[发明专利]形成性评测系统

权利要求书

1.形成性评测系统，其特征是包括无线网关、教师手持控制器、若干学生手持终端、若干行为记录与分析系统、若干便携式生理信号采集与分析系统、教室计算机系统、教务处管理系统和若干家长手持终端；学生手持终端、行为记录与分析系统、便携式生理信号采集与分析系统、教师手持控制器和教师计算机系统通过无线网关实现通讯连接，教室计算机系统与教务处管理系统双向通讯连接，教务处管理系统与家长手持终端双向通讯连接；

所述学生手持终端、行为记录与分析系统、便携式生理信号采集与分析系统组成检测终端；学生手持终端包括计时模块、键盘、无线收发模块，通过无线收发模块实现无线通讯，由键盘得到学生答题结果，计时模块得到学生答题的反应时间，并将结果和反应时间通过无线收发模块传送给教师手持控制器和教室计算机系统；行为记录与分析系统记录分析学生的行为和面部表情信号；便携式生理信号采集与分析系统记录分析学生的生理信号；

所述教师手持控制器包括功能选择按键、显示模块和无线收发模块，功能选择按键包括“答题开始”、“答题结束”和“答题结果”三种，当所述教师手持控制器上“答题开始”功能选择键被按下时，教师手持控制器通过无线网关以广播方式发送同步启动信号，实现所有学生手持终端、行为记录与分析系统、便携式生理信号采集与分析系统之间的同步启动，同时通过无线网关控制教室计算机系统发出答题开始语音，学生听到答题开始语音后开始答题；当所述教师手持控制器上“答题结束”功能选择键被按下时，教师手持控制器通过无线网关控制教室计算机系统发出答题结束语音，学生听到答题结束提示语音后停止答题，同时教师手持控制器通过无线网关以广播方式发送“答题结束”信号至所有学生手持终端、行为记录与分析系统和便携式生理信号采集与分析系统，学生手持终端发送答题结果和反应时间至教室计算机系统，行为记录与分析系统发送学生答题期间的行为分析结果至教室计算机系统，便携式生理信号采集与分析系统发送学生答题期间的生理计算指标至教室计算机系统；教室计算机系统对接收的所述答题结果、反应时间、行为分析结果和生理计算指标进行统计，当教师手持控制器上“答题结果”功能选择键被按下时，教师手持控制器控制教室计算机系统显示答题正确率、反应时间、行为分析结果和生理计算指标的统计结果。

2.根据权利要求1所述的形成性评测系统，其特征是所述行为记录与分析系统包括嵌入式平台、摄像机、安装在学生椅子上的压力传感器、佩戴在学生手腕上的加速度传感器、无线收发模块和SD卡读写模块；嵌入式平台通过摄像机实时记录和分析学生答题过程中的行为和面部表情，通过安装在学生椅子上的压力传感器以及佩戴在学生手腕上的加速度传感器记录学生答题过程中姿态位置，所述行为和面部表情以及姿态位置的数据存储在SD卡读写模块中，同时通过无线收发模块实时发送给教师手持控制器和教室计算机系统。

3.根据权利要求1所述的形成性评测系统，其特征是所述便携式生理信号采集与分析系统整体封装在头戴式外壳中，包括微处理器、双导脑电采集模块、耳夹式红外心率采集模块、无线收发模块和SD卡读写模块；双导脑电采集模块采集原始脑电信号，耳夹式红外心率采集模块采集与心率同步的脉冲信号，所述原始脑电信号与脉冲信号存储在SD卡读写模块中；微处理器对SD卡读写模块中的数据进行分析处理，从所述原始脑电信号中提取反映大脑活动节律的脑电波功率谱，脑电波包括δ波：1-3Hz、θ波：4-7Hz、α波：8-13Hz、β波：14-25Hz、和γ波：25Hz以上，从所述脉冲信号中计算产生心率变异性HRV时域和频率指标，所述分析处理结果通过无线收发模块实时发送给教师手持控制器和教室计算机系统。

4.根据权利要求3所述的形成性评测系统，其特征是双导脑电采集模块采用干电极，脑电信号采集的头皮位置为双侧前额叶，参考电极和地电极分别位布置在左右耳垂。

5.根据权利要求1所述的形成性评测系统，其特征是所述教室计算机系统通过USB接口与无线网关相连，接收来自教师手持控制器发送的“答题开始”和“答题结束”信号，同时接收并存储来自学生手持终端、行为记录与分析系统、便携式生理信号采集与分析系统的数据；所述教室计算机系统与教务处管理系统通过GPRS模块实现双向无线通讯，教室计算机系统发送的信息包括：学生的出勤情况、学生回答问题的正确率、回答问题所需反应时间、所有学生反应时间统计的分布情况、学生的行为分析结果、面部表情计算结果、脑电活动节律的δ波、θ波、α波、β波、γ波功率谱、心率变异性时域和频率指标。