一种基于大数据的学习状态监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于大数据的学习状态监测系统，其包括眼镜本体、行为数据库模块、对比分析判断模块、查询模块和可拆卸安装在所述眼镜本体上的监测装置，所述监测装置包括用以采集学生的眼睛图像的红外探测器、图像处理模块、震动装置和无线传输模块，所述图像处理模块对所述红外探测器所获取的眼睛图像进行分析处理，当学生闭眼、眼睛不眨动或视线偏离中心的时间超过预设阈值时判定为学习状态异常，所述震动装置进行震动；所述无线传输模块将眼睛图像和学习状态异常的持续时间无线发送至所述行为数据库模块，所述对比分析判断模块统计各个时段学习状态异常的学生的人数。本发明专利技术能够有效监控学生学习状态，辅助教师作出调整。

A learning state monitoring system based on big data

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的学习状态监测系统
本专利技术涉及一种基于大数据的学习状态监测系统。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，深度学习、教育大数据等已成为教育研究的热点，在大数据背景下对学生的学习行为进行深入分析显得尤为重要，但是，学生在学习过程中还是很容易疲劳，疲劳是一种体力或脑力的过度劳动而引起的一种生理现象，学生的疲劳可能由多种因素引起，如何在大数据背景下有效监测学生学习过程中的疲劳状态进一步对学生的学习行为进行矫正从而使得学生能够达到一种较好的学习状态成为一大难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于大数据的学习状态监测系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于大数据的学习状态监测系统，其包括眼镜本体、行为数据库模块、对比分析判断模块、查询模块和可拆卸安装在所述眼镜本体上的监测装置，所述监测装置包括用以采集学生的眼睛图像的红外探测器、图像处理模块、震动装置和无线传输模块，所述图像处理模块对所述红外探测器所获取的眼睛图像进行分析处理，当学生闭眼、眼睛不眨动或视线偏离中心的时间超过预设阈值时判定为学习状态异常，所述震动装置进行震动；所述无线传输模块将眼睛图像和学习状态异常的持续时间无线发送至所述行为数据库模块，所述对比分析判断模块统计各个时段学习状态异常的学生的人数，所述查询模块用以查询所述行为数据库模块中的数据。在另一较佳实施例中，所述对比分析判断模块包括个体学习状态数据库和群体学习状态数据库，所述个体学习状态判断个体是否处于疲劳状态，所述群体学习状态数据库统计各个时段学生学习状态异常人数。在另一较佳实施例中，所述阈值为2s。在另一较佳实施例中，所述监测装置有两个，所述两个监测装置对称分布在所述眼镜本体的两个镜框的上部。在另一较佳实施例中，所述图像处理模块对所述眼睛图像进行分析处理，当瞳孔大小偏离预设的正常瞳孔大小的范围时，判定为学习状态异常。本专利技术的有益效果是：通过红外探测器对学生眼睛情况进行监测，主要通过监测学生眼睛闭合情况、眼睛眨动情况以及瞳孔面积情况来监测，最后通过算法分析来判断学生是否处于疲劳学习状态，教师能够及时发现学习状态异常的学生从而给予其帮助，当学生出现群体疲劳时，教师可反思自己在此教学过程中的不足并进行调整，通过眼动来监测疲劳状态的方法不仅监测效率比较高，而且成本较低。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明；但本专利技术的一种基于大数据的学习状态监测系统不局限于实施例。附图说明图1是本专利技术一较佳实施例的结构示意图；图2是本专利技术一较佳实施例的红外探测器的结构示意图；图3是本专利技术一较佳实施例的系统框图；图4是本专利技术一较佳实施例的个体学习状态判定流程图；图5是本专利技术一较佳实施例的群体学习状态判定流程图。具体实施方式实施例，参见图1至图5所示，本专利技术的一种基于大数据的学习状态监测系统，其包括眼镜本体10、行为数据库模块20、对比分析判断模块30、查询模块40和可拆卸安装在所述眼镜本体10上的监测装置11，所述监测装置11有两个，所述两个监测装置11对称分布在所述眼镜本体10的两个镜框的上部，所述监测装置11包括用以采集学生的眼睛图像的红外探测器12、图像处理模块13、震动装置14、无线传输模块15和开关按钮16，图像处理模块13对所述红外探测器12所获取的眼睛图进行分析处理，当学生闭眼、眼睛不眨动或视线偏离中心的时间超过2s则判定为学习状态异常，学生处于疲劳状态，当瞳孔大小偏离预设的正常瞳孔大小时，判定为学习状态异常，本实施例采用常规的通过计算眼睛纵横比值判断睁眼闭眼的眨眼检测算法检测学生的眨眼状态，通过常规的驾驶员视线检测算法检测学生的视线状态，通过对瞳孔的定位和大小检测判断学生的瞳孔状态，当学生疲劳或者情绪波动大时，其瞳孔会偏离预设的正常瞳孔大小，当学习状态异常时所述震动装置14进行震动，所述无线传输模块15将眼睛图像和学习状态异常的持续时间无线发送至所述行为数据库模块20，所述对比分析判断模块30统计各个时段学习状态异常的学生的人数，所述查询模块40用以查询所述行为数据库模块20中的数据，所述对比分析判断模块30包括群体学习状态数据库，所述群体学习状态数据库统计各个时段学生学习状态异常人数，形成学生学习状态折线图以供教师通过直观图像来观察学生上课的学习状态。在课堂中，学生佩戴眼镜并且安装监测装置11，打开开关按钮16，当学生处于疲劳状态时，其震动装置14会轻微震动提醒学生，在一堂课之后，教师可通过查阅群体数据库对一个班的学生整体的课堂学习状态进行观察分析，若出现某一时刻或多个时刻学生总体疲劳数大于或等于课堂人数的百分之五十，那么，教师可反思自己在此教学过程中的不足并进行调整。上述实施例仅用来进一步说明本专利技术的一种基于大数据的学习状态监测系统，但本专利技术并不局限于实施例，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本专利技术技术方案的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于大数据的学习状态监测系统，其特征在于：其包括眼镜本体、行为数据库模块、对比分析判断模块、查询模块和可拆卸安装在所述眼镜本体上的监测装置，所述监测装置包括用以采集学生的眼睛图像的红外探测器、图像处理模块、震动装置和无线传输模块，所述图像处理模块对所述红外探测器所获取的眼睛图像进行分析处理，当学生闭眼、眼睛不眨动或视线偏离中心的时间超过预设阈值时判定为学习状态异常，所述震动装置进行震动；所述无线传输模块将眼睛图像和学习状态异常的持续时间无线发送至所述行为数据库模块，所述对比分析判断模块统计各个时段学习状态异常的学生的人数，所述查询模块用以查询所述行为数据库模块中的数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的学习状态监测系统，其特征在于：其包括眼镜本体、行为数据库模块、对比分析判断模块、查询模块和可拆卸安装在所述眼镜本体上的监测装置，所述监测装置包括用以采集学生的眼睛图像的红外探测器、图像处理模块、震动装置和无线传输模块，所述图像处理模块对所述红外探测器所获取的眼睛图像进行分析处理，当学生闭眼、眼睛不眨动或视线偏离中心的时间超过预设阈值时判定为学习状态异常，所述震动装置进行震动；所述无线传输模块将眼睛图像和学习状态异常的持续时间无线发送至所述行为数据库模块，所述对比分析判断模块统计各个时段学习状态异常的学生的人数，所述查询模块用以查询所述行为数据库模块中的数据。


2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的学习状态监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：上超望，刘沈，马丽茹，刘雨佳，裴晓旭，李文秀，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42