特殊教育儿童智能评测管理系统的设计与实现

李杰林　庞雨晴　林益双　柯琦

摘  要：在当前大数据时代背景下，儿童成长过程中所面临的发育、教育问题数量日益增加，给相关处理工作带来了挑战。为解决这一问题，文章旨在设计一系列平台和系统，将儿童、学校、家长通过数据紧密关联，以便密切关注儿童的成长发育过程，更加准确地制定孩子的成长计划，并在特殊教育领域提供更高效、便捷的服务。研究主要包括平台和系统设计方法、实现过程以及应用效果分析等方面，以期为解决儿童成长发育问题提供有力支持。

关键词：特殊教育；高效；数据相关联

中图分类号：TP311  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2023）20-0041-05

Design and Implementation of Intelligent Evaluation and Management System for Children in Special Education

LI Jielin， PANG Yuqing， LIN Yishuang， KE Qi

（School of Big Data and Artificial Intelligence， Guangxi University of Finance and Economics， Nanning  530003， China）

Abstract： In the current of big data era， with the growing number of development and education problems faced by children in the process of growing up， it is more difficult to deal with the related work. In order to solve the problem， this paper aims to design a series of platforms and systems to link children， schools and parents through data， so as to pay close attention to children's growth and development process， correctly formulate children's growth plans， and provide more efficient and convenient services in special education field. This research mainly includes platform and system design methods， implementation process and application effect analysis， in order to provide strong support for solving the problems of children's growth and development.

Keywords： special education; efficient; data association

0  引  言

特殊教育是運用特殊的方法、设备和措施对特殊的对象进行的教育。主要面向精神、生理、人体结构上，某种组织、功能丧失或障碍，全部或部分丧失从事某种活动能力以致影响其日常生活和社会参与的儿童，他们需要适合他们自身的特殊教育[1]。正因为他们自身的特殊性造成了诸多不便，家长对儿童状况的不了解、家长与学校之间沟通的不顺畅、教师对特殊儿童的教学管理不方便等问题，家长、学校、教师之间存在许多屏障，需要一个平台来沟通两者[2]。本研究基于《0～6岁儿童发育行为评估量表》的标准，对儿童的发育情况进行评测，同时构建教师课堂管理平台，并构建学校的数据管理平台记录学生、教师情况，保证儿童、教师、家长、学校之间的无障碍沟通交流，解决特殊教育目前存在的矛盾，提高特殊教育学校的工作效率。

1  系统总体结构

本系统采用前后端分离架构。前端使用了uni-app和Vue框架来构建网站，实现组件化和响应式设计，提高浏览器加载速度和用户体验。前端可供PC端和移动端访问系统网站。

后端基于Web助手系统的设计与实现，采用Python、Django3.1、MySQL和Redis等技术构建，为系统提供稳定、高效的数据存储和处理能力。系统总体架构图如图1所示。

系统总体架构图展示了各个组件之间的关系。前端负责处理用户的请求或指令，将其转化为SQL语句并与后端进行交互。后端负责存储和检索数据，包括从评估数据库中查找对应数据。为保证信息安全，我们采用了数据加密技术，同时利用Python提供的功能库对数据进行登记、搜索以及追溯历史数据。后端还提供了访问控制技术，确保对进入系统用户的权限进行有效管理[3]。

2  系统模块功能

为解决残障儿童教育问题，本研究团队开发了一系列针对特殊儿童教育需求的应用。在技术选型方面，我们选择了基于Django框架的微信小程序以及网页作为开发平台。Django是一种广泛使用的Python Web框架，以其高效、可扩展性和安全性而受到许多开发者的青睐。

微信小程序具有不需下载、不占内存、轻巧便捷、随扫随用等优点。我们认为这种开发方式能够在当前教育软件市场上满足特殊儿童及其家庭的实际需求。在系统设计过程中，我们遵循了用户友好、易于操作的原则，并充分考虑了残障儿童的特殊需求。

2.1  儿童智能检测平台

儿童智能检测平台是面向儿童群体，帮助家长了解儿童自身情况的平台。主要用于对儿童的发育商检测，实现家长、学校对儿童发育情况的检查。

儿童发育评估系统是家长用来检测儿童发育状况的工具。家长给出儿童的基本信息后，系统根据所给信息判断出测试内容，让家长进行测试并输入儿童测试情况，系统汇总测试结果计算出孩子的发育商，反馈儿童的发育情况，项目实施路径如图2所示。

2.2  儿童特殊教育教师平台

该平台面向教师群体，老师用我们的小程序记录给特殊学生进行上课签到。该平台该项目研究内容主要包括不仅包括基本用户登录功能，还有班级管理板块、课堂教学板块两个板块功能。

2.2.1  班级管理模块

老师在上课前选择相应的上课类别进行学习签到。课后通过URL的方式将线上课程发布在网上，供学生家长以及上级部门随时查看上课情况。老师可以在课堂评价里记录学生们的课堂表现情况，便于老师及时发现学生心理及生理的变化。我的课表根据日期记录了用户需要上的课程，提醒教师上课的时间段和上课的教室，教师若是请假或是换课也可以手动更改课表。教师可在请假审批的“待办”中查看学生的请假信息，还可以根据请假类型进行分类，并根据实际情况进行审批办理。

2.2.2  课堂教学模块

课堂教学功能在上课之前进行点名，并采用刷脸技术对点名的学生进行拍照签到，确保残障儿童得到应有的教育资源。同时定位当前所在地，更好的记录上课课程相关信息，避免课程的虚假性，家长和学校可以了解上课地点，也提高了学生们的安全性。签到完成后点击开始上课，开始记录上课时长，准确记录每位残障儿童的受教育时长。老师在上课时点击“学生情况”，查看该课程上课的学生列表，以及学生的基本信息，帮助老师及时了解学生的基本情况。

后续将开展发布线上课堂作业和课下作业功能，在平台发布学生们的家庭作业，帮助学生更好地巩固所学知识，同时检测学生的学习成果，加强老师对学生在课堂知识的掌握程度的了解。课程中老师录制上课视频，课程结束后老师将课程相关内容和上课视频发布到该平台，便于老师对上课内容的梳理，学生下课后可以自行下载观看，方便请假缺席的、对课堂知识掌握程度较低的同学们进行加强学习，有助于学生更好地学习相关知识。

2.3  儿童特殊教育学校平台

特殊教育学校信息管理一体化平台，专供特殊教育学校教师管理各类信息数据使用，是一款为特殊教育学校量身打造的信息录入、数据掌握、信息管理工具等功能集合在一起的平台。

2.3.1  首页功能管理模块

不同于现下大多网页系统的纷杂现象，为了提升用户的使用体验，我们系统采用了简洁美观且功能详尽的首页设计。在首页左侧工具栏中，拥有信息管理系统、信息审核系统、学生档案系统、权限管理系统以及分校中心系统。每个分系统间相互运作，拥有成熟的运营功能，各项目系统间整齐划一，大大简化了查找相应功能的烦琐程度，提高了信息管理效率。首页页面如图3所示。

2.3.2  信息录入模块

管理员登录系统后在后台中对学生、家长、教师、课程等信息进行录入，存入数据库。如图4所示。

2.3.3  信息审核模块

信息审核功能的审核内容包含了六个部分，分别是学生信息、教师信息、班级信息、学校信息、课程信息，以上信息被成功上传后，管理员需要针对这六项信息采集后的审核、校验。待审核员登录账户后，对录入的信息进行审核，判断无误后即将信息上传至中央服务器，汇总后传输给残联，如审核不通过则填写审核不通过的理由后退回。同时，为了审核便捷与高效地进行，设置了查询引擎，此项功能可减轻审核员的审核负担。

2.3.4  数据加密模块

数据库在自身安全防护、电脑系统硬件隔离的情况下，此项目平台还使用了搜索、查重、编码、历史数据永久可追溯等技术，能实时确保数据的安全防护，与此同时，为数据进行更高一级的防御保护，使用USB加密狗对软件和数据库进行了加密[4]。通过使用数据库加密技术，极大地加强了数据库被破解的难度，增强了数据存储的安全性。

3  方法和技术细节

在本研究中，我们采用了多种技术和方法来实现面向家长儿童的发育商检测、面向教师群体的上课签到记录以及面向学校的特殊教育信息管理。以下是我们采用的主要技术和方法的详细描述。

3.1  开发框架和技术选型

为了确保系统的高效性和可扩展性，我们选择了Django和Vue.js作为主要的开发框架]。Django是一种流行的Python Web框架，适用于后端开发[5]，而Vue.js则是一种轻量级的JavaScript框架，用于前端開发。同时，我们还使用了Uniapp框架来实现跨平台的微信小程序开发。

3.2  数据库设计和优化

在数据库方面，我们选用了MySQL和Redis两种数据库系统。MySQL用于存储持久化数据，如用户信息、教师记录和学校信息等，而Redis则用于存储临时数据，如缓存和会话信息等[6]。通过合理的数据库设计和优化，我们确保了系统的数据处理能力和存储性能。

3.3  发育商检测算法和模型

为了准确评估儿童的发育水平，我们研究了多种评估模型和算法。在评估过程中，我们根据儿童的年龄、性别、身高、体重等基本信息，结合这些模型和算法，对儿童的身体发育、智力发育和社交能力等方面进行全面评估。

3.4  上课签到记录功能实现

针对教师群体，我们设计了一套简便易用的签到记录功能。教师可以通过微信小程序实时记录特殊学生的上课签到情况，从而方便地了解学生的出勤情况。

3.5  特殊教育学校信息管理

为了实现特殊教育学校的信息一体化管理，我们开发了一套综合的信息录入、数据掌握、信息管理工具。该工具支持学校对学生、教师和课程等信息的统一管理，提高了学校信息管理的效率。

3.6  数据安全保护措施

在数据安全方面，我们采取了多重保护措施。除了数据库自身的安全防护和电脑系统硬件隔离之外，我们还使用了搜索、查重、编码等技术，确保数据的安全防护。此外，我们还使用了USB加密狗对软件和数据库进行加密。通过使用数据库加密技术，我们极大地提高了数据库被破解的难度，增强了数据存储的安全性。

3.7  数据可视化和互动交流

为了便于家长、教师和学校查看和分析儿童发育情况，我们在系统中集成了数据可视化工具，将儿童的发育情况以图表形式直观地展示出来[7]。此外，平臺还提供了在线互动交流功能，使家长、学校和专家能够在平台上相互沟通，共同关注儿童的发育情况，提高教育效果。

3.8  参数选择和优化过程

在本研究中，我们针对不同模块和功能，根据实际需求进行了合理的参数选择和优化。通过调整参数，我们确保了系统性能的稳定和优越[8，9]。同时，我们也关注到可能的性能瓶颈，并针对这些瓶颈进行了优化，以保证系统在各种场景下的良好表现。

总结起来，我们采用了一系列先进的方法和技术，实现了一个功能完善、高效可靠的特殊教育信息管理平台。在实际应用中，该平台为家长、教师和学校提供了便捷、高效的服务，受到了广泛的好评。

4  结  论

特殊教育学校信息管理一体化平台，微语平台，育儿测评评估系统均以系统实用、结构合理、技术规范作为基本设计原则，规划了系统的整体架构，为用户提供了清晰简洁，智能友好的交互界面。操作简便灵活、便于管理和维护，实现了教师高效率、高质量与特殊学生群体展开线上教学以及准确反映出儿童的发育情况的功能。微信小程序的开发，使平台使用轻巧便捷，内存占用较小，运行受限较小，很好地提高运行速度，增大了用户使用的方便程度，增大用户体验。通过这几个平台不仅能够方便快捷的为儿童发育情况进行评估，还能便捷辅助教师高效率、高质量地对特殊学生群体展开线上教学。这几个系统是为响应国家政策，以“助力每一个需要帮助的人”为原则所量身打造的微信小程序。

特殊教育学校信息管理一体化平台，微语平台，育儿测评评估系统是以服务特殊群体为宗旨，我们希望通过这几个平台的投入使用不仅能更好的方便有关部门进行监管，保证特殊学生接收到教育，还能准确反映出儿童的发育情况，以便儿童今后健康成长。运用现代信息技术手段进行智能人脸识别对照，在响应国家政策的同时，更好地服务特殊需求儿童家庭和相关监管部门。

参考文献：

[1] 孔理化.建立高质量特殊教育体系的几点思考 [C]//对接京津——新的时代 基础教育论文集.廊坊：[出版者不详]，2022：2698-2701.

[2] 张俊玲，安瑞清，郭楠，等.特殊教育教师信息化教学能力调查研究——基于北京市23所特殊教育学校的调查数据 [J].现代特殊教育，2022（16）：9-16.

[3] 姚丽娟，罗宏伟，丑晨，等.基于微信小程序的智慧校园导航系统研究 [J].网络安全技术与应用，2023（3）：48-50.

[4] 王庆磊.基于USB接口的数据加密系统设计与实现 [D].太原：中北大学，2013.

[5] 何红波.基于Web的Python编程环境分析 [J].计算机产品与流通，2019（12）：54.

[6] 王成，陈果，孙宸，等.基于MySQL_MongoDB_Redis的Online Judge多数据库应用 [J].计算机时代，2018（9）：24-27.

[7] 任夏荔.基于Python+PyEcharts的数据可视化应用 [J].山西电子技术，2023（1）：83-86.

[8] 陈鸿宇，卜方玲，赵筱玥，等.无人机路径跟随引导率参数优化选择方法 [J].计算机工程与设计，2020，41（8）：2152-2157.

[9] 冯力方，吴芦婷，刘敏，等.古文识别平台的设计与实现 [J].现代信息科技，2020，4（9）：79-81.

作者简介：李杰林（2002—），男，汉族，广东中山人，本科在读，研究方向：多模态学习；庞雨晴（2002—），女，汉族，安徽淮南人，本科在读，研究方向：网站后台；林益双（2001—），女，汉族，广西柳州人，本科在读，研究方向：网站前端；柯琦（1984—），女，汉族，广西桂林人，副教授，硕士，研究方向：网络与并行计算、数字图像处理。

收稿日期：2023-03-20

基金项目：广西财经学院2022年大学生创新创业训练计划项目（202211548150，202211548147，202211548149）