[发明专利]一种中小学课堂教学效果大数据辅助分析评价系统及其方法

权利要求书

1.一种中小学课堂教学效果大数据辅助分析评价系统其特征是，它包括：在每个教室顶棚的四个房角处各安装一个摄像头，以确保交叉无死角监控整个教室；在每个讲台上安装麦克风，负责收音；视频服务器，负责压缩存储所述摄像头实时视频；管理服务器，负责处理互联网业务及管理业务；计算服务器，负责分析视频和音频数据；在智能手机上运行的App，所述的App具有选择本次课程内容、上课、下课、暂停课程、显示系统推送消息等功能；所述的每个摄像头均通过通信电缆与视频服务器中的视频编码器电连接，所述的每个麦克风均通过通信电缆与计算服务器中的音频编码器电连接，所述的手机App通过互联网与管理服务器交换信息。

2.根据权利要求1所述的一种中小学课堂教学效果大数据辅助分析评价系统，其特征是，它的方法步骤为：

1）确定教学进度：

教师开始上课时，首先在手机App中确认本次课编号和内容，点击“上课”，指令通过因特网传输到管理服务器，管理服务器通知计算服务器哪个教室切换到录课工作状态，计算服务器控制该教室麦克风开始录音，降噪后进行语音识别，从中拾取语义连贯的关键字在当前课程电子版教案中检索相关内容，计算服务器同时从视频服务器中提取黑板对面的摄像头拍摄的画面，每秒钟截取一帧画面进行光符识别，提取语义连贯的关键字在当前课程电子版教案中检索相关内容，配合语音检索结果，确定教学进度知识点；

2）识别面部表情：

确定教学进度后，计算服务器采集学生面对的两个摄像头画面，人脸识别后，确定了每个学生在监控画面中的位置，再进行面部表情识别，识别结果分为理解、疑惑、溜号三种，将面部表情识别结果发生变化时对应的时间和学生的学号、教学进度知识点保存到数据库；

3）判断当前知识点是否讲授完毕：

在遇到突发事件或者提问等教学环节时，教师可以使用特定的手势通知系统暂停语音识别、光符识别、面部表情识别的功能，如果计算服务器没有识别到教师的暂停手势，则计算服务器始终识别跟踪教学进度，当电子版教案的当前知识点进入尾声并且通过语音识别到特定的词汇，则判定进入步骤4）评估当前知识点的教学效果，否则，返回步骤2）识别面部表情；

4）评估该知识点教学效果：

在每个知识点结束的时候，计算服务器计算该知识点讲授时间内每个学生每种表情所占据的时间总和，分别称为理解度、疑惑度、溜号度三种表情分数，而在该知识点结束的时刻，学生的最后表情无疑是该生对该知识点学习程度的总结，因此，有必要加大这个表情分的权重，表情分最大的表情作为该生在该知识点的学习效果评估结果，从电子版教案判断本次课教学内容是否已经全部讲述完毕，是则进入步骤5）生成报告，否则，返回步骤1）确定教学进度；

5）生成报告：

计算服务器在课程结束后自动为每个同学生成学习效果评估报告，报告分别按疑惑度、溜号度、理解度由大到小排序本次课程的知识点，同时计算服务器也会为每个知识点生成教学效果评估报告，报告分别按疑惑度、溜号度、理解度由大到小排序班级所有同学；

6）推送报告：

管理服务器会自动向任课教师推送所述的两种报告，教师根据报告判断哪个学生在哪个知识点没有听懂，可以主动前去辅导；管理服务器也会自动向家长推送自己孩子的学习报告，内容包括：疑惑度最高的三个知识点和该知识点的电子教案、溜号度最高的知识点及该段课堂视频，从而使家长有的放矢的加强教育。