李杰林　龐雨晴　林益雙　柯琦

摘? 要：在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，兒童成長(zhǎng)過(guò)程中所面臨的發(fā)育、教育問(wèn)題數(shù)量日益增加，給相關(guān)處理工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)。為解決這一問(wèn)題，文章旨在設(shè)計(jì)一系列平臺(tái)和系統(tǒng)，將兒童、學(xué)校、家長(zhǎng)通過(guò)數(shù)據(jù)緊密關(guān)聯(lián)，以便密切關(guān)注兒童的成長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，更加準(zhǔn)確地制定孩子的成長(zhǎng)計(jì)劃，并在特殊教育領(lǐng)域提供更高效、便捷的服務(wù)。研究主要包括平臺(tái)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、實(shí)現(xiàn)過(guò)程以及應(yīng)用效果分析等方面，以期為解決兒童成長(zhǎng)發(fā)育問(wèn)題提供有力支持。

關(guān)鍵詞：特殊教育；高效；數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)

中圖分類號(hào)：TP311? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：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(yùn)用特殊的方法、設(shè)備和措施對(duì)特殊的對(duì)象進(jìn)行的教育。主要面向精神、生理、人體結(jié)構(gòu)上，某種組織、功能喪失或障礙，全部或部分喪失從事某種活動(dòng)能力以致影響其日常生活和社會(huì)參與的兒童，他們需要適合他們自身的特殊教育[1]。正因?yàn)樗麄冏陨淼奶厥庑栽斐闪酥T多不便，家長(zhǎng)對(duì)兒童狀況的不了解、家長(zhǎng)與學(xué)校之間溝通的不順暢、教師對(duì)特殊兒童的教學(xué)管理不方便等問(wèn)題，家長(zhǎng)、學(xué)校、教師之間存在許多屏障，需要一個(gè)平臺(tái)來(lái)溝通兩者[2]。本研究基于《0～6歲兒童發(fā)育行為評(píng)估量表》的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)兒童的發(fā)育情況進(jìn)行評(píng)測(cè)，同時(shí)構(gòu)建教師課堂管理平臺(tái)，并構(gòu)建學(xué)校的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)記錄學(xué)生、教師情況，保證兒童、教師、家長(zhǎng)、學(xué)校之間的無(wú)障礙溝通交流，解決特殊教育目前存在的矛盾，提高特殊教育學(xué)校的工作效率。

1? 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用前后端分離架構(gòu)。前端使用了uni-app和Vue框架來(lái)構(gòu)建網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)組件化和響應(yīng)式設(shè)計(jì)，提高瀏覽器加載速度和用戶體驗(yàn)。前端可供PC端和移動(dòng)端訪問(wèn)系統(tǒng)網(wǎng)站。

后端基于Web助手系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，采用Python、Django3.1、MySQL和Redis等技術(shù)構(gòu)建，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力。系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖1所示。

系統(tǒng)總體架構(gòu)圖展示了各個(gè)組件之間的關(guān)系。前端負(fù)責(zé)處理用戶的請(qǐng)求或指令，將其轉(zhuǎn)化為SQL語(yǔ)句并與后端進(jìn)行交互。后端負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)，包括從評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)中查找對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。為保證信息安全，我們采用了數(shù)據(jù)加密技術(shù)，同時(shí)利用Python提供的功能庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行登記、搜索以及追溯歷史數(shù)據(jù)。后端還提供了訪問(wèn)控制技術(shù)，確保對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)用戶的權(quán)限進(jìn)行有效管理[3]。

2? 系統(tǒng)模塊功能

為解決殘障兒童教育問(wèn)題，本研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一系列針對(duì)特殊兒童教育需求的應(yīng)用。在技術(shù)選型方面，我們選擇了基于Django框架的微信小程序以及網(wǎng)頁(yè)作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Django是一種廣泛使用的Python Web框架，以其高效、可擴(kuò)展性和安全性而受到許多開(kāi)發(fā)者的青睞。

微信小程序具有不需下載、不占內(nèi)存、輕巧便捷、隨掃隨用等優(yōu)點(diǎn)。我們認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)方式能夠在當(dāng)前教育軟件市場(chǎng)上滿足特殊兒童及其家庭的實(shí)際需求。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遵循了用戶友好、易于操作的原則，并充分考慮了殘障兒童的特殊需求。

2.1? 兒童智能檢測(cè)平臺(tái)

兒童智能檢測(cè)平臺(tái)是面向兒童群體，幫助家長(zhǎng)了解兒童自身情況的平臺(tái)。主要用于對(duì)兒童的發(fā)育商檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)家長(zhǎng)、學(xué)校對(duì)兒童發(fā)育情況的檢查。

兒童發(fā)育評(píng)估系統(tǒng)是家長(zhǎng)用來(lái)檢測(cè)兒童發(fā)育狀況的工具。家長(zhǎng)給出兒童的基本信息后，系統(tǒng)根據(jù)所給信息判斷出測(cè)試內(nèi)容，讓家長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)試并輸入兒童測(cè)試情況，系統(tǒng)匯總測(cè)試結(jié)果計(jì)算出孩子的發(fā)育商，反饋兒童的發(fā)育情況，項(xiàng)目實(shí)施路徑如圖2所示。

2.2? 兒童特殊教育教師平臺(tái)

該平臺(tái)面向教師群體，老師用我們的小程序記錄給特殊學(xué)生進(jìn)行上課簽到。該平臺(tái)該項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容主要包括不僅包括基本用戶登錄功能，還有班級(jí)管理板塊、課堂教學(xué)板塊兩個(gè)板塊功能。

2.2.1? 班級(jí)管理模塊

老師在上課前選擇相應(yīng)的上課類別進(jìn)行學(xué)習(xí)簽到。課后通過(guò)URL的方式將線上課程發(fā)布在網(wǎng)上，供學(xué)生家長(zhǎng)以及上級(jí)部門(mén)隨時(shí)查看上課情況。老師可以在課堂評(píng)價(jià)里記錄學(xué)生們的課堂表現(xiàn)情況，便于老師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生心理及生理的變化。我的課表根據(jù)日期記錄了用戶需要上的課程，提醒教師上課的時(shí)間段和上課的教室，教師若是請(qǐng)假或是換課也可以手動(dòng)更改課表。教師可在請(qǐng)假審批的“待辦”中查看學(xué)生的請(qǐng)假信息，還可以根據(jù)請(qǐng)假類型進(jìn)行分類，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行審批辦理。

2.2.2? 課堂教學(xué)模塊

課堂教學(xué)功能在上課之前進(jìn)行點(diǎn)名，并采用刷臉技術(shù)對(duì)點(diǎn)名的學(xué)生進(jìn)行拍照簽到，確保殘障兒童得到應(yīng)有的教育資源。同時(shí)定位當(dāng)前所在地，更好的記錄上課課程相關(guān)信息，避免課程的虛假性，家長(zhǎng)和學(xué)?？梢粤私馍险n地點(diǎn)，也提高了學(xué)生們的安全性。簽到完成后點(diǎn)擊開(kāi)始上課，開(kāi)始記錄上課時(shí)長(zhǎng)，準(zhǔn)確記錄每位殘障兒童的受教育時(shí)長(zhǎng)。老師在上課時(shí)點(diǎn)擊“學(xué)生情況”，查看該課程上課的學(xué)生列表，以及學(xué)生的基本信息，幫助老師及時(shí)了解學(xué)生的基本情況。

后續(xù)將開(kāi)展發(fā)布線上課堂作業(yè)和課下作業(yè)功能，在平臺(tái)發(fā)布學(xué)生們的家庭作業(yè)，幫助學(xué)生更好地鞏固所學(xué)知識(shí)，同時(shí)檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，加強(qiáng)老師對(duì)學(xué)生在課堂知識(shí)的掌握程度的了解。課程中老師錄制上課視頻，課程結(jié)束后老師將課程相關(guān)內(nèi)容和上課視頻發(fā)布到該平臺(tái)，便于老師對(duì)上課內(nèi)容的梳理，學(xué)生下課后可以自行下載觀看，方便請(qǐng)假缺席的、對(duì)課堂知識(shí)掌握程度較低的同學(xué)們進(jìn)行加強(qiáng)學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。

2.3? 兒童特殊教育學(xué)校平臺(tái)

特殊教育學(xué)校信息管理一體化平臺(tái)，專供特殊教育學(xué)校教師管理各類信息數(shù)據(jù)使用，是一款為特殊教育學(xué)校量身打造的信息錄入、數(shù)據(jù)掌握、信息管理工具等功能集合在一起的平臺(tái)。

2.3.1? 首頁(yè)功能管理模塊

不同于現(xiàn)下大多網(wǎng)頁(yè)系統(tǒng)的紛雜現(xiàn)象，為了提升用戶的使用體驗(yàn)，我們系統(tǒng)采用了簡(jiǎn)潔美觀且功能詳盡的首頁(yè)設(shè)計(jì)。在首頁(yè)左側(cè)工具欄中，擁有信息管理系統(tǒng)、信息審核系統(tǒng)、學(xué)生檔案系統(tǒng)、權(quán)限管理系統(tǒng)以及分校中心系統(tǒng)。每個(gè)分系統(tǒng)間相互運(yùn)作，擁有成熟的運(yùn)營(yíng)功能，各項(xiàng)目系統(tǒng)間整齊劃一，大大簡(jiǎn)化了查找相應(yīng)功能的煩瑣程度，提高了信息管理效率。首頁(yè)頁(yè)面如圖3所示。

2.3.2? 信息錄入模塊

管理員登錄系統(tǒng)后在后臺(tái)中對(duì)學(xué)生、家長(zhǎng)、教師、課程等信息進(jìn)行錄入，存入數(shù)據(jù)庫(kù)。如圖4所示。

2.3.3? 信息審核模塊

信息審核功能的審核內(nèi)容包含了六個(gè)部分，分別是學(xué)生信息、教師信息、班級(jí)信息、學(xué)校信息、課程信息，以上信息被成功上傳后，管理員需要針對(duì)這六項(xiàng)信息采集后的審核、校驗(yàn)。待審核員登錄賬戶后，對(duì)錄入的信息進(jìn)行審核，判斷無(wú)誤后即將信息上傳至中央服務(wù)器，匯總后傳輸給殘聯(lián)，如審核不通過(guò)則填寫(xiě)審核不通過(guò)的理由后退回。同時(shí)，為了審核便捷與高效地進(jìn)行，設(shè)置了查詢引擎，此項(xiàng)功能可減輕審核員的審核負(fù)擔(dān)。

2.3.4? 數(shù)據(jù)加密模塊

數(shù)據(jù)庫(kù)在自身安全防護(hù)、電腦系統(tǒng)硬件隔離的情況下，此項(xiàng)目平臺(tái)還使用了搜索、查重、編碼、歷史數(shù)據(jù)永久可追溯等技術(shù)，能實(shí)時(shí)確保數(shù)據(jù)的安全防護(hù)，與此同時(shí)，為數(shù)據(jù)進(jìn)行更高一級(jí)的防御保護(hù)，使用USB加密狗對(duì)軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了加密[4]。通過(guò)使用數(shù)據(jù)庫(kù)加密技術(shù)，極大地加強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫(kù)被破解的難度，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。

3? 方法和技術(shù)細(xì)節(jié)

在本研究中，我們采用了多種技術(shù)和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)面向家長(zhǎng)兒童的發(fā)育商檢測(cè)、面向教師群體的上課簽到記錄以及面向?qū)W校的特殊教育信息管理。以下是我們采用的主要技術(shù)和方法的詳細(xì)描述。

3.1? 開(kāi)發(fā)框架和技術(shù)選型

為了確保系統(tǒng)的高效性和可擴(kuò)展性，我們選擇了Django和Vue.js作為主要的開(kāi)發(fā)框架]。Django是一種流行的Python Web框架，適用于后端開(kāi)發(fā)[5]，而Vue.js則是一種輕量級(jí)的JavaScript框架，用于前端開(kāi)發(fā)。同時(shí)，我們還使用了Uniapp框架來(lái)實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的微信小程序開(kāi)發(fā)。

3.2? 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化

在數(shù)據(jù)庫(kù)方面，我們選用了MySQL和Redis兩種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。MySQL用于存儲(chǔ)持久化數(shù)據(jù)，如用戶信息、教師記錄和學(xué)校信息等，而Redis則用于存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)，如緩存和會(huì)話信息等[6]。通過(guò)合理的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，我們確保了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和存儲(chǔ)性能。

3.3? 發(fā)育商檢測(cè)算法和模型

為了準(zhǔn)確評(píng)估兒童的發(fā)育水平，我們研究了多種評(píng)估模型和算法。在評(píng)估過(guò)程中，我們根據(jù)兒童的年齡、性別、身高、體重等基本信息，結(jié)合這些模型和算法，對(duì)兒童的身體發(fā)育、智力發(fā)育和社交能力等方面進(jìn)行全面評(píng)估。

3.4? 上課簽到記錄功能實(shí)現(xiàn)

針對(duì)教師群體，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)便易用的簽到記錄功能。教師可以通過(guò)微信小程序?qū)崟r(shí)記錄特殊學(xué)生的上課簽到情況，從而方便地了解學(xué)生的出勤情況。

3.5? 特殊教育學(xué)校信息管理

為了實(shí)現(xiàn)特殊教育學(xué)校的信息一體化管理，我們開(kāi)發(fā)了一套綜合的信息錄入、數(shù)據(jù)掌握、信息管理工具。該工具支持學(xué)校對(duì)學(xué)生、教師和課程等信息的統(tǒng)一管理，提高了學(xué)校信息管理的效率。

3.6? 數(shù)據(jù)安全保護(hù)措施

在數(shù)據(jù)安全方面，我們采取了多重保護(hù)措施。除了數(shù)據(jù)庫(kù)自身的安全防護(hù)和電腦系統(tǒng)硬件隔離之外，我們還使用了搜索、查重、編碼等技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的安全防護(hù)。此外，我們還使用了USB加密狗對(duì)軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行加密。通過(guò)使用數(shù)據(jù)庫(kù)加密技術(shù)，我們極大地提高了數(shù)據(jù)庫(kù)被破解的難度，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。

3.7? 數(shù)據(jù)可視化和互動(dòng)交流

為了便于家長(zhǎng)、教師和學(xué)校查看和分析兒童發(fā)育情況，我們?cè)谙到y(tǒng)中集成了數(shù)據(jù)可視化工具，將兒童的發(fā)育情況以圖表形式直觀地展示出來(lái)[7]。此外，平臺(tái)還提供了在線互動(dòng)交流功能，使家長(zhǎng)、學(xué)校和專家能夠在平臺(tái)上相互溝通，共同關(guān)注兒童的發(fā)育情況，提高教育效果。

3.8? 參數(shù)選擇和優(yōu)化過(guò)程

在本研究中，我們針對(duì)不同模塊和功能，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行了合理的參數(shù)選擇和優(yōu)化。通過(guò)調(diào)整參數(shù)，我們確保了系統(tǒng)性能的穩(wěn)定和優(yōu)越[8，9]。同時(shí)，我們也關(guān)注到可能的性能瓶頸，并針對(duì)這些瓶頸進(jìn)行了優(yōu)化，以保證系統(tǒng)在各種場(chǎng)景下的良好表現(xiàn)。

總結(jié)起來(lái)，我們采用了一系列先進(jìn)的方法和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)功能完善、高效可靠的特殊教育信息管理平臺(tái)。在實(shí)際應(yīng)用中，該平臺(tái)為家長(zhǎng)、教師和學(xué)校提供了便捷、高效的服務(wù)，受到了廣泛的好評(píng)。

4? 結(jié)? 論

特殊教育學(xué)校信息管理一體化平臺(tái)，微語(yǔ)平臺(tái)，育兒測(cè)評(píng)評(píng)估系統(tǒng)均以系統(tǒng)實(shí)用、結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)規(guī)范作為基本設(shè)計(jì)原則，規(guī)劃了系統(tǒng)的整體架構(gòu)，為用戶提供了清晰簡(jiǎn)潔，智能友好的交互界面。操作簡(jiǎn)便靈活、便于管理和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了教師高效率、高質(zhì)量與特殊學(xué)生群體展開(kāi)線上教學(xué)以及準(zhǔn)確反映出兒童的發(fā)育情況的功能。微信小程序的開(kāi)發(fā)，使平臺(tái)使用輕巧便捷，內(nèi)存占用較小，運(yùn)行受限較小，很好地提高運(yùn)行速度，增大了用戶使用的方便程度，增大用戶體驗(yàn)。通過(guò)這幾個(gè)平臺(tái)不僅能夠方便快捷的為兒童發(fā)育情況進(jìn)行評(píng)估，還能便捷輔助教師高效率、高質(zhì)量地對(duì)特殊學(xué)生群體展開(kāi)線上教學(xué)。這幾個(gè)系統(tǒng)是為響應(yīng)國(guó)家政策，以“助力每一個(gè)需要幫助的人”為原則所量身打造的微信小程序。

特殊教育學(xué)校信息管理一體化平臺(tái)，微語(yǔ)平臺(tái)，育兒測(cè)評(píng)評(píng)估系統(tǒng)是以服務(wù)特殊群體為宗旨，我們希望通過(guò)這幾個(gè)平臺(tái)的投入使用不僅能更好的方便有關(guān)部門(mén)進(jìn)行監(jiān)管，保證特殊學(xué)生接收到教育，還能準(zhǔn)確反映出兒童的發(fā)育情況，以便兒童今后健康成長(zhǎng)。運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段進(jìn)行智能人臉識(shí)別對(duì)照，在響應(yīng)國(guó)家政策的同時(shí)，更好地服務(wù)特殊需求兒童家庭和相關(guān)監(jiān)管部門(mén)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孔理化.建立高質(zhì)量特殊教育體系的幾點(diǎn)思考 [C]//對(duì)接京津——新的時(shí)代 基礎(chǔ)教育論文集.廊坊：[出版者不詳]，2022：2698-2701.

[2] 張俊玲，安瑞清，郭楠，等.特殊教育教師信息化教學(xué)能力調(diào)查研究——基于北京市23所特殊教育學(xué)校的調(diào)查數(shù)據(jù) [J].現(xiàn)代特殊教育，2022（16）：9-16.

[3] 姚麗娟，羅宏偉，丑晨，等.基于微信小程序的智慧校園導(dǎo)航系統(tǒng)研究 [J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2023（3）：48-50.

[4] 王慶磊.基于USB接口的數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].太原：中北大學(xué)，2013.

[5] 何紅波.基于Web的Python編程環(huán)境分析 [J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（12）：54.

[6] 王成，陳果，孫宸，等.基于MySQL_MongoDB_Redis的Online Judge多數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用 [J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2018（9）：24-27.

[7] 任夏荔.基于Python+PyEcharts的數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用 [J].山西電子技術(shù)，2023（1）：83-86.

[8] 陳鴻宇，卜方玲，趙筱玥，等.無(wú)人機(jī)路徑跟隨引導(dǎo)率參數(shù)優(yōu)化選擇方法 [J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2020，41（8）：2152-2157.

[9] 馮力方，吳蘆婷，劉敏，等.古文識(shí)別平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].現(xiàn)代信息科技，2020，4（9）：79-81.

作者簡(jiǎn)介：李杰林（2002—），男，漢族，廣東中山人，本科在讀，研究方向：多模態(tài)學(xué)習(xí)；龐雨晴（2002—），女，漢族，安徽淮南人，本科在讀，研究方向：網(wǎng)站后臺(tái)；林益雙（2001—），女，漢族，廣西柳州人，本科在讀，研究方向：網(wǎng)站前端；柯琦（1984—），女，漢族，廣西桂林人，副教授，碩士，研究方向：網(wǎng)絡(luò)與并行計(jì)算、數(shù)字圖像處理。

收稿日期：2023-03-20

基金項(xiàng)目：廣西財(cái)經(jīng)學(xué)院2022年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202211548150，202211548147，202211548149）