一种线上课堂数据分析系统的制作方法

1.本发明涉及数据分析技术领域，更具体地说，涉及一种线上课堂数据分析系统。


背景技术：

2.在线教育，或称远程教育、在线学习，现行概念中一般指的是一种基于网络的学习行为，与网络培训概念相似。所有人离不开教育：早期教育、课外辅导、少儿英语、职业教育、出国留学、商学院、移民服务
……
而在信息化爆发式发展的趋势下，在线教育越来越凸显出优势：1、在线教育可以突破时间和空间的限制，提升了学习效率；2、在线教育可以跨越因地域等方面造成的教育资源不平等分配，使教育资源共享化，降低了学习的门槛。
3.基于在线教育的特点和优势，以及人们对自身能力不断提升的要求，人们开始热衷于在网上学习，但是由于线上教育没有人监督，学生容易走神发呆，因此错过重要的知识点，且容易受到外界环境的影响无法专注于课堂内容。
4.为此，我们提出一种线上课堂数据分析系统来有效解决现有技术中所存在的一些问题。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种线上课堂数据分析系统，通过将数据收集模块连接至学生终端监测学生的行为，配合动作对比分析模块对学生的动作进行分析，及时发现学生的异常行为，并进行微动作分析该学生是否有心理问题，对有心理问题的学生进行心理干预，保护了学生的心理健康，使得学生可以健康快乐的学习，提高了学生学习的积极性，同时有效减少了学生走神错过知识点，提高了学生的学习效率，通过主服务器给每个学生建立对应的档案，通过信息交互模块检查学生的作业，分析其上课状态与课后作业质量的关系，对不同的学生实行不同的教育模式，真正做到了因材施教。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
9.一种线上课堂数据分析系统，包括主服务器，主服务器通过网络对接有多个学生终端，主服务器通过网络对接有多个教师终端，学生终端内部设有相应的平台，平台以app或者网站的方式供学生以及教师使用，学生终端通过数据线连接有行为数据收集模块，行为数据收集模块包括动作捕捉模块和视线跟踪模块，服务器为每个学生以及教师均创建个人档案，主服务器内部设有用于学生异常行为判定的动作对比模块，动作对比模块通过平台向学生和教师发送实时信息调整学生状态以及教学节奏，主服务器内部设有用于对学生上课笔记进行检查的笔记对比模块，主服务器内部设有用于课后作业检查的信息交互模块，信息交互模块通过主服务器调用个人档案。
10.进一步的，学生终端均对应有唯一的学生账户，且学生账户的内部设置有课程规划，教师终端均对应有唯一的教师账户，且教师账户的内部设置有教学计划。
11.进一步的，动作捕捉模块捕捉学生的动作，并通过动作对比模块分析该学生与同时段其他学生之间的动作是否存在异常行为，若是发现多次异常行为则立刻对该学生的微动作进行比对，判断其是否存在心理问题，若是存在心理问题，平台在课后通知心理老师对该学生进行心理干预，若是不存在心理问题，平台立刻发送消息提醒该学生认真听课。
12.进一步的，视线追踪模块实时追踪学生的视线焦点，动作对比模块对该学生的视线焦点与同时段其他学生之间的视线焦点进行对比，判断该学生是否认真听课，若是发现多次异常视线则立刻对该学生的微动作进行比对，判断其是否存在心理问题，若是存在心理问题，平台在课后通知心理老师对该学生进行心理干预，若是不存在心理问题，平台立刻发送消息提醒该学生认真听课。
13.进一步的，动作捕捉模块捕捉教师的动作行为，动作对比模块实时分析学生的注意力集中度与该教师的教学动作之间的关系，动作对比模块将吸引学生注意力的教学动作记录在该教师的个人档案中，并生成教学报告发送给该教师，个人档案收集该教师优秀教学案例，进行加密存储。
14.进一步的，动作捕捉模块捕捉到教师存在不当行为时，平台立刻通过教师终端提示该教师注意言行，若是该教师继续不当行为，平台立刻中止教学，并上报至该教师所在单位。
15.进一步的，学生终端上传课后笔记，笔记对比模块对学生的笔记与教师的板书课件进行比对，判断学生笔记是否存在错误和漏记的内容，平台发送消息给学生对笔记进行补充更正，笔记对比模块对学生的笔记进行相互比对，判断教师是否存在漏讲的内容，若是存在漏讲的情况，平台立刻发消息通知教师补充教学内容。
16.进一步的，学生终端上传课后作业，信息交互模块以图像和文字实现教师和学生之间信息交互，信息交互模块对各学生之间的作业情况进行比对，信息交互模块与动作对比模块关联，分析学生作业质量与动作行为的关系，判断学生是否认真听课。
17.进一步的，行为数据收集模块包括底座，底座上端设有固定柱，固定柱上端转动设有视线追踪摄像头，视线追踪摄像头包括外部的外壳，外壳内部转动设有转动球，转动球上设有摄像头，摄像头两侧设有红外感应柱。
18.进一步的，固定柱外壁转动设有警示环，警示环外壁环形设有多个警示灯。
19.3.有益效果
20.相比于现有技术，本发明的优点在于：
21.(1)本方案通过将数据收集模块连接至学生终端监测学生的行为，配合动作对比分析模块对学生的动作进行分析，及时发现学生的异常行为，并进行微动作分析该学生是否有心理问题，对有心理问题的学生进行心理干预，保护了学生的心理健康，使得学生可以健康快乐的学习，提高了学生学习的积极性，同时有效减少了学生走神错过知识点，提高了学生的学习效率，通过主服务器给每个学生建立对应的档案，通过信息交互模块检查学生的作业，分析其上课状态与课后作业质量的关系，对不同的学生实行不同的教育模式，真正做到了因材施教。
22.(2)本方案中的学生终端均对应有唯一的学生账户，且学生账户的内部设置有课程规划，教师终端均对应有唯一的教师账户，且教师账户的内部设置有教学计划，学生终端对应唯一学生账户，可以有效避免同一台设备登录等多个账号，减少学生逃课的可能性，在
教师账户内部设有教学计划可以方便教师规划教学任务，提高教学进度。
23.(3)本方案中的动作捕捉模块捕捉学生的动作，并通过动作对比模块分析该学生与同时段其他学生之间的动作是否存在异常行为，若是发现多次异常行为则立刻对该学生的微动作进行比对，判断其是否存在心理问题，若是存在心理问题，平台在课后通知心理老师对该学生进行心理干预，若是不存在心理问题，平台立刻发送消息提醒该学生认真听课，视线追踪模块实时追踪学生的视线焦点，动作对比模块对该学生的视线焦点与同时段其他学生之间的视线焦点进行对比，判断该学生是否认真听课，若是发现多次异常视线则立刻对该学生的微动作进行比对，判断其是否存在心理问题，若是存在心理问题，平台在课后通知心理老师对该学生进行心理干预，若是不存在心理问题，平台立刻发送消息提醒该学生认真听课，将学生的健康问题排在第一位，避免在课堂上批评该学生对其造成更加严重的心理问题，在课后及时对有心理问题的学生进行心理干预可以减少学生抑郁的可能性，使得学生可以健康发展，提高了学生学习的积极性，同时在学生正常走神时可以及时对学生和老师进行提醒，避免了学生走神错过重要的知识点，使得学生可以及时掌握知识点，对提高学生的成绩有积极地作用，同时减少了老师的工作量，使得授课教师可以将大部分精力都置于授课的过程中，提高教学的质量，从而提高学生的成绩。
24.(4)本方案中的动作捕捉模块捕捉教师的动作行为，动作对比模块实时分析学生的注意力集中度与该教师的教学动作之间的关系，动作对比模块将吸引学生注意力的教学动作记录在该教师的个人档案中，并生成教学报告发送给该教师，个人档案收集该教师优秀教学案例，进行加密存储，实时分析教师的教学动作与学生的注意力集中度的关系，可以给教师提供教学指导，使其了解自己的优势并将其发扬，可以快速培养一位受到学生欢迎且有教学成效的老师，同时学校可以根据优秀教学案例等因素综合分析该教师的能力，使得职位提升更加公平。
25.(5)本方案中的动作捕捉模块捕捉到教师存在不当行为时，平台立刻通过教师终端提示该教师注意言行，若是该教师继续不当行为，平台立刻中止教学，并上报至该教师所在单位，利用动作捕捉模块监督教师的言行举止，避免一些教师的错误行为对未成熟的学生造成不良引导。
26.(6)本方案中的学生终端上传课后笔记，笔记对比模块对学生的笔记与教师的板书课件进行比对，判断学生笔记是否存在错误和漏记的内容，平台发送消息给学生对笔记进行补充更正，笔记对比模块对学生的笔记进行相互比对，判断教师是否存在漏讲的内容，若是存在漏讲的情况，平台立刻发消息通知教师补充教学内容，对学生的笔记进行检查，可以有效检查该学生是否认真听课，是否认真记录知识点，同时检查是否有板书课件有的内容而学生均未记录的知识点，有效避免了教师由于疏忽漏讲的内容，使得教学内容更加完善，提高了教学效果。
27.(7)本方案中的学生终端上传课后作业，信息交互模块以图像和文字实现教师和学生之间信息交互，信息交互模块对各学生之间的作业情况进行比对，信息交互模块与动作对比模块关联，分析学生作业质量与动作行为的关系，判断学生是否认真听课，若是该学生异常行为较多，作业质量较好，则说明该学生喜欢自由的学习环境，可以适当放宽异常行为，若是该学生异常行为较多，作业质量较差，则需要教师在授课过程中及时提醒该学生注意听课，当该学生异常行为较少，作业质量较差，则其学习方法可能出现问题，需要老师对
其学习方法进行调整，对不同的学生实现不同的教学方式，真正做到了因材施教，有教无类，减少了教师对新学生的了解和分析所花费的精力，同时提高了学生的学习成绩。
28.(8)本方案中的行为数据收集模块包括底座，底座上端设有固定柱，固定柱上端转动设有视线追踪摄像头，视线追踪摄像头包括外部的外壳，外壳内部转动设有转动球，转动球上设有摄像头，摄像头两侧设有红外感应柱，固定柱外壁转动设有警示环，警示环外壁环形设有多个警示灯，利用视线追踪摄像头上的红外感应柱追踪学生的眼睛，并配合摄像头近距离拍摄学生的学习状态，红外感应柱不会伤害学生的身体，同时配合警示灯可以及时提示学生，避免学生经常走神错过重要的知识点。
附图说明
29.图1为本发明的工作流程图；
30.图2为本发明的学生终端和教师终端与主服务器内部模块的细部流程图；
31.图3为本发明的学生终端的动作捕捉模块与动作对比模块工作流程图；
32.图4为本发明的学生终端的视线追踪模块与动作对比模块工作流程图；
33.图5为本发明的教学终端的动作对比模块工作流程图；
34.图6为本发明的笔记对比模块工作流程图；
35.图7为本发明的信息交互模块工作流程图；
36.图8为本发明的行为数据收集模块结构示意图；
37.图9为本发明的行为数据收集模块爆炸图；
38.图10为本发明的行为数据收集模块局部放大示意图。
39.图中标号说明：
40.1底座、2固定柱、3视线追踪摄像头、31外壳、32转动球、33摄像头、 34红外灯柱、4警示环、5警示灯。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是适配型号元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.实施例1：
45.请参阅图1-2，一种线上课堂数据分析系统，包括主服务器，其特征在于：主服务器通过网络对接有多个学生终端，主服务器通过网络对接有多个教师终端，学生终端内部设有相应的平台，平台以app或者网站的方式供学生以及教师使用，学生终端通过数据线连接有行为数据收集模块，行为数据收集模块包括动作捕捉模块和视线跟踪模块，服务器为每个学生以及教师均创建个人档案，主服务器内部设有用于学生异常行为判定的动作对比模块，动作对比模块通过平台向学生和教师发送实时信息调整学生状态以及教学节奏，主服务器内部设有用于对学生上课笔记进行检查的笔记对比模块，主服务器内部设有用于课后作业检查的信息交互模块，信息交互模块通过主服务器调用个人档案。
46.学生终端均对应有唯一的学生账户，且学生账户的内部设置有课程规划，教师终端均对应有唯一的教师账户，且教师账户的内部设置有教学计划，学生终端对应唯一学生账户，可以有效避免同一台设备登录等多个账号，减少学生逃课的可能性，在教师账户内部设有教学计划可以方便教师规划教学任务，提高教学进度。
47.请参阅图3-4，动作捕捉模块捕捉学生的动作，并通过动作对比模块分析该学生与同时段其他学生之间的动作是否存在异常行为，若是发现多次异常行为则立刻对该学生的微动作进行比对，判断其是否存在心理问题，若是存在心理问题，平台在课后通知心理老师对该学生进行心理干预，若是不存在心理问题，平台立刻发送消息提醒该学生认真听课，视线追踪模块实时追踪学生的视线焦点，动作对比模块对该学生的视线焦点与同时段其他学生之间的视线焦点进行对比，判断该学生是否认真听课，若是发现多次异常视线则立刻对该学生的微动作进行比对，判断其是否存在心理问题，若是存在心理问题，平台在课后通知心理老师对该学生进行心理干预，若是不存在心理问题，平台立刻发送消息提醒该学生认真听课，将学生的健康问题排在第一位，避免在课堂上批评该学生对其造成更加严重的心理问题，在课后及时对有心理问题的学生进行心理干预可以减少学生抑郁的可能性，使得学生可以健康发展，提高了学生学习的积极性，同时在学生正常走神时可以及时对学生和老师进行提醒，避免了学生走神错过重要的知识点，使得学生可以及时掌握知识点，对提高学生的成绩有积极地作用，同时减少了老师的工作量，使得授课教师可以将大部分精力都置于授课的过程中，提高教学的质量，从而提高学生的成绩。
48.请参阅图5，动作捕捉模块捕捉教师的动作行为，动作对比模块实时分析学生的注意力集中度与该教师的教学动作之间的关系，动作对比模块将吸引学生注意力的教学动作记录在该教师的个人档案中，并生成教学报告发送给该教师，个人档案收集该教师优秀教学案例，进行加密存储，实时分析教师的教学动作与学生的注意力集中度的关系，可以给教师提供教学指导，使其了解自己的优势并将其发扬，可以快速培养一位受到学生欢迎且有教学成效的老师，同时学校可以根据优秀教学案例等因素综合分析该教师的能力，使得职位提升更加公平。
49.动作捕捉模块捕捉到教师存在不当行为时，平台立刻通过教师终端提示该教师注意言行，若是该教师继续不当行为，平台立刻中止教学，并上报至该教师所在单位，利用动作捕捉模块监督教师的言行举止，避免一些教师的错误行为对未成熟的学生造成不良引导。
50.请参阅图6，学生终端上传课后笔记，笔记对比模块对学生的笔记与教师的板书课
件进行比对，判断学生笔记是否存在错误和漏记的内容，平台发送消息给学生对笔记进行补充更正，笔记对比模块对学生的笔记进行相互比对，判断教师是否存在漏讲的内容，若是存在漏讲的情况，平台立刻发消息通知教师补充教学内容，对学生的笔记进行检查，可以有效检查该学生是否认真听课，是否认真记录知识点，同时检查是否有板书课件有的内容而学生均未记录的知识点，有效避免了教师由于疏忽漏讲的内容，使得教学内容更加完善，提高了教学效果。
51.请参阅图7，学生终端上传课后作业，信息交互模块以图像和文字实现教师和学生之间信息交互，信息交互模块对各学生之间的作业情况进行比对，信息交互模块与动作对比模块关联，分析学生作业质量与动作行为的关系，判断学生是否认真听课，若是该学生异常行为较多，作业质量较好，则说明该学生喜欢自由的学习环境，可以适当放宽异常行为，若是该学生异常行为较多，作业质量较差，则需要教师在授课过程中及时提醒该学生注意听课，当该学生异常行为较少，作业质量较差，则其学习方法可能出现问题，需要老师对其学习方法进行调整，对不同的学生实现不同的教学方式，真正做到了因材施教，有教无类，减少了教师对新学生的了解和分析所花费的精力，同时提高了学生的学习成绩。
52.请参阅图8-10，行为数据收集模块包括底座1，底座1上端设有固定柱2，固定柱2上端转动设有视线追踪摄像头3，视线追踪摄像头3包括外部的外壳 31，外壳31内部转动设有转动球32，转动球32上设有摄像头33，摄像头33 两侧设有红外感应柱34，固定柱2外壁转动设有警示环4，警示环4外壁环形设有多个警示灯5，利用视线追踪摄像头3上的红外感应柱34追踪学生的眼睛，并配合摄像头33近距离拍摄学生的学习状态，红外感应柱34不会伤害学生的身体，同时配合警示灯5可以及时提示学生，避免学生经常走神错过重要的知识点。
53.学生在上线上课程时，首先需要将行为数据收集模块通过数据线连接至手机或是电脑主机上，并使得摄像头33对准学生本人，通过将数据收集模块连接至学生终端监测学生的行为，配合动作对比分析模块对学生的动作进行分析，及时发现学生的异常行为，并进行微动作分析该学生是否有心理问题，对有心理问题的学生进行心理干预，保护了学生的心理健康，使得学生可以健康快乐的学习，提高了学生学习的积极性，同时有效减少了学生走神错过知识点，提高了学生的学习效率，通过主服务器给每个学生建立对应的档案，通过信息交互模块检查学生的作业，分析其上课状态与课后作业质量的关系，对不同的学生实行不同的教育模式，真正做到了因材施教。
54.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。