[发明专利]一种监测与调控学生自主学习系统及其方法

说明书

本发明提供一种监测与调控学生自主学习系统及其方法，包括在线学习平台和可穿戴设备，在线学习平台与可穿戴设备通讯连接，可穿戴设备依据学习表现数据和生理状态数据判断学生的学习状态是否良好，可及时干预自主学习并播放轻松视频来缓解学生情绪，促进学生自主学习的参与度。本发明的优点为：简便易行，促进学生自主学习的学习效果。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体涉及一种监测与调控学生自主学习系统及其方法。

背景技术

越来越多的在线学习系统被用于大学和教育机构的自定进度学习中。研究人员认为，孤立学习(例如，自定进度的学习等)可能会引起负面情绪，例如焦虑情绪，这可能会大大削弱学生进行学习活动的动机。此外，许多文献表明，教师的监督和干预不足通常会导致学生参与度差；强调在学习中情感和行为参与的重要性，这里的情感参与是指在自定进度的学习中的情感和兴趣(例如，学习活动期间的情感反应以及对学习材料的态度反应等)，行为参与度被定义为参与学习活动和公开参与其中(例如，在线完成的练习等)，可以通过自我报告或观察来衡量。

行为模式可以轻松定义、跟踪和可视化。例如，击键记录可以详细记录行为参与度，包括学生在在线问题上花费的时间以及他们进行多少打字。这些记录是描述行为参与程度的适当指标，可以用来改善和个性化学生的学习体验。情感参与却难以测量和用于此目的，在情感感知计算技术领域，它是一个流行的研究主题。许多研究探索了影响学习的行为和生理因素。现代计算机和传感技术能够在学习活动中观察学习成绩，并在一定程度上观察其心理状态。生物传感器可用于简单的生理测量(例如心率)以及更复杂的神经心理学相关测量(例如脑电图等)，可以有效地跟踪学生的学习过程，但需要专门的设置。然而，那些高级的传感器通常是侵入性的，并且会分散学生对学习活动的注意力，并对学习过程产生负面影响。

因此，我们急需提供一种非侵入性的传感器装置，在学生进入自主学习时实时监测与调控其学习进度，使其在学习环境中积极投入并具有内在动力，从而达到既定的学习目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便易行、促进学习效果的监测与调控学生自主学习系统及其方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种监测与调控学生自主学习系统，包括在线学习平台和可穿戴设备；

所述在线学习平台，为学生提供学习素材并收集学生的学习表现，学生的学习表现包括学生完成当前问题的分数Qc(t)和学生完成问题的累积分数Qa(t)；

所述可穿戴设备，通过账户登录与在线学习平台通讯连接，内置计时器，检测学生在自主学习中的心率并结合学习表现执行分析，当检测分析学生出现负面情绪时提醒学生放松休息并播放轻松视频。

进一步地，所述可穿戴设备的轻松视频为电子鱼游动的视频，电子鱼按照与学生心率变化成反比的节奏自由游动。

进一步地，所述可穿戴设备为Apple Watch或其他便于穿戴的可视设备。

进一步地，所述在线学习平台收集学生的学习表现包括：在一个问题上花费的时间；在一个练习上花费的时间；一个问题的正确率；一个练习的正确率；在一个答错问题上花费的时间；在一个表现不佳的练习上花费的时间；评价问题的难度；与问题相关的心率变化；与不佳表现的练习相关的心率。

一种监测与调控学生自主学习方法，包括如下步骤：

S1)准备工作

开启可穿戴设备，登录与在线学习平台关联的账户，与在线学习平台选择相应的课程进行自主学习；

S2)数据采集

可穿戴设备检测学生自主学习时的心率P(t)，接收在线学习平台收集的学生完成当前问题的分数Qc(t)和学生完成问题的累积分数Qa(t)；