一种基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法及系统

本发明涉及目标检测、图像分类领域，具体涉及一种基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法及系统。

背景技术：

1、教师教学状态作为教师教学表现的主要方面，是表现性教育评价的基本依据。开展基于图像处理技术的教师教学状态评价，充分利用了深度学习在目标检测领域和图像分类领域的优势，有利于全面准确了解教师教学状态，为促进教师有效教学、建设高质量课堂提供支持。当前基于图像处理技术的教师教学状态自动评价中存在以下困难：(1)当前课堂实录视频资源受限于拍摄角度、学生分布干扰、视频质量较低，机器难以自动准确识别教师动作以及各动作差异，难以实现对教师动作细节的准确提取和识别；(2)缺乏针对教师教学状态的特征识别与指标构建，难以实现全面系统的教师教学状态监测评价；(3)缺乏基于图像处理技术的教师教学评价的规范化流程和方法，致使规模化、自动化、客观化的教师教学状态监测评价难以实现。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法及系统，通过自动识别和判断课堂实录视频资源中教师教学动作，提取教师教学状态特征，实现学生课堂教师教学状态的智能监测和精准评价，为全面准确了解教师教学状态、促进教师高效教学、建设高质量课堂提供支持。

2、本发明的目的是通过以下技术措施实现的。

3、一种基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法，包括以下步骤：

4、(1)教师教学状态量化框架构建。建立教师教学状态评价指标，包括教学态度、授课方式和教学位置三个指标，确定各评价指标相关数据要素。

5、(2)教师教学状态检测模型建立。获取教师教学状态训练样本，建立教师教学状态检测模型网络结构，通过样本训练确定教师教学状态检测模型。

6、(3)教师教学状态评价。应用教师教学状态检测模型，分析待检测的课堂实录视频资源，得到评价指标相关数据要素检测结果，建立教师教学状态评价算法，测算教师教学状态，以可视化方式展示评价结果。

7、本发明还提供一种基于图像处理技术的教师教学状态自动评价系统，包括以下模块：

8、特征标注模块，将课堂实录视频资源转换为图片，获取教师教学状态涉及的教师动作行为，对图片进行特征标注；

9、样本数据处理模块，将完成特征标注后的图片进行数据增强操作，得到教师教学状态训练样本；

10、教师教学状态检测模型网络模块，构建训练教师教学状态检测模型的网络结构；

11、模型训练模块，基于教师教学状态网络，训练教师教学状态检测模型；

12、教师教学状态检测模块，使用训练后的教师教学状态检测模型，分析待检测的课堂实录视频资源，测算教师教学状态检测结果；

13、教师教学状态评价指标相关数据项测算模块，处理教师教学状态的检测结果，计算评价指标相关数据项结果；

14、综合评价模块，基于评价指标相关数据项测算结果，利用教师教学状态评价算法，计算各评价指标得分和教师教学状态综合评价得分；

15、可视化展示模块，综合教师教学状态评价指标相关数据项测算结果和教师教学状态综合评价得分，利用柱状图和折线图绘制可视化结果。

16、本发明的有益效果在于：

17、应用计算机信息处理和图像识别技术，抓取课堂实录视频中教师动作信息和位置信息进行检测处理，识别教师教学状态特征，智能评价教师教学状态，并给出可视化结果展示，支持教师教学状态的实时检测与自动反馈，有利于全面准确了解教师教学状态，促进教师教学活动和高质量课堂建设。

技术特征：

1.一种基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法，其特征在于步骤(1)中所述教师教学状态量化框架构建的具体过程为：

3.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法，其特征在于步骤(2)中所述教师教学状态检测模型建立的具体过程为：

4.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法，其特征在于步骤(3)中所述教师教学状态评价的具体过程为：

5.一种基于图像处理技术的教师教学状态自动评价系统，其特征在于用于实现权利要求1～4任一项中所述的基于图像处理技术的教师教学状态评价方法，包括：

技术总结
本发明涉及目标检测、图像分类领域，提供一种基于图像处理技术的教师教学状态自动评价方法及系统，该方法包括以下步骤：(1)教师教学状态量化框架构建，建立教师教学状态评价指标，包括教学态度、授课方式和教学位置三个指标，确定各评价指标相关数据要素；(2)教师教学状态检测模型建立，获取教师教学状态训练样本，建立教师教学状态检测模型网络结构，通过样本训练确定教师教学状态检测模型；(3)教师教学状态评价，以可视化方式展示评价结果。本发明方法及系统，通过自动识别和判断课堂实录视频资源中教师教学动作，提取教师教学状态特征，实现学生课堂教师教学状态的智能监测和精准评价。

技术研发人员：陈敏,周驰,吴砥,徐建
受保护的技术使用者：华中师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13