智慧教室與課堂智能教學(xué)評(píng)估的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-27 04:46
在全面推進(jìn)信息化教學(xué)的大背景下,學(xué)校的教室建設(shè)也在朝著特色化、內(nèi)涵化以及智慧化的方向發(fā)展。智慧教室不僅是對(duì)教學(xué)設(shè)備的優(yōu)化與升級(jí),更重要的是通過(guò)設(shè)備來(lái)獲取教育數(shù)據(jù),以數(shù)據(jù)支撐教學(xué)變革。智慧教室系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理、環(huán)境調(diào)控、分析決策、教學(xué)評(píng)估等功能,因此系統(tǒng)便捷性、穩(wěn)定性、兼容性越強(qiáng),系統(tǒng)的可用性也就越好。目前國(guó)內(nèi)智慧教室系統(tǒng)解決方案的重心大多偏向于功能架構(gòu)層面并且系統(tǒng)的融合度不高,這也導(dǎo)致了對(duì)教育數(shù)據(jù)的分析嚴(yán)重不足。不同設(shè)備開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、通信機(jī)制存在較大差異,導(dǎo)致子系統(tǒng)切換以及數(shù)據(jù)交流不暢。多種先進(jìn)設(shè)備的聯(lián)合使用導(dǎo)致系統(tǒng)操作便捷性較差。針對(duì)這些問(wèn)題,在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和教學(xué)評(píng)估應(yīng)用兩方面進(jìn)行研究,研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:(1)軟件設(shè)計(jì)上將智慧教室系統(tǒng)劃分為三個(gè)子系統(tǒng),即智能監(jiān)控管理系統(tǒng)、智能錄播系統(tǒng)以及課堂教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件操作頁(yè)面采用簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)風(fēng)格,并結(jié)合TPC7062Hn型觸摸屏研發(fā)的智能系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能調(diào)控,從而提高了系統(tǒng)的操作便捷性。在Visual Studio 2010平臺(tái)上完成智能監(jiān)控管理子系統(tǒng)的搭建,借助智能錄播系統(tǒng)以及教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)提供的C#開(kāi)發(fā)API接口,完成三個(gè)子...
【文章來(lái)源】:杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究綜述
1.2.1 智慧教室相關(guān)研究
1.2.2 教學(xué)評(píng)估相關(guān)研究
1.3 課題研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新
第2章 智慧教室系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 智慧教室概念及其特征
2.1.1 多媒體教室局限性
2.1.2 智慧教室概念及特征
2.2 智慧教室目前存在問(wèn)題
2.3 智慧教室系統(tǒng)構(gòu)建
2.3.1 系統(tǒng)構(gòu)建原則
2.3.2 系統(tǒng)模型構(gòu)建
2.4 智慧教室系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)
2.4.1 智能監(jiān)控管理系統(tǒng)
2.4.2 智能教學(xué)評(píng)估模塊
2.4.3 智能錄播模塊
2.5 智慧教室色彩體系設(shè)計(jì)
2.5.1 色彩設(shè)計(jì)重要性
2.5.2 色彩感情化設(shè)計(jì)模型
2.5.3 “三層六維”色彩設(shè)計(jì)
2.6 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
2.6.1 人臉識(shí)別技術(shù)
2.6.2 圖像處理技術(shù)
2.6.3 傳感器技術(shù)
2.6.4 通信技術(shù)
2.7 本章小結(jié)
第3章 智能監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1 智慧教室系統(tǒng)分析
3.1.1 系統(tǒng)分析流程
3.1.2 系統(tǒng)功能需求分析
3.1.3 系統(tǒng)技術(shù)可行性分析
3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.2.1 控制系統(tǒng)功能要求
3.2.2 控制系統(tǒng)性能要求
3.2.3 供電控制策略研究
3.2.4 網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理
3.3 智能監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.3.1 智能監(jiān)控管理系統(tǒng)概述
3.3.2 服務(wù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.3 客戶端應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.4 系統(tǒng)性能測(cè)試與研究
3.4 本章小結(jié)
第4章 智能錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與研究
4.1 智能錄播系統(tǒng)概述
4.2 智能錄播系統(tǒng)跟蹤技術(shù)
4.3 智能錄播系統(tǒng)模塊說(shuō)明
4.4 智能錄播系統(tǒng)控制策略
4.4.1 目標(biāo)跟蹤策略
4.4.2 畫(huà)面切換策略
4.5 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位算法
4.5.1 算法概述
4.5.2 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法
4.5.3 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法
4.6 智能錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
4.7 系統(tǒng)性能測(cè)試與研究
4.8 本章小結(jié)
第5章 智能課堂教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與研究
5.1 概述
5.1.1 教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)概述
5.1.2 傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)估局限性
5.2 基于視覺(jué)跟蹤的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法模型
5.3 基于視覺(jué)跟蹤的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法說(shuō)明
5.3.1 人臉采集與檢測(cè)
5.3.2 人臉特征提取及其匹配
5.3.3 人臉跟蹤
5.3.4 視頻組間匹配
5.4 課堂智能教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.4.1 教學(xué)評(píng)估功能具體實(shí)現(xiàn)
5.4.2 教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)頁(yè)面展示
5.5 課堂智能教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)的應(yīng)用
5.5.1 準(zhǔn)確率
5.5.2 到課率
5.6 本章小結(jié)
第6章 學(xué)生課堂專(zhuān)注度研究與分析
6.1 概述
6.2 課堂面部表情情感分析
6.2.1 情感與面部表情的關(guān)系
6.2.2 師生情感交互模型
6.2.3 情感干預(yù)
6.3 微表情識(shí)別算法
6.3.1 微表情概述
6.3.2 微表情識(shí)別算法
6.3.3 微表情識(shí)別實(shí)現(xiàn)
6.4 課堂專(zhuān)注度評(píng)價(jià)
6.4.1 課堂狀態(tài)劃分
6.4.2 專(zhuān)注度評(píng)價(jià)方法
6.4.3 專(zhuān)注度劃分
6.5 課堂專(zhuān)注度實(shí)驗(yàn)分析
6.5.1 微表情識(shí)別算法準(zhǔn)確性實(shí)驗(yàn)
6.5.2 學(xué)生抬頭率實(shí)驗(yàn)
6.5.3 學(xué)生專(zhuān)注度實(shí)驗(yàn)
6.6 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智慧教室的現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)——基于CiteSpace的可視化分析[J]. 曹麗鑫. 林區(qū)教學(xué). 2019(08)
[2]智慧教室環(huán)境下師生互動(dòng)行為研究[J]. 江毅,王煒,李辰鈺,康苗苗,沈潔. 現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育. 2019(03)
[3]基于級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的快速人臉檢測(cè)算法[J]. 包曉安,胡玲玲,張娜,吳彪,桂江生. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[4]智慧教室的構(gòu)建與應(yīng)用研究——以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為例[J]. 張凱,楊再明. 現(xiàn)代教育技術(shù). 2018(10)
[5]課堂表情識(shí)別研究[J]. 郭曉旭,張楠,李文濤. 學(xué)園. 2018(27)
[6]“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代“智慧教室”建設(shè)的研究與實(shí)踐[J]. 李磊,謝淑娟. 新校園(上旬). 2018(07)
[7]基于情感體驗(yàn)的智慧教室色彩設(shè)計(jì)[J]. 周晨露,徐建東. 設(shè)計(jì). 2018(11)
[8]基于視覺(jué)跟蹤的實(shí)時(shí)視頻人臉識(shí)別[J]. 任梓涵,楊雙遠(yuǎn). 廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[9]一種基于融合深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與度量學(xué)習(xí)的人臉識(shí)別方法[J]. 呂璐,蔡曉東,曾燕,梁曉曦. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(09)
[10]物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下高等院校智慧教室建設(shè)思路[J]. 陸明燕. 無(wú)線互聯(lián)科技. 2018(04)
碩士論文
[1]基于微表情識(shí)別的學(xué)生課堂專(zhuān)注度分析系統(tǒng)研究[D]. 郭曉旭.云南師范大學(xué) 2019
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧教室系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[D]. 張逸群.曲阜師范大學(xué) 2018
[3]基于集成虛擬化集群服務(wù)器的高校數(shù)字校園平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王少青.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[4]高校智慧教室物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[D]. 陳雷.華東理工大學(xué) 2016
[5]基于情感的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)方法研究[D]. 何祎.渤海大學(xué) 2015
[6]課堂視頻錄播系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)研究[D]. 趙以國(guó).南京郵電大學(xué) 2015
[7]基于人臉檢測(cè)的移動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王竹君.云南大學(xué) 2014
[8]智能視頻監(jiān)控中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法研究[D]. 杜晶晶.西南交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3002445
【文章來(lái)源】:杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究綜述
1.2.1 智慧教室相關(guān)研究
1.2.2 教學(xué)評(píng)估相關(guān)研究
1.3 課題研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新
第2章 智慧教室系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 智慧教室概念及其特征
2.1.1 多媒體教室局限性
2.1.2 智慧教室概念及特征
2.2 智慧教室目前存在問(wèn)題
2.3 智慧教室系統(tǒng)構(gòu)建
2.3.1 系統(tǒng)構(gòu)建原則
2.3.2 系統(tǒng)模型構(gòu)建
2.4 智慧教室系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)
2.4.1 智能監(jiān)控管理系統(tǒng)
2.4.2 智能教學(xué)評(píng)估模塊
2.4.3 智能錄播模塊
2.5 智慧教室色彩體系設(shè)計(jì)
2.5.1 色彩設(shè)計(jì)重要性
2.5.2 色彩感情化設(shè)計(jì)模型
2.5.3 “三層六維”色彩設(shè)計(jì)
2.6 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
2.6.1 人臉識(shí)別技術(shù)
2.6.2 圖像處理技術(shù)
2.6.3 傳感器技術(shù)
2.6.4 通信技術(shù)
2.7 本章小結(jié)
第3章 智能監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1 智慧教室系統(tǒng)分析
3.1.1 系統(tǒng)分析流程
3.1.2 系統(tǒng)功能需求分析
3.1.3 系統(tǒng)技術(shù)可行性分析
3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.2.1 控制系統(tǒng)功能要求
3.2.2 控制系統(tǒng)性能要求
3.2.3 供電控制策略研究
3.2.4 網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理
3.3 智能監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.3.1 智能監(jiān)控管理系統(tǒng)概述
3.3.2 服務(wù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.3 客戶端應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.4 系統(tǒng)性能測(cè)試與研究
3.4 本章小結(jié)
第4章 智能錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與研究
4.1 智能錄播系統(tǒng)概述
4.2 智能錄播系統(tǒng)跟蹤技術(shù)
4.3 智能錄播系統(tǒng)模塊說(shuō)明
4.4 智能錄播系統(tǒng)控制策略
4.4.1 目標(biāo)跟蹤策略
4.4.2 畫(huà)面切換策略
4.5 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位算法
4.5.1 算法概述
4.5.2 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法
4.5.3 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法
4.6 智能錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
4.7 系統(tǒng)性能測(cè)試與研究
4.8 本章小結(jié)
第5章 智能課堂教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與研究
5.1 概述
5.1.1 教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)概述
5.1.2 傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)估局限性
5.2 基于視覺(jué)跟蹤的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法模型
5.3 基于視覺(jué)跟蹤的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法說(shuō)明
5.3.1 人臉采集與檢測(cè)
5.3.2 人臉特征提取及其匹配
5.3.3 人臉跟蹤
5.3.4 視頻組間匹配
5.4 課堂智能教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.4.1 教學(xué)評(píng)估功能具體實(shí)現(xiàn)
5.4.2 教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)頁(yè)面展示
5.5 課堂智能教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)的應(yīng)用
5.5.1 準(zhǔn)確率
5.5.2 到課率
5.6 本章小結(jié)
第6章 學(xué)生課堂專(zhuān)注度研究與分析
6.1 概述
6.2 課堂面部表情情感分析
6.2.1 情感與面部表情的關(guān)系
6.2.2 師生情感交互模型
6.2.3 情感干預(yù)
6.3 微表情識(shí)別算法
6.3.1 微表情概述
6.3.2 微表情識(shí)別算法
6.3.3 微表情識(shí)別實(shí)現(xiàn)
6.4 課堂專(zhuān)注度評(píng)價(jià)
6.4.1 課堂狀態(tài)劃分
6.4.2 專(zhuān)注度評(píng)價(jià)方法
6.4.3 專(zhuān)注度劃分
6.5 課堂專(zhuān)注度實(shí)驗(yàn)分析
6.5.1 微表情識(shí)別算法準(zhǔn)確性實(shí)驗(yàn)
6.5.2 學(xué)生抬頭率實(shí)驗(yàn)
6.5.3 學(xué)生專(zhuān)注度實(shí)驗(yàn)
6.6 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智慧教室的現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)——基于CiteSpace的可視化分析[J]. 曹麗鑫. 林區(qū)教學(xué). 2019(08)
[2]智慧教室環(huán)境下師生互動(dòng)行為研究[J]. 江毅,王煒,李辰鈺,康苗苗,沈潔. 現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育. 2019(03)
[3]基于級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的快速人臉檢測(cè)算法[J]. 包曉安,胡玲玲,張娜,吳彪,桂江生. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[4]智慧教室的構(gòu)建與應(yīng)用研究——以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為例[J]. 張凱,楊再明. 現(xiàn)代教育技術(shù). 2018(10)
[5]課堂表情識(shí)別研究[J]. 郭曉旭,張楠,李文濤. 學(xué)園. 2018(27)
[6]“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代“智慧教室”建設(shè)的研究與實(shí)踐[J]. 李磊,謝淑娟. 新校園(上旬). 2018(07)
[7]基于情感體驗(yàn)的智慧教室色彩設(shè)計(jì)[J]. 周晨露,徐建東. 設(shè)計(jì). 2018(11)
[8]基于視覺(jué)跟蹤的實(shí)時(shí)視頻人臉識(shí)別[J]. 任梓涵,楊雙遠(yuǎn). 廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[9]一種基于融合深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與度量學(xué)習(xí)的人臉識(shí)別方法[J]. 呂璐,蔡曉東,曾燕,梁曉曦. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(09)
[10]物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下高等院校智慧教室建設(shè)思路[J]. 陸明燕. 無(wú)線互聯(lián)科技. 2018(04)
碩士論文
[1]基于微表情識(shí)別的學(xué)生課堂專(zhuān)注度分析系統(tǒng)研究[D]. 郭曉旭.云南師范大學(xué) 2019
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧教室系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[D]. 張逸群.曲阜師范大學(xué) 2018
[3]基于集成虛擬化集群服務(wù)器的高校數(shù)字校園平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王少青.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[4]高校智慧教室物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[D]. 陳雷.華東理工大學(xué) 2016
[5]基于情感的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)方法研究[D]. 何祎.渤海大學(xué) 2015
[6]課堂視頻錄播系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)研究[D]. 趙以國(guó).南京郵電大學(xué) 2015
[7]基于人臉檢測(cè)的移動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王竹君.云南大學(xué) 2014
[8]智能視頻監(jiān)控中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法研究[D]. 杜晶晶.西南交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3002445
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