CN107644557B - 一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，包括教师客户端、学生客户端、云端测试系统，学生客户端包括眼球采集模块、眼球特征分析模块、中央处理器、远程教学展示模块、触屏操作模块，教师客户端包括教学录制模块、参考学生选择模块、眼球特征存储模块、质量分析显示模块、测试确认模块、数据处理模块，云端测试系统包括云端数据库、数据分析模块、云端处理器。本发明系统结构简单可行，智能化程度高，通过在课堂教学过程中对学生的眼球进行分析，全面了解了教学质量，可通过实际情况灵活做出教学调整，提高了在线教学的教学质量，推动了教育事业的发展和进步。
Description
技术领域
本发明属于课堂教学领域，尤其涉及一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统。
背景技术
在线教学或在线教育，现行概念中一般指的是指一种基于网络的学习行为，与网络培训概念相似。在线教学顾名思义，是以网络为介质的教学方式，通过网络，学员与教师即使相隔万里也可以开展教学活动；此外，借助网络课件，学员还可以随时随地进行学习，真正打破了时间和空间的限制，对于工作繁忙，学习时间不固定的职场人而言网络远程教育是最方便不过的学习方式。然后在线教育的实施过程中，其课堂教学质量相对于传统面对面教学方式来说无法得到有效保证，成为在线课堂教学的一大困扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，有效提高在线教学质量。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，包括教师客户端、学生客户端、云端测试系统，学生客户端包括眼球采集模块、眼球特征分析模块、中央处理器、远程教学展示模块、触屏操作模块，教师客户端包括教学录制模块、参考学生选择模块、眼球特征存储模块、质量分析显示模块、测试确认模块、数据处理模块，云端测试系统包括云端数据库、数据分析模块、云端处理器；
所述眼球采集模块用于对学生的眼球转动情况进行采集并发送至眼球特征分析模块；
所述眼球特征分析模块用于接收来自眼球采集模块的眼球转动情况并进行特征提取，形成眼球转动特征值发送至中央处理器；
所述中央处理器分别与眼球特征分析模块、远程教学展示模块、触屏操作模块、云端处理器相连，用于将眼球转动特征值发送至云端处理器；
所述远程教学展示模块用于接收来自中央处理器的远程教学视频并进行在线展示；
所述触屏操作模块用于学生对在线测试试题进行触屏解答；
所述云端处理器分别与云端数据库、中央处理器、数据处理模块、数据分析模块相连；
所述云端数据库用于存储教学相关试题进行存储并供云端处理器进行实时调取；
所述数据分析模块用于对学生的解答进行判定并形成测试分数反馈至云端处理器；
所述教学录制模块用于教师进行远程教学录制并形成远程教学视频发送至数据处理模块；
所述参考学生选择模块用于形成参考学生选择指令发送至数据处理模块，选择一个学生作为参考学生；
所述眼球特征存储模块用于接收来自数据处理模块的参考眼球特征值，该参考眼球特征值为所述参考学生的眼球转动特征值；
所述数据处理模块用于接收来自云端处理器的眼球转动特征值，并将所有眼球转动特征值与参考眼球特征值进行比对，然后形成特征吻合比例值发送至质量分析显示模块；
所述质量分析显示模块用于接收来自数据处理模块的特征吻合比例值和测试分数并进行显示；
所述测试确认模块用于教师进行测试确认并形成测试确认指令发送至数据处理模块。
进一步地，所述特征吻合比例值等于特征吻合的学生数量占所有学生总数的比值，其中当特征吻合度大于等于百分之八十则判定为特征吻合，眼球转动特征值包括眼球的转动速度、转动频率、转动角度。
进一步地，所述云端处理器与中央处理器、数据处理模块之间均通过无线通讯模块相连，该无线通讯模块为Internet网络、4G网络、WIFI模块中的一种。
进一步地，所述触屏操作模块采用iPad或手机与中央处理器进行无线通讯连接。
进一步地，该系统的工作方法包括以下步骤：
步骤一：教师通过教学录制模块将远程教学视频依次发送至云端处理器、中央处理器、远程教学展示模块，从而供学生进行远程学习；
步骤二：然后通过眼球采集模块和眼球特征分析模块对学生眼球转动情况的采集和分析，形成眼球转动特征值依次发送至中央处理器、云端处理器、数据处理模块；
步骤三：然后教师选择其中一位学生作为参考学生并将该参考学生的参考眼球特征值发送到眼球特征存储模块中进行存储；
步骤四：然后数据处理模块不断将眼球转动特征值与参考眼球特征值进行比对并形成特征吻合比例值发送至质量分析显示模块；
步骤五：教程结束后，教师通过测试确认模块发送测试确认指令，当云端处理器接收到测试确认指令后，开始从云端数据库调取教学相关试题依次发送至中央处理器、触屏操作模块；
步骤六：然后中央处理器将触屏操作模块的试题解答反馈至云端处理器，通过数据分析模块形成测试分数；
步骤七：最终云端处理器将测试分数发送至数据处理模块，然后数据处理模块将测试分数和特征吻合比例值打包发送至质量分析显示模块。
进一步地，所述步骤五中教程结束后十分钟内发送测试确认指令。
本发明的有益效果是：
本发明系统结构简单可行，智能化程度高，通过在课堂教学过程中对学生的眼球进行分析，全面了解了教学质量，可通过实际情况灵活做出教学调整，提高了在线教学的教学质量，推动了教育事业的发展和进步。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的系统结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，包括教师客户端、学生客户端、云端测试系统，学生客户端包括眼球采集模块、眼球特征分析模块、中央处理器、远程教学展示模块、触屏操作模块，教师客户端包括教学录制模块、参考学生选择模块、眼球特征存储模块、质量分析显示模块、测试确认模块、数据处理模块，云端测试系统包括云端数据库、数据分析模块、云端处理器。
眼球采集模块用于对学生的眼球转动情况进行采集并发送至眼球特征分析模块；眼球特征分析模块用于接收来自眼球采集模块的眼球转动情况并进行特征提取，形成眼球转动特征值发送至中央处理器；中央处理器分别与眼球特征分析模块、远程教学展示模块、触屏操作模块、云端处理器相连，用于将眼球转动特征值发送至云端处理器；远程教学展示模块用于接收来自中央处理器的远程教学视频并进行在线展示；触屏操作模块用于学生对在线测试试题进行触屏解答，触屏操作模块采用iPad或手机与中央处理器进行无线通讯连接。
云端处理器分别与云端数据库、中央处理器、数据处理模块、数据分析模块相连，云端处理器与中央处理器、数据处理模块之间均通过无线通讯模块相连，该无线通讯模块为Internet网络、4G网络、WIFI模块中的一种；云端数据库用于存储教学相关试题进行存储并供云端处理器进行实时调取；数据分析模块用于对学生的解答进行判定并形成测试分数反馈至云端处理器。
教学录制模块用于教师进行远程教学录制并形成远程教学视频发送至数据处理模块；参考学生选择模块用于形成参考学生选择指令发送至数据处理模块，选择一个学生作为参考学生；眼球特征存储模块用于接收来自数据处理模块的参考眼球特征值，该参考眼球特征值为参考学生的眼球转动特征值；数据处理模块用于接收来自云端处理器的眼球转动特征值，并将所有眼球转动特征值与参考眼球特征值进行比对，然后形成特征吻合比例值发送至质量分析显示模块，特征吻合比例值等于特征吻合的学生数量占所有学生总数的比值，其中当特征吻合度大于等于百分之八十则判定为特征吻合，眼球转动特征值包括眼球的转动速度、转动频率、转动角度；质量分析显示模块用于接收来自数据处理模块的特征吻合比例值和测试分数并进行显示；测试确认模块用于教师进行测试确认并形成测试确认指令发送至数据处理模块。
其中，该系统具体的的工作方法包括以下步骤：
步骤一：教师通过教学录制模块将远程教学视频依次发送至云端处理器、中央处理器、远程教学展示模块，从而供学生进行远程学习；
步骤二：然后通过眼球采集模块和眼球特征分析模块对学生眼球转动情况的采集和分析，形成眼球转动特征值依次发送至中央处理器、云端处理器、数据处理模块；
步骤三：然后教师选择其中一位学生作为参考学生并将该参考学生的参考眼球特征值发送到眼球特征存储模块中进行存储；
步骤四：然后数据处理模块不断将眼球转动特征值与参考眼球特征值进行比对并形成特征吻合比例值发送至质量分析显示模块；
步骤五：教程结束后十分钟内，教师通过测试确认模块发送测试确认指令，当云端处理器接收到测试确认指令后，开始从云端数据库调取教学相关试题依次发送至中央处理器、触屏操作模块；
步骤六：然后中央处理器将触屏操作模块的试题解答反馈至云端处理器，通过数据分析模块形成测试分数；
步骤七：最终云端处理器将测试分数发送至数据处理模块，然后数据处理模块将测试分数和特征吻合比例值打包发送至质量分析显示模块。
本发明系统结构简单可行，智能化程度高，通过在课堂教学过程中对学生的眼球进行分析，全面了解了教学质量，可通过实际情况灵活做出教学调整，提高了在线教学的教学质量，推动了教育事业的发展和进步。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (5)
1.一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，其特征在于：包括教师客户端、学生客户端、云端测试系统，学生客户端包括眼球采集模块、眼球特征分析模块、中央处理器、远程教学展示模块、触屏操作模块，教师客户端包括教学录制模块、参考学生选择模块、眼球特征存储模块、质量分析显示模块、测试确认模块、数据处理模块，云端测试系统包括云端数据库、数据分析模块、云端处理器；
所述眼球采集模块用于对学生的眼球转动情况进行采集并发送至眼球特征分析模块；
所述眼球特征分析模块用于接收来自眼球采集模块的眼球转动情况并进行特征提取，形成眼球转动特征值发送至中央处理器；
所述中央处理器分别与眼球特征分析模块、远程教学展示模块、触屏操作模块、云端处理器相连，用于将眼球转动特征值发送至云端处理器；
所述远程教学展示模块用于接收来自中央处理器的远程教学视频并进行在线展示；
所述触屏操作模块用于学生对在线测试试题进行触屏解答；
所述云端处理器分别与云端数据库、中央处理器、数据处理模块、数据分析模块相连；
所述云端数据库用于存储教学相关试题进行存储并供云端处理器进行实时调取；
所述数据分析模块用于对学生的解答进行判定并形成测试分数反馈至云端处理器；
所述教学录制模块用于教师进行远程教学录制并形成远程教学视频发送至数据处理模块；
所述参考学生选择模块用于形成参考学生选择指令发送至数据处理模块，选择一个学生作为参考学生；
所述眼球特征存储模块用于接收来自数据处理模块的参考眼球特征值，该参考眼球特征值为所述参考学生的眼球转动特征值；
所述数据处理模块用于接收来自云端处理器的眼球转动特征值，并将所有眼球转动特征值与参考眼球特征值进行比对，然后形成特征吻合比例值发送至质量分析显示模块；
所述质量分析显示模块用于接收来自数据处理模块的特征吻合比例值和测试分数并进行显示；
所述测试确认模块用于教师进行测试确认并形成测试确认指令发送至数据处理模块；
该基于眼球分析的课堂教学质量分析系统的工作方法包括以下步骤：
步骤一：教师通过教学录制模块将远程教学视频依次发送至云端处理器、中央处理器、远程教学展示模块，从而供学生进行远程学习；
步骤二：然后通过眼球采集模块和眼球特征分析模块对学生眼球转动情况的采集和分析，形成眼球转动特征值依次发送至中央处理器、云端处理器、数据处理模块；
步骤三：然后教师选择其中一位学生作为参考学生并将该参考学生的参考眼球特征值发送到眼球特征存储模块中进行存储；
步骤四：然后数据处理模块不断将眼球转动特征值与参考眼球特征值进行比对并形成特征吻合比例值发送至质量分析显示模块；
步骤五：教程结束后，教师通过测试确认模块发送测试确认指令，当云端处理器接收到测试确认指令后，开始从云端数据库调取教学相关试题依次发送至中央处理器、触屏操作模块；
步骤六：然后中央处理器将触屏操作模块的试题解答反馈至云端处理器，通过数据分析模块形成测试分数；
步骤七：最终云端处理器将测试分数发送至数据处理模块，然后数据处理模块将测试分数和特征吻合比例值打包发送至质量分析显示模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，其特征在于：所述特征吻合比例值等于特征吻合的学生数量占所有学生总数的比值，其中当特征吻合度大于等于百分之八十则判定为特征吻合，眼球转动特征值包括眼球的转动速度、转动频率、转动角度。
3.根据权利要求1所述的一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，其特征在于：所述云端处理器与中央处理器、数据处理模块之间均通过无线通讯模块相连，该无线通讯模块为Internet网络、4G网络、WIFI模块中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，其特征在于：所述触屏操作模块采用iPad或手机与中央处理器进行无线通讯连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于眼球分析的课堂教学质量分析系统，其特征在于：所述步骤五中教程结束后十分钟内发送测试确认指令。
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