发明创造名称：一种基于课堂教学互动行为云的教学模式分析方法
外观设计名称：
决定号：185235
决定日：2019-07-25
委内编号：1F265853
优先权日：
申请（专利）号：201610707474.9
申请日：2016-08-23
复审请求人：华中师范大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：陈丽娜
合议组组长：王京霞
参审员：李圆
国际分类号：G06F19/00，G06Q50/20
外观设计分类号：
法律依据：专利法第2条第2款
决定要点
：如果权利要求请求保护的方案未解决任何技术问题，未采用遵循自然规律的技术手段，也未获得任何技术效果，则该方案不属于技术方案，不符合专利法第2条第2款的规定。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610707474.9，名称为“一种基于课堂教学互动行为云的教学模式分析方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为华中师范大学。本申请的申请日为2016年08月23日，公开日为2017年01月04日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月08日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1不属于专利法第2条第2款规定的技术方案。具体为：权利要求1请求保护一种基于课堂教学互动行为云的教学模式分析方法，其要解决的是对课堂教学模式的判定和量化评价问题，这并非是技术问题，为了解决该问题，该权利要求方案中采用的手段是，计算课堂教学交互行为云的重心，确认每个课堂教学行为云的重心值标定范围，构建教学模式逻辑图，标定教学模式的常模，定义讲授型、练习型、活动型、混合型和对话型5类基本教学模式，在这个过程中，行为云重心计算，确认重心值标定范围，构建教学模式图，标定教学模式的常模等存在一定主观性手段是不符合自然规律的手段。因此，对于该权利要求的方案而言，为了解决对课堂教学模式的判定和量化评价问题而采用的行为云的教学模式分析没有遵循自然规律，因而该方案不构成技术方案，不属于专利法第2条第2款规定的客体。
驳回决定所依据的文本为：申请日2016年08月23日提交的说明书第1-102段、说明书附图图1-5、说明书摘要、摘要附图，2018年05月07日提交的权利要求第1项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于课堂教学互动行为云的教学模式分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：计算课堂教学交互行为云的重心；
建立主体与行为方式两个维度的坐标体系，所述主体包括教师、学生，所述行为方式包括言语、活动；计算课堂教学交互行为云的重心；
步骤1的具体实现包括以下子步骤：
步骤1.1：计算不同教学行为类型的统计值的概率；
以每种教学行为的累积时间统计值与所有教学行为的累积时间统计值之比为基准，将不同教学行为的时间累积统计值转换为概率分布值：
；
其中，Xi表示教学行为的累积时间统计值，1≤i≤16；
所述不同教学行为包括教师言语行为、教师活动行为、学生言语行为和学生活动行为；其中教师言语行为包括讲授行为、提问行为、指示行为、反馈与评价行为，教师活动行为包括个别指导或参与活动行为、观察或巡视行为、演示或展示行为、板书行为，学生言语行为包括主动提问行为、应答行为、对话行为、讨论行为，学生活动行为包括思考行为、实践或实验行为、笔记或联系行为、观察行为；
步骤1.2：Z得分计算；
课堂教学行为的概率值分布于[0，1]区间；然后对课堂教学行为的概率值采用z-score标准化，即Z得分，也叫标准差标准化；经过处理的数据符合标准正态分布，即均值为0，标准差为1，其转化函数为：
；
其中xi表示一组数据中的第i个数据；为所有样本数据的平均值，Sx为所有样本数据的标准差；
步骤1.3：多级评定值计算；
将每一个教学行为划分成11级；将11个等级用同心圆表示，从内向外依次赋予不同的分值；以评定值范围为0～10的11级评定标准为基础，确定1～11的11级评定值；该评定值以所有样本数据的平均值为中心，以标准偏差1/2倍的范围为基准进行扩展，具体实现过程如下：
首先求出一组数据的平均值和标准偏差Sx；以平均值为中心，将其上、下延伸，令和范围内的得分为评定值6；接着以评定值6的上、下限为准，分别延伸，在此范围的得分分别确定为评定值7和5；再以评定值为7的得分为基准向上延伸，在此范围的得分确定为评定值8；再以评定值8为基准向上延伸，在此范围的得分确定为评定值9；以评定值9为基准再向上延伸，在此范围的得分确定为评定值10；同理，以评定值5为基准，分别下延伸、Sx、所对应的范围分别确定为评定值4、3、2；最后将高于评定值10的得分确定为评定值11，低于评定值2的确定为评定值1；
步骤1.4：课堂教学交互行为云的绘制；
以课堂教学交互行为云的几何中心为原点，某一种教学行为的多级评定值为半径，相邻两种教学行为的夹角为圆心角，按逆时针方向绘制一个圆心角为π/8的扇形，将扇形作为一个云片；最终获得由16块扇形云片组成的课堂教学交互行为云；
步骤1.5：课堂教学交互行为云的重心计算；
设扇形i的半径为ri，圆心角为θ，面积为Si，重心为Gi，i取值1～16；则扇形i的面积Si：
；
设重心Gi到原点的距离为OG，OG与x轴的夹角为α，则OG的长度为：
；
从而得到扇形重心Gi的坐标为：
；
同理，可以逐一计算每个扇形的面积，并确定每个扇形的重心坐标；
设课堂教学交互行为云的几何中心为坐标原点，课堂教学交互行为云的重心坐标为，面积为S，总力矩为；
因为课堂教学交互行为云是由各个扇形组合而成的，所以课堂教学交互行为 云的总面积与各个扇形面积之和相等，课堂教学交互行为云的力矩与各个扇形力矩之和相等；
课堂教学交互行为云的力矩等于各个扇形云片的力矩之和，从而可得课堂教学交互行为云的总的力矩：
进而，计算出课堂教学交互行为云的重心坐标：
依据课堂教学交互行为云的重心坐标，精确确定课堂教学交互行为云的重心所在的具体位置；
步骤2：教学模式逻辑图构成；
通过计算课堂教学行为云的重心，确认每个课堂教学行为云的重心值标定范围；
步骤2的具体实现过程为：在行为主体与行为方式两个维度的坐标体系中，构建一个四边形，四边形的四个顶点到云的几何中心的距离为四边形的外接圆的半径，取四边形的内接圆作为云的重心的逻辑范围；
步骤3：教学模式的常模标定；
定义讲授型、练习型、活动型、混合型和对话型5类基本教学模式，在教学模式逻辑图中标定教学模式的取值范围，为课堂教学单元的教学模式判定提供比较的标准量数；
步骤3的具体实现包括以下子步骤：
步骤3.1：定义讲授型、练习型、活动型、混合型和对话型5类基本教学模式；
步骤3.2：在教学模式逻辑图中标定教学模式的取值范围；
定义半径R表示课堂教学交互行为云的重心到课堂教学交互行为云中心的距离，角度θ表示课堂教学交互行为云的重心与“教师-学生”维度水平轴的逆时针方向夹角；则五种教学模式的取值范围为：
讲授型：R取值范围为2.86～7.78，θ取值范围为；
对话型：R取值范围为2.86～7.78，θ取值范围为；
练习型：R取值范围为2.86～7.78，θ取值范围为或；
活动型：R取值范围为2.86～7.78，θ取值范围为；
混合型：R取值范围为0～2.86，θ取值范围为0～2π；
其中，θ取值范围为0π～2π，以水平方向为起点，逆时针旋转一周为终点，起点与终点重合。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年11月13日向国家知识产权局提出了复审请求，并未提交修改文件。复审请求人认为：1、权利要求1中对不同教学行为类型的统计值的概率、Z得分、多级评定值、教学交互行为云的中心等进行了计算，这些现实现象理论后的函数及参数（教学模型），是技术手段；权利要求1中的课堂教学交互行为云具有行为主体与行为方式两个维度的关联性，对课堂教学模式的科学判定和数量化评价提出了新的技术课题，其解决了相关技术问题；权利要求1实现了课堂教学模型的参数计算，取得了相关的技术效果；2、根据本申请所基于的理论基础、大量实现的验证、以及已有相关机构和研究人员就教学行为分析与评价申请的大量专利，证明了不同的方法得出的课堂教学互动行为规律的有效性，并且本申请相关的方案已经应用在教育信息化领域的录播系统。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年11月28日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：根据权利要求1对方案的描述，该方案中采用的手段是：通过计算行为云的重心，确认每个课堂教学行为云的重心值标定范围，构建教学模式逻辑图，定义讲授型、练习型、活动型、混合型和对话型5类基本教学模式，标定教学模式的常模；在这个过程中，“计算行为云的重心具体是计算不同教学行为类型统计值的概率，计算Z得分值，多级评定值计算”，上述计算步骤仅仅是对不同教师和学习的不同课堂行为进行统计，进行数据化的划分和表达，其并非对自然规律的利用；而“确认重心值标定范围，构建教学模式图，定义讲授型、练习型、活动型、混合型和对话型5类基本教学模式，标定教学模式的常模”，其也是依据人为的选择和设定，将不同的教学行为划分为5类基本教学模式，依据的是主观性手段而非符合自然规律的手段。上述所解决的问题是对课堂教学模式的判定和量化评价问题，这并非是技术问题；获得的效果仅仅是更好的分析教学模式，这并非技术效果。因此，对于该权利要求的方案而言，为了解决对课堂教学模式的判定和量化评价问题而采用的行为云的教学模式分析没有遵循自然规律，因而该方案不构成技术方案，不属于专利法第2条第2款规定的客体。因而原审查部门坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月27日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1没有解决技术问题，没有采用技术手段，没有获得技术效果，因此不是技术方案，不符合专利法第2条第2款的规定。针对复审请求人的意见，合议组认为：虽然权利要求1中涉及到计算不同教学行为类型统计值的概率、计算Z得分值、计算行为云的重心，但是这些计算仅仅是为了获得课堂教学交互行为云的重心，而该课堂教学交互行为云所构建的基础仍然是人为规定的教学模式及交互行为方式，因此，权利要求1仍然未采用符合自然规律的技术手段。
复审请求人于2019年04月25日提交了意见陈述书，其中并未修改申请文件。复审请求人认为：本申请的方案是针对教育行为的科学问题，运用行为科学的研究方法，提出的符合自然规律的技术方案，教学行为研究是在新的技术背景下，应用自然科学的方法研究教育信息化领域中的行为分析问题，关于教师或学生行为的判定、教学模式的判定等，既遵循了自然科学的研究方法，也遵循了行为科学的基本规律和基本的教育规律，正是由于遵循了以上规律，教学行为的类别及教学模式结果的判定等不会受个人主观因素的影响，其结果不以个人的意志为转移，符合自然规律。另外，根据本申请所基于的理论基础、大量实现的验证、以及已有相关机构和研究人员就教学行为分析与评价申请的大量专利，证明了不同的方法得出的课堂教学互动行为规律的有效性，并且本申请相关的方案已经应用在教育信息化领域的录播系统。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的确定
复审请求人在提交复审请求及答复复审通知书时，均未对申请文件进行修改，因此，本复审决定所针对的文本与驳回决定针对的文本相同，即：复审请求人于申请日2016年08月23日提交的说明书第1-102段、说明书附图图1-5、说明书摘要、摘要附图，2018年05月07日提交的权利要求第1项。
2、关于专利法第2条第2款
专利法第2条第2款规定：发明，是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。
如果权利要求请求保护的方案未解决任何技术问题，未采用遵循自然规律的技术手段，也未获得任何技术效果，则该方案不属于技术方案，不符合专利法第2条第2款的规定。
权利要求1要求保护一种基于课堂教学互动行为云的教学模式分析方法，其首先建立主体与行为方式两个维度的坐标体系，计算课堂教学交互行为云的重心，然后通过计算课堂教学行为云的重心，确认每个课堂教学行为云的重心值标定范围，最后定义讲授型、练习型、活动型、混合型和对话型5类基本教学模式，在教学模式逻辑图中标定教学模式的取值范围，为课堂教学单元的教学模式判定提供比较的标准量数，从而得到最终的教学模式分析结果。
权利要求1解决的问题在于如何确定课堂教学互动行为对应的教学模式，这样的问题并不属于技术问题，权利要求1的方案所采用的手段为，人为规定多种教学模式及课堂教学行为方式，构建课堂教学交互行为云并得到其重心的逻辑范围，之后基于人为规定的基本教学模式来标定教学模式的取值范围，该手段并不属于利用了自然规律的技术手段，其获得的效果是得到当前的课堂教学互动行为属于哪种教学模式，并不属于技术效果。因此，权利要求1要求保护的方案没有解决技术问题，没有采用利用自然规律的技术手段，没有获得技术效果，该方案不是技术方案，不符合专利法第2条第2款的规定。
3、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：在权利要求1的方案中，教学模式及课堂教学行为方式的类型是由人为主观规定的，对教学行为划分的标准也是人为主观规定的，在计算得到课堂教学交互行为云重心后，确定教学模式为哪种类型的标准及依据的取值范围仍然是由人为主观制定的，上述过程并未利用自然规律，因此，权利要求1的方案并未采用遵循自然规律的技术手段；同时，参见上述对权利要求1的评述，如何确定课堂教学互动行为对应的教学模式，这样的问题并不属于技术问题，并且得到当前的课堂教学互动行为属于哪种教学模式，也并不属于技术效果。因此，对于复审请求人的意见陈述，合议组不予支持。
基于上述理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月08日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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