[發明專利]一種基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法

在審

• 申請號: 201711331227.4
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107992896A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 禹東川;靳來鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;A61B3/113;G09B19/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 顧進

1.一種基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，包括以下步驟，

第一步驟S1：記錄概念轉變學生和概念未轉變學生這兩大類人群在核心科學概念的理解過程中眼動軌跡數據、行為數據、問題回答按鍵和問題回答語音數據；

第二步驟S2：根據需評估核心科學概念的內容所呈現的空間位置，選取和劃分視覺加工區，所述視覺加工區為感興趣區域；

第三步驟S3：計算在感興趣區上的注視時間占完成任務所用時間的比例和對各感興趣區之間的跳轉概率，獲得特征向量，并進而獲得訓練數據樣本集和測試樣本集；

第四步驟S4：對S3獲得的訓練數據樣本集和測試樣本集按照標準的前向神經網絡結構設計技術獲得模式分類器；

第五步驟S5：利用S4獲得的模式分類器對學習者理解核心科學概念的程度進行評估。

2.如權利要求1所述的基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，S1所述眼動軌跡數據通過遙測式眼動儀記錄。

3.如權利要求1所述的基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，S1所述行為數據、問題回答語音數據通過錄播系統記錄。

4.如權利要求1所述的基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，S1所述問題回答按鍵通過計算機鍵盤記錄。

5.如權利要求1所述的基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，所述S1的具體步驟為：對概念轉變學生和概念未轉變學生這兩大類人群被試，首先對眼動儀完成眼動校正任務，然后通過計算機顯示器向其呈現任務指導語，之后向被試呈現需要理解的核心科學概念，要求在思考之后，直接說出答案，同時按下鍵盤進行事件表針；用遙測式眼動儀記錄被試在評測過程中的眼動軌跡，錄播系統全程記錄被試在評測過程中的行為和答案對應的語音。

6.如權利要求1所述的基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，S2所述的需評估核心科學概念的內容包括文字、圖片、答案。

7.如權利要求1所述的基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，S3所述訓練數據樣本集和測試樣本集的輸入向量由感興趣區上的注視時間占完成任務所用時間的比例以及經過剔除后的各感興趣區之間的跳轉概率構成，輸出結果為{0，1}數據，其中0代表概念未轉變學生的數據，1代表概念轉變學生的數據。

8.如權利要求1所述的基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，S4所述模式分類器采用標準化的前向神經網絡結構設計算法，確定隱層神經元數量、隱層權值與閥值、輸出層權值與閥值結構信息。

9.如權利要求1所述的基于眼動追蹤技術的科學概念評測方法，其特征在于，所述模式分類器的隱層激勵函數是Sigmoid函數輸出層激活函數為線性函數f(x)＝x；這樣模式分類器的函數映射關系可以表示為：out＝W₂*f(W₁*in+B₁)+B₂，其中out為模式分類器的函數映射關系的輸出、in為模式分類器的函數映射關系的輸入、W₁為隱層權值、W₂為輸出層權值、B₁為隱層閥值、B₂為輸出層閥值。