[发明专利]基于人工智能技术的课堂教学质量在线持续改进系统

说明书

本发明公开了基于人工智能技术的课堂教学质量在线持续改进系统，包括服务器、听课状态管理系统、教务管理终端、手机终端以及教师管理终端，系统依据多个摄像头、体感传感器识别学生的听课状态，统计学生的听课(签到)、迟到早退人数，统计学生看手机、打瞌睡、相互聊天、大声喧哗者的姓名、学号等，同时系统可以将学生听课状态及人数统计情况、授课教师的讲课语速等实时显示在讲台上的多媒体显示屏上，动态跟踪学生的听课状态，及时提醒教师采用相关互动措施或改变(改进)授课方法，这对于教师实时改进自己的教学方法，达到在线持续改进课堂教学质量的目的，具有一定的积极意义。

技术领域

本发明属于教学管理系统技术领域，具体涉及一种基于人工智能技术的课堂教学质量在线持续改进系统。

背景技术

目前，对于课堂教学，人们往往只关注教师的表现，教师的基本功如何，组织能力怎样，有没有教学机制等等。随着对课堂教学认识的深化和更新，人们已经意识到，学生才是课堂的真正主人，课堂教学从关注教师转向关注学生的观念，在大多高校已悄然萌生。“以学论教”应成为观察和评价课堂的一个基本原则。因此，对教师教学质量的评价，应从重点关注教师的教转向关注师生互动、关注学生的学情，以学生在课堂教学中呈现的状态和获得的发展作为评定课堂教学质量的重要依据。随着人工智能技术的不断发展，采用图像识别技术，识别学生的听课状态，如：看手机、打瞌睡、相互聊天、大声喧哗等，同时识别学生的脸部表情并计算学生听课的愉悦度和专注率，已经成为可能，采用计算机管理系统监视、管理学生的脸部表情及其听课状态，有利于教师精准、实时掌握自己的授课效果，查找原因，适时互动，因生施教，有的放矢。管理课堂教学状态，是师生之间知识的沟通与反馈和情感交流与互动的重要手段，对于激发学生学习兴趣、开启学生积极思维和保护学生创新思维等方面有着重要的作用，因此，需要研究基于人工智能技术的课堂教学质量在线持续改进系统，从而在一定程度上对教学质量和教学管理水平进行进一步提升和优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于人工智能技术的课堂教学质量在线持续改进系统，解决了目前的课堂教学系统中，在一定程度上对教学质量和教学管理水平有待进一步提升和优化的问题。

本发明所采用的技术方案是，

基于人工智能技术的课堂教学质量在线持续改进系统，包括服务器、听课状态管理系统、教务管理终端、手机终端以及教师管理终端；听课状态管理系统包括可旋第一转摄像头组、体感传感器、控制主机以及显示器，其中：

服务器，其位于学校教务处机房，接受听课状态管理系统、教务管理终端、手机终端以及教师管理终端的信息访问，以便进行信息储存和信息管理；

服务器，其内部存储有学生的基本信息、学籍档案、教学计划以及教学安排的资料；

听课状态管理系统：其通过安装于教室的摄像头组采集的学生脸部特征，采用人工智能图像识别技术识别学生的身份，并结合体感传感器识别学生的听课状态及跟踪定位学生的听课位置；且听课状态管理系统可识别学生的脸部表情并计算学生听课的愉悦度和专注率。

学生的听课状态包括：看手机、打瞌睡、相互聊天、大声喧哗；

心情愉悦度X由学生面带微笑的人数X_w、表情平和的人数X_p、面带愁容的人数X_c以及学生的总人数N计算而成，计算公式为如下公式(1)：

其中，听课专注率Z由学生看手机人数Z_sj、打瞌睡人数Z_ks、相互聊天人数Z_lt、大声喧哗人数Z_xh以及学生的总人数N计算而成，计算公式为如下公式(2)：

教务管理终端，用于教务管理人员对服务器接受、保存的数据进行管理，包括对数据的储存、备份、检索、统计以及汇总，同时对注册的师生用户进行管理；