CN114219224B - 一种用于智慧教室的教学质量检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于智慧教室的教学质量检测方法和系统，涉及智慧教室课堂技术领域。该方法首先获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据，然后根据教师教学和学生听课的音视频数据得到教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据综合教学质量评价值综合检测教学质量。可以看到，本申请实施例能够实时、全面、有针对性地从教师、学生两个角度评价教学质量，从而教师可以根据学生的学习状态及时采取针对性措施，校方也可以针对教师的教学状态给出意见来提升教学质量。

Description

一种用于智慧教室的教学质量检测方法和系统

技术领域

本申请涉及智慧教室课堂技术领域，尤其涉及一种用于智慧教室的教学质量检测方法和系统。

背景技术

教育教学质量对于一所学校来说就意味着生命，提高教学质量是学校所有工作的出发点和归宿。无论是学校的管理工作、德育工作，还是教育教学研究、师资队伍建设等，都要围绕怎样提高教学质量开展。

现有技术中，教学质量检测依赖于结果性分析，例如学生的考试成绩、督导教师对任课教师的课堂听课后进行打分、学生对任课教师的课堂听课后进行打分等等。

可以看到，目前的检测方法一方面耗费人力物力资源，另一方面得到的考试成绩或打分数据无法及时处理，且可能数据也不完整，无法实时、全面、有针对性地评价教学质量，因此，亟需解决这一技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于智慧教室的教学质量检测方法和系统，能够实时、全面、有针对性地从教师、学生两个角度评价教学质量，从而教师可以根据学生的学习状态及时采取针对性的措施，校方也可以针对教师的教学状态给出意见来提升教学质量。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种用于智慧教室的教学质量检测方法，包括以下步骤：

获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据；

识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据，得到教学音频的文字内容；

对教学音频的文字内容进行分析处理，得到教师教学内容的归纳数据，进而根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例；

分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度；

基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据所述综合教学质量评价值综合检测教学质量。

在一种可能的实现方式中，所述获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据，包括：

开启所述智慧教室中的录音和录像设备；

利用所述录音和录像设备获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据。

在一种可能的实现方式中，所述根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例，包括：

将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例。

在一种可能的实现方式中，利用下面的公式将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例：

其中F表示教师的教学内容覆盖的知识点内容比例；D_a表示教师的教学内容中第a个词的ASCII码值；D_i,k表示本节课课件中的第i个知识点所包含的第D_i,k个关键词的ASCII码值；K_i表示本节课课件中的第i个知识点所包含的关键词总数；m表示本节课课件中的知识点总数；n表示教师的教学内容中的词语总数；δ{}表示检验0函数，当括号内的数值为0时函数值为1，当括号内的数值不为0时函数值为0；当教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，

函数值为1。

在一种可能的实现方式中，所述分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度，包括：

在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，记录其对应的音频时间节点；

根据对应的音频时间节点在教师教学的视频数据和学生听课的视频数据中获取对应的音频时间节点下的学生听课图像数据；

分析所述学生听课图像数据，得到对应的音频时间节点下的每个学生的听课状态；

根据教师在讲述每个知识点时每个学生的听课状态，得到学生听课的整体专注度。

在一种可能的实现方式中，所述听课状态包括抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态，以及除抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态四种状态以外的其他状态；

利用如下公式根据教师在讲述每个知识点时每个学生的听课状态，得到学生听课的整体专注度：

其中L表示学生听课的整体专注度；G_e,t表示第e个学生在第t个节点时的听课状态类型，若G_e,t的值为1、2、3、4、5分别对应第e个学生在第t个节点时的听课状态为抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态、其他状态；G(1)表示抬头看黑板状态的状态类型值，数值为1；G(2)表示抬头看老师状态的状态类型值，数值为2；G(3)表示低头握笔状态的状态类型值，数值为3；E表示教室内学生总数；T表示在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时所记录的音频节点总数。

在一种可能的实现方式中，将教师的教学内容中讲述的知识点个数作为教师教学内容的归纳数据，计算教师的教学内容中讲述的知识点个数，包括：

在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，记录比对相同时的i值，将汇总的i值中相同的i值剔除后得到剩余i值的数量，该数量为教师的教学内容中讲述的知识点个数。

在一种可能的实现方式中，利用如下公式基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值：

其中B表示综合教学质量评价值；P表示教师的教学内容中讲述的知识点个数；综合教学质量评价值B的范围为[0,1]，数值越大表示教室内本节课的综合教学质量水平越高。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括对学校内的每个教室都求取综合教学质量评价值并记作B_v，表示学校内的第v间教室的综合教学质量评价值；

在每个教室的门口设置有两个圆形灯光，两个圆形灯光的颜色分别为绿色和红色，利用如下公式根据每个教室的综合教学质量评价值判断每个教室需要点亮的灯光颜色以及点亮的灯光颜色的亮度值：

其中R_v表示学校内的第v间教室的灯光控制值；U表示学校内的教室总数；X_max表示灯光的最大亮度值；

若R_v＞0，则控制学校内的第v间教室门口的绿色灯光亮起，表示第v间教室的综合教学质量在学校整体综合教学质量之上，并且绿色灯光的亮度值为|R_v|；

若R_v＜0，则控制学校内的第v间教室门口的红色灯光亮起，表示第v间教室的综合教学质量在学校整体综合教学质量之下，并且红色灯光的亮度值为|R_v|；

若R_v＝0，则控制学校内的第v间教室门口的绿色和红色灯光均不亮起，表示第v间教室的综合教学质量与学校整体综合教学质量持平。

第二方面，提供了一种用于智慧教室的教学质量检测系统，包括：

获取模块，用于获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据；

识别模块，用于识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据，得到教学音频的文字内容；

确定模块，用于对教学音频的文字内容进行分析处理，得到教师教学内容的归纳数据，进而根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例；

分析模块，用于分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度；

评价模块，用于基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据所述综合教学质量评价值综合检测教学质量。

借由上述技术方案，本申请实施例提供的用于智慧教室的教学质量检测方法，首先获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据，识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据得到教学音频的文字内容；随后对教学音频的文字内容进行分析处理，得到教师教学内容的归纳数据，进而根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例；之后分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度；基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据所述综合教学质量评价值综合检测教学质量。可以看到，本申请实施例能够实时、全面、有针对性地从教师、学生两个角度评价教学质量，从而教师可以根据学生的学习状态及时采取针对性的措施，校方也可以针对教师的教学状态给出意见来提升教学质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出了根据本申请实施例的用于智慧教室的教学质量检测方法的流程图；

图2示出了根据本申请实施例的用于智慧教室的教学质量检测系统的结构图；以及

图3示出了根据本申请另一实施例的用于智慧教室的教学质量检测系统的结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。

本申请实施例提供了一种用于智慧教室的教学质量检测方法，如图1所示，该用于智慧教室的教学质量检测方法可以包括以下步骤S101至S105：

步骤S101，获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据；

步骤S102，识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据，得到教学音频的文字内容；

步骤S103，对教学音频的文字内容进行分析处理，得到教师教学内容的归纳数据，进而根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例；

步骤S104，分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度；

步骤S105，基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据综合教学质量评价值综合检测教学质量。

本申请实施例提供的用于智慧教室的教学质量检测方法，首先获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据，识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据得到教学音频的文字内容；随后对教学音频的文字内容进行分析处理，得到教师教学内容的归纳数据，进而根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例；之后分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度；基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据所述综合教学质量评价值综合检测教学质量。可以看到，本申请实施例能够实时、全面、有针对性地从教师、学生两个角度评价教学质量，从而教师可以根据学生的学习状态及时采取针对性的措施，校方也可以针对教师的教学状态给出意见来提升教学质量。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文步骤S101中获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据，具体可以是开启智慧教室中的录音和录像设备，进而利用录音和录像设备获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据。可以看到，本发明实施例可以利用智慧教室中布局的录音和录像设备实时采集获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据，保证了音视频数据的时效性，提高教学质量检测的时效性和准确性。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文步骤S102中识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据，得到教学音频的文字内容，具体可以是利用现有的语音识别技术识别音频数据，得到教学音频的文字内容，例如基于声道模型和语音知识的方法、模板匹配的方法以及利用人工神经网络的方法等等，本发明实施例对此不作限制。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文步骤S103中根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例，具体可以是将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例。

进一步地，可以利用下面的公式将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例：

其中F表示教师的教学内容覆盖的知识点内容比例；D_a表示教师的教学内容中第a个词的ASCII码值；D_i,k表示本节课课件中的第i个知识点所包含的第D_i,k个关键词的ASCII码值；K_i表示本节课课件中的第i个知识点所包含的关键词总数；m表示本节课课件中的知识点总数；n表示教师的教学内容中的词语总数；δ{}表示检验0函数，当括号内的数值为0时函数值为1，当括号内的数值不为0时函数值为0；当教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，

函数值为1。

在上面的实施例中，在得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例，进而可以自动分析一节课内教师的讲课内容中所涵盖的知识点总数，并且还可以侧面反映出教师在讲课过程中是否存在大部分长时间讲解非课件内的知识点内容，从而可以根据知识点内容比例来考核教师。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文步骤S104中分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度，具体可以包括以下步骤A1至A4：

步骤A1，在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，记录其对应的音频时间节点；

步骤A2，根据对应的音频时间节点在教师教学的视频数据和学生听课的视频数据中获取对应的音频时间节点下的学生听课图像数据；

步骤A3，分析学生听课图像数据，得到对应的音频时间节点下的每个学生的听课状态；

步骤A4，根据教师在讲述每个知识点时每个学生的听课状态，得到学生听课的整体专注度。

在步骤A1中，在教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，即是上述公式运算过程中

时，记录其对应的音频时间节点，然后步骤A2根据音频时间节点在教师教学和学生听课的视频数据中找到该节点下的学生听课图像数据，然后步骤A3利用计算机视觉技术进行分析，得到该节点下的每个学生的听课状态。这里的计算机视觉技术如如图像分类、定位和检测、神经网络和深度学习等等，本发明实施例对此不作限制。这里的听课状态可以包括抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态，以及除抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态四种状态以外的其他状态。

进一步地，上面的步骤A4中根据教师在讲述每个知识点时每个学生的听课状态，得到学生听课的整体专注度，可以采用如下公式来实现：

其中L表示学生听课的整体专注度；G_e,t表示第e个学生在第t个节点时的听课状态类型，若G_e,t的值为1、2、3、4、5分别对应第e个学生在第t个节点时的听课状态为抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态、其他状态；G(1)表示抬头看黑板状态的状态类型值，数值为1；G(2)表示抬头看老师状态的状态类型值，数值为2；G(3)表示低头握笔状态的状态类型值，数值为3；E表示教室内学生总数；T表示在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时所记录的音频节点总数。

在上面的实施例中，得到的学生听课的整体专注度，既可以反映教室内每个学生在听到每个知识点时候的状态，又可以整体反映学生的听课专注程度，并且根据专注程度可以反映出一个教室内的学生听课是否认真，可以进一步作为衡量班级状态的指标。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，还可以将教师的教学内容中讲述的知识点个数作为教师教学内容的归纳数据，计算教师的教学内容中讲述的知识点个数。这里，计算教师的教学内容中讲述的知识点个数具体可以是在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，记录比对相同时的i值，将汇总的i值中相同的i值剔除后得到剩余i值的数量，该数量为教师的教学内容中讲述的知识点个数。这样能够直观地反映教师教课的情况，作为衡量和检测教学质量的指标。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文步骤S105中基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，具体可以是利用如下公式基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值：

其中B表示综合教学质量评价值；P表示教师的教学内容中讲述的知识点个数；综合教学质量评价值B的范围为[0,1]，数值越大表示教室内本节课的综合教学质量水平越高。

在本实施例中，根据教师的讲课内容涵盖的知识点内容比例、学生上课的整体专注度以及教师的讲课内容中讲述的知识点个数得到综合教学质量评价值，通过综合教学质量评价值来整体衡量一个教室内的教学质量情况，从而学校可以有针对性的根据综合教学质量评价值采取不同的教学方式或方法，进而提高校园整体的教学质量。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，还可以对学校内的每个教室都求取综合教学质量评价值并记作B_v，表示学校内的第v间教室的综合教学质量评价值；

在每个教室的门口设置有两个圆形灯光，两个圆形灯光的颜色分别为绿色和红色，利用如下公式根据每个教室的综合教学质量评价值判断每个教室需要点亮的灯光颜色以及点亮的灯光颜色的亮度值：

其中R_v表示学校内的第v间教室的灯光控制值；U表示学校内的教室总数；X_max表示灯光的最大亮度值；

若R_v＞0，则控制学校内的第v间教室门口的绿色灯光亮起，表示第v间教室的综合教学质量在学校整体综合教学质量之上，并且绿色灯光的亮度值为|R_v|；

若R_v＜0，则控制学校内的第v间教室门口的红色灯光亮起，表示第v间教室的综合教学质量在学校整体综合教学质量之下，并且红色灯光的亮度值为|R_v|；

若R_v＝0，则控制学校内的第v间教室门口的绿色和红色灯光均不亮起，表示第v间教室的综合教学质量与学校整体综合教学质量持平。

在本实施例中，在教师上完本节课后观察教室门口的灯光颜色以及亮度情况，进而可以实时了解本堂课的综合教学质量在学校所有教室的综合教学质量的水平，从而可以及时地让教师找到本堂课的不足之处。

需要说明的是，实际应用中，上述所有可能的实施方式可以采用结合的方式任意组合，形成本申请的可能的实施例，在此不再一一赘述。

基于上文各个实施例提供的用于智慧教室的教学质量检测方法，基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种用于智慧教室的教学质量检测系统。

图2示出了根据本申请实施例的用于智慧教室的教学质量检测系统的结构图。如图2所示，该用于智慧教室的教学质量检测系统可以包括获取模块210、识别模块220、确定模块230、分析模块240以及评价模块250。

获取模块210，用于获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据；

识别模块220，用于识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据，得到教学音频的文字内容；

确定模块230，用于对教学音频的文字内容进行分析处理，得到教师教学内容的归纳数据，进而根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例；

分析模块240，用于分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度；

评价模块250，用于基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据综合教学质量评价值综合检测教学质量。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文图2展示的获取模块210还用于：

开启智慧教室中的录音和录像设备；

利用录音和录像设备获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文图2展示的确定模块230还用于：

将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文图2展示的确定模块230还用于利用下面的公式将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例：

其中F表示教师的教学内容覆盖的知识点内容比例；D_a表示教师的教学内容中第a个词的ASCII码值；D_i,k表示本节课课件中的第i个知识点所包含的第D_i,k个关键词的ASCII码值；K_i表示本节课课件中的第i个知识点所包含的关键词总数；m表示本节课课件中的知识点总数；n表示教师的教学内容中的词语总数；δ{}表示检验0函数，当括号内的数值为0时函数值为1，当括号内的数值不为0时函数值为0；当教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，

函数值为1。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文图2展示的分析模块240还用于：

在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，记录其对应的音频时间节点；

根据对应的音频时间节点在教师教学的视频数据和学生听课的视频数据中获取对应的音频时间节点下的学生听课图像数据；

分析学生听课图像数据，得到对应的音频时间节点下的每个学生的听课状态；

根据教师在讲述每个知识点时每个学生的听课状态，得到学生听课的整体专注度。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文图2展示的分析模块240还用于利用如下公式根据教师在讲述每个知识点时每个学生的听课状态，得到学生听课的整体专注度：

其中L表示学生听课的整体专注度；G_e,t表示第e个学生在第t个节点时的听课状态类型，若G_e,t的值为1、2、3、4、5分别对应第e个学生在第t个节点时的听课状态为抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态、其他状态；G(1)表示抬头看黑板状态的状态类型值，数值为1；G(2)表示抬头看老师状态的状态类型值，数值为2；G(3)表示低头握笔状态的状态类型值，数值为3；E表示教室内学生总数；T表示在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时所记录的音频节点总数。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文图2展示的确定模块230还用于将教师的教学内容中讲述的知识点个数作为教师教学内容的归纳数据，在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，记录比对相同时的i值，将汇总的i值中相同的i值剔除后得到剩余i值的数量，该数量为教师的教学内容中讲述的知识点个数。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，上文图2展示的评价模块250还用于利用如下公式基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值：

其中B表示综合教学质量评价值；P表示教师的教学内容中讲述的知识点个数；综合教学质量评价值B的范围为[0,1]，数值越大表示教室内本节课的综合教学质量水平越高。

本申请实施例中提供了一种可能的实现方式，如图3所示，上文图2展示的用于智慧教室的教学质量检测系统还可以包括控制提醒模块310，该控制提醒模块310用于：

对学校内的每个教室都求取综合教学质量评价值并记作B_v，表示学校内的第v间教室的综合教学质量评价值；

在每个教室的门口设置有两个圆形灯光，两个圆形灯光的颜色分别为绿色和红色，利用如下公式根据每个教室的综合教学质量评价值判断每个教室需要点亮的灯光颜色以及点亮的灯光颜色的亮度值：

其中R_v表示学校内的第v间教室的灯光控制值；U表示学校内的教室总数；X_max表示灯光的最大亮度值；

若R_v＞0，则控制学校内的第v间教室门口的绿色灯光亮起，表示第v间教室的综合教学质量在学校整体综合教学质量之上，并且绿色灯光的亮度值为|R_v|；

若R_v＜0，则控制学校内的第v间教室门口的红色灯光亮起，表示第v间教室的综合教学质量在学校整体综合教学质量之下，并且红色灯光的亮度值为|R_v|；

若R_v＝0，则控制学校内的第v间教室门口的绿色和红色灯光均不亮起，表示第v间教室的综合教学质量与学校整体综合教学质量持平。

本申请实施例能够实时、全面、有针对性地从教师、学生两个角度评价教学质量，从而教师可以根据学生的学习状态及时采取针对性的措施，校方也可以针对教师的教学状态给出意见来提升教学质量。并且能够根据每个教室的综合教学质量评价值判断每个教室需要点亮的灯光颜色以及点亮的灯光颜色的亮度值，进而教师在上完课之后可以及时的对本堂课的教学质量进行初步了解，从而可以及时的让教师找出本堂课的不足之处。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述描述的系统、装置、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，为简洁起见，在此不另赘述。

本领域普通技术人员可以理解：本申请的技术方案本质上或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，其包括若干程序指令，用以使得一电子设备(例如个人计算机，服务器，或者网络设备等)在运行所述程序指令时执行本申请各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，实现前述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件(诸如个人计算机，服务器，或者网络设备等的电子设备)来完成，所述程序指令可以存储于一计算机可读取存储介质中，当所述程序指令被电子设备的处理器执行时，所述电子设备执行本申请各实施例所述方法的全部或部分步骤。

以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本申请的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于智慧教室的教学质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据；

识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据，得到教学音频的文字内容；

对教学音频的文字内容进行分析处理，得到教师教学内容的归纳数据，进而根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例；

分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度；

基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据所述综合教学质量评价值综合检测教学质量；

其中，所述根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例，包括：

将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例；

其中，利用下面的公式将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例：

其中F表示教师的教学内容覆盖的知识点内容比例；D_a表示教师的教学内容中第a个词的ASCII码值；D_i,k表示本节课课件中的第i个知识点所包含的第D_i,k个关键词的ASCII码值；K_i表示本节课课件中的第i个知识点所包含的关键词总数；m表示本节课课件中的知识点总数；n表示教师的教学内容中的词语总数；δ{}表示检验0函数，当括号内的数值为0时函数值为1，当括号内的数值不为0时函数值为0；当教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，

函数值为1。

2.根据权利要求1所述的用于智慧教室的教学质量检测方法，其特征在于，所述获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据，包括：

开启所述智慧教室中的录音和录像设备；

利用所述录音和录像设备获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据。

3.根据权利要求1所述的用于智慧教室的教学质量检测方法，其特征在于，所述分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度，包括：

在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，记录其对应的音频时间节点；

根据对应的音频时间节点在教师教学的视频数据和学生听课的视频数据中获取对应的音频时间节点下的学生听课图像数据；

分析所述学生听课图像数据，得到对应的音频时间节点下的每个学生的听课状态；

根据教师在讲述每个知识点时每个学生的听课状态，得到学生听课的整体专注度。

4.根据权利要求3所述的用于智慧教室的教学质量检测方法，其特征在于，所述听课状态包括抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态，以及除抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态四种状态以外的其他状态；

利用如下公式根据教师在讲述每个知识点时每个学生的听课状态，得到学生听课的整体专注度：

其中L表示学生听课的整体专注度；G_e,t表示第e个学生在第t个节点时的听课状态类型，若G_e,t的值为1、2、3、4、5分别对应第e个学生在第t个节点时的听课状态为抬头看黑板状态、抬头看老师状态、低头握笔状态、低头未握笔状态、其他状态；G(1)表示抬头看黑板状态的状态类型值，数值为1；G(2)表示抬头看老师状态的状态类型值，数值为2；G(3)表示低头握笔状态的状态类型值，数值为3；E表示教室内学生总数；T表示在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时所记录的音频节点总数。

5.根据权利要求1所述的用于智慧教室的教学质量检测方法，其特征在于，将教师的教学内容中讲述的知识点个数作为教师教学内容的归纳数据，计算教师的教学内容中讲述的知识点个数，包括：

在得到教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，记录比对相同时的i值，将汇总的i值中相同的i值剔除后得到剩余i值的数量，该数量为教师的教学内容中讲述的知识点个数。

6.根据权利要求5所述的用于智慧教室的教学质量检测方法，其特征在于，利用如下公式基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值：

其中B表示综合教学质量评价值；P表示教师的教学内容中讲述的知识点个数；综合教学质量评价值B的范围为[0,1]，数值越大表示教室内本节课的综合教学质量水平越高。

7.根据权利要求6所述的用于智慧教室的教学质量检测方法，其特征在于，还包括对学校内的每个教室都求取综合教学质量评价值并记作B_v，表示学校内的第v间教室的综合教学质量评价值；

在每个教室的门口设置有两个圆形灯光，两个圆形灯光的颜色分别为绿色和红色，利用如下公式根据每个教室的综合教学质量评价值判断每个教室需要点亮的灯光颜色以及点亮的灯光颜色的亮度值：

其中R_v表示学校内的第v间教室的灯光控制值；U表示学校内的教室总数；X_max表示灯光的最大亮度值；

若R_v>0，则控制学校内的第v间教室门口的绿色灯光亮起，表示第v间教室的综合教学质量在学校整体综合教学质量之上，并且绿色灯光的亮度值为|R_v|；

若R_v<0，则控制学校内的第v间教室门口的红色灯光亮起，表示第v间教室的综合教学质量在学校整体综合教学质量之下，并且红色灯光的亮度值为|R_v|；

若R_v＝0，则控制学校内的第v间教室门口的绿色和红色灯光均不亮起，表示第v间教室的综合教学质量与学校整体综合教学质量持平。

8.一种用于智慧教室的教学质量检测系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取教师教学的音视频数据和学生听课的音视频数据；

识别模块，用于识别教师教学的音视频数据中的音频数据和学生听课的音视频数据中的音频数据，得到教学音频的文字内容；

确定模块，用于对教学音频的文字内容进行分析处理，得到教师教学内容的归纳数据，进而根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例；

分析模块，用于分析教师教学的音视频数据中的视频数据和学生听课的音视频数据中的视频数据，得到学生听课的整体专注度；

评价模块，用于基于教师教学内容的归纳数据、教学内容覆盖的知识点内容比例以及学生听课的整体专注度，计算综合教学质量评价值，进而根据所述综合教学质量评价值综合检测教学质量；

其中，所述根据教师教学内容的归纳数据确定教学内容覆盖的知识点内容比例，包括：

将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例；

其中，利用下面的公式将教师教学内容的归纳数据按照词语的形式与本节课课件中的知识点所包含的关键词进行比对，得到教师的教学内容覆盖的知识点内容比例：

其中F表示教师的教学内容覆盖的知识点内容比例；D_a表示教师的教学内容中第a个词的ASCII码值；D_i,k表示本节课课件中的第i个知识点所包含的第D_i,k个关键词的ASCII码值；K_i表示本节课课件中的第i个知识点所包含的关键词总数；m表示本节课课件中的知识点总数；n表示教师的教学内容中的词语总数；δ{}表示检验0函数，当括号内的数值为0时函数值为1，当括号内的数值不为0时函数值为0；当教学音频的文字内容与知识点的关键词比对相同时，

函数值为1。

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