教师是AI交互教学平台中的关键角色，本节主要介绍教师在教学资源管理子系统、教师智能备课子系统、AI教学管理子系统、智能考试子系统、校园通子系统中的角色用例和职能。
6.2.1.1 在教学资源管理子系统中的角色
教学资源管理子系统的主要功能是建立教学资源库，资源库建设具有促进主动式、协作式、研究型、自主型学习，形成开放、高效的新型教学模式的重要途径，是示范性院校展示和推广本校教学成果的重要平台。教学资源库建设以资源共建共享为目的，以创建精品资源和进行网络教学为核心，面向海量资源处理，融资源分布式存储、资源管理、资源评价、知识管理为一体的大数据资源管理和服务平台。教师在教学资源管理子系统中的角色用例详见图6-2。
图6-2 教师在教学资源管理子系统中的用例图
（1）登录／注销
登录模块是系统的入口模块，担负着初始化环境和安全的功能。用户输入用户名和密码，系统依据用户的角色的不同，为用户划分不同的权限。用户完成所需操作以后可以采用注销功能，以便结束对系统的使用，保证账号和数据安全。该功能支持常规登录、指纹登录和人脸识别三种登录方式。
作用域：教师在教学资源管理子系统中有对应的用户和登录功能权限。
（2）素材库管理
素材库中存储的是基本的教学素材，每一条记录只是单纯的素材，与知识无关。每个素材要包含以下属性：名称、类型（图片、动画、文字、视频等）、关键字、所属分类、上传人、建立时间、访问次数、说明等信息。教师可以对素材进行上传下载、编辑和管理等操作。
作用域：教师在教学资源管理子系统中有素材管理功能的操作权限。
（3）资源库管理
资源库中存储的都是与教学知识点相关的、有特定的知识目的的资源。例如酒精灯的点燃和熄灭步骤的介绍，可以是精练的文字描述，也可以是图片、动画、语音、视频或文件。资源库中的文件编目是比较复杂的，包含以下信息：名称、分类、范围、知识点、课程、年级、一级目录、二级目录、三级目录、四级目录、关键词、描述、制作人、上传时间、相关知识点、编码、存储路径、文件名等基础信息。此外，在教学资源管理系统中，教师还可以对资源进行新增、删除、更新、上传、下载等操作。
作用域：教师在教学资源管理子系统中拥有资源库管理的功能操作权限。
（4）资源管理
资源管理包含课前、课中和课后三种资源分类，这是针对教学流程而言的一种划分方式。上课前，教师将本节课程需要讲授的内容录制成视频、PPT等多媒体的形式，将这些资源和课堂中需要的一些附加资源上传到资源服务器，供学生下载学习。对于课中需要的资源，学生在上课前10分钟才能下载。课中的资源包括教学课件、资料、互动问题设计、课堂测验、平时的成绩、分组讨论资料等。课后的资源主要是为巩固学习知识并检验学习的效果而设计的，包括作业、练习、问答、课堂上产生的一些记录、视频以及课后辅导等。从资源管理的分类看，教师不仅要设计课前教案、课中课件以及课后的作业，而且要针对教学的过程进行设计，这就对教师提出了较高的要求。
作用域：教师拥有教学资源管理子系统资源管理的功能操作权限。
（5）成绩管理
成绩管理包括上传试题、成绩管理和试题分析。教师可以通过教学资源管理子系统来生成试卷，进行考试，同时可以在线进行试卷的批改及成绩的维护。教师可以通过试题分析功能来统计各个知识点的掌握情况，可以通过题型、试卷、历史成绩对比分析等手段了解学生的学习情况。
作用域：教师拥有教学资源管理子系统成绩管理的功能操作权限。
（6）试题管理
试题主要指随堂测验、预习习题、自测试习题与试卷四种类别的试题。随堂测试是和教案打包在一起的，随着课程的进行在课堂上逐步释放出来，教师可以对随堂测试的内容进行管理。预习习题是包含在教师发布的预习课件中的，学生接收预习课件后，可以通过预习习题来测试自主学习的效果。自测试习题是包含在课后作业中的，是有一定难度的习题，用来检验学生的最终学习效果。试卷是正式的考试试题，是从试题库中自动抽取的。教师可以对这四类试题进行管理。
作用域：教师在教学资源管理子系统中拥有试题管理的功能操作权限。
（7）资源编目
资源编目是指对资源的元数据属性从多个维度进行描述。通过这些属性值可以唯一地定义该资源。资源的元数据属性包含：名称、大小、类别、年级、知识点、知识树、版本、难度、关键词、编辑人、编辑时间、上传时间、版本要求、文件路径、文件格式等信息。资源文件经过编目后才能上传到系统中。
作用域：教师在教学资源管理子系统中拥有资源编目的功能操作权限。
（8）个人资源管理
个人资源管理主要是针对个人资源夹中的资源进行管理，包含对资源的分类、查询、公开和隐藏设置及管理。分类可以按照性质、类别和功能等划分。查询指可以在教学资源管理子系统中查询所有公开的资源。公开是指将资源在系统中公开，其他用户可以搜索到。隐藏是指对资源的属性设置为不公开，此时其他用户搜索不到该资源。管理是指对资源本身的修改、替换、上传、下载等功能。
作用域：教师在教学资源管理系统中拥有创建、管理个人资源夹的功能操作权限。
6.2.1.2 在AI教学管理子系统中的角色
AI教学管理子系统主要是围绕教师的教学活动展开，贯穿课前、课中和课后，全流程呈现教师的教学活动。教师的用例图详见图6-3。
图6-3 教师在AI教学管理子系统中的用例图
（1）文件管理
文件管理提供文件上传和文件下载的功能。文件上传是指在课堂上产生的文件以及教师需要上传的临时需要的文件，如课堂测验、问答、板书、讲解草图等。文件下载是指教师在课前准备的一些资源文件，如讲义、学习资料、课外读物等。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有文件管理的功能操作权限。
（2）状态监控
状态监控包括电子举手、桌面监控、桌面共享等功能。教师可以监控学生的状态如在线、离线、举手、缺席等情况，可以进行电子点名。桌面监控是指教师可以远程查看某个学生的桌面，监控学生终端的使用情况。桌面共享是指教师可以将指定学生的桌面共享到投影服务器上，让大家都能看到该学生的终端界面，其特别适合在问题点评或讲解时使用。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有状态监控的功能操作权限。
（3）智能板书
智能板书为教师提供一个类似传统黑板的功能，方便教师在上面书写，同时可以播放课件、插入图片、在图片上涂鸦。其支持基本的图形类型（线、矩形、圆、椭圆等）作画，图形间可以建立关系，支持文字输入，支持画笔的功能，支持线型及粗细、颜色设置，还支持屏幕截图功能。同时教师可以对学生上传的以图片形式作答的问题结果进行点评和投票，以分享和点评学生的答题情况。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有智能板书的功能操作权限。
（4）在线测验
系统为教师提供了在线测验的功能。教师可以在线进行试题编辑，可以在线生成试卷（包括预习自测试、课堂测试、单元考试、正式结业考试等试卷）。教师在课堂上只需要控制分发的时机，同时教师可以对测试的过程进行管理。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有在线测试的功能操作权限。
（5）在线问答
在线问答包括在线提问、在线解答、在线辅导以及分组讨论等功能。在线提问既可以是教师提问也可以是学生提问。在线解答既可以是教师回答也可以是学生回答。在线辅导是指教师或学生利用AI教学管理子系统进行课堂外的一对一的辅导功能。分组讨论是指教师将学生分成几组，每一组指定一个小组长，各组分别进行讨论，由小组长提交讨论的结果。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有在线问答的功能操作权限。
（6）投票
投票是指教师可以设定问题，在课堂上通过投票的方式来测验学生对知识点的掌握情况。投票结束后，投票的统计结果可以直观地显示在大屏幕上。教师通过对结果的分析，直接掌握学生对知识的掌握情况，并及时做出补救措施。对于外来听课者可以通过移动设备扫描投影大屏幕上的二维码参与投票活动。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有投票的功能操作权限。
（7）涂鸦与点评
涂鸦与点评是指在一些作图题中，教师将习题共享给学生，学生通过自己的学习终端答题，并将结果反馈给教师终端。在答题的过程中能够看到答题的进度情况：在线人数、已提交人数、没有提交人数、答题剩余时间等信息。教师收到学生答题的结果后可以在线进行点评。
点评是指教师可以对学生的答题结果进行统计分析、对比分析以及展示答题结果。学生提交答案后，AI课堂教学管理子系统会自动地对试题进行批改，教师就可以直观地看到每道题的解答情况。此时教师可以随机抽取出来几个人的答题界面，投影到大屏上进行点评。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有涂鸦和点评的功能操作权限。
（8）课件播放
教师在上课的过程中对教学课件进行控制，主要拥有对播放、屏显、画笔、同屏和共享功能的操作权限。在授课的过程中教师可以控制课件向前一页或向后一页的翻页功能。屏显是指教师可以设置在投影大屏幕上同时显示几页课件资源，有一屏、双屏和四屏同显的功能选项。教师在讲解时可设置画笔的粗细和颜色。共享功能是指教师可以将自己的屏幕投影到大屏幕上，也可以指定某位学生并将学生的学习终端屏幕投影到大屏幕上。同屏是指将自己的界面和屏幕同步，也叫自动跟随功能，也就是说当用户点击同屏时，无论你在看任何文件，一旦大屏幕上的显示信息有变化，你的终端屏幕就会立即保持与大屏幕一致。
缩略图功能是指在终端系统的侧边栏上显示微缩的课件信息，以指定的比例显示每一页的情况，这样教师就可以通过缩略图快速地浏览课件，方便教师查找课件。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有课件播放的功能操作权限。
（9）电子点名
在AI课堂教学管理子系统中，电子点名有两种实现方式：一是当学生进教室时，通过视频监控的人脸识别功能直接识别学生的信息，从而完成学生签到功能；另一种是通过学生学习终端的在线状态来自动判断学生是否在线完成电子点名的功能。AI课堂教学管理子系统的后台服务系统会定期侦测学生学习终端的在线情况。在课堂教学活动中，教师可以通过点名按键直接进入学生状态界面，查看所有学生的状态。在线和离线状态通过不同的颜色进行区分，让教师能够一目了然，洞悉全局。
作用域：教师在AI课堂教学管理子系统中拥有电子点名的功能操作权限。
6.2.1.3 在智能备课子系统中的角色
智能备课子系统是教师专门用来设计课件的工具集合，利用智能备课子系统教师可以方便快捷地制作出自己的教学课件。其中的素材库、资源库的资源都存储在教学资源管理子系统中。教师在智能备课子系统中的操作权限如图6-4所示。
（1）模板库
模板库中的模板是指专门辅助教师设计教学课件的一系列结构化的课件模型。教师可以新建模板，修改模板，删除模板，上传和下载模板。在新建和编辑模板时，教师可以在模板中添加文字标签，这些文字标签在生成正式课件时会被替换掉。教师可以添加文件命令，这些命令指向某一个具体的文件，在实际课件编辑时，会被真正的文件路径替换掉。教师可以添加引用命令，这些引用的内容在实际课件编辑时会被真正的网络地址、文字等替换掉。教师可以添加动作集。动作集是格式化的命令，没有具体的执行对象，在实际编辑课件时，教师可以添加实际的操作对象。这些标签、文件、命令、引用、动作在实际发布时，会按照各自所代表的意义将对应的目标内容替换或者下载到课件资源包中，成为可以访问的实际资源。
作用域：教师在智能备课子系统中拥有模板库功能操作权限。
（2）智能教案编辑器
图6-4 教师在智能备课子系统中的用例图
智能教案编辑器是在模板的基础上，按照模板中规定的顺序由教师逐步添加自己需要的授课内容，完成教案课件的编写工作。教师在编制教案课件时可以引入素材和资源，将模板中对应的文件路径替换掉。引入文件，就是将文件命令的指向目标文件替换掉。引入语音就是将对应的语音文件加到模板中。引入视频就是将所需的视频文件添加到模板中。引入鼠标动作，就是在屏幕录制时通过软件增加鼠标轨迹动作。除了模板中一些定义好的命令外，教师根据实际教学的需要也可以添加自己的命令集合。当需要的资源和文件都设置完毕后，教师可以对教案进行发布。发布有两种方式：一是自动打包发布，通过资源转换工具集，系统自动抽取脚本中的资源，下载到本地，通过智能检测转换工具将本地资源组合起来，组装成目标脚本，生成对应的课件文件结构；二是通过人为的干预，以有人值守的方式生成对应的课件脚本。在生成课件脚本文件的过程中，需要教师手动选择课件的存储方式及对应的动作，转换工具会按照教师的指令执行相应的动作。
作用域：教师在智能备课子系统中拥有智能教案编辑器的功能操作权限。
（3）智能习题编辑器(www.xing528.com)
智能习题编辑器是教师编制习题的智能化辅助工具，除了编辑习题内容外，还能将习题与知识点、例题、教学视频等内容关联，引导学生进行知识的扩展。智能习题包括知识点、类型、题干、配图、答案、解题分析、知识扩展、典型例题、难度系数等属性。知识点是每道题目要考察的知识的关键词。类型是指题目所属的类型，如单选、多选、判断、问答、计算、综述等。题干是试题的内容描述。配图是试题中对应的图片内容。解题分析是解题的思路分析，是一个引导性的描述，一些要求计算的题目特别适用。知识扩展是和该习题所涉及的知识相关、学生必须掌握、具有支撑作用的基础理论知识以及对知识拔高的理论描述。典型例题是指能够代表和支撑本试题的知识理论的典型例题。
作用域：教师在智能备课子系统中拥有智能习题编辑器的功能操作权限。
（4）个性化教案录制
个性化教案录制是智能备课子系统提供的一个功能，主要是供教师直接录制视频课件时使用，当教师准备好所有的课堂资源后，可以通过个性化教案录制功能录制课件。在录制的过程中，教师的所有操作都会记录下来，教师的操作包括鼠标轨迹、作图、打开文件、语音、文字等等。在录制过程中提供了基本的图形绘制工具，如点、线、圆形、扇形、角度、三角形、四边形、五边形、多边形、圆柱形、圆锥形、球形和刻度尺等图形。通过这些基本图形的参数设置，教师可以在个性化教案录制面板中绘制出复杂的图形。在录制结束后，教师可以将视频文件转换为自己需要的格式或者专门进行配音。此外，系统还应该提供对录制的文件的管理工作。
作用域：教师在智能备课子系统中拥有个性化教案录制的功能操作权限。
（5）我的资源夹
“我的资源夹”就是自己建立的资源库，个人资源库默认为个人使用，其他教师无法搜索到。当教师对个人资源库中的某个资源设置为公开后，其他教师才可以搜索到。教师上传的资源默认进入个人资源库中。教师可以申请自己的资源进入公共资源库，当资源审核人员审核通过后，个人资源才能被添加到公共资源库中。此时该资源需要审核人员对资源进行编目工作。系统还提供对资源进行简单分类、管理的功能。
作用域：教师在智能备课子系统中拥有个人资源的功能操作权限。
（6）我的教案
智能备课子系统提供了“我的教案”功能分类，教师可以将自己制作的教案放入“我的教案”文件夹内；教师可以对“我的教案”进行新建、修改、删除、下载、转发、分享等操作。
作用域：教师在智能备课子系统中拥有创建教案的功能操作权限。
（7）转换工具集
转换工具集是能够自动解析课件脚本，并将课件脚本中的命令和动作按照其代表的实际意义生成对应的课件资源集合。这些资源集合分为语音文件、脚本文件、资源文件等。这些文件都是本地存储的，并被打包成可执行的文件包。可执行文件包是AI交互教学平台定义的编码压缩格式，只能由AI交互教学平台提供的播放器播放。打包生成的可执行文件分为在线版本和离线版本两种。在线版本中所有的资源存储在AI交互教学平台的存储服务器上，学生和教师通过互联网进行访问。离线版本中的所有资源文件都存储在学生和教师的个人终端设备上，以满足学生在没有互联网的情况下学习课件的需求。在文件转换的过程中系统提供了两种转换手段——自动模式和人工干预模式。
作用域：教师在智能备课子系统中拥有转换工具集的功能操作权限。
6.2.1.4 在智能考试子系统中的角色
智能考试子系统是专门管理知识点、知识库、试题、题型、试卷等与考试相关的数据系统，在智能考试子系统中教师具有图6-5所示操作权限。
图6-5 教师在智能考试子系统中的用例图
（1）登录
教师可以远程登录智能考试子系统，登录时对教师的认证有两种方式：一是在认证界面输入用户名和密码进行验证登录；二是通过用户的一次性鉴别登录，即单点登录（Single Sign On，SSO）来认证。用户在身份认证服务器上登录一次以后，即可获得访问单点登录系统中其他关联系统和应用软件的操作权限。这种实现是不需要管理员对用户的登录状态或其他信息进行修改的，这意味着在多个应用系统中，用户只需一次登录就可以访问所有相互信任的应用系统。这种方式避免了用户记忆多个用户登录信息，减少了登录次数，是目前比较流行的登录方式。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有登录的功能操作权限。
（2）知识库
知识库是指每个知识点最典型的例题或者知识点本身的定义、推理或论证的过程集合，特别是理论的证明或推导过程的描述资料。它包含知识的管理和检索两部分。知识的管理包括新建知识体系、修改、删除等操作。知识的检索是指系统提供了一个通过设置多个条件对知识库中的知识进行检索的手段。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有知识库管理的功能操作权限。
（3）知识点
在智能考试子系统中，知识点是整个知识体系的目录式层级结构，它包含知识的先后顺序，以树形结构组织知识点之间的关系，随着难度的增加而产生出多个节点，就像一棵倒过来的树。知识点的管理就是对整个知识体系进行新增、删除、修改的管理。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有知识点管理的功能操作权限。
（4）试题
试题是智能考试子系统的核心组成。教师可以对试题进行维护，如进行新增、修改、删除、导入和导出操作。导出试题时是将试题按照一定的格式转化成格式化的文件，一个个导到文件中。导入试题是将符合一定要求的试题格式文件导入系统中。对于包含图形的试题是不能导入系统的，只能手动创建试题。教师可以对试题关联知识点，通过知识点可以查找到该试题的知识库，还可以对试题设置难度等级以便于标识试题的难易程度。此外，系统提供了按照多条件进行检索的智能搜索服务功能。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有试题管理的功能操作权限。
（5）智能组卷
智能组卷是指教师指定生成试题的各种条件后，系统根据设置的条件自动生成满足条件要求的试卷。智能组卷的过程如下：教师先选择题型、数量、分值，然后设置各个题型考察的知识点范围，再设置各种题型的难度分布及试题数量，最后按照班级、年级等参数设置参加考试的考生信息。当条件设置完毕，教师点击生成功能按钮后，系统会自动按照条件生成试卷，从而完成智能组卷工作。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有智能组卷的功能操作权限。
（6）智能阅卷
智能阅卷是指对基本主观题系统进行自动判卷、打分的功能。系统判卷之后会给出一个判卷的结果。教师可以直观地看到每份试卷的答题情况。当然教师也可以进行人工阅卷。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有智能阅卷的功能操作权限。
（7）试卷分析
教师可以对试卷进行多维度的分析，包括试卷的整体分析、每一道题的分析、学生间的对比分析、学生的历史成绩对比分析等。整体分析是对该试卷的每一个题型进行得分率计算，可以给出整体的得分率情况。系统支持数据钻取功能，可以直接给出每一道题的得分率情况。试题分析是对每一道试题进行分析，可以对学生每一道题的得分情况进行统计。学生间的对比分析是学生之间的成绩对比，理论上系统支持所有学生成绩的对比，教师可以选取有特殊意义的学生成绩进行对比分析。学生历史成绩的对比分析是指对某位学生以往成绩和本次成绩进行对比分析，特别是对各大题型进行对比分析，能够充分反映出学生对知识的掌握情况。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有试卷分析的功能操作权限。
（8）试卷管理
试卷管理是指教师可以对每一个学生的电子试卷成绩进行管理。教师可以将学生的电子试卷生成文档进行下载、发送给学生，也可以将所有学生的试卷进行归档处理。归档时将学生的试卷生成一个电子文件上传到教务处进行归档管理。当学生的试卷进行归档后，教师可以删除该试卷。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有试卷管理的功能操作权限。
（9）统计分析
统计分析功能是针对学生的成绩和试题而言的。对学生可以进行各题型的综合分析，得出每个学生知识掌握情况以及需要强化的知识点，并可以给出一些学习的建议。可以对学生的历史成绩进行对比分析，这样教师通过查看学生近期的学习情况，可以看出学生努力的程度。可以对学生做横向的对比分析，给每个学生一份对比结论，结论包括每道题在班级中的掌握情况、多少人比你掌握得好、多少人比你掌握得差。对试题可以进行纵向对比，看各类试题在历史考试中的得分情况，以及同一类试题在历次考试中的得分情况对比，从而知道该试卷的难易程度，方便教师把握下次试卷的难度。
作用域：教师在智能考试子系统中拥有统计分析的功能操作权限。
6.2.1.5 在校园通子系统中的角色
校园通子系统是针对教师、学生和管理者的一个交流工具系统，以方便学校能及时掌握学生的动态信息以及将学校的信息传达给学生。同时，其也是教师实时与学生交流答疑的工具。教师在校园通子系统中的用例——家校安全管理子系统详见图6-6。
图6-6 教师在校园通子系统中的用例——家校安全管理子系统图
（1）用户登录
校园通子系统为用户登录提供了三种登录手段，分别是常规登录、指纹登录和人脸识别登录。
作用域：教师在校园通子系统中注册有用户信息。
（2）参数配置
参数配置是校园通子系统提供的供个人修改和管理系统参数的功能，主要包括账户设置、通用设置以及快捷键设置。
账户设置是指对个人信息进行维护，包括账户名称、显示名称、头像以及退出系统等功能。
通用设置是系统提供的对终端的一些基本信息的配置和管理功能，这些功能包括语言设置、文件存储路径的更改、是否开启新消息提醒、是否开启语音和视频通话提醒、是否开启自动升级、是否开启随机启动、是否自动保存消息、是否禁言以及清空聊天记录、备份聊天记录等功能。
作用域：教师在校园通子系统中拥有参数配置的功能操作权限。
（3）信息发布
教师可以将一些通知、成绩等信息专门进行信息发布，设置信息发布功能的目的是使信息接收者可以快速访问信息，避免信息淹没在聊天消息中。信息发布主要是针对学生信息、家庭作业、课程信息和学校信息的发布。
作用域：教师在校园通子系统中拥有信息发布的功能操作权限。
（4）定位
校园通子系统提供了定位的功能，使教师和学校管理者可以查看学生的实时位置（前提是学生的学习终端开启了GPS定位功能，并且可以连接互联网），学生的学习终端会定期将自己的位置上传到校园通子系统中。
作用域：教师在校园通子系统中拥有定位功能操作权限。
（5）交流
交流是校园通子系统的核心功能，可供教师（或管理者）与学生、学生与学生进行交流。交流的方式为图文模式、视频模式和音频模式。
图文模式是指交流的双方以发送文字、图片和文件为主要交流手段的交流方式。
音频模式是针对多方交流而言的，参与者可以通过语音进行交流。
视频模式也是针对多方交流而言的，参与者可以发起视频通话进行交流。
作用域：教师在校园通子系统中拥有交流的功能操作权限。
（6）收藏
当学生或者教师感觉交流的内容具有很大的价值时，可以将交流内容临时放入收藏夹，这样信息就不会被聊天的消息所淹没。
作用域：教师在校园通子系统中拥有收藏的功能操作权限。
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