一种基于物联网的教育系统

本发明涉及一种基于物联网的教育系统，属于教育系统。

背景技术：

1、随着科技的进步，教育行业的工具、运营模式等也面临着变革。在物联网产业化加速的今天，物联网方案也开始向教育领域渗透，但这注定是一个循序渐进的过程，数据驱动将在这一过程中发挥着关键作用。

2、目前传统的课堂教学模式，信息的流动更多的仍然是教师向学生进行单向的传输，所形成的是教育资源的规模化传播和复制，学生仍然是在被动接受知识。因此在整个教学环节中，教师无法获取到学生当前的学习状态，教师与学生之间缺少信息的双向流动。

技术实现思路

1、为了将传统教学环节的信息从单向流动变为双向流动，从而能够更好的优化教学方式，本技术提供一种基于物联网的教育系统。

2、本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：一种基于物联网的教育系统，包括有：

3、学生端数据采集模块，内部存储有佩戴者的基本信息，所述学生端数据采集模块用于实时采集当前佩戴者的体征数据；

4、教师端数据处理模块，与各个所述学生端数据采集模块实现远程通讯；所述教师端数据处理模块用于实时接收由学生端数据采集模块回传的体征数据，并将回传的体征数据进行信号处理后，所述教师端数据处理模块将实时输出当前学生学习状态信息至指定的移动终端；

5、所述学生端数据采集模块所要采集的体征数据至少包括有：单位时间内当前佩戴者的血压、脉搏以及心率。

6、通过采用上述技术方案，为了让教师更加清楚且直观的获取到各个学生课题的学习状态，在课堂教学期间通过实时获取佩戴者的血压、脉搏以及心率等体征数据，从而能实时帮助教师更加准确的判断出学生当前的学习状态；当教师进行课堂提问时，若学生的各项体征数据开始处于上升状态，则表明该学生处于思考状态；反之，若学生的各项体征数据仍保持平稳状态，则表明该学生在课堂上的积极性还有待提升；教师通过观察体征数据的变化便能准确获取到每位学生的课堂情况，从而能更好的关注到每位学生的学习状态；实现了教师与学生之间的信息双向流动，为精细化、个性化教育打下基础；能够更好的优化教学方式。

7、可选的，所述教师端数据处理模块包括有：

8、等级划分单元，设置有各项体征数据的等级划分预设范围值，所述等级划分单元用于将接收到的体征数据与各自对应的等级划分预设范围值进行比较判断，并根据当前体征数据所处的等级划分预设范围值，将当前学生学习状态进行等级划分。

9、通过采用上述技术方案，将学生的学习状态进行等级划分，一方面能够让教师更加方便且快速的知晓学生的学习状态信息，另一方面还能更加精准的将学生的学习状态进行科学判定与划分，实现对体征数据的科学化分析、数据化管控以及智能化处理的效果，提升了对体征数据的处理能力。

10、可选的，所述教师端数据处理模块还包括有：

11、时长统计单元，用于计算在指定时间段内体征数据在各个等级所处的时长、时间段，以及体征数据在各个等级所处的时间占比。

12、通过采用上述技术方案，为了能更加全面且科学的提升对体征数据的分析能力，时长统计单元通过计算在指定时间段内体征数据在各个等级所处的时长、时间段，以及体征数据在各个等级所处的时间占比，从而能为教师提供多维度的数据支持；教师可用一节课的时间作为指定时间段，通过时长统计单元来为教师提供更加全面且科学的数据分析，利用数据来对每位学生的课堂情况进行全程记录与分析，用数据说话，改善传统教育方式存在的弊端，从而能更加客观的为教师输出每位学生的课堂学习状态模型；教师通过课堂学习状态模型也能更加精准且直观的了解到每位学生的课堂专注程度。

13、可选的，还包括有：

14、视频捕捉模块，用于实时获取课堂的视频画面信息；

15、所述教师端数据处理模块还包括有：学生信息识别单元，内部存储有学生身份信息，所述学生信息识别单元与视频捕捉模块建立信息通讯；所述学生信息识别单元用于实时接收视频画面信息，将接收到的视频画面信息与内部存储的学生身份信息进行比对后，自动识别出视频画面信息中的学生身份；

16、学生活跃度统计单元，与所述学生信息识别单元建立信息通讯，所述学生活跃度统计单元用于根据视频捕捉模块获取到的视频画面信息，并基于所述学生信息识别单元自动统计在指定时间段内视频画面信息中各个学生的举手次数、起身作答次数。

17、通过采用上述技术方案，当视频捕捉模块获取到课堂的视频画面信息后，通过学生信息识别单元能将接收到的视频画面信息与内部存储的学生身份信息进行比对，随后将自动识别出视频画面信息中对应的学生身份；为了改善传统教育方式以成绩作为判定学生好坏的唯一标准的情况，通过学生活跃度统计单元能够科学记录学生在课堂上的日常表现情况，教师可通过学生活跃度统计单元内记录的数据科学分析出学生近期的学习状态，给教师提供更多维度的数据支持，使教师不再只能通过成绩来对学生的学习状态进行分析，还可通过日常课堂表现来对学生的学习状态进行分析；学生在课堂上举手回答问题的次数越多，则表明该学生在课堂上主动思考学习的状态越好；而统计学生起身作答次数的主要目的是为了记录部分性格较为内向，在课堂上不愿意主动举手的学生，教师通过分析每位学生起身作答次数，从而能够关注到起身作答次数较少的学生，进而能够提升学生的学习积极性，锻炼学生胆量。

18、可选的，所述教师端数据处理模块还包括有：

19、课堂表现评分单元，用于供教师对学生的课堂表现进行评分，并接收教师对学生的评分信息，将采集到的评分信息进行实时记录与储存；所述课堂表现评分单元还可根据存储的评分信息导出课堂表现评分表。

20、通过采用上述技术方案，一方面方便了教师对学生的课堂表现进行及时记录，另一方面通过课堂表现评分单元能够让每位任课教师更加全面的了解每位学生在不同课堂下的表现情况，打破了不同任课教师之间的信息闭塞问题，使各任课教师能够从多维度了解学生；针对偏科或在其他课堂表现优秀的学生，能够刺激任课教师提升自身的教学水平，促进教学水平的不断完善与提升；同时也方便各任课教师针对学生情况进行内部的沟通交流。

21、可选的，所述教师端数据处理模块还包括有：

22、学生考勤统计单元，与所述学生信息识别单元建立信息通讯，所述学生考勤统计单元用于根据视频捕捉模块获取到的视频画面信息，并基于所述学生信息识别单元自动统计各个学生的考勤数据信息，所述考勤数据信息至少包括有：在指定时间段内初次到教室的时间、以及在指定时间段内最后一次离开教室的时间；当所述学生考勤统计单元接收到由家长移动端发出的访问指令时，所述学生考勤统计单元将发送指定学生的考勤数据信息至家长移动端。

23、通过采用上述技术方案，通过向家长移动端发送学生初次到教室与最后一次离开教室的时间，从而能让学生家长及时获取到学生的位置状态，增加了家长对学生在校情况的信息获取途径，方便家长对学生的在校情况进行关注；此外教师通过考勤数据信息也可对学生的考勤情况进行关注，教师通过获取学生最后一次离开教室的时间，针对离开教室较晚的学生可进行特别关注，同时也可反馈出该名学生为学习付出的时间与努力。

24、可选的，还包括有：

25、声音采集模块，用于获取课堂的声音数据信息；

26、所述教师端数据处理模块还包括有：线上公开课单元，用于接收由教师发出的控制指令；所述线上公开课单元在接收到控制指令后，将所述视频捕捉模块获取的视频画面信息，以及声音采集模块获取的声音数据信息同步至家长移动端。

27、通过采用上述技术方案，当线上公开课单元启动时，视频捕捉模块获取的视频画面信息，以及声音采集模块获取的声音数据信息将直接同步至家长移动端；线上公开课单元建立起了家长与教师之间的教学互动，家长可通过参加线上公开课的方式来对教师的教学水平与教学质量进行监督；教师在家长的监督下，能够进一步端正自身的教学态度，不断提升自身的教学水平与教学质量。

28、可选的，所述教师端数据处理模块还包括有：

29、家长评分单元，用于接收并统计由家长移动端发回的公开课评分数据，所述家长评分单元内设置有评分判断单元，所述评分判断单元用于判断当前接收的公开课评分数据是否有效；所述评分判断单元内设置有评分有效条件指标，若接收到的公开课评分数据不符合评分有效条件指标，所述评分判断单元将发出提示信息至家长移动端进行报错提示，并不记录不符合评分有效条件指标的公开课评分数据。

30、通过采用上述技术方案，通过家长评分单元来将接收到的公开课评分数据进行数据统计，从而能建立教师教学水平与教学质量的评分体系；使教师能够直接接收到来自线上家长的评分，通过将教师的教学水平与教学质量进行评分，从而能让校方关注到每位教师的教学情况，对教师的教学水平与教学质量形成家长与校方的双重监督机制，进而能够不断激励每位教师认真对待教学工作，端正教学态度；而为了预防出现恶意评分的情况，通过评分判断单元能够判断当前接收的公开课评分数据是否有效，从而能提升每条公开课评分数据的真实性与准确性。

31、可选的，还包括有：

32、教学质量公开模块，与所述家长评分单元建立信息通讯，所述教学质量公开模块内设置有星级评定指标范围值，将获取到的公开课评分数据与星级评定指标范围值进行比较判断后，输出教师对应的星级评定结果。

33、通过采用上述技术方案，通过将每位教师进行星级评定，从而能让每位教师更加重视公开课评分数据，进而能从根本上改善自身的教学水平与教学质量，将提升自身教学水平与教学质量作为长久性工作重心；校方也可根据每位教师的星级评定结果，给予教师鼓励与激励，实现良性循环。

34、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

35、1.教师通过观察体征数据的变化便能准确获取到每位学生的课堂情况，从而能更好的关注到每位学生的学习状态；实现了教师与学生之间的信息双向流动，为精细化、个性化教育打下基础；能够更好的优化教学方式；

36、2.利用数据来对每位学生的课堂情况进行全程记录与分析，用数据说话，改善传统教育方式存在的弊端，从而能更加客观的为教师输出每位学生的课堂学习状态模型；教师通过课堂学习状态模型也能更加精准且直观的了解到每位学生的课堂专注程度；

37、3.教师通过分析每位学生起身作答次数，从而能够关注到起身作答次数较少的学生，进而能够提升学生的学习积极性，锻炼学生胆量；

38、4.家长可通过参加线上公开课的方式来对教师的教学水平与教学质量进行监督；教师在家长的监督下，能够进一步端正自身的教学态度，不断提升自身的教学水平与教学质量。