CN110164249A - 一种计算机在线学习监督辅助系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种计算机在线学习监督辅助系统，包括学员辅助模块、教师辅助模块和云端总控模块，所述学员辅助模块用于将学员的各类信息进行记录并监督，当学员出现不认真、离开学习端等情况时，反馈给教师辅助模块；所述教师辅助模块用于处理和解答学员的各类信息，所述云端总控模块用于连接和控制学员辅助模块和教师辅助模块，并记录学员的所有信息。
Description
技术领域
本发明涉及计算机教育领域，尤其是一种计算机在线学习监督辅助系统和方法。
背景技术
在线教育即e-Learning，或称远程教育、在线学习，现行概念中一般指的是一种基于网络的学习行为，与网络培训概念相似；通过应用信息科技和互联网技术进行内容传播和快速学习的方法。
在线上学习过程中，由于学习时间自由，每个学员可以针对自己的学习习惯在不同时间段进行学习，但是学习的过程，很多人会由于自制力差，导致学习在线视频时走神或画面不集中，此时学习的效率非常差，等学员在次认真的时候，之前不集中时候的视频画面已经过了，导致后续的知识点跟不上，减低整体的学习效率，而且在线学习缺乏合适的学习氛围，不同及时的对问题进行沟通，交流，导致学习效果也不理想。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述问题，提供一种计算机在线学习监督辅助系统和方法，解决了线上学习过程中学员走神或画面不集中，学习的效率差，并且在线学习缺乏学习氛围，缺少问题的沟通和交流，从而是学习效果不理想的问题。
一种计算机在线学习监督辅助系统：包括学员辅助模块、教师辅助模块和云端总控模块，所述学员辅助模块用于将学员的各类信息进行记录并监督，当学员出现不认真、离开学习端等情况时，反馈给教师辅助模块；所述教师辅助模块用于处理和解答学员的各类信息，所述云端总控模块用于连接和控制学员辅助模块和教师辅助模块，并记录学员的所有信息。
作为有有优选的，学员辅助模块包括面部识别单元、界面捕捉单元、语言捕捉单元和过程进度控制单元，所述面部识别单元包括面部整体识别单元和眼球动态识别单元；面部整体识别单元用于识别和确定人学员的身份，并反馈给教师辅助模块；所述眼球动态识别单元用于识别学员的眼球的运动状态；所述界面捕捉单元将学员的用户界面信息进行捕捉，所述语言捕捉单元用于捕捉学员在学习的语言输入，所述过程控制处理单元将其所在学员的学习进度时间点上传到云端总控模块，并对学员的学习过程进行控制。
本发明还提供一种计算机在线学习监督辅助方法，包括当面部整体识别单元识别出人脸非学员面部特征的时候，暂停并锁定其学习进程；当面部整体识别单元识别出人脸面部特征为学员的时候，跳转该学员的学习进度；
在学员学习的时候，面部整体识别单元和眼球动态识别单元实时记录和处理学员学习时的面部信息，面部整体识别单元对学员当前识别出的面部特征取特征值，并与云端总控模块中该学员的面部信息进行比对，当面部整体识别单元识别出的面部信息特征值小于3/4该学员的全部面部信息特征值时，说明该学员存在头部偏移或者该学员存在离开当前学习位置的情况，此时，将该信息实时传输给过程进度控制单元，过程进度控制单元暂停当前的学习画面，并记录课程学习进度的时间点，上传给云端总控制模块；当面部整体识别单元重新识别出学员的面部特征值大于3/4该学员的全部面部信息特征值时，过程进度控制单元将学习画面向前跳转1分钟，让学员开始继续学习，保证了学员在短暂离开时，能够及时承接上次学习的知识点进行学习，并且保证学员偏头走神错过学习画面时，能够及时承接上个知识点进行学习，保证了学员整体学习情况的连续性，使学员在观看学习画面的时候的完整性。当当面部整体识别单元识别出的面部信息特征值小于3/4该学员的全部面部信息特征值的时间长度大于30分钟，则过程进度控制单元关闭学员辅助模块。
当检测到学员眼球超过10s未进行转动或者闭眼时，将学习画图回跳1分钟，过程控制单元进行记录走神次数为1，当检测到学员眼球超过20s未进行转动的时候，将学习画图回跳2分钟，过程控制单元进行记录走神次数为2，即每隔走神累积超过10s累积一次走神次数，回跳画面的时间为2 ^（走神次数-1）分钟。
所述界面捕捉单元将学员的用户界面信息进行捕捉，检测学员是否将学习视频开启为最小化，或者开启其他非学习类工具，并反馈给过程控制处理单元，当捕捉到学员将学习视频开启最小化或者开启其他非学习类工具是，过程控制处理器对学员进行警告提醒，并暂停画面播放，在间隔30s后再次进行提醒，并强制开启学习画面，将画面回跳1分钟，让学员进行学习。防止学员出现作弊的情况，所述界面捕捉单元还能捕捉学员的输入信息。
所述语言捕捉单元用于捕捉学员在学习的语言输入，过程控制处理单元会不定时的对学员进行复述学习内容或者对学员进行随机问题提问，用于验证学员的认真程度，通过界面捕捉单元和语言捕捉单元进验证；当验证的结果为正确时，学习画面进行播放，学员继续进行学习；当验证的结果为错误时，过程控制处理单元记录当前学习的位置，并回调到错误问题所在的章节进行再次学习，学习完后，过程控制处理单元在跳转到当前学习位置进行学习，不进行问题再次提问。
所述过程控制处理单元与云端总控模块通讯连接，过程控制处理单元将在学员在学习过程中的所有信息传递给云端总控模块，教师辅助模块通过云端总控模块可以对学员的所有信息进查阅，方便后期学习情况的评估与调整。
过程控制处理单元将其所在学员的学习进度时间点上传到云端总控模块，云端总控模块将相同学习进度时间点的学员同意安排在一个总的语音局域网中，使相同学习进度的学员可以在语音局域网内进行沟通交流。
总的语音局域网划分为多个小的语音局域网，限制每个小语音局域网人数为4~8人，并根据学员的不同学习进度情况实时动态进行阶段性调整。
所述教师辅助模块包括多个阶段知识点的教师辅助单元，教师辅助单元与各阶段小语音局域网进行适配，当学员在学习过程中或者讨论过程中遇到无法解决的问题时，可以呼叫助理教师，教师辅助单元与每个知识点的小语音局域网进行通信连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1. 本发明提供的在线学习监督辅助方法可以使智能化识别学员走神或者离开时候的情况，采取回放学习画面来保证连贯性，通过、语音测试、文字测试来保证学习的专注度，使学员在学习的时候更加的连贯，知识点掌握更加深刻。
2. 本发明提供的在线学习监督辅助系统可以使每个学习进度相同的学员在一个语音局域网中，可以针对相同阶段出现的学习问题进行讨论和沟通，使学员通过交流和论证，对知识点印象更加深刻，并且也使学员在学习的时候有更浓郁的学习氛围。
附图说明
图1是本发明一种计算机在线学习监督辅助系统整体的示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。
实施例1
一种计算机在线学习监督辅助系统，包括学员辅助模块、教师辅助模块和云端总控模块，所述学员辅助模块用于将学员的各类信息进行记录并监督，当学员出现不认真、离开学习端等情况时，反馈给教师辅助模块；所述教师辅助模块用于处理和解答学员的各类信息，所述云端总控模块用于连接和控制学员辅助模块和教师辅助模块，并记录学员的所有信息。
学员辅助模块包括面部识别单元、界面捕捉单元、语言捕捉单元和过程进度控制单元，所述面部识别单元包括面部整体识别单元和眼球动态识别单元；面部整体识别单元用于识别和确定人学员的身份，并反馈给教师辅助模块，当面部整体识别单元识别出人脸非学员面部特征的时候，暂停并锁定其学习进程；当面部整体识别单元识别出人脸面部特征为学员的时候，跳转该学员的学习进度。
在学员学习的时候，面部整体识别单元和眼球动态识别单元实时记录和处理学员学习时的面部信息，面部整体识别单元对学员当前识别出的面部特征取特征值，并与云端总控模块中该学员的面部信息进行比对，当面部整体识别单元识别出的面部信息特征值小于3/4该学员的全部面部信息特征值时，说明该学员存在头部偏移或者该学员存在离开当前学习位置的情况，此时，将该信息实时传输给过程进度控制单元，过程进度控制单元暂停当前的学习画面，并记录课程学习进度的时间点，上传给云端总控制模块；当面部整体识别单元重新识别出学员的面部特征值大于3/4该学员的全部面部信息特征值时，过程进度控制单元将学习画面向前跳转1分钟，让学员开始继续学习，保证了学员在短暂离开时，能够及时承接上次学习的知识点进行学习，并且保证学员偏头走神错过学习画面时，能够及时承接上个知识点进行学习，保证了学员整体学习情况的连续性，使学员在观看学习画面的时候的完整性。当当面部整体识别单元识别出的面部信息特征值小于3/4该学员的全部面部信息特征值的时间长度大于30分钟，则过程进度控制单元关闭学员辅助模块。
所述眼球动态识别单元用于识别学员的眼球的运动状态，当检测到学员眼球超过10s未进行转动或者闭眼时，将学习画图回跳1分钟，过程控制单元进行记录走神次数为1，当检测到学员眼球超过20s未进行转动的时候，将学习画图回跳2分钟，过程控制单元进行记录走神次数为2，即每隔走神累积超过10s累积一次走神次数，回跳画面的时间为2 ^（走神次数-1）分钟，当学员走神的时间长度越长，初学知识在大脑中残留的信息越少，就需要强制手段，使学员再次进行往复学习，通过走神次数来确定回放时间，可以强制大脑进行再次学习，保证在线学习的质量和联系性。
所述界面捕捉单元将学员的用户界面信息进行捕捉，检测学员是否将学习视频开启为最小化，或者开启其他非学习类工具，并反馈给过程控制处理单元，当捕捉到学员将学习视频开启最小化或者开启其他非学习类工具是，过程控制处理器对学员进行警告提醒，并暂停画面播放，在间隔30s后再次进行提醒，并强制开启学习画面，将画面回跳1分钟，让学员进行学习。防止学员出现作弊的情况，所述界面捕捉单元还能捕捉学员的输入信息。
所述语言捕捉单元用于捕捉学员在学习的语言输入，过程控制处理单元会不定时的对学员进行复述学习内容或者对学员进行随机问题提问，用于验证学员的认真程度，通过界面捕捉单元和语言捕捉单元进验证；当验证的结果为正确时，学习画面进行播放，学员继续进行学习；当验证的结果为错误时，过程控制处理单元记录当前学习的位置，并回调到错误问题所在的章节进行再次学习，学习完后，过程控制处理单元在跳转到当前学习位置进行学习，不进行问题再次提问，在学员学过程不断进行问题提问，学员补缺学习，由于补缺学习后不进行再次提问，会减小学员的心里负担，防止学员出现为了回答题目而只做针对性的功利性学习，通过上述操作步骤，可以使学员辅助模块对学员的做到学习监督，并且强制自主学习的情况。
所述过程控制处理单元与云端总控模块通讯连接，过程控制处理单元将在学员在学习过程中的所有信息传递给云端总控模块，教师辅助模块通过云端总控模块可以对学员的所有信息进查阅，方便后期学习情况的评估与调整。
由于在线学习的人数较多，每个学员的学习进度情况不相同，即使是同一时期开始学习的学员，由于不同的学习习惯也会导致不同的学习进度，导致即使是相同课程的学员在学习的时候无法进行有效的问题沟通交流，使学员缺乏学习氛围。
过程控制处理单元将其所在学员的学习进度时间点上传到云端总控模块，云端总控模块将相同学习进度时间点的学员同意安排在一个总的语音局域网中，使相同学习进度的学员可以在语音局域网内进行沟通交流，增加学习氛围，通过学习交流使学员学习更加深刻。
为了达到更好的学习交流效果，将总的语音局域网划分为多个小的语音局域网，限制每个小语音局域网人数为4~8人，减少学员之间的噪音干扰，并根据学员的不同学习进度情况实时动态进行阶段性调整，保证在一个学习章节内，小的语音局域网内人员不变的，这样可以保证学员在不同学习进度情况下能和更多的人进行问题交流，保证学习的趣味性，加强学员对知识点的记忆。
所述教师辅助模块包括多个阶段知识点的教师辅助单元，教师辅助单元与各阶段小语音局域网进行适配，当学员在学习过程中或者讨论过程中遇到无法解决的问题时，可以呼叫助理教师，教师辅助单元与每个知识点的小语音局域网进行通信连接，可以使每个知识点上的教师可以快速对针对性问题进行解决，一方面降低了老师的配比，也提高了解决问题的效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种计算机在线学习监督辅助系统，其特征在于：包括学员辅助模块、教师辅助模块和云端总控模块，所述学员辅助模块用于将学员的各类信息进行记录并监督，当学员出现不认真、离开学习端等情况时，反馈给教师辅助模块；所述教师辅助模块用于处理和解答学员的各类信息，所述云端总控模块用于连接和控制学员辅助模块和教师辅助模块，并记录学员的所有信息。
2.如权利要求1所述的一种计算机在线学习监督辅助系统，其特征在于：学员辅助模块包括面部识别单元、界面捕捉单元、语言捕捉单元和过程进度控制单元，所述面部识别单元包括面部整体识别单元和眼球动态识别单元；面部整体识别单元用于识别和确定人学员的身份，并反馈给教师辅助模块；所述眼球动态识别单元用于识别学员的眼球的运动状态；所述界面捕捉单元将学员的用户界面信息进行捕捉，所述语言捕捉单元用于捕捉学员在学习的语言输入，所述过程控制处理单元将其所在学员的学习进度时间点上传到云端总控模块，并对学员的学习过程进行控制。
3.一种基于1~2之一所述的一种计算机在线学习监督辅助系统的在线学习监督辅助方法，其特征在于：当面部整体识别单元识别出人脸非学员面部特征的时候，暂停并锁定其学习进程；当面部整体识别单元识别出人脸面部特征为学员的时候，跳转该学员的学习进度；
在学员学习的时候，面部整体识别单元和眼球动态识别单元实时记录和处理学员学习时的面部信息，面部整体识别单元对学员当前识别出的面部特征取特征值，并与云端总控模块中该学员的面部信息进行比对，当面部整体识别单元识别出的面部信息特征值小于3/4该学员的全部面部信息特征值时，说明该学员存在头部偏移或者该学员存在离开当前学习位置的情况，此时，将该信息实时传输给过程进度控制单元，过程进度控制单元暂停当前的学习画面，并记录课程学习进度的时间点，上传给云端总控制模块；当面部整体识别单元重新识别出学员的面部特征值大于3/4该学员的全部面部信息特征值时，过程进度控制单元将学习画面向前跳转1分钟，让学员开始继续学习，保证了学员在短暂离开时，能够及时承接上次学习的知识点进行学习，并且保证学员偏头走神错过学习画面时，能够及时承接上个知识点进行学习，保证了学员整体学习情况的连续性，使学员在观看学习画面的时候的完整性,当面部整体识别单元识别出的面部信息特征值小于3/4该学员的全部面部信息特征值的时间长度大于30分钟，则过程进度控制单元关闭学员辅助模块。
4.如权利要求3所述的一种计算机在线学习监督辅助方法，其特征在于：当检测到学员眼球超过10s未进行转动或者闭眼时，将学习画图回跳1分钟，过程控制单元进行记录走神次数为1，当检测到学员眼球超过20s未进行转动的时候，将学习画图回跳2分钟，过程控制单元进行记录走神次数为2，即每隔走神累积超过10s累积一次走神次数，回跳画面的时间为2 ^（走神次数-1）分钟。
5.如权利要求3或4所述的一种计算机在线学习监督辅助方法，其特征在于：所述界面捕捉单元将学员的用户界面信息进行捕捉，检测学员是否将学习视频开启为最小化，或者开启其他非学习类工具，并反馈给过程控制处理单元，当捕捉到学员将学习视频开启最小化或者开启其他非学习类工具是，过程控制处理器对学员进行警告提醒，并暂停画面播放，在间隔30s后再次进行提醒，并强制开启学习画面，将画面回跳1分钟，让学员进行学习,防止学员出现作弊的情况，所述界面捕捉单元还能捕捉学员的输入信息。
6.如权利要求5所述的一种计算机在线学习监督辅助方法，其特征在于：所述语言捕捉单元用于捕捉学员在学习的语言输入，过程控制处理单元会不定时的对学员进行复述学习内容或者对学员进行随机问题提问，用于验证学员的认真程度，通过界面捕捉单元和语言捕捉单元进验证；当验证的结果为正确时，学习画面进行播放，学员继续进行学习；当验证的结果为错误时，过程控制处理单元记录当前学习的位置，并回调到错误问题所在的章节进行再次学习，学习完后，过程控制处理单元在跳转到当前学习位置进行学习，不进行问题再次提问。
7.如权利要求3、4、6之一所述的一种计算机在线学习监督辅助方法，其特征在于：所述过程控制处理单元与云端总控模块通讯连接，过程控制处理单元将在学员在学习过程中的所有信息传递给云端总控模块，教师辅助模块通过云端总控模块可以对学员的所有信息进查阅，方便后期学习情况的评估与调整。
8.如权利要求3、4、6、7之一所述的一种计算机在线学习监督辅助方法，其特征在于：过程控制处理单元将其所在学员的学习进度时间点上传到云端总控模块，云端总控模块将相同学习进度时间点的学员同意安排在一个总的语音局域网中，使相同学习进度的学员可以在语音局域网内进行沟通交流。
9.如权利要求8所述的一种计算机在线学习监督辅助方法，其特征在于：总的语音局域网划分为多个小的语音局域网，限制每个小语音局域网人数为4~8人，并根据学员的不同学习进度情况实时动态进行阶段性调整。
10.如权利要求3、4、6、7、8、9之一所述的一种计算机在线学习监督辅助方法，其特征在于：所述教师辅助模块包括多个阶段知识点的教师辅助单元，教师辅助单元与各阶段小语音局域网进行适配，当学员在学习过程中或者讨论过程中遇到无法解决的问题时，可以呼叫助理教师，教师辅助单元与每个知识点的小语音局域网进行通信连接。
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