CN207752445U - 学习状况监测系统 - Google Patents

Abstract

一种学习状况监测系统，包括学习端装置、授课端装置以及监测主机。学习端装置包括脑波监测模块、声音撷取模块及影像撷取模块。脑波监测模块用来接收学习者的脑波信号。声音撷取模块用来接收学习者的声音。影像撷取模块配戴于学习者的头部，从而与学习者的头部一同移动，影像捕获设备用来产生撷取画面。授课端装置用来提供教材画面。监测主机连接于授课端装置及学习端装置，用来至少根据学习者的脑波信号、学习者的声音及撷取画面，判断学习者的学习状况。

Description

学习状况监测系统

技术领域

本实用新型是有关于一种学习状况监测系统，且特别是有关于一种与监测脑波有关的学习状况监测系统。

背景技术

一直以来，传统的教学方法是利用进行测验、考试等方式，在事后评估学生学习的成效。老师无法实时得知学生在上课时的学习状况。除非学生主动提出问题或者需求，否则老师很难实时针对学生在学习过程中遭遇到的疑难杂症，进行解答或调整。一般仅能依照老师的教学经验，在课堂中主观的判断学生是否有专心，并根据学生表现出来的状态，判断教学难度是否过高，教学速度是否过快等。也就是说，关于学习当下学生的学习状况，通通只能凭借着老师个人多年累积的经验来判断，并无客观、有效的评估方法或准则。

当在课堂上没有办法实时得知学生真正的学习状况，老师就没有办法实时进行补救或调整。例如，当学生不专心无法实时被发现时，学生会愈来愈脱离教学内容，无法跟上正常的教学进度。即便事后利用考试、测验等方式评估学生学学习效果，发现有部分章节的教学结果并不理想时，也只能在事后进行补课，或是重新再上一次课，导致学生与老师两方在时间上的浪费。

因此，如何能够实时并且有效的，在课堂中监测学生上课状况，实为教育界亟欲解决的问题之一。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种学习状况监测系统，同时利用多个维度的信息来判断学习者的学习状况，提升监测学习状况的准确度。

根据本实用新型之一方面，本实用新型实施例提供一种学习状况监测系统，包括至少一学习端装置、一授课端装置以及一监测主机。学习端装置包括一脑波监测模块、一声音撷取模块及一影像撷取模块。脑波监测模块位于邻近一学习者的头部的位置，用来接收学习者的脑波信号。声音撷取模块位于邻近于学习者的头部的位置，用来接收学习者的声音。影像撷取模块配戴于学习者的头部，从而与学习者的头部一同移动，影像捕获设备用来产生一撷取画面。授课端装置用来提供一教材画面。监测主机连接于授课端装置及学习端装置，用来至少根据学习者的脑波信号、学习者的声音及撷取画面，判断学习者的学习状况。

在一实施例中，学习端装置更包括一讯号处理模块，连接于脑波监测模块、声音撷取模块及影像撷取模块，用来将学习者的脑波信号、学习者的声音及撷取画面编码为一整合信息。监测主机接收来自讯号处理模块的整合信息，并将整合信息解编为学习者的脑波信号、学习者的声音及撷取画面。

在一实施例中，授课端装置更提供一时间标记，对应于提供教材画面的一教学进度，监测主机用于将时间标记与学习者的脑波信号、学习者的声音及撷取画面中的一项或多项进行匹配，从而得知学习者在教学进度时的学习状况。

在一实施例中，教材画面包括一信息标记，当撷取画面包括信息标记时，监控主机可以根据信息标记的内容取得一教材信息。

在一实施例中，当学习者的脑波讯号符合一特定模式时，监测主机判断学习者的学习状况是一低效学习状况。

在一实施例中，当学习者的音量超过一门坎值时，监测主机判断学习者的学习状况是一低效学习状况。

在一实施例中，当撷取画面中包含教材画面的比例低于一门坎值达到一预定时间时，监测主机判断学习者的学习状况是一低效学习状况。

在一实施例中，学习端装置更包括一回馈按钮，用来供学习者主动按压以回报学习状况是一低效学习状况。

在一实施例中，学习端装置是一头戴式装置，用于配戴在学习者的头部。

本实用新型的学习状况监测系统，应用脑波、学习者的声音及撷取画面来进行学习状况的判断，利用多维度的信息来判断一或多个学习者的学习状况，可以更好的反应出真实的学习状况，提升了学习状况监测的准确性。

附图说明

为让本实用新型之上述以及其他特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式之说明如下：

图1是依照本实用新型一实施例的学习状况监测系统的示意图。

图2是依照本实用新型另一实施例的学习状况监测系统的示意图。

图3是依照本实用新型又一实施例的学习状况监测系统的监测主机及学习端装置的示意图。

附图标记说明：

100、200、300：学习状况监测系统

110、210、310：学习端装置

111、211：脑波监测模块

112、212：影像撷取模块

113、213：声音撷取模块

114：回馈按钮

120、220、320：授课端装置

121：个人计算机

122：投影机

130、230、330：监测主机

170、270：教材画面

171：信息标记

214：讯号处理模块

P：学习者

Pa：头部

M：整合信息

具体实施方式

有关本实用新型前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是用于参照随附图式的方向。因此，前述的方向用语仅是用于说明并非是用于限制本实用新型。

本实用新型的学习状况监测系统，除了应用脑波来进行学习状况的判断以外，同时采用了声音以及画面的方式进行判断，利用多维度的信息来判断学习者的学习状况，可以更好的反应出真实的学习状况，提升了学习状况监测的准确性。

实施例1

请参照第1图，是依照本实用新型一实施例的学习状况监测系统的示意图。学习状况监测系统100包括至少一学习端装置110、一授课端装置120以及一监测主机130。本实施例中以包括一个学习端装置110为例进行说明。以下首先对于学习端装置110进行说明。

本实施例的学习端装置110包括一脑波监测模块111、一声音撷取模块113及一影像撷取模块112。脑波监测模块111，位于邻近一学习者P的头部Pa的位置，用来接收学习者P的脑波信号。声音撷取模块113位于邻近于学习者P的头Pa部的位置，用来接收学习者P的声音。影像撷取模块112配戴于学习者P的头部Pa，从而与学习者P的头部Pa一同移动。影像撷取模块112用来产生一撷取画面。

如图1所示，学习端装置110整体是一个头戴式装置，例如是一个整合脑波监测模块111、声音撷取模块113与影像撷取模块112的耳罩式耳机，学习者P可以经由耳机听到教学者或老师的声音。学习端装置110配戴在学习者P的头部Pa，可以使脑波监测模块111位于邻近学习者P头部Pa的位置，以便于侦测、接收学习者P的脑波。再者，学习端装置110配戴在学习者P的头部Pa，也可以让声音撷取模块113位于邻近学习者P头部Pa的位置，以便利接收学习者P的声音。

此外，学习端装置110配戴在学习者P的头部Pa，同时也可以让影像撷取模块112随着头部Pa移动或转动。影像撷取模块112大致上与学习者P的脸面朝向相同方向，当学习者P面朝教室前方的黑板，或是面朝前方的计算机屏幕时，影像撷取模块112朝向黑板或计算机屏幕取得撷取影像。当学习者P低头、抬头或转头时，会同时带动影像撷取模块112朝不同的方向与角度取得撷取画面。

本实施例的授课端装置120用来提供一教材画面170。如图1所示，本实施例中授课端装置120包括一台个人计算机121及一台投影机122，用来以投影的方式提供教材画面170在教室前方的投影布幕、墙壁、白板或其他可供投影的平面上，供教室内的所有学习者P都可以同时看到教材画面170。然而本实用新型的授课端装置120并不以此为限制，凡是可以供授课者或老师操作，用来提供教材画面170的设备或配置，均可以视为本实用新型的授课端装置120。举例来说，授课端装置120可以是一台连上网络的计算机，经由网络将教材画面170提供到每个学习者P座位上的计算机，并由学习者P座位上的计算机显示教材画面170。

除此之外，授课端装置120更可以提供一时间标记，对应于提供教材画面170的一教学进度。授课端装置120将时间标记提供给监测主机130，让监测主机130可以将时间标记与学习者P的脑波信号、学习者P的声音及撷取画面中的一项或多项进行匹配，从而得知在某一个特定的教学进度（例如某特定章节）时，学习者P的学习状况，亦可以在事后得知随着教学进度的进行，学习者P的学习状况的变化。

本实施例中，教材画面170包括一信息标记171，当影像撷取模块112产生的撷取画面包括信息标记171时，监控主机130可以根据信息标记171的内容取得一教材信息中。例如图1中，信息标记171为二维条形码，影像撷取模块112产生的撷取画面包含二维条形码时，监控主机130可以根据二维条形码的内容从网络上，或是从授课端装置120取得与教材画面170对应的教材信息。甚至可以进一步提供文文件至学习端装置110。为了避免影响到教材画面170，信息标记171可以利用高于人眼可识别的频率来闪现，除了让学习者P不会察觉到，同时让影像撷取模块112仍可以取得信息标记171的画面。

监测主机130连接于授课端装置120及学习端装置110，用来至少根据学习者P的脑波信号、学习者P的声音及撷取画面，判断学习者P的学习状况。

当学习者P的脑波讯号符合一特定模式时，监测主机130判断学习者P的学习状况是低效学习状况。例如当学习者P的脑波呈现睡眠状态，可以知道发生了学习者P打瞌睡的低效学习状况，降地了学习效率。当学习者P的音量超过一门坎值时，监测主机130判断学习者P的学习状况是低效学习状况。例如当学习者P之间进行谈话，使得音量超过门坎值，可以知道发生了学习者P不专注的低效学习状况，降低了学习效率。

当撷取画面中包含教材画面的比例低于一门坎值达到一预定时间时，监测主机130判断学习者P的学习状况是低效学习状况。例如当使用者转头望向别处，使得撷取画面中无法取得教材画面170的时间累积达到三分钟，判断学习者P并未专注在教材画面170的教学上，发生学习者P不专注的低效学习状况。又例如是当使用者望向别处，使得撷取画面中教材画面170所占的画面比例不到百分之十，并且这样的状况累积长达五分钟，判断学习者P并未专注在教材画面170的教学上，发生学习者P不专注的低效学习状况。

本实施例中，学习端装置110更包括一回馈按钮114，用来供学习者P主动按压，以供学习者P主动回报学习状况是低效学习状况。例如学习者P对于教材内容170有不明了的状况发生时，可以利用回馈按钮114主动回报。监测主机130更可以根据学习者P主动回报，判断并记录学习者P的学习状况。

前述依照本实用新型一实施例的学习状况监测系统100，包括学习端装置110、授课端装置120以及监测主机130。学习端装置110用来接收学习者P的波信号、声音以及产生撷取画面，让监测主基130同时可以依照多个维度的信息，判断学习者P的学习状况。可以提升判断学习状况的准确性。

实施例2

请参照图2，是依照本实用新型另一实施例的学习状况监测系统的示意图。学习状况监测系统200包括一学习端装置210、一授课端装置220以及一监测主机230。学习端装置210包括一脑波监测模块211、一声音撷取模块213及一影像撷取模块212。脑波监测模块211位于邻近一学习者P的头部Pa的位置，用来接收学习者P的脑波信号。声音撷取模块213，位于邻近于学习者P的头部Pa的位置，用来接收学习者P的声音。影像撷取模块212配戴于学习者P的头部Pa，从而与学习者P的头部Pa一同移动。影像撷取模块212用来产生一撷取画面。授课端装置220用来提供一教材画面270。监测主机230连接于授课端装置220以及学习端装置210，用来至少根据学习者P的脑波信号、学习者P的声音及撷取画面，判断学习者P的学习状况。

本实施例的学习状况监测系统200中，学习端装置210还包括一讯号处理模块214，连接于脑波监测模块211、声音撷取模块213及影像撷取模块212，用来将学习者P的脑波信号、学习者P的声音及撷取画面编码为一整合信息M。监测主机230接收来自讯号处理模块214的整合信息M，并将整合信息M解编为学习者P的脑波信号、学习者P的声音及撷取画面。本实施例中，监测主机230是以有线通讯连接于讯号处理模块214，利用编码后的整合信息M，可提升信息传输的效率，当同时有多个学习者P时，可以降低整体网络的负荷。

本实施例中是以有线网络为例子，然本实用新型的技术并不以有线网络为限，监测主机230亦可以无线通信连接于讯号处理模块214，可以减少网络配线的成本，并且提升了学习状况监测系统200在配置上的弹性。

前述依照本实用新型另一实施例的学习状况监测系统200，包括学习端装置210、授课端装置220以及监测主机230。学习端装置210用来接收学习者P的波信号、声音以及产生撷取画面，让监测主机230同时可以依照多个维度的信息，判断学习者P的学习状况。可以提升判断学习状况的准确性。

实施例3

请参照图3，是依照本实用新型又一实施例的学习状况监测系统的监测主机及学习端装置的示意图。学习状况监测系统300包括多个学习端装置310、一授课端装置320以及一监测主机330。本实施例中监测主机330同时连接到多个学习端装置310，可以分别接收来自不同学习端装置320的整合讯息。或者分别接收各自对应不同学习者的脑波信号、学习者的声音以及撷取画面。如此一来，学习状况监测系统300可以同时对整个教室或同一学习群体中的所有学习者，进行学习状况的判断及纪录。

依据本实用新型前述多种实施例的学习状况监测系统，除了应用脑波来进行学习状况的判断以外，同时采用了学习者的声音以及利用撷取画面的方式进行判断，利用多维度的信息来判断一或多个学习者的学习状况，可以更好的反应出真实的学习状况，提升了学习状况监测的准确性。

虽然本实用新型已以多个实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本实用新型之保护范围当视后附申请专利范围所界定者为准。

Claims (4)

1.一种学习状况监测系统，包括：

至少一学习端装置，包括：

一脑波监测模块，位于邻近一学习者的头部的位置，用来接收所述学习者的脑波信号；

一声音撷取模块，位于邻近于所述学习者的头部的位置，用来接收所述学习者的声音；及

一影像撷取模块，配戴于所述学习者的头部，从而与所述学习者的头部一同移动，所述影像撷取模块用来产生一撷取画面；

一授课端装置，用来提供一教材画面；以及

一监测主机，连接于所述授课端装置以及所述学习端装置，用来至少根据所述学习者的脑波信号、所述学习者的声音及所述撷取画面，判断所述学习者的学习状况。

2.根据权利要求1所述的学习状况监测系统，其特征在于，所述学习端装置还包括一讯号处理模块，连接于所述脑波监测模块、所述声音撷取模块及所述影像撷取模块，用来将所述学习者的脑波信号、所述学习者的声音及所述撷取画面编码为一整合信息。

3.根据权利要求2所述的学习状况监测系统，其特征在于，所述监测主机接收来自所述讯号处理模块的所述整合信息，并将所述整合信息解编为所述学习者的脑波信号、所述学习者的声音及所述撷取画面。

4.根据权利要求1所述的学习状况监测系统，其特征在于，所述学习端装置是一头戴式装置，用于配戴在所述学习者的头部。