[發明專利]一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置及其方法

在審

• 申請號: 202111116336.0
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113823134A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 吳皓月;梁契宗;金英;梁俊富;許洪卓;田顯泰;劉瑩;程楷文;聶昊
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G09B5/14
• 分類號: G09B5/14;G09B19/00;G06Q50/20
• 代理公司: 北京和鼎泰知識產權代理有限公司 11695
• 代理人: 李涵

1.一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置，包括交互機主體(1)，其用于師生間的線上課堂交互學習，交互機主體(1)的正面外壁上安裝有顯示器(2)，顯示器(2)兩側的交互機主體(1)外壁上分別設置有突出的揚聲孔道(3)，且顯示器(2)上方的交互機主體(1)外壁上安裝有攝像頭(4)，其特征在于：所述交互機主體(1)底部兩側分別固定連接有活動連接件(5)，活動連接件(5)的下端分別固定連接有移動球(6)，移動球(6)分別活動卡合固定于偏轉蓋板(7)內壁上兩側的滑槽(8)內部，且偏轉蓋板(7)偏轉包裹防護交互機主體(1)。

2.如權利要求1所述的一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置，其特征在于：所述偏轉蓋板(7)為頂部和一側開口的方形結構，且端口處的兩側外壁上分別活動連接有L型限位桿(9)，L型限位桿(9)的非固定端末端分別固定連接有固定桿(10)，交互機主體(1)的頂端兩側對應固定桿(10)處分別設置有一體的擠壓塊(11)，偏轉蓋板(7)偏轉包裹防護交互機主體(1)時，偏轉蓋板(7)通過固定桿(10)擠壓卡合擠壓塊(11)閉鎖防護交互機主體(1)。

3.如權利要求1所述的一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置，其特征在于：所述揚聲孔道(3)的突出度大于顯示器(2)和攝像頭(4)的端面突出度，且交互機主體(1)背板兩側外壁上活動連接有偏轉支撐桿(12)，偏轉支撐桿(12)用于交互機主體(1)正立擺放時的支撐固定。

4.如權利要求1所述的一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置，其特征在于：所述交互機主體(1)內部設置有交互平臺(13)，交互平臺(13)用于學生和老師共同登錄后的線上課堂交互學習，交互平臺(13)通過其內部的交互模塊(14)連接處理器(15)，處理器(15)通過云網絡遠程連接教師終端(16)，且攝像頭(4)實時拍攝學生學習情況傳輸交互平臺(13)，交互平臺(13)內還設置有單獨的私密交流室(17)，其用于師生的單獨線上溝通。

5.如權利要求4所述的一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置，其特征在于：所述交互模塊(14)包括語音模塊(141)，其用于師生間的語音互動溝通，且設置有供給師生視頻溝通的視頻模塊(142)，以及用于學生學習簽到的定位模塊(143)，交互模塊(14)還設置有提供驅動能源的電源模塊(144)，教師向學生發布作業的作業模塊(145)，以及提供教師在線審批作業的審批模塊(146)。

6.如權利要求5所述的一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置，其特征在于：所述交互模塊(14)內設置有分析學生學習情緒的分析處理模塊(147)和進行數據傳導的數據收發模塊(148)，以及分析判定學生學習情緒異常后向教師終端(16)進行異常報警提醒的報警模塊(149)。

7.如權利要求6所述的一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置，其特征在于：所述分析處理模塊(147)包括對學生學習時面部表情進行分析處理的表情分析模塊(1471)，以及學生和老師學習溝通交流時的語氣分析模塊(1472)，且還設置有穿著分析模塊(1473)，其用于對學生的穿著打扮進行分析研究，通過穿著從側面分析學生的學習情緒。

8.如權利要求7所述的一種具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置，其特征在于：所述分析處理模塊(147)對于學生的情緒分析包括以下步驟：

S1：攝像頭(4)實時拍攝學生學習情況并轉換數據傳輸交互平臺(13)，隨后導入到分析處理模塊(147)中；

S2：分析處理模塊(147)根據攝像頭(4)拍攝數據對學生的學習表情、交流語氣和穿著打扮進行分析評分，并通過處理器(15)計算出三者的平均分；

S3：處理器(15)將所得平均分對比預先存檔的關于學生情緒劃分的各區段閾值，對學生學習的情緒進行分析判定，最終得出該學生的學習情緒結果；

S4：判定結果正常時無需和學生進行溝通交流，反之，老師通過將該學生傳喚到私密交流室(17)中進行單獨的溝通交流輔導，幫助學生進入正常的學習情緒狀態。

9.一種如權利要求1-8任意一項所述的具有學生情緒分析功能的線上課堂交互裝置的實施方法，包括以下步驟：

S1：分離固定桿(10)和擠壓塊(11)解除偏轉蓋板(7)對交互機主體(1)的閉鎖，驅動偏轉蓋板(7)使其旋轉到交互機主體(1)的底部，打開交互機主體(1)的背板上的偏轉支撐桿(12)使其抵靠偏轉蓋板(7)內部側壁對交互機主體(1)進行斜向支撐，將交互機主體(1)豎立起來；

S2：開啟交互機主體(1)，學生分別登錄交互平臺(13)和教師終端(16)進行同步遠程連接，和教師進行線上課堂學習，學習開始前學生通過定位模塊(143)進行簽到，向教師報告當前的安全學習位置；

S3：師生通過交互模塊(14)進行在線學習，攝像頭(4)實時拍攝學生學習情況并轉換數據傳輸交互平臺(13)，隨后導入到分析處理模塊(147)中；

S4：分析處理模塊(147)根據攝像頭(4)拍攝數據對學生的學習表情、交流語氣和穿著打扮進行分析評分，并通過處理器(15)計算出三者的平均分，處理器(15)將所得平均分對比預先存檔的關于學生情緒劃分的各區段閾值，對學生學習的情緒進行分析判定，最終得出該學生的學習情緒結果；

S5：判定學生學習情緒異常時，報警模塊(149)向教師終端(16)進行異常報警提醒，老師通過將該學生傳喚到私密交流室(17)中進行單獨的溝通交流輔導，幫助學生進入正常的學習情緒狀態，老師掌握學生學習情緒實時改變教學方式提高其學習積極性。