[发明专利]一种基于脑电波分析的学习状态监测系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种基于脑电波分析的学习状态监测系统及其使用方法，包括固定于头部前额的呈C形的发箍本体，发箍本体的中部设置有能够与用户额头紧密贴合的用于采集脑电波信号的脑波信号采集器，脑波信号采集器的一侧设置有为其供电的电源组件，发箍本体的尾端设置有能够与用户耳部紧密贴合的用于消除背景噪声的耳垂电极；信号采集器将采集到的脑电波信号通过预处理后、平板电脑上的题库APP收集的做题信息均发送至信号分类及特征提取模块；后台诊断服务器用于对所提取的脑电信号通过PIK核心算法进行处理与相关性分析。查找学习的薄弱点方面更加准确、全面、客观，在准确找到学习薄弱点的前提下，教师因材施教，能够快速提高学生学习成绩。

技术领域

本发明涉及学习辅助系统，尤其涉及一种基于脑电波分析的学习状态监测系统及其使用方法。

背景技术

传统教育，课堂模式过于单一化，只注重教师的“教”，教师只能粗略地通过学生的面部表情获取学生的生理以及心理情况，难以精确地了解到学生此时的注意力情况，学生注意力容易受多种外界因素影响，不利于课堂教学以及学生的素质提高。

为了更准确地了解学生的生理指标，达到增强学生的课堂学习的效果，基于可穿戴设备的方便携带与容易使用的特性，利用其脑电波信号检测、通信的功能，优化原有的数字化教育方案，促进可穿戴技术与教育深度融合。如中国专利CN107080535A公开了“一种基于单通道脑电波的学习工作状态监测系统”，包括头部托架，头部托架的顶端设置有能够与用户额头紧密贴合的用于采集脑电波信号的脑波信号采集器，底端设置有能够与用户耳部紧密贴合的用于消除背景噪声的耳垂电极；信号采集器将采集到的脑电波信号通过预处理与无线通信模块发送至信号分类及特征提取模块；信号分类及特征提取模块用于对所提取的脑电信号进行处理与相关性分析，实现通过脑电波来监测用户的学习工作状态，并将用户的学习工作状态发送至用户终端系统。通过提取脑波信号，对脑波信号进行分类处理和特征提取来得到稀疏分解后的直观信号，然后进行智能识别，判断这段时间内用户的学习工作状态，给出合理化建议。同时存储最优学习工作状态，进行深度学习，达到最优监测目的，使用户学习工作在最高效状态。

但是，上述监测系统在使用时，对脑电信号进行处理与相关性分析时，无法获取学生在测试诊断过程中对知识点的注意力值、思考力值、学习状态（熟练、吃力、猜等），因此，还需要进一步优化，以更好地满足用户需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于脑电波分析的学习状态监测系统，用以解决现有技术中如何对脑电信号进行处理与相关性分析以精确查找学生学习过程中出现的问题；本发明的目的还在于提供一种基于脑电波分析的学习状态监测系统的使用方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种基于脑电波分析的学习状态监测系统所采用的技术方案是：

一种基于脑电波分析的学习状态监测系统，包括固定于头部前额的呈C形的发箍本体，发箍本体的中部设置有能够与用户额头紧密贴合的用于采集脑电波信号的脑波信号采集器，脑波信号采集器的一侧设置有为脑波信号采集器供电的电源组件，发箍本体的尾端设置有能够与用户耳部紧密贴合的用于消除背景噪声的耳垂电极；信号采集器将采集到的脑电波信号通过预处理后、平板电脑上的题库APP收集的做题信息均发送至信号分类及特征提取模块；后台诊断服务器用于对所提取的脑电信号通过PIK核心算法进行处理与相关性分析，PIK算法公式：

F（k）

其中：

F（k），学习掌握程度；

Z ∈[10，100]，专注度eSense值；

W ∈[10，100]，冥想度eSense值；

S ∈[1，10]，学习新技能的熟练度；

C ∈[1，10]，脑力劳动的使用值；

B ∈[10，50]，眨眼的次数；