，用于连接智能笔终端，并接收通过智能笔终端获取的书写内容；

作业提交模块，用于将获取的作业书写内容提交至院校管理后台；

试卷提交模块，用于将获取的试卷书写内容提交至院校管理后台；

微课视频观看模块，用于获取微课视频，为用户提供视频观看、视频分享和视频下载；

展示模块，用于展示作业批改结果和试卷批改结果；

学情分析报告模块，用于查阅作业或试卷的数据统计，包括完成率、正确率、完成时间、得分率、得分排名、擅长总结和问题总结。

参照图2，本发明实施例还提供了一种基于智能笔书写的教育辅助系统的实现方法，包括以下步骤：

通过院校管理后台为每个学生配置作业和试卷；

在码点纸上铺设码点坐标；

通过智能笔终端获取书写内容，所述书写内容包括书写在码点纸上的码点坐标信息和书写轨迹；

通过家长客户端连接智能笔终端，收集智能笔终端获取的书写内容并将书写内容上传至院校管理后台；

通过院校管理后台对每个学生上传的书写内容进行汇总，生成学情分析报告；

通过教师客户端对书写内容进行批改标注，并查看根据批注信息生成的学情分析报告；

通过教师客户端发布微课视频；

通过家长客户端查阅教师批注信息和教师发布的微课视频，所述微课视频可供用户分享和下载；

通过总系统管理后台分配院校管理后台的账号，并对班级进行初始化；

通过总系统管理后台维护题库以及作业本库。

进一步作为优选的实施方式，还包括将智能笔终端获取的书写内容还原成原始笔迹的步骤。

进一步作为优选的实施方式，所述将智能笔终端获取的书写内容还原成原始笔迹这一步骤，包括以下步骤：

根据书写纸张背景及纸张尺寸，得到采集图像的dpi值；

根据采集图像的宽高像素的坐标转换得到书写内容在码点纸上的第一位置信息；

根据书写内容在码点纸上的位置信息转换得到书写内容在展示界面上的第二位置信息；

将第二位置信息封装到一个实现了序列化接口的对象；

通过所述对象进行对象属性与文件属性的转换。

进一步作为优选的实施方式，所述通过教师客户端发布微课视频这一步骤，包括以下步骤：

通过通过教师客户端连接智能笔终端；

通过智能笔终端在码点纸上书写，同时由智能笔终端获取书写内容；

在教师客户端对书写内容进行同步录屏；

将录屏数据保存至本地存储，并将录屏数据发布。

进一步作为优选的实施方式，还包括笔记识别的步骤；

所述笔迹识别步骤包括以下步骤：

获取当前屏幕所显示的页码数据；

根据页码数据读取预存的坐标点文件，得到序列化数据；

将序列化数据转换成坐标点数据；

对坐标点数据进行解析，得到书写动作信息，所述书写动作信息包括落笔信息、书写信息和抬笔信息；

将坐标点数据转换成横纵坐标数据，得到数组形式的数据结构；

通过myscript书写识别接口对横纵坐标数据进行识别，得到书写识别结果；

对书写识别结果进行字符串解析，并将解析得到的字符串显示到弹出框。

下面详细描述本发明基于智能笔书写的教育辅助系统的系统框架和工作原理：

具体的，参照图1，本实施例的教育辅助系统主要包括总系统管理后台、院校系统管理后台、教师手机端、家长手机端。总系统管理后台主要负责管理各个院校的账号及班级情况、制作学生做作业所需的作业本、题库管理、知识点管理、核心素养管理；

院校系统管理后台主要负责管理每个学生的学习情况、给学生布置作业、批改作业、制作学生的试卷、批改试卷、题库管理、查看学情分析报告；

教师手机端主要是给教师用来给学生布置作业和试卷以及批改用的，教师同时也可以从手机端查看到学生的学情分析报告，教师可以通过手机端发布微课教学视频；

家长手机端主要用于家长管理学生，主要包括学生查看作业和试卷布置情况，连接智能笔完成作业并提交，查看学生学情分析报告情况，查看教师发布的微课视频。系统4个部分既是相互独立，又与其他每个部分都有联系，下面详细描述各个组成部分的具体架构：

总后台管理系统是整个系统的管理部分，负责管理分配所有院校管理系统的账号以及班级初始化，同时总后台管理系统也负责题库管理以及作业本制作的管理，还负责初始化核心素养管理以及知识点管理等基本功能。

本实施例的总系统管理后台采用SpringMVC三层架构设计。三层架构就是将整个业务应用划分为：表现层(UI)、业务逻辑层(BIZ)、数据访问层(DAO)。

1、表现层(UI)：展现给用户的可视化界面。

2、业务逻辑层(BIZ)：针对具体问题对数据和业务逻辑处理。

3、数据访问层(DAO)：直接操作数据库，实现数据的增添、删除、修改、更新、查找等功能。

3个层次中，系统主要功能和业务逻辑都在业务逻辑层进行处理。三层体系将业务规则、数据访问及合法性校验等工作放在中间层处理。客户端不直接与数据库交互，而是通过组件与中间层建立连接，再由中间层与数据库交互。中间层采用的是现行的Spring+Mybatis，为了将控制层与业务逻辑层分离，又细分为以下几种：

Web层：就是MVC模式里面的“C”(controller)，负责控制业务逻辑层与表现层的交互，调用业务逻辑层，并将业务数据返回给表现层作组织表现，该系统的MVC框架采用Spring。

Service层(就是业务逻辑层)：负责实现业务逻辑。业务逻辑层以DAO层为基础，通过对DAO组件的正面模式包装，完成系统所要求的业务逻辑。

DAO层：负责与持久化对象交互。该层封装了数据的增、删、查、改的操作。

PO(持久化对象)：通过实体关系映射工具将关系型数据库的数据映射成对象，很方便地实现以面向对象方式操作数据库，该系统采用Mybatis作为ORM框架，将Spring作为流程控制。

Spring的作用贯穿了整个中间层，将Web层、Service层、DAO层及PO无缝整合，其数据服务层用来与数据库交互，存放数据。

用户通过表现层对系统进行控制操作，控制层响应用户的操作结果，进行响应的逻辑处理，同时调用模型层对数据库进行操作。

总后台管理系统包括以下功能模块：

1、题库管理模块，系统首先通过爬虫或者第三方接入往数据库中导入题目，系统也可以自己新增新的题目，在这里所添加的所有题目均可以给所有使用该系统的学校使用；

2、作业本管理模块，学校所用的作业本均由总管理后台添加处理，系统首先新增一个作业本的相关信息，包括封面、作业本名称、作业本所属的年级范围等等，然后进入选题环节，工作人员会根据对应的年级筛选出单元章节对应的题目，接着会对题目进行排版，排版完成后系统会针对作业本的数据生成一份pdf格式的文档，然后进行铺码操作，铺码就是在原来的文档上面铺置点阵码，这种点阵码用于智能笔的读取，识别位置信息，铺码完成后，一个完整的作业本就在后台制作完成了，接下来就会交由印刷厂打印；

3、学校管理模块，系统新增学校的账号，并且初始化学校对应的班级情况，能看到班级一共有多少人，有多少人注册了，班级状态是什么，还能查看到学生的情况；

4、知识点管理模块，每一个题目都有考查的知识点，系统新增了知识点，用户在新增题库的时候就能选择对应的知识点进行添加，知识点可以作为统计的一个依据对学生的学习情况进行分析；

5、核心素养管理模块，每一个题目都有考查的核心素养，系统新增核心素养，用户在新增题库的时候可以选择这道题属于的核心素养，核心素养可以作为统计的一个依据对学生的学习情况进行分析。

具体的，本实施例的作业管理功能：可以查看、搜索、编辑和删除所有院校的作业数据，作业本需先进行铺码生成PDF之后才可能打印出来，学生在打印出来的作业上写作业才能将作业数据上传到APP中。

本实施例的题库管理功能：总后台的题库管理可以对所有院校的题目进行编辑、删除和新增，并且有着很完整的条件搜索功能，可能准确地将题目筛选出来。

本实施例的学校管理功能：学校管理是对所有院校账号进行管理，可以对所有学校账号进行新增、编辑和修改。并且可以查看学校的班级数据和学生数据。

本实施例的后台管理功能：后台管理是对可以登录总后台的账号进行管理，并且可以分开角色并根据角色配置权限，可以有效的防止他人对总后台出现误操作。

本实施例的院校管理后台是针对院校管理所设置一后台，院校的管理员账号由总后台系统分配，然后院校可以使用管理员账号对教师进行统一管理，院校管理后台主要有教师管理模块、班级管理模块、作业题库模块、试卷管理模块、作业布置模块、试卷回印模块。

具体的，1、教师管理模块，是院校管理员用来管理教师的模块，可对教师的教学状态进行修改，教师注册完后，系统管理员需要对教师身份进行审核，审核通过后，教师则能使用平台进行相关的教学活动；

2、班级管理模块，教师注册完账号并且审核通过之后，院校方需要在班级管理这里为班级绑定教师，每个班会绑定一个班主任，并且可以绑定多位教学老师，同时班级管理也可以查看学生基本信息；

3、作业题库模块，教师可以在这个模块中查看从总管理系统中添加的所有题目，同时，教师也可以通过该模块添加属于自己的题目，教师新增的题目只有自己能看到，其他人不可见；

4、试卷管理模块，试卷管理模块包括组卷功能、试卷布置功能、批改试卷功能和试卷统计，教师可以使用该模块制作试卷，制作好的试卷进行铺码之后打印就能派发给学生书写，教师制作完试卷之后可以通过该模块把试卷布置到所教的班级，然后学生完成试卷点击提交之后教师可以在这里进行批改，教师同时可以在点击试卷的统计查看本班既试卷的完成情况，试卷统计统计了学生作答试卷的分数，知识点薄弱和强项，核心素养的薄弱环节；

5、布置作业模块，布置作业模块包括布置作业和批改作业两个功能，教师可以通过该模块选择作业本布置对应的作业给所教的班级，当学生提交了作业之后，教师可以进行批改；

6、试卷回印模块，该模块主要用于教师批改完试卷之后需要打印批改结果返回给学生查看，系统会把这份试卷对应的班级的学生的作答情况数据全部打印出来，同时生成这个学生做这份试卷在班级的分数、排名等情况。

本实施例的院校管理后台主要功能有教师管理、班级管理、作业题库、试卷管理、布置作业、系统管理和账号设置，院校后台可以用院校账号和教师账号登录，教师管理和系统管理只有用院校账号登录才有这两个模块。

(1)教师管理功能：教师注册账号时选择学校后，院校管理后台会显示出对应的教师资料，通过学校的审核后可以改变教学状态，只有状态为“教学中”的教师才可对班级执行作业和试卷的相关操作。

(2)班级管理功能：院校账号可在班级管理中设置任教的老师和班主任，并可查看和搜索班级的学生数据，教师账号登录止咳查看和搜索班级的学生数据，方便学校和教师对班级进行管理。

(3)作业题库功能：作业题库是存放题目数据的列表，里面有新增和搜索题目的功能，题目可根据多种条件进行筛选，方便教师快速找到对应的题目。

(4)试卷管理功能：试卷管理是存放试卷和组合试卷的模块，组合试卷的题目是从作业题库模块同步的，试卷库可以查看已组成的试卷和已布置的试卷，并且可以对已布置的试卷进行批改，批改的试卷数据和APP上的是同步的，利于教师充分利用时间。

(5)布置作业功能：布置作业可以查看已布置的班级作业并对学生提交的作业数据进行批改，批改的作业数据和教师APP的是同步的，并且可以查看学生完成作业的情况，针对错误的地方进行讲解，提高教学质量。

(6)系统管理功能：系统管理只有使用院校账号登录才会有这个模块，这个模块是对教师账号的权限进行管理，有效的防止教师账号误操作。

(7)账号管理功能：账号管理是对登录院校后台的账号密码进行编辑。

其中老师批改试卷的功能里面需要把学生使用智能笔书写试卷的笔迹显示出来，这其中需要进行坐标点的转换，根据学生书写的位置的坐标点，通过转换计算出需要在页面上描绘的坐标点，然后再重新描绘出来。

本实施例的笔迹还原步骤包括以下步骤：

笔迹还原的意思就是将笔写在码点纸上的位置，即第一位置信息(X1Y1码点坐标)，透过坐标转换，准确地对应到APP端绘图区的位置，即第二位置信息(X2Y2像素坐标)。

首先必须考虑的一点是码点纸的宽高(W1/H1)比值必须等于APP端绘图区的宽高(W2/H2)比值，也就是W1/H1＝W2/H2

本实施例计算码点纸的宽高具体为：码点纸的产生，是由一个PDF文档透过铺码工具产生一个带有码点的PDF文档，在这个过程中，铺码工具就会从PDF文檔导出300dpi的背景图像文件(PNG)。但如何得知图像文件是多少dpi(dpi代表图像每英寸长度内的像素点数)，一般可将背景图像文件的宽高像素与PDF文档的尺寸(通常是以寸为单位)相除就可得到dpi的值。

本实施例计算W1,H1的过程具体为：由于W1,H1皆为码点坐标单位，因此可从背景图像文件(PNG)宽(Wb)高(Hb)的像素坐标来进行转换，所以W1＝Wb/300×25.4/1.524，其中Wb/300是像素单位转为英寸单位，转为毫米(mm)单位则再乘上25.4，转为码点坐标单位则再除以1.524(1单位码点坐标为1.524mm)，同理可算出H1＝Hb/300×25.4/1.524；

本实施例假设W2＝700，进而计算得到H2,H2＝W2*H1/W1。

本实施例将X1Y1的码点坐标转换成APP端绘图区的位置X2Y2的像素坐标的具体步骤如下：

根据坐标转换及对应，X2＝X1*W2/W1；Y2＝Y1*H2/H1；由于X2,Y2,W2,H2像素坐标皆为整数值，(由于W1,H1码点坐标为实数值，优选的，本实施例把X2,Y2,W2,H2宣告为实数值)，最后得到X2,Y2，对X2,Y2进行四舍五入得到最终转换结果。

本实施例的教师手机端可以是供给教师使用的app，教师下载app进行注册账号，院校管理后台审核通过之后教师即可使用app的功能，app的功能主要包括布置作业、批改作业、微课视频、试卷管理、答题统计分析。

具体的，1、布置作业的过程：教师先添加作业本，作业本是从总管理后台有总管理人员添加的，教师可以看到所有的作业本，从中选出适合自己班级的作业本。选择完作业本后，教师点击布置作业即可给对应的班级布置相应的作业；

2、批改作业的过程：学生完成作业后，教师无需把所有学生的作业收起来再统一批改，教师通过app即可查看学生的作业完成详情，学生完成作业的书写过程都会在app上直接显示出来，教师可以直接在app上完成学生的作业的批改；

3、试卷管理的过程：教师可以在试卷管理界面查看全部试卷，选择相应的试卷可以直接布置给教师所教的班级，在试卷管理中，教师不仅可以查看所有的试卷，还能分类查看属于自己的试卷和已经布置给班级的试卷；

4、批改试卷的过程：教师选择已布置的试卷和班级就能查看学生列表，学生列表列出了哪些学生已经提交作业，哪些学生已经批改过了，教师点击进其中一个学生，进去批改界面，批改界面会把学生的题目和所做的答案的书写过程显示出来，教师可以直接进行批改，批改完成系统会根据试卷制作时所设置的分数进行总分数的统计；

5、微课视频的过程：对于需要反复教学的知识点，或者比较难懂的题目的解答分析，教师可以制作属于自己的微课小视频并发布到班级网络，以便学生反复观看，教师发布微课视频的流程如下：

5.1.首先，教师打开app,点击微课视频的功能，系统将自动跳到录制页面，教师打开智能笔，点击连接蓝牙，系统会启动蓝牙并搜索智能笔的mac地址；

5.2.教师点击搜索到的智能笔进行智能笔的连接；

5.3.智能笔连接完成后，教师点击开始录制，手机将自动进入录屏状态；

5.4.教师打开已完成铺码的笔记本，在上面进行书写，同时智能笔会将数据同步到app并即时把教师书写内容显示出来；

5.5.教师书写完教学内容后，点击结束视频录制，系统则退出录制状态；

5.6.教师输入视频的名称，则视频会暂时保存在教师手机的本地文件夹；

5.7.教师可以选择把视频发布出去，选择可见范围后，属于该范围的所有学生和教师均能打开视频看教学过程。

6、作业统计分析的过程：系统会综合学生完成作业的情况，统计出学生作业的提交率、正确率、超时提交人数和作业的平均分情况；

7、试卷统计分析的过程：当完成这份试卷的批改后，系统会统计出这份试卷在这个班级的综合情况和班级里面的每个学生的作答情况。

在硬件结构上，本实施例的系统的主要设备有：1、手机(带乐课家长端系统和乐课教师端APP软件)；2、PC机；3、网络；4、服务器、硬盘。

本发明提出了利用手机APP、Web院校管理后台和总管理后台三个系统，通过互联网对教学中的作业和试卷进行程序化设计，根据教学特点建立题目数据库，使各类题目更加规范。独特的规范查询和检索功能，实现题目与筛选条件的快速匹配。

1、手机APP教师端主要有添加作业、布置作业、批改作业、录制上传视频、布置试卷、批改试卷、我的页面、班级管理等功能。

(1)添加作业：教师通过手机APP，可添加、编辑和查看作业本题目内容。

(2)布置作业：添加作业后，可根据年级和班级将作业本布置给自己所教的班级。

(3)批改作业：教师通过手机APP对学生提交的作业数据进行批改并可以查看学生的作业提交情况，批改完成后可以查看班级学生整体的答题情况，便于老师掌握学生的学习情况。

(4)录制上传视频：教师可利用手机APP的录制功能，连接蓝牙智能笔后，将记录笔记的过程和解说录制下来，上传并发布到手机APP中，提供给他人观看。

(5)布置试卷：教师在教师端APP中可以根据班级将设定好的试卷布置下去，学生完成并提交试卷后，教师可以在APP上查看学生提交的答案。

(6)批改试卷：教师在APP上查看学生的试卷并进行批改，系统会对试卷的选择题和判断题自动进行批改，教师只需批改客观题，大大减轻了教师的工作负担。

(7)我的页面：我的页面显示了教师账号的一些基本信息、所教的班级、智能笔链接情况、消息中心、清理缓存和退出登录等功能。

(8)班级管理：通过我的页面点击班级可进入到所教班级的信息管理页面，可以查看自己所教班级的学生信息。

家长手机端主要给家长和学生使用，主要用于连接智能笔，查看作业和试卷、观看微课视频和查看学生整体学情分析报告。

家长客户端的主要操作流程为：

1、连接智能笔，学生做作业、做试卷都需要先连接智能笔，连接智能笔后即可开始作答书写；

2、提交作业，学生完成老师布置的作业之后，需要找到老师布置的那一次作业，然后点击提交，这样，一次的作业就完成了；

3、提交试卷，学生完成老师布置的试卷之后，需要找到老师布置的那一份试卷，然后点击提交，这样，这次的作业就完成了，提交完试卷之后，系统会自动批改试卷中客观题的答案；

4、观看微课视频，老师从教师手机端发布的教学视频学生可以从家长手机端看到，对于课堂上难懂的知识点，或者有那道题目的解答分析需要重复研究的，学生都可以通过微课平台进行观看相应的视频；

5、作业答题统计，当老师批改完作业之后，系统会自动统计这个学生的答题情况，家长可以查看到学生的作答情况统计；

6、试卷统计分析，当老师批改完学生试卷之后，系统会自动统计这个学生的试卷的答题情况，家长可以查看到学生的试卷的统计情况。

本实施例的手机APP家长端主要有连接智能笔，观看直播、作业管理、学生试卷、消息中心和我的页面等功能，具体的：

(1)连接智能笔：打开手机蓝牙搜索智能笔，点击搜索出来的Mac编号即可连接智能笔，连接成功后才可提交作业数据和试卷数据。

(2)观看直播：在家长端点击微课或者观看直播会进入到视频页面，在该页面显示的是教师发布的视频，点击播放即可观看。

(3)作业管理：作业管理可查看学生未完成和已完成的作业，未完成的作业通过使用智能笔写作业后将作业数据上传并等待教师批改，已完成的作业可以查看该学生以往的作业完成情况，错误的题目系统自动收集并放在错题本中，方便学生以后对这方面的知识加强学习。

(4)学生试卷：家长在学生试卷可以查看各科的试卷题目信息和学生所在班级的试卷答题情况，便于掌握学生在班级的学习情况。

(5)消息中心：消息中心存放了APP发送的各类消息，如新的作业信息和试卷信息等。

(6)我的页面：我的页面显示了自己的孩子数据、清理缓存和当前版本。

本实施例中，智能笔数据传输原理过程如下：

智能笔数据传输的方法有两种，第一种是通过手机蓝牙进行连接，智能笔数据通过蓝牙传输到手机端，数据经过手机端处理在上传到服务器；

第二种是通过笔盒模式传输数据，笔盒自带蓝牙连接功能，智能笔与笔盒进行蓝牙连接，智能笔的数据通过蓝牙传输传输到笔盒，然后笔盒通过4G网络或着wifi把数据传输到指定的服务器。

另外，本实施例的笔迹识别过程包括以下步骤：

A、读取数据；

其中，步骤A具体为，获取当前屏幕所显示的页码数据，根据页码数据读取系统坐标点文件，把序列化数据重新转换成坐标点数据，把数据存进内存，以方便下一步的数据处理。

B、数据处理；

步骤B具体为，获取步骤A所得到的坐标点数据，解析成一次次的落笔、书写、抬笔操作过程，每一次相当于是写了一笔，然后把每一笔的坐标点的数据重新转换成统一的横坐标纵坐标数据，组合成一个数组形式的数据结构。

以下列数据为例，这是一笔描绘所写进文件的坐标点数据，其中ntype＝0的数据是落笔的一瞬间产生的数据，ntype＝1是书写产生的坐标点数据，ntype＝2为抬笔时候结束的数据，其中，把pointX和pointY数据提取出来，重新构建成[

{"x":"127.21,127.21,127.27,127.28,127.3,127.27,127.18,127.0,126.81,126.56,126.25,126.03,125.84,125.68,125.74,126.0,126.25,126.56,126.82,127.23,127.58,127.86,127.96,128.04,127.99,127.92,127.86","y":"44.42,44.31,44.21,44.06,43.97,43.99,44.03,44.04,44.1,44.21,44.59,44.89,45.35,46.03,46.34,46.5,46.58,46.53,46.5,46.47,46.39,46.29,46.22,46.19,46.16,46.16,46.16,46.16"}

]这样的数据结构以调接口使用。

C、调用接口；

步骤C具体为，把步骤B转换的横坐标纵坐标数据通过网络请求去请求myscript书写识别接口，myscript手写识别接口用于识别文字，用户书写的文字可以通过该接口转换成电脑文字。服务器通过解析上述转换过的数据，把识别结果的回答通过网络请求返回到系统。

D、返回结果处理；

本实施例的电子化系统获取步骤C调用接口后返回的json串结果，解析出json串中的具体的识别字符串，同时把字符串显示到系统的弹出框中。代码示例如下：

根据上述代码，本实施例的接口返回的json串结果，解析json串，提取其中的data，即可获取识别的字符串。

综上所述，本发明主旨在回归传统做作业流程的基础上减轻教师的工作压力，让学生回归纸质化的书写，保证学生有一定程度的书写能力，同时保护学生的视力，教师通过手机app可以查看学生做作业的实际情况，并且对学生的作业进行批改，最后系统统计学生的作答情况，并进行数据分析得出学生的学习情况。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。