logo好方法网

一种基于眼动信号的在线教学模式切换方法


技术摘要:
本发明公开了一种基于眼动信号的在线教学模式切换方法,包括如下步骤,针对在线学习的任务,采集学生信息并匹配,实时收集学生在线学习过程中的眼动数据;学生移动终端对眼动数据进行分析,计算学生学习的实际关注度,判断学生是否出现厌学现象;计算厌学人数的占比,  全部
背景技术:
伴随着互联网的渗透率的逐步提高,移动互联网时代催生了基于手机、平板电脑 等个人电子设备的移动教育。在线教育用户规模持续扩张,在线教育的市场认可度逐步提 高,对线上课程的广度和内容深度要求提高;用户重视学习的有效性,并对线上学习体验不 断提出新的要求。尤其是,冠状病毒疫情期间,“停课不停学”教育策略的落实,各大高校、中 小学和教育机构等利用在线远程学习的方式展开线上教学。因此,如何提高在线学习过程 中学生的学习效率和教师的教学质量显得尤为重要。 现有在线教学策略主要依靠设计好的教学流程和策略,对于学生在实际学习过程 中产生厌学、缺乏兴趣等现象,无法根据实际情况做精准化的学习模式切换,没有形成符合 学生实际状态的智能化在线教学。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种基于眼动信号 的在线教学模式切换方法。 为实现上述技术目的,本发明采取的技术方案为: 一种基于眼动信号的在线教学模式切换方法,其中:包括如下步骤: 步骤S1:针对在线学习的任务,采集学生信息并进行匹配,实时收集学生在线学习 过程中的眼动数据,所述眼动数据包括注视点坐标、注视点时间; 步骤S2:学生移动终端对实时采集的眼动数据进行分析和识别,根据有效注视点 和同一有效注视点的停留时间,计算学生学习的实际关注度,判断学生是否出现厌学现象; 步骤S3:计算厌学人数的占比,若该占比小于厌学人数阈值,则学生移动终端进行 自动提醒,并推送消息给教师移动终端;反之,教师移动终端切换人工教学模式; 步骤S4:若学生移动终端提醒导致厌学人数增加,则教师移动终端控制学生移动 终端发出警告提醒;若教师移动终端采用新的教学模式没有改变整体厌学情况,则切换教 学模式增加课堂互动环节; 步骤S5:统计学生在线学习时间和效率,调整在线学习任务。 为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括: 进一步地,步骤S1具体为: 教师移动终端发布在线学习的任务,学生移动终端接收在线学习的任务,学生移 动终端验证学生校园卡登录信息,同时将信息发送至教师移动终端,教师移动终端识别并 确认现在课堂的具体学生信息,并记录未到场的学生;同时在学习过程中利用眼动仪采集 学生的注视点坐标和注视点时间。 4 CN 111610862 A 说 明 书 2/5 页 进一步地,步骤S2具体为: S21:将每一个眼动数据标记为fi={(xi,yi),ti},如果注视点坐标(xi,yi)在学生 移动终端上有效信息的位置范围内,且注视点时间ti在有效的时间范围内,则判断为有效 注视点fi,否则,该注视点没有产生学习行为,属于无效注视点; 其中,fi表示注视点,(xi,yi)表示注视点fi对应的坐标,ti表示注视点fi在(xi,yi) 上的停留时间; S22:将在线课堂时间划分为多段连续的时间窗jT,j∈(1,n),首先判断时间窗jT 哪些注视点产生有效的学习行为,然后对该时间窗内的有效注视点的注视时间ti进行求 和,得到学生在时间窗jT内的有效学习时间Dj,最后计算学生在时间窗jT内学习实际兴趣 程度Aj=Dj/T; S23:设定时间窗jT所对应的兴趣程度阈值为Gj,将学生在时间窗jT内学习实际兴 趣程度Aj与兴趣程度阈值Gj进行对比,若Aj<Gj,判断学生已经出现厌学现象。 进一步地,步骤S3具体为: S31:教师移动终端统计在时间窗jT内所有产生厌学现象的人数,然后计算厌学人 数在当前线上学习人数的占比Zj, S32:设定时间窗jT所对应的厌学人数阈值Mj,若Zj<Mj,学生移动终端的学习界面 将出现抖动或警告声音,让学生重新回到在线学习课堂,同时教师移动终端接收到学生学 习情况; S33:若Zj≥Mj,教师移动终端控制学生移动终端停止教学,结合课程的内容和学生 学习情况,教师人工调整教学模式,包括发布课堂测试或在线直播。 进一步地,步骤S4具体为: S41:若在时间窗jT内,学生移动终端自动给学生发出警告声音后,在下一个时间 窗(j 1)T内Zj<Zj 1,教师移动终端控制学生移动终端给学生发出警告信息窗口,需要学生 鼠标点击取消,提示学生重新回到在线学习课堂; S42:若在时间窗jT内,切换人工教学模式后,在下一个时间窗内(j 1)T内Zj 1≥ Mj 1,则教师移动终端对人工教学模式进行调整,包括组织学生在线学习讨论、直接点名学 生完成实验任务。 进一步地,步骤S5具体为: S51:学生移动终端实时记录学生在线学习情况,教师移动端实时反馈学生在线学 习情况,根据学生整节课的学习情况进行计算和分析; S52:设定学生课堂中有效学习时间阈值为Wh和最低时间阈值为W1,计算学生在线 学习的学习时间 若W>Wh,则学生对在线课程学习关注度过高,学习难 度较大;若W<W1,则学生对在线课程学习关注度较低,缺乏对在线课堂学习兴趣; S53:设定时间窗jT所对应的有效学习时间阈值为Wjh和最低时间阈值为Wj1,分析 学生在线学习效率 若Dj-Wjh>0,则学生对时间窗jT内知识点理解 困难,需要增加辅助教学资源或降低学习内容难度,进一步优化教学设计方案;若Dj-Wjl< 0,则学生对时间窗jT内知识点缺乏学习兴趣,需要调整在线学习时间或优化教学展现形 5 CN 111610862 A 说 明 书 3/5 页 式,包括视频动态呈现、学习界面布局、PPT美化。 本发明的有益效果: 本发明一种基于眼动信号的在线教学模式切换方法,通过采集学生在学生移动终 端的眼动数据,分析学生的学习关注度,教师移动终端收集各个学生移动终端的数据分析, 进行不同教学模式的切换,能够实现在学生学习出现消极现象时候即时给予精准的干预策 略,促进他们积极参与学习,提高他们个性化学习的自主性,能够智能地为教师提供学生学 习状态反馈信息,提醒教师即时采取干预措施,实现精准化教学互动,提高在线课堂教学的 效率和质量;同时对在线课堂的整体情况进行分析,进行课堂教学内容的优化。 附图说明 图1是本发明的流程示意图。
分享到:
收藏