CN113052735A - 一键纠正学生坐姿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种一键纠正学生坐姿的方法,包括:S100通过智能手表实时获得学生当前读写数据,读写数据包括读写状态、读写姿态和读写距离;S200将读写数据通过网络上传服务端,在服务端根据读写数据构建学生当前读写的三维线框图像模型,并开启APP共享;S300登陆客户端APP查看读写数据,采用一键触发,让各个坐姿不合规学生所佩戴的智能手表振动,提醒其纠正坐姿。本发明可以进行教师与多个学生的联动提醒,能够实现家长、教师及相关方对学生读写数据的共同关注,促进学生群体的视力保护。
Description
技术领域
本发明涉及学生坐姿辅助矫正技术领域,特别涉及一种一键纠正学生坐姿的方法。
背景技术
我国学生视力状况严峻,近视比例越来越大,同年龄近视越来越深,因此学生的视力健康情况也越来越受到家长、老师和社会的关注。
读写时的坐姿是学龄段人员视力情况的重要影响因素之一,在上课时间段内,对于学生的坐姿,家长无法跟随关注,主要依靠老师的关注。但是,老师上课时若公开提醒学生的坐姿问题,一方面会对其他学生的学习造成干扰,另一方面可能影响被提醒学生的心理健康;若私下逐一提醒,一方面会占用老师较多的时间,影响老师的教学控制,另一方面增加了老师的工作量和工作强度。另外,网络课堂越来越普及,在采用网络课堂教学时,老师往往无法关注到学习当前的坐姿情况,无法对坐姿不良的学生进行及时提醒。
专利号为202011141917.5的发明专利公开的基于激光测距传感器判断读写状态的方法及移动设备,利用智能手表中设置的加速度传感器和陀螺仪检测姿态,确定佩戴所述智能手表的人体是否进入读写状态,以激光测距传感器与人体的头部和胸部之间的距离,利用所述距离数据和坐姿确定佩戴所述智能手表的人体的读写姿态是否标准。该专利提供的智能手表可以实现家长对学生个体的坐姿提醒,但无法进行老师与多个学生的联动提醒,也不能实现家长、老师及相关方的共同关注。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种一键纠正学生坐姿的方法,包括以下步骤:
S100通过智能手表实时获得学生当前读写数据,读写数据包括读写状态、读写姿态和读写距离;
S200将读写数据通过网络上传服务端,在服务端根据读写数据构建学生当前读写的三维线框图像模型,并开启APP共享;
S300登陆客户端APP查看读写数据,采用一键触发,让各个坐姿不合规学生所佩戴的智能手表振动,提醒其纠正坐姿。
可选的,对所述客户端APP登陆进行权限分级管理,将家长级、教师级和教育主管部门级,根据权限分级设定访问范围,家长级仅能够绑定与访问对应被监护学生的读写数据;教师级绑定与访问对应负责学生的读写数据;教育主管部门级绑定与访问对应辖区范围内受教育学生的读写数据。
可选的,在智能手表上,反馈并显示佩戴者自身的坐姿合规评价结果,显示为“√、正确读写”则表示坐姿合规;显示为“×、不正确读写”则表示坐姿不合规。
可选的,在S200步骤中,在服务端保存学生坐姿合规与坐姿不合规时间记录,按照设定进行统计,生成对应的统计报表并提供给登陆客户端APP查看。
可选的,在S300步骤中,若佩戴智能手表的学生在坐姿中以双手平放在桌面但不是进行学习的情况,在客户端设置二次人工判定场景,由用户通过登录客户端APP取消坐姿纠正功能。
可选的,在S200步骤中,通过BP神经网络构建视力变化预测模型,进行APP共享,在登陆客户端APP时,调用视力变化预测模型,在服务端导入学生的体检报告,从体检报告中提取视力数据,将选定学生的视力数据以及体检后的读写数据输入视力变化预测模型,通过深度学习和数据训练,预测输出选定学生的视力变化率,并将该预测结果发送到对应学生绑定的家长客户端APP和/或班主任客户端APP。
可选的,在S200步骤中,按照设定周期,采用以下公式评估每个学生的坐姿不合规造成视力不良的影响系数:
上式中,τi表示学生i的坐姿不合规造成视力不良的影响系数;k1表示学习时长权重;n表示设定周期内的学习次数;tij表示学生i的第j次学习时长;t0表示每次学习的标准时长,预先设定;k2表示坐姿不合规的时长比率权重;tij′表示学生i的第j次学习的坐姿不合规时长;
针对计算出的影响系数不小于设定的影响阈值的学生,分别按照班级、学校或者区域范围,根据计算出的影响系数由高到低进行排序,对应列入班级、学校或者区域的重点关注学生。
可选的,服务端推荐学生进行帮扶分组,或者教师登陆客户端APP对绑定的学生进行帮扶分组,服务端对每个学生课堂上的坐姿合规进行统计和表现评价,将坐姿合规达到课堂时长的90%以上的学生表现评价为优秀,以坐姿合规达到课堂时长的80-90%的学生表现评价为良好,没有达到80%的学生表现评价为需努力;
在每次课堂结束的休息时段,将同一帮扶分组学生的表现评价在组内分享给各学生佩戴的智能手表上,同一帮扶分组学生在自己佩戴的智能手表上对其他同学的表现评价为优秀或者良好的进行点赞,对表现评价为需努力进行鼓励;或者
每次学习时段结束时,服务端自动就学生坐姿表现转换积分;或者教师对同一分组学生中坐姿表现优秀者颁发电子奖状;
表现评价、点赞、积分及电子奖状分享至家长客户端APP和/或班主任客户端APP,通过家长客户端APP和/或班主任客户端APP登录查看。
可选的,服务端在班级内按照点赞和鼓励的次数由多至少对学生进行排名,将排名在前面设定名次的学生列入帮扶荣誉榜,服务端在班级内按照表现评价为优秀的次数由多至少对学生进行排名,将排名在前面设定名次的学生列入表现荣誉榜,并将帮扶荣誉榜和表现荣誉榜在APP共享。
可选的,在S200步骤中,在服务端导入学生的各次体检报告,从体检报告中提取视力数据;
通过以下公式计算学生视力数据与读写时坐姿情况的相关度:
上式中,S表示学生i的视力数据与读写时坐姿情况的相关度;x表示学生i读写时坐姿不合规时长与读写时长的时间比例;x0表示所有学生的坐姿不合规时长与读写时长的时间比例的均值;y表示学生i的视力变化率,即第k次与第k-1次体检报告中的视力数据差值跟第k-1次体检报告中的视力数据的比例;y0表示所有学生的视力变化均值;
若计算得到的相关度达到相关度阈值,将该学生列为重点关注。
本发明的一键纠正学生坐姿的方法,采用学生佩戴的智能手表采集获取实时的学生读写数据,上传至服务端,在服务端构建三维线框图像模型,开启APP共享,家长、教师及教育管理部门人员可以登陆客户端APP,根据权限查看学生的读写数据,可以采用一键触发方式,让各个坐姿不合规学生所佩戴的智能手表振动,提醒其纠正坐姿;教师包括班主任和各科目教师,本发明可以进行教师与多个学生的联动提醒,能够实现家长、教师及相关方对学生读写数据的共同关注,促进学生群体的视力保护。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中一种一键纠正学生坐姿的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明实施例提供了一种一键纠正学生坐姿的方法,包括以下步骤:
S100通过智能手表实时获得学生当前读写数据,读写数据包括读写状态、读写姿态和读写距离;
S200将读写数据通过网络上传服务端,在服务端根据读写数据构建学生当前读写的三维线框图像模型,并开启APP共享;
S300登陆客户端APP查看读写数据,采用一键触发,让各个坐姿不合规学生所佩戴的智能手表振动,提醒其纠正坐姿。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案采用学生佩戴的智能手表采集获取实时的学生读写数据,上传至服务端,在服务端构建三维线框图像模型,开启APP共享,家长、教师及教育管理部门人员可以登陆客户端APP,根据权限查看学生的读写数据,可以采用一键触发方式,让各个坐姿不合规学生所佩戴的智能手表振动,提醒其纠正坐姿;教师包括班主任和各科目教师,本发明可以进行教师与多个学生的联动提醒,能够实现家长、教师及相关方对学生读写数据的共同关注,促进学生群体的视力保护。
在一个实施例中,对所述客户端APP登陆进行权限分级管理,将家长级、教师级和教育主管部门级,根据权限分级设定访问范围,家长级仅能够绑定与访问对应被监护学生的读写数据;教师级绑定与访问对应负责学生的读写数据;教育主管部门级绑定与访问对应辖区范围内受教育学生的读写数据。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过对客户端APP登陆进行权限分级管理,在满足家长、教师及教育主管部门等相关方关切的情况下,可以维护和保障数据安全,防止数据泄漏和数据滥用;有利于形成多方联动机制,共同促进学生纠正读写坐姿,保护视力健康。
在一个实施例中,在智能手表上,反馈并显示佩戴者自身的坐姿合规评价结果,显示为“√、正确读写”则表示坐姿合规;显示为“×、不正确读写”则表示坐姿不合规。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过在智能手表上,反馈并显示佩戴者自身的坐姿合规评价结果,让学生充分了解自身的坐姿情况和坐姿习惯,有利于及时提醒敦促学生调整不合规坐姿,促进合规读写习惯养成。
在一个实施例中,在S200步骤中,在服务端保存学生坐姿合规与坐姿不合规时间记录,按照设定进行统计,生成对应的统计报表并提供给登陆客户端APP查看。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过持续性采集和保存学生包含坐姿的读写数据,按照设定进行统计,将生成的统计报表提供给登陆者查看,有利于了解学生长期以来读写时的坐姿状况和习惯,形成全面和量化直观的基础数据,可充分了解学生坐姿习惯,有利于对学生进行读写时的坐姿监督。
在一个实施例中,在S300步骤中,若佩戴智能手表的学生在坐姿中以双手平放在桌面但不是进行学习的情况,在客户端设置二次人工判定场景,由用户通过登录客户端APP取消坐姿纠正功能。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过在客户端APP设置二次人工判定场景,在佩戴智能手表的学生在坐姿中可能发生的虽然双手平放在桌面,但并非进行学习的情况,学生通过向家长请求或者家长主动方式操作,取消坐姿纠正功能,以防止类似读写时的坐姿导致的错误判断,影响数据的可靠性和准确性。
在一个实施例中,在S200步骤中,通过BP神经网络构建视力变化预测模型,进行APP共享,在登陆客户端APP时,调用视力变化预测模型,在服务端导入学生的体检报告,从体检报告中提取视力数据,将选定学生的视力数据以及体检后的读写数据输入视力变化预测模型,通过深度学习和数据训练,预测输出选定学生的视力变化率,并将该预测结果发送到对应学生绑定的家长客户端APP和/或班主任客户端APP。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过BP神经网络构建视力变化预测模型,进行APP共享,在登陆客户端APP时,在服务端导入学生的体检报告,从体检报告中提取视力数据,将选定学生的视力数据以及体检后的读写数据输入视力变化预测模型,预测输出选定学生的视力变化率结果,并通过APP分享给家长或者班主任,既能够提供家长与班主任的关注,又能够增强家长与班主任的责任感。
在一个实施例中,在S200步骤中,按照设定周期,采用以下公式评估每个学生的坐姿不合规造成视力不良的影响系数:
上式中,τi表示学生i的坐姿不合规造成视力不良的影响系数;k1表示学习时长权重;n表示设定周期内的学习次数;tij表示学生i的第j次学习时长;t0表示每次学习的标准时长,预先设定;k2表示坐姿不合规的时长比率权重;tij′表示学生i的第j次学习的坐姿不合规时长;
针对计算出的影响系数不小于设定的影响阈值的学生,分别按照班级、学校或者区域范围,根据计算出的影响系数由高到低进行排序,对应列入班级、学校或者区域的重点关注学生。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过以定周期,对学生的读写数据进行分析,采用上述公式评估每个学生的坐姿不合规造成视力不良的影响系数,以计算结果在确定范围内对影响系数较大的学生进行排序,并将这些学生列入重点关注,可以提高教师、学校与教育主管部门对学习读写坐姿和视力关注的针对性,在保障效果情况下相对减少工作量,避免混乱。
在一个实施例中,服务端推荐学生进行帮扶分组,或者教师登陆客户端APP对绑定的学生进行帮扶分组,服务端对每个学生课堂上的坐姿合规进行统计和表现评价,将坐姿合规达到课堂时长的90%以上的学生表现评价为优秀,以坐姿合规达到课堂时长的80-90%的学生表现评价为良好,没有达到80%的学生表现评价为需努力;
在每次课堂结束的休息时段,将同一帮扶分组学生的表现评价在组内分享给各学生佩戴的智能手表上,同一帮扶分组学生在自己佩戴的智能手表上对其他同学的表现评价为优秀或者良好的进行点赞,对表现评价为需努力进行鼓励;或者
每次学习时段结束时,服务端自动就学生坐姿表现转换积分;或者教师对同一分组学生中坐姿表现优秀者颁发电子奖状;
表现评价、点赞、积分及电子奖状分享至家长客户端APP和/或班主任客户端APP,通过家长客户端APP和/或班主任客户端APP登录查看;
服务端在班级内按照点赞和鼓励的次数由多至少对学生进行排名,将排名在前面设定名次的学生列入帮扶荣誉榜,服务端在班级内按照表现评价为优秀的次数由多至少对学生进行排名,将排名在前面设定名次的学生列入表现荣誉榜,并将帮扶荣誉榜和表现荣誉榜在APP共享。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过在客户端APP对所管理的学生进行帮扶分组的方式,例如教师可以根据同桌或者邻桌进行分组,若采用服务端推荐学生进行帮扶分组可以教师工作量,让同组学生在读写的坐姿合规方面进行互动,通过互动促进表现好的学生持续维持良好表现,激发学生的正能量,通过同学支持促进表现不好的学生改进表现;通过设置表现荣誉榜树立正面榜样和荣誉感,通过设置帮扶荣誉榜增进学生互助精神,在促进学生健康的同时,还可以增强学生的沟通,培养学生的团体意识,提高学生的集体归属感和团结互助精神;还可以采用服务端自动就学生坐姿表现转换积分来激发其积极性,表现评价越高能够转换的积分越多,对被列入帮扶荣誉榜和表现荣誉榜的,可以采用高权重积分奖励,积分能够累计,积分可用于兑换物品或者参与在线公益项目等,自动转换积分不需要教师参与,不会加重教师负担;必要时,也可以由教师对同一分组学生中坐姿表现优秀者颁发电子奖状,以教师的权威性提高奖励效果;表现评价、点赞、积分及电子奖状分享至家长客户端APP和/或班主任客户端APP,通过家长客户端APP和/或班主任客户端APP登录查看,学生可以在家长登录后与家长一同查看或者由家长查看后告之,让学生及时了解从而提高其积极性。另外,也可以采用教师和/或家长登入APP对绑定学生的进步或良好表现进行点赞,教师对点赞和鼓励的次数排名处于预设前列的学生,颁发“帮扶能手”荣誉证书;对表现评价为优秀的次数排名处于预设前列的学生,颁发“进步神速”荣誉证书。
在一个实施例中,在S200步骤中,在服务端导入学生的各次体检报告,从体检报告中提取视力数据;
通过以下公式计算学生视力数据与读写时坐姿情况的相关度:
上式中,S表示学生i的视力数据与读写时坐姿情况的相关度;x表示学生i读写时坐姿不合规时长与读写时长的时间比例;x0表示所有学生的坐姿不合规时长与读写时长的时间比例的均值;y表示学生i的视力变化率,即第k次与第k-1次体检报告中的视力数据差值跟第k-1次体检报告中的视力数据的比例;y0表示所有学生的视力变化均值;
若计算得到的相关度达到相关度阈值,将该学生列为重点关注。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过导入学生的各次体检报告,从体检报告中提取视力数据,结合采集的学生读写时的坐姿情况,以上述公式进行相关度分析,以相关度达到相关度阈值为标准,定义划分重点关注的学生;计算的相关度结果反映了读写时坐姿不合规情况学生对视力数据的影响程度,相关度大说明该学生的视力受读写时坐姿不合规影响大,通过重点关注,可以有针对性地加强学生视力保护。
本发明通过有护眼正姿功能的智能手表获得学生当前读写状态、姿态和读写距离,数据在服务端后台实时还原构建成当前学生读写坐姿线框三维建模图像,传送至客户端,供查询。老师登陆客户端APP查看数据,老师一键触发全班不合规读写学生护眼正姿手表振动,提醒并纠正其坐姿。教育主管部门、卫生健康行政主管部门等登陆客户端APP查看数据,一键触发辖区所有不合规读写学生的智能手表振动,提醒并纠正其坐姿。服务端可以向教育主管部门提供辖区用户读写合规优良率数据等报表,为国家卫生、教育等部门精准防控近视提供“一健纠正”物理解决方案、大数据分析决策支撑。父母登陆客户端APP查看学生实时读写状态三位线框建模,在非上课时段,一键纠正学生的智能手表显示为“√、正确读写”,表示合规读写;显示为“×、不正确读写”,表示不合规读写。老师通过在平台使用教师证实名注册,手机扫描学生护眼正姿智能手表身份验证码,绑定班级学生的智能手表。系统生成每台手表序列号,发送存储于老师客户端APP。教育、卫生等行政管理部门,通过在平台实名注册,严格人工审核通过后,经老师、校长、学校三重签字、盖章确认,可导入在辖区学校收取的学生护眼正姿智能手表序列号,正确绑定辖区所有护眼正姿智能手表。系统定期刊出辖区学生读写正姿数据报表给行政主管部门。原则上不建议行政主管部门使用“一键纠正”功能。如使用“一键纠正”功能需人工审核,并再次经老师、校长、学校三重签字、盖章确认。“一键纠正”功能每年度仅限使用2次。部分学生近视患病高发地区,可向平台提交申请增加“一键纠正”功能次数。父母通过在平台注册,手机扫描护眼正姿智能手表身份验证码,绑定孩子手表。对于儿童在坐姿中以双手平放在桌面但不是进行学习的情况,例如打游戏、玩积木或者在快餐店吃东西等情况,儿童手势和读写状态类似,可能导致系统误判,因此,可以在客户端设置二次人工判定场景,用于取消手表读写姿态判定和纠正流程;即可以在客户端以人工取消纠正模式,比如孩子向父母提出解除纠正,由父母通过登录客户端APP直接取消坐姿纠正功能。
本发明的作用为:线框三维建模图像作用:节省算力、便于实时传输、实时还原,减少延时。是一种简单、直观、有效对应当前读写状态情景还原的技术手段,且不侵犯学生隐私。对于学校、老师友好、操作简单实用。老师一健纠正作用:大幅降低老师纠正全班孩子读写坐姿劳动强度,配合系统自动纠正结合老师人工纠正,提高了纠正坐姿的效率和成功率。主管部门一健纠正作用:为国家物理干预全国学生读写坐姿提供了直接有效的技术手段。防控近视及学生脊椎侧凸是国家意志,同时数据为主管部门提供决策分析支撑、依据。父母一健纠正作用:大幅减少父母纠正孩子读写坐姿的时间成本,配合系统自动纠正结合父母人工纠正,提高了纠正坐姿的效率和成功率。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种一键纠正学生坐姿的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S100通过智能手表实时获得学生当前读写数据,读写数据包括读写状态、读写姿态和读写距离;
S200将读写数据通过网络上传服务端,在服务端根据读写数据构建学生当前读写的三维线框图像模型,并开启APP共享;
S300登陆客户端APP查看读写数据,采用一键触发,让各个坐姿不合规学生所佩戴的智能手表振动,提醒其纠正坐姿。
2.根据权利要求1所述的一键纠正学生坐姿的方法,其特征在于,对所述客户端APP登陆进行权限分级管理,将家长级、教师级和教育主管部门级,根据权限分级设定访问范围,家长级仅能够绑定与访问对应被监护学生的读写数据;教师级绑定与访问对应负责学生的读写数据;教育主管部门级绑定与访问对应辖区范围内受教育学生的读写数据。
3.根据权利要求1所述的一键纠正学生坐姿的方法,其特征在于,在智能手表上,反馈并显示佩戴者自身的坐姿合规评价结果,显示为“√、正确读写”则表示坐姿合规;显示为“×、不正确读写”则表示坐姿不合规。
4.根据权利要求1所述的一键纠正学生坐姿的方法,其特征在于,在S200步骤中,在服务端保存学生坐姿合规与坐姿不合规时间记录,按照设定进行统计,生成对应的统计报表并提供给登陆客户端APP查看。
5.根据权利要求1所述的一键纠正学生坐姿的方法,其特征在于,在S300步骤中,若佩戴智能手表的学生在坐姿中以双手平放在桌面但不是进行学习的情况,在客户端设置二次人工判定场景,由用户通过登录客户端APP取消坐姿纠正功能。
6.根据权利要求1所述的一键纠正学生坐姿的方法,其特征在于,在S200步骤中,通过BP神经网络构建视力变化预测模型,进行APP共享,在登陆客户端APP时,调用视力变化预测模型,在服务端导入学生的体检报告,从体检报告中提取视力数据,将选定学生的视力数据以及体检后的读写数据输入视力变化预测模型,通过深度学习和数据训练,预测输出选定学生的视力变化率,并将该预测结果发送到对应学生绑定的家长客户端APP和/或班主任客户端APP。
8.根据权利要求1所述的一键纠正学生坐姿的方法,其特征在于,服务端推荐学生进行帮扶分组,或者教师登陆客户端APP对绑定的学生进行帮扶分组,服务端对每个学生课堂上的坐姿合规进行统计和表现评价,将坐姿合规达到课堂时长的90%以上的学生表现评价为优秀,以坐姿合规达到课堂时长的80-90%的学生表现评价为良好,没有达到80%的学生表现评价为需努力;
在每次课堂结束的休息时段,将同一帮扶分组学生的表现评价在组内分享给各学生佩戴的智能手表上,同一帮扶分组学生在自己佩戴的智能手表上对其他同学的表现评价为优秀或者良好的进行点赞,对表现评价为需努力进行鼓励;或者
每次学习时段结束时,服务端自动就学生坐姿表现转换积分;或者教师对同一分组学生中坐姿表现优秀者颁发电子奖状;
表现评价、点赞、积分及电子奖状分享至家长客户端APP和/或班主任客户端APP,通过家长客户端APP和/或班主任客户端APP登录查看。
9.根据权利要求8所述的一键纠正学生坐姿的方法,其特征在于,服务端在班级内按照点赞和鼓励的次数由多至少对学生进行排名,将排名在前面设定名次的学生列入帮扶荣誉榜,服务端在班级内按照表现评价为优秀的次数由多至少对学生进行排名,将排名在前面设定名次的学生列入表现荣誉榜,并将帮扶荣誉榜和表现荣誉榜在APP共享。
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