[發(fā)明專利]一種線上課堂學(xué)生情緒分析方法和系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010436971.6
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111563697A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海復(fù)岸網(wǎng)絡(luò)信息科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/20;G06F16/245
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 邊延松

本發(fā)明公開了一種線上課堂學(xué)生情緒分析方法，應(yīng)用于包含教師客戶端、學(xué)生客戶端和在線教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)器的教學(xué)系統(tǒng)中，所述方法包括：讀取課堂教學(xué)過程數(shù)據(jù)；基于課堂教學(xué)音頻、視頻數(shù)據(jù)識別學(xué)生上課情緒；基于課堂教學(xué)音頻、視頻、行為日志的相關(guān)數(shù)據(jù)分析教學(xué)過程互動性；分析課堂學(xué)生情緒與教學(xué)過程互動性的關(guān)系；輸出分析結(jié)果用于指導(dǎo)后續(xù)教學(xué)活動。還公開了一種線上課堂學(xué)生情緒分析系統(tǒng)，包括采集模塊、存儲模塊、讀取模塊、計算模塊和顯示模塊。本發(fā)明通過分析學(xué)生在課堂上的情緒與教學(xué)過程互動性之間的關(guān)聯(lián)，可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中存在的問題，有效提高教師的教學(xué)水平，為教育機(jī)構(gòu)實施有效的教學(xué)活動提供了可行方向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在線教育技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種線上課堂學(xué)生情緒分析方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)帶來了教育資源的跨時空整合、教育資源利用率的提高和教學(xué)質(zhì)量的提升。在線教育正推動本行業(yè)產(chǎn)生廣泛和深刻的變革，在線組卷和題庫系統(tǒng)、在線1對1和在線直播等在線資源和教學(xué)方式極大方便和改變了人們的學(xué)習(xí)方式。

教育的一個重要目的是提高教學(xué)效果，讓學(xué)習(xí)者能夠有效快速掌握知識。而在上課過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒對課程的學(xué)習(xí)效果有著直接的影響。在傳統(tǒng)的線下教學(xué)中，學(xué)生在課上的學(xué)習(xí)情緒通常由老師直觀的觀察，并沒有相關(guān)的完整數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)老師。對于線上課程，為了更好的確保教學(xué)水平，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，需要提供一種方法用于分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒和教學(xué)過程中互動性之間的關(guān)聯(lián)性，從而更加直觀的評價老師的教學(xué)水平，也為老師的教學(xué)改進(jìn)提供了有效依據(jù)，可以更加迅速的提高老師的教學(xué)水準(zhǔn)，更好地在課程中激發(fā)學(xué)生的積極情緒。

目前的在線教育中沒有相關(guān)研究，缺乏可以多維度地分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒與課堂教學(xué)過程的關(guān)聯(lián)性，不能有效識別課堂中學(xué)生的情緒，以及學(xué)生情緒與教學(xué)過程互動性的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種線上課堂學(xué)生情緒分析方法，該方法可以高效地發(fā)現(xiàn)學(xué)生課堂情緒與教學(xué)過程互動性的關(guān)聯(lián)，為教育機(jī)構(gòu)改善、提高教學(xué)質(zhì)量提供可行方向，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。本發(fā)明還提供了一種線上課堂學(xué)生情緒分析系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種線上課堂學(xué)生情緒分析方法，應(yīng)用于包含教師客戶端、學(xué)生客戶端和在線教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)器的教學(xué)系統(tǒng)中，所述方法包括：

S110、讀取課堂教學(xué)過程數(shù)據(jù)：基于在線教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)器，獲取的課堂教學(xué)過程數(shù)據(jù)包括：課堂教學(xué)音頻、視頻、行為日志和手寫白板的相關(guān)數(shù)據(jù)；

S120、基于課堂教學(xué)音頻、視頻數(shù)據(jù)識別學(xué)生上課情緒；

S130、基于課堂教學(xué)音頻、視頻、行為日志的相關(guān)數(shù)據(jù)分析教學(xué)過程互動性；

S140、分析課堂學(xué)生情緒與教學(xué)過程互動性的關(guān)系；

S150、輸出分析結(jié)果用于指導(dǎo)后續(xù)教學(xué)活動。

優(yōu)選的，所述在線教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)器運行有數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL或非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MongoDB，用于記錄課堂教學(xué)過程數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，步驟S120中所述的學(xué)生上課情緒采用Pekrun編制的教學(xué)學(xué)業(yè)情緒量表進(jìn)行判斷，其中包括的學(xué)生情緒分為高興、自豪、生氣、焦慮、羞愧、無助和厭倦7個維度。

優(yōu)選的，學(xué)生上課情緒的判斷方法采用支持向量機(jī)（SVM）或深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）方法。

優(yōu)選的，判斷學(xué)生上課情緒的步驟包括：

S310：從數(shù)據(jù)庫中讀取每個課堂教學(xué)過程的音頻、視頻數(shù)據(jù)；

S320：截取課堂中音頻、視頻數(shù)據(jù)中的學(xué)生音頻和視頻；