[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

说明书

本发明公开了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,所述系统的特点是，采用飞速发展的基于面部表情识别、语音识别、光符识别的计算机视觉和听觉技术，从采集生成的大数据中挖掘出有用的信息，可以方便快速的得到课堂教学效果评价结论，生成指向明确、目的性极强的课后辅导建议；所述方法的特点是，采用确定教学进度、识别面部表情、判断当前知识点是否讲授完毕、评估该知识点教学效果、生成报告和推送报告等步骤，其科学合理，适用性强，效果佳，无论是学生，还是家长、教师都可以从中获益，用尽量少的时间提高学习成绩。

技术领域

本发明属于大数据挖掘应用领域，具体涉及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。

背景技术

中小学课堂教学秩序良好，但是课堂上守纪律的孩子并不一定学习的效果就好，一个班级少则三十多个学生，多则五六十个学生，每个学生在上课时有什么地方听不明白，教师没有精力也没有时间顾及，从而导致该生跟不上学习进度，如果在课后学生又不擅于和教师沟通请教，长此以往，问题会越来越多，从而导致有的学生对该科目产生畏难情绪，失去兴趣。因此，如果能够准确快速的评估出每节课的教学效果、每个学生的疑点在何处，就可以让教师有的放矢的主动辅导学生，快速提高教学质量。但是，迄今为止尚没有将中小学课堂教学效果，利用大数据进行辅助分析评价方法的文献报道和实际应用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的是，提供一种结构简单，容易实施，使用方便的中小学课堂教学效果大数据辅助分析评价系统。并提供一种科学合理，适用性强，效果佳的中小学课堂教学效果大数据辅助分析评价方法。

实现本发明之一采用的技术方案是，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。

实现本发明之二采用的技术方案是，一种中小学课堂教学效果大数据辅助分析评价方法，其特征是，它包括以下步骤：

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：