[发明专利]一种基于脑电信号的二维心理坐标式过程性教学评价系统

权利要求书

1.一种基于脑电信号的二维心理坐标式过程性教学评价系统，其特征在于，包括脑电信号采集子系统，注意力-愉悦度分析子系统，课堂实时显示装置以及师生听授课打分子系统；

脑电信号采集子系统，用于采集学生脑电信号并进行模数转换；

注意力-愉悦度分析子系统利用微处理器驱动无线模块接收脑电信号并进行预处理，并基于脑电信号各频带功率值反映学生注意力状态，并基于脑电信号本征模函数样本熵值反映学生愉悦度状态；

课堂实时显示装置，用于将班级各个学生的注意力及愉悦度分析结果以二维坐标图的形式随堂显示；

师生听授课打分子系统，用于课程结束后统计各个学生的注意力及愉悦度分析结果，为学生课堂总体表现进行打分，并依据班级学生的总体得分情况为教师打分。

2.根据权利要求1所述基于脑电信号的二维心理坐标式过程性教学评价系统，其特征在于，所述脑电信号采集子系统基于集成模拟前端芯片，可采集学生前额叶脑电信号；所述注意力-愉悦度分析子系统基于微处理器进行构建。

3.根据权利要求1所述基于脑电信号的二维心理坐标式过程性教学评价系统，其特征在于，所述注意力-愉悦度分析子系统与所述脑电信号采集子系统之间基于蓝牙无线模块构建一主多从式星形微微网实现一对多通信；所述注意力-愉悦度分析子系统作为主机采用轮询的方式，周期性发送信号采集指令，并依次接收从机，即所述脑电信号采集子系统发送的固定时长脑电信号。

4.根据权利要求1所述基于脑电信号的二维心理坐标式过程性教学评价系统，其特征在于，所述注意力-愉悦度分析子系统通过提取脑电信号δ、θ、α、β四频带功率值来构建注意力回归函数，以提取学生注意力状态信息；所述注意力-愉悦度分析子系统依据经验模态分解算法，提取脑电信号前四阶本征模函数并计算其样本熵值，通过构建样本熵回归函数提取学生愉悦度状态信息。

5.根据权利要求1所述基于脑电信号的二维心理坐标式过程性教学评价系统，其特征在于，所述课堂实时显示装置可构建注意力-愉悦度二维坐标图，用以实时显示班级学生学习状态的分布情况，并依据注意力及愉悦度状态将坐标图分设高注意力、高愉悦度的“积极主动”区域、高注意力、较低愉悦度的“价值驱动”区域、较低注意力、高愉悦度的“兴趣驱动”区域、较低注意力、较低愉悦度的“消极被动”区域以及过低注意力、过低愉悦度的“异常”区域。

6.根据权利要求1所述基于脑电信号的二维心理坐标式过程性教学评价系统，其特征在于，所述师生听授课打分子系统可在课程教学结束后，可通过计算落入所述课堂实时显示装置中注意力-愉悦度二维坐标图各区域时长的加权平均为学生课堂总体表现打分，并可通过计算班级学生的平均得分为教师打分。

7.根据权利要求1所述基于脑电信号的二维心理坐标式过程性教学评价系统，其特征在于，所述师生听授课打分子系统可利用所述课堂实时显示装置显示评价结果，还可利用USB接口输出结果。