CN113823134A - 一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，同时公开了一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的实施方法，包括交互机主体，在交互机主体底部两侧分别设置活动连接件连接移动球，移动球分别活动卡合固定于偏转盖板内壁上两侧的滑槽内部，偏转盖板端口处的两侧外壁上分别通过L型限位杆设置固定杆，交互机主体的顶端两侧对应固定杆处分别设置挤压块，交互机主体背板两侧外壁上分别设置偏转支撑杆，偏转盖板通过固定杆挤压卡合挤压块闭锁防护交互机主体便于携带，闭锁解除后驱动偏转盖板使其旋转到交互机主体的底部，打开偏转支撑杆使其对交互机主体进行斜向支撑，利用偏转盖板将交互机主体平稳竖立起来进行使用。
Description
技术领域
本发明涉及交互装置技术领域，具体为一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置及其方法。
背景技术
线上教学即Internet远程教育，它是指跨越地理空间进行教育活动。远程教育涉及各种教育活动，包括授课、讨论和实习。它克服了传统教育在空间、时间、受教育者年龄和教育环境等方面的限制，带来了崭新的学习模式，随着信息化、网络化水平的提高，它将使传统的教育发生巨大的变化。
现有的线上教学多是以班级为单位组织授课和双向互动，以录播课为主，采取“录播+线上答疑”的形式对学生进行教学，学生们抱着平板电脑进行学习，此种教学方式枯燥，学生们学习的积极性差，教学效果得不到良好的保证，还得注意平板电脑的平放固定情况，避免其摆放不稳；即使是采用直播的方式，在镜头面前老师们也不能了解学生们的学习情绪情况，不能实时根据学生们的学习情绪采取措施带动其学习积极性。
因此，我们推出了一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置及其方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置及其方法，该装置便于携带且摆放平稳，操作简单，同时还具有度学生学习情绪进行分析的优点，便于教师实时掌握学生们的学习情绪情况，从而更好采取措施提高学生的学习积极性，提高教学质量，从而解决了上述背景中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，包括交互机主体，其用于师生间的线上课堂交互学习，交互机主体的正面外壁上安装有显示器，显示器两侧的交互机主体外壁上分别设置有突出的扬声孔道，且显示器上方的交互机主体外壁上安装有摄像头，所述交互机主体底部两侧分别固定连接有活动连接件，活动连接件的下端分别固定连接有移动球，移动球分别活动卡合固定于偏转盖板内壁上两侧的滑槽内部，且偏转盖板偏转包裹防护交互机主体。
进一步地，所述偏转盖板为顶部和一侧开口的方形结构，且端口处的两侧外壁上分别活动连接有L型限位杆，L型限位杆的非固定端末端分别固定连接有固定杆，交互机主体的顶端两侧对应固定杆处分别设置有一体的挤压块，偏转盖板偏转包裹防护交互机主体时，偏转盖板通过固定杆挤压卡合挤压块闭锁防护交互机主体。
进一步地，所述扬声孔道的突出度大于显示器和摄像头的端面突出度，且交互机主体背板两侧外壁上活动连接有偏转支撑杆，偏转支撑杆用于交互机主体正立摆放时的支撑固定。
进一步地，所述交互机主体内部设置有交互平台，交互平台用于学生和老师共同登录后的线上课堂交互学习，交互平台通过其内部的交互模块连接处理器，处理器通过云网络远程连接教师终端，且摄像头实时拍摄学生学习情况传输交互平台，交互平台内还设置有单独的私密交流室，其用于师生的单独线上沟通。
进一步地，所述交互模块包括语音模块，其用于师生间的语音互动沟通，且设置有供给师生视频沟通的视频模块，以及用于学生学习签到的定位模块，交互模块还设置有提供驱动能源的电源模块，教师向学生发布作业的作业模块，以及提供教师在线审批作业的审批模块。
进一步地，所述交互模块内设置有分析学生学习情绪的分析处理模块和进行数据传导的数据收发模块，以及分析判定学生学习情绪异常后向教师终端进行异常报警提醒的报警模块。
进一步地，所述分析处理模块包括对学生学习时面部表情进行分析处理的表情分析模块，以及学生和老师学习沟通交流时的语气分析模块，且还设置有穿着分析模块，其用于对学生的穿着打扮进行分析研究，通过穿着从侧面分析学生的学习情绪。
进一步地，所述分析处理模块对于学生的情绪分析包括以下步骤：
S1：摄像头实时拍摄学生学习情况并转换数据传输交互平台，随后导入到分析处理模块中；
S2：分析处理模块根据摄像头拍摄数据对学生的学习表情、交流语气和穿着打扮进行分析评分，并通过处理器计算出三者的平均分；
S3：处理器将所得平均分对比预先存档的关于学生情绪划分的各区段阈值，对学生学习的情绪进行分析判定，最终得出该学生的学习情绪结果；
S4：判定结果正常时无需和学生进行沟通交流，反之，老师通过将该学生传唤到私密交流室中进行单独的沟通交流辅导，帮助学生进入正常的学习情绪状态。
本发明提出的另一种技术方案：一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的实施方法，包括以下步骤：
S1：分离固定杆和挤压块解除偏转盖板对交互机主体的闭锁，驱动偏转盖板使其旋转到交互机主体的底部，打开交互机主体的背板上的偏转支撑杆使其抵靠偏转盖板内部侧壁对交互机主体进行斜向支撑，将交互机主体竖立起来；
S2：开启交互机主体，学生分别登录交互平台和教师终端进行同步远程连接，和教师进行线上课堂学习，学习开始前学生通过定位模块进行签到，向教师报告当前的安全学习位置；
S3：师生通过交互模块进行在线学习，摄像头实时拍摄学生学习情况并转换数据传输交互平台，随后导入到分析处理模块中；
S4：分析处理模块根据摄像头拍摄数据对学生的学习表情、交流语气和穿着打扮进行分析评分，并通过处理器计算出三者的平均分，处理器将所得平均分对比预先存档的关于学生情绪划分的各区段阈值，对学生学习的情绪进行分析判定，最终得出该学生的学习情绪结果；
S5：判定学生学习情绪异常时，报警模块向教师终端进行异常报警提醒，老师通过将该学生传唤到私密交流室中进行单独的沟通交流辅导，帮助学生进入正常的学习情绪状态，老师掌握学生学习情绪实时改变教学方式提高其学习积极性。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明提出的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置及其方法，在交互机主体底部两侧分别固定连接活动连接件，活动连接件的下端分别固定连接移动球，移动球分别活动卡合固定于偏转盖板内壁上两侧的滑槽内部，偏转盖板偏转包裹防护交互机主体，偏转盖板为顶部和一侧开口的方形结构，且端口处的两侧外壁上分别通过L型限位杆设置固定杆，交互机主体的顶端两侧对应固定杆处分别设置挤压块，交互机主体背板两侧外壁上分别活动连接偏转支撑杆，偏转盖板通过固定杆挤压卡合挤压块闭锁防护交互机主体便于携带，闭锁解除后驱动偏转盖板使其旋转到交互机主体的底部，打开交互机主体的背板上的偏转支撑杆使其抵靠偏转盖板内部侧壁对交互机主体进行斜向支撑，利用偏转盖板将交互机主体竖立起来进行使用，操作便捷。
2.本发明提出的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置及其方法，在交互机主体的交互模块内分别设置分析处理模块，分析处理模块内分别设置表情分析模块、语气分析模块和穿着分析模块，分别对学生的学习表情、交流语气和穿着打扮进行分析评分，对比设定的学生情绪情绪阈值，对学生的学习情绪进行有效判定，方便老师掌握学生的学习情绪情况，帮助老师提高线上教学质量。
3.本发明提出的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置及其方法，在交互平台内设置用于师生的单独线上沟通的私密交流室，并在交互模块内设置报警模块，在判定分析学生学习情绪异常时，报警模块向向教师终端进行异常报警提醒，老师通过将该学生传唤到私密交流室中进行单独的沟通交流辅导，帮助学生进入正常的学习情绪状态，提高其学习积极性。
附图说明
图1为本发明具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的整体结构示意图；
图2为本发明具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的交互机主体展开状态图；
图3为本发明具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的图2中A处放大结构示意图；
图4为本发明具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的交互机主体工作流程图；
图5为本发明具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的交互模块架构图；
图6为本发明具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的分析处理模块架构图；
图7为本发明具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的分析处理模块判定逻辑图。
图中：1、交互机主体；2、显示器；3、扬声孔道；4、摄像头；5、活动连接件；6、移动球；7、偏转盖板；8、滑槽；9、L型限位杆；10、固定杆；11、挤压块；12、偏转支撑杆；13、交互平台；14、交互模块；141、语音模块；142、视频模块；143、定位模块；144、电源模块；145、作业模块；146、审批模块；147、分析处理模块；1471、表情分析模块；1472、语气分析模块；1473、穿着分析模块；148、数据收发模块；149、报警模块；15、处理器；16、教师终端；17、私密交流室。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，包括用于师生间的线上课堂交互学习的交互机主体1，交互机主体1的正面外壁上安装有显示器2，显示器2为液晶触屏式结构，显示器2两侧的交互机主体1外壁上分别设置有突出的扬声孔道3，且显示器2上方的交互机主体1外壁上安装有摄像头4，摄像头4用于拍摄学生的学习实时情况，扬声孔道3的突出度大于显示器2和摄像头4的端面突出度，交互机主体1底部两侧分别固定连接有活动连接件5，活动连接件5的下端分别固定连接有移动球6，移动球6分别活动卡合固定于偏转盖板7内壁上两侧的滑槽8内部，滑槽8为圆形结构，且偏转盖板7偏转包裹防护交互机主体1。
偏转盖板7为顶部和一侧开口的方形结构，且端口处的两侧外壁上分别活动连接有L型限位杆9，L型限位杆9的非固定端末端分别固定连接有固定杆10，交互机主体1的顶端两侧对应固定杆10处分别设置有一体的挤压块11，偏转盖板7偏转包裹防护交互机主体1时，偏转盖板7通过固定杆10挤压卡合挤压块11闭锁防护交互机主体1；且交互机主体1背板两侧外壁上活动连接有偏转支撑杆12，偏转支撑杆12用于交互机主体1正立摆放时的支撑固定，交互机主体1背板两侧分别设置有收纳槽，收纳槽靠近交互机主体1顶部的内壁上活动连接偏转支撑杆12，偏转盖板7通过固定杆10挤压卡合挤压块11闭锁防护交互机主体1便于携带，闭锁解除后驱动偏转盖板7使其旋转到交互机主体1的底部，打开交互机主体1的背板上的偏转支撑杆12使其抵靠偏转盖板7内部侧壁对交互机主体1进行斜向支撑，利用偏转盖板7将交互机主体1竖立起来进行使用，操作便捷。
请参阅图4，交互机主体1内部设置有交互平台13，交互平台13用于学生和老师共同登录后的线上课堂交互学习，交互平台13通过其内部的交互模块14连接处理器15，处理器15通过云网络远程连接教师终端16，且摄像头4实时拍摄学生学习情况传输交互平台13，交互平台13内还设置有单独的私密交流室17，其用于师生的单独线上沟通。
请参阅图4、图5和图6，交互模块14包括语音模块141，其用于师生间的语音互动沟通，且设置有供给师生视频沟通的视频模块142，以及用于学生学习签到的定位模块143，交互模块14还设置有提供驱动能源的电源模块144，教师向学生发布作业的作业模块145，以及提供教师在线审批作业的审批模块146；交互模块14内设置有分析学生学习情绪的分析处理模块147和进行数据传导的数据收发模块148，以及分析判定学生学习情绪异常后向教师终端16进行异常报警提醒的报警模块149。
分析处理模块147包括对学生学习时面部表情进行分析处理的表情分析模块1471，以及学生和老师学习沟通交流时的语气分析模块1472，且还设置有穿着分析模块1473，其用于对学生的穿着打扮进行分析研究，通过穿着从侧面分析学生的学习情绪。
请参阅图6和图7，分析处理模块147对于学生的情绪分析包括以下步骤：
步骤一：摄像头4实时拍摄学生学习情况并转换数据传输交互平台13，随后导入到分析处理模块147中；
步骤二：分析处理模块147根据摄像头4拍摄数据对学生的学习表情、交流语气和穿着打扮进行分析评分，并通过处理器15计算出三者的平均分；
步骤三：处理器15将所得平均分对比预先存档的关于学生情绪划分的各区段阈值，对学生学习的情绪进行分析判定，最终得出该学生的学习情绪结果；
步骤四：判定结果正常时无需和学生进行沟通交流，反之，老师通过将该学生传唤到私密交流室17中进行单独的沟通交流辅导，帮助学生进入正常的学习情绪状态。
为了更好的展现具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，本实施例现提出一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的实施方法，包括以下步骤：
步骤一：分离固定杆10和挤压块11解除偏转盖板7对交互机主体1的闭锁，驱动偏转盖板7使其旋转到交互机主体1的底部，打开交互机主体1的背板上的偏转支撑杆12使其抵靠偏转盖板7内部侧壁对交互机主体1进行斜向支撑，将交互机主体1竖立起来；
步骤二：开启交互机主体1，学生分别登录交互平台13和教师终端16进行同步远程连接，和教师进行线上课堂学习，学习开始前学生通过定位模块143进行签到，向教师报告当前的安全学习位置；
步骤三：师生通过交互模块14进行在线学习，摄像头4实时拍摄学生学习情况并转换数据传输交互平台13，随后导入到分析处理模块147中；
步骤四：分析处理模块147根据摄像头4拍摄数据对学生的学习表情、交流语气和穿着打扮进行分析评分，并通过处理器15计算出三者的平均分，处理器15将所得平均分对比预先存档的关于学生情绪划分的各区段阈值，对学生学习的情绪进行分析判定，最终得出该学生的学习情绪结果；
步骤五：判定学生学习情绪异常时，报警模块149向教师终端16进行异常报警提醒，老师通过将该学生传唤到私密交流室17中进行单独的沟通交流辅导，帮助学生进入正常的学习情绪状态，老师掌握学生学习情绪实时改变教学方式提高其学习积极性。
综上所述：本发明提出的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置及其方法，在交互机主体1底部两侧分别固定连接活动连接件5，活动连接件5的下端分别固定连接移动球6，移动球6分别活动卡合固定于偏转盖板7内壁上两侧的滑槽8内部，偏转盖板7偏转包裹防护交互机主体1，偏转盖板7为顶部和一侧开口的方形结构，且端口处的两侧外壁上分别通过L型限位杆9设置固定杆10，交互机主体1的顶端两侧对应固定杆10处分别设置挤压块11，交互机主体1背板两侧外壁上分别活动连接偏转支撑杆12，偏转盖板7通过固定杆10挤压卡合挤压块11闭锁防护交互机主体1便于携带，闭锁解除后驱动偏转盖板7使其旋转到交互机主体1的底部，打开交互机主体1的背板上的偏转支撑杆12使其抵靠偏转盖板7内部侧壁对交互机主体1进行斜向支撑，利用偏转盖板7将交互机主体1竖立起来进行使用，操作便捷；在交互机主体1的交互模块14内分别设置分析处理模块147，分析处理模块147内分别设置表情分析模块1471、语气分析模块1472和穿着分析模块1473，分别对学生的学习表情、交流语气和穿着打扮进行分析评分，对比设定的学生情绪情绪阈值，对学生的学习情绪进行有效判定，方便老师掌握学生的学习情绪情况，帮助老师提高线上教学质量；在交互平台13内设置用于师生的单独线上沟通的私密交流室17，并在交互模块14内设置报警模块149，在判定分析学生学习情绪异常时，报警模块149向向教师终端16进行异常报警提醒，老师通过将该学生传唤到私密交流室17中进行单独的沟通交流辅导，帮助学生进入正常的学习情绪状态，提高其学习积极性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，包括交互机主体(1)，其用于师生间的线上课堂交互学习，交互机主体(1)的正面外壁上安装有显示器(2)，显示器(2)两侧的交互机主体(1)外壁上分别设置有突出的扬声孔道(3)，且显示器(2)上方的交互机主体(1)外壁上安装有摄像头(4)，其特征在于：所述交互机主体(1)底部两侧分别固定连接有活动连接件(5)，活动连接件(5)的下端分别固定连接有移动球(6)，移动球(6)分别活动卡合固定于偏转盖板(7)内壁上两侧的滑槽(8)内部，且偏转盖板(7)偏转包裹防护交互机主体(1)。
2.如权利要求1所述的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，其特征在于：所述偏转盖板(7)为顶部和一侧开口的方形结构，且端口处的两侧外壁上分别活动连接有L型限位杆(9)，L型限位杆(9)的非固定端末端分别固定连接有固定杆(10)，交互机主体(1)的顶端两侧对应固定杆(10)处分别设置有一体的挤压块(11)，偏转盖板(7)偏转包裹防护交互机主体(1)时，偏转盖板(7)通过固定杆(10)挤压卡合挤压块(11)闭锁防护交互机主体(1)。
3.如权利要求1所述的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，其特征在于：所述扬声孔道(3)的突出度大于显示器(2)和摄像头(4)的端面突出度，且交互机主体(1)背板两侧外壁上活动连接有偏转支撑杆(12)，偏转支撑杆(12)用于交互机主体(1)正立摆放时的支撑固定。
4.如权利要求1所述的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，其特征在于：所述交互机主体(1)内部设置有交互平台(13)，交互平台(13)用于学生和老师共同登录后的线上课堂交互学习，交互平台(13)通过其内部的交互模块(14)连接处理器(15)，处理器(15)通过云网络远程连接教师终端(16)，且摄像头(4)实时拍摄学生学习情况传输交互平台(13)，交互平台(13)内还设置有单独的私密交流室(17)，其用于师生的单独线上沟通。
5.如权利要求4所述的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，其特征在于：所述交互模块(14)包括语音模块(141)，其用于师生间的语音互动沟通，且设置有供给师生视频沟通的视频模块(142)，以及用于学生学习签到的定位模块(143)，交互模块(14)还设置有提供驱动能源的电源模块(144)，教师向学生发布作业的作业模块(145)，以及提供教师在线审批作业的审批模块(146)。
6.如权利要求5所述的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，其特征在于：所述交互模块(14)内设置有分析学生学习情绪的分析处理模块(147)和进行数据传导的数据收发模块(148)，以及分析判定学生学习情绪异常后向教师终端(16)进行异常报警提醒的报警模块(149)。
7.如权利要求6所述的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，其特征在于：所述分析处理模块(147)包括对学生学习时面部表情进行分析处理的表情分析模块(1471)，以及学生和老师学习沟通交流时的语气分析模块(1472)，且还设置有穿着分析模块(1473)，其用于对学生的穿着打扮进行分析研究，通过穿着从侧面分析学生的学习情绪。
8.如权利要求7所述的一种具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置，其特征在于：所述分析处理模块(147)对于学生的情绪分析包括以下步骤：
S1：摄像头(4)实时拍摄学生学习情况并转换数据传输交互平台(13)，随后导入到分析处理模块(147)中；
S2：分析处理模块(147)根据摄像头(4)拍摄数据对学生的学习表情、交流语气和穿着打扮进行分析评分，并通过处理器(15)计算出三者的平均分；
S3：处理器(15)将所得平均分对比预先存档的关于学生情绪划分的各区段阈值，对学生学习的情绪进行分析判定，最终得出该学生的学习情绪结果；
S4：判定结果正常时无需和学生进行沟通交流，反之，老师通过将该学生传唤到私密交流室(17)中进行单独的沟通交流辅导，帮助学生进入正常的学习情绪状态。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的具有学生情绪分析功能的线上课堂交互装置的实施方法，包括以下步骤：
S1：分离固定杆(10)和挤压块(11)解除偏转盖板(7)对交互机主体(1)的闭锁，驱动偏转盖板(7)使其旋转到交互机主体(1)的底部，打开交互机主体(1)的背板上的偏转支撑杆(12)使其抵靠偏转盖板(7)内部侧壁对交互机主体(1)进行斜向支撑，将交互机主体(1)竖立起来；
S2：开启交互机主体(1)，学生分别登录交互平台(13)和教师终端(16)进行同步远程连接，和教师进行线上课堂学习，学习开始前学生通过定位模块(143)进行签到，向教师报告当前的安全学习位置；
S3：师生通过交互模块(14)进行在线学习，摄像头(4)实时拍摄学生学习情况并转换数据传输交互平台(13)，随后导入到分析处理模块(147)中；
S4：分析处理模块(147)根据摄像头(4)拍摄数据对学生的学习表情、交流语气和穿着打扮进行分析评分，并通过处理器(15)计算出三者的平均分，处理器(15)将所得平均分对比预先存档的关于学生情绪划分的各区段阈值，对学生学习的情绪进行分析判定，最终得出该学生的学习情绪结果；
S5：判定学生学习情绪异常时，报警模块(149)向教师终端(16)进行异常报警提醒，老师通过将该学生传唤到私密交流室(17)中进行单独的沟通交流辅导，帮助学生进入正常的学习情绪状态，老师掌握学生学习情绪实时改变教学方式提高其学习积极性。
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