具体实施方式

如图1-3所示为本发明一种基于AI和大数据的教学监测平台，其包括大数据平台，以及与大数据平台通讯连接的学生AI监控设备、教师AI监控设备、课件监控设备；

所述学生AI监控设备和/或教师AI监控设备（简称AI监控设备），包括温度传感器、心跳传感器、测距传感器、摄像头；

所述温度传感器用于监测环境温度以及学生和/或教师的体温，包括与AI监控设备相连接的多个温度传感器，所述温度传感器可以是接触式的也可以是非接触式的，用于测量体温数据和环境温度，人们在正常的状态下，在环境温度没有波动的情况下，在较短的时间内（如一节课或一次考试中）体温是趋于恒定的，但当人有较大的心理波动时，如紧张、慌乱等，生理会有变化，体温同时会发生轻微的波动，通过监测体温，可以在一定程度上反映被监测者的心理状态；

所述心跳传感器用于监测学生和/或教师的心跳情况，人们在正常状态下，较短的时间内，心跳频率也是恒定的，监测心跳，也可以在一定程度上反映被监测者的心理状态；

所述测距传感器用于监测学生和/或教师的肢体动作，学生在认真听讲或答题时，其姿态也是稳定的，若是出现频繁的晃动、移动或突然的大范围的动作，可能是听课状态发生波动，或者是有异常行为；做为教师，在对讲课内容有很好的把控时，其动作也是稳定的，包括移动也是匀速的，若是突然出现变化，可能是停顿、慌张等，说明对课程的把控出现问题；

所述摄像头用于监测学生和/或教师的面部表情，并定期保存，以作为后期判断的证据；

所述课件监控设备包括信息采集模块，所述信息采集模块接收电子课件内容以及摄像头所采集的黑板手写内容；

所述大数据平台包括数据统计模块、数据处理模块、数据分析模块；所述数据统计模块对采集的数据进行统计；所述数据处理模块对统计后的数据进行处理，所述数据分析模块对从监控设备采集过来的数据进行统计分析。如体温变化数据，根据AI监控设备采集的数据，计算出平均值，并根据设定的合理的波动范围（比如±5%），统计出正常范围内的数据数量和异常数据数量，并根据统计结果进行分析，得出相应的结论。该结论可通过事先的设定出具，如将异常数据的比率按10%、30%进行区间划分，当异常数据低于10%时，结论为优，高于30%时，结论为差，其他为良。上述结论也可结合现有的大数据分析理论进行。

实施例1

一种基于AI和大数据的教学监测平台，如图1平台系统总图，在基于AI和大数据的教学监测平台中，学生的当前状态通过学生AI监控设备采集并传输到大数据平台、授课老师的教学状态通过教师AI监控设备采集到大数据平台。同时把采集的电子授课课件和手写板书内容传输到大数据平台。大数据平台对学生的信息进行分析并出具相应的报告，此报告能反应整节课学生的一个学习状态，作为学生成绩的一个参考。大数据平台对授课老师的教学状态进行分析统计，作为老师年终考核以及职称晋升的重要参考依据。分别采集电子授课课件和手写板书内容，依据大数据分析，分析判断授课内容是否有错误，并将问题及时反馈到授课老师和教务部门；同时对比课件与板书内容，评价一致性，以便于对后期的教学内容进行提升。

如图2所示的AI监控设备，通过摄像头采集学生和授课教师的面部表情，通过温度传感器采集周围环境温度、通过远程心跳传感器监测学生和授课教师当时的心跳频率，进而做为分析心理状态的参考。通过测距传感器检测学生的各肢体动作。并将这些数据传输到大数据平台，大数据平台对整个检测数据进行统计分析，给出当前学生和老师的听课和授课效果。

如图3所示的课件监控设备，通过采集教师备课时制备并存储于电子设备上的电子课件和教师授课时手写在黑板上的板书内容到信息采集模块，所述板书内容可通过摄像头采集并识别生成教师手写的板书内容的电子文档。信息采集模块将采集的数据信息传输到大数据平台。大数据平台对板书和课件进行比对，判断两者的一致性，从而判断板书质量，通常认为，一致性越高，板书质量越好，课程把握程度更佳。

实施例2

与实施例1相同，进行数据采集，并生成相应的报告。学生AI监控设备中，以2-3次/分钟的频率采集数据，包括体温数据、心跳次数数据；将每组采集的多个数据取平均值，并计算每个数据与平均值的偏差，将超过正常范围（根据具体情况设定，如5%）的数据视为异常状态，将异常状态的数据数量、采集时间生成报告，同时将同时出现多个异常的时间点做为严重异常点。如在第10分钟，心跳次数突然增加，同时伴有体温升高，并结合测距传感器的数据及摄像头所采集的图像，即可判定该时间点是否为异常，如受测者正处于听课状态，则可能存在开小差、溜号等情况，如受测者正处于考试状态，则可能存在抄袭违纪等趋势或情形。大数据平台根据需要，生成报告，用于学生及老师对听授课状态进行自查，以加强管控及自控，从而提高教学效果；也可以在出现异常状态时，向外部终端发出报警信号，如震动或光信号等，提示监察人员对异常情况进行及时处理，摄像头采集的图像可以做为分析依据或证据。

需要说明的是，本方案中，各监控部件均为现有装置，所涉及到的大数据处理方法以及比对方法，均为现有技术。

综上，本发明针对现有技术中的问题设计了一种基于AI和大数据的教学监测平台，致力于解决课堂上课学生不能集中精力听课的问题。该平台通过实时扫描各个学生的面部表情以及手部、脚部动作等情况并将数据实时传输到大数据平台。同时实时扫描授课老师的各种肢体动作和面部表情情况，上传到大数据平台。采集授课课件内容到数据平台。在大数据平台进行数据分析，并将分析结果出具具体的分析报告作为学生听课成绩以及老师授课成绩。同时本教学平台可用于考试之中，用于监控学生的答题状态以便对后期的评卷进行参考。