[发明专利]一种基于情感状态的在线学习系统

说明书

本发明提供一种基于情感状态的在线学习系统，其包括：数据采集模块，用于采集学习者头部图像和在线交互行为数据；学习情感评定模块，用于对学习者头部图像和在线交互行为数据分别进行分析处理，并基于预先建立的学习情感模型，实时获取学习者的学习情感状态；专注度调整模块，用于依据学习者的当前学习情感状态，判断是否需要进入交互放松模式；学习内容干预模块，用于依据学习者的当前学习情感状态，动态调整学习内容库中的学习内容。本发明将融合了面部表情识别、头部姿态识别和交互行为分析的学习情感评定机制应用于在线学习的整个学习过程，根据学习者的情感状态及时进行学习内容调整和课间休息，有效减少了无效学习，提高了在线学习效率。

技术领域

本发明涉及智能服务及在线教育技术领域，特别是指一种基于情感状态的在线学习系统。

背景技术

随着人工智能、计算机、大数据等技术的不断进步以及人类需求的不断增加，通过网络进行在线教育的人数也在飞速地增长。但这种新兴的教育方式引领的无监督类自学模式欠缺传统教育方式中的情感互动，导致学习效率低下、学习内容过眼不过脑。为了提高在线学习效率，获得更加精准的私人订制式知识结构，我们急需在在线学习中加入情感互动，实现更加智能的人机交互。

目前已有许多高校采用MOOC等大型开放式网络课程进行辅助教学，教师将一部分教学内容转移至网络，学生通过在线学习的方式进行相应内容的学习。但目前的在线学习系统；一方面，对教师而言，很难分析学生线上学习的状态，无法获得学生的薄弱知识环节，无法根据在线学习的反馈进行课堂内容的动态调整。另一方面，对学生而言，缺乏互动的授课模式极易产生疲劳情绪，为了应付教师和作业进行机械的观看也使学生缺乏主动学习的动力，对自己的学习进展和掌握程度缺乏认知，很难获得最优的学习效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有在线教学系统存在的缺陷，提供一种基于情感状态的在线学习系统，通过学习者头部图像和输入设备的交互频率综合分析学习者的学习情感状态，依据不同的情感状态对学习内容进行动态调整和安排课间休息，进而提升学习者的学习效率，使在线学习成为有效的学习媒介，使学习者更加主动投入地进行学习，在短时间内获得最大的学习效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于情感状态的在线学习系统，所述基于情感状态的在线学习系统包括：

数据采集模块，用于采集学习者的头部图像数据和在线交互行为数据；

学习情感评定模块，用于对所述数据采集模块所采集的学习者的头部图像数据和在线交互行为数据分别进行分析处理，并通过分析处理结果，基于预先建立的学习情感模型，实时获取所述学习者的学习情感状态；

专注度调整模块，用于依据所述学习者的当前学习情感状态，判断当前是否需要暂停学习，进入交互放松模式；

学习内容干预模块，用于依据所述学习者的当前学习情感状态，动态调整学习内容库中的学习内容；所述学习内容库中包括学习者待学习的内容。

进一步地，所述数据采集模块包括头部图像数据采集单元和在线交互行为数据采集单元；

其中，所述头部图像数据采集单元用于采集包括学习者在线学习时的面部表情特征和学习者在线学习过程中的头部转动姿态的头部图像数据；

所述在线交互行为数据采集单元用于采集学习者在定时问答测试过程中的对输入设备的操作时长和频率。

进一步地，所述学习情感评定模块包括数据处理单元和情感评定单元；

其中，所述数据处理单元用于对学习者的头部图像数据和在线交互行为数据进行分析处理，获得学习者的主观情感状态和客观学习效果；

所述情感评定单元用于在所述学习情感映射模型的基础上，融合学习者的主观情感状态和客观学习效果，获取学习者的当前情感状态。