一种教育心理学用的案例分析系统的制作方法

1.本发明属于教育心理学用的案例分析系统，尤其涉及一种教育心理学用的案例分析系统。


背景技术：

2.目前，教育心理学是研究在教育情境下人类的学习、教育干预的效果、教学心理，以及学校组织的社会心理学。教育心理学的重点是把心理学的理论或研究所得应用在教育上。教育心理学可应用于设计课程、改良教学方法、推动学习动机以及帮助学生面对成长过程中所遇上的各项困难和挑战；在进行教学心理学的教学时，通常需要对不同的心理学案例进行分析教学，使得学生能够掌握心理学的知识，从而需要使用到案例分析系统；传统的案例分析系统，心理学案例的资料采集不方便，在试验时，由于显示屏的位置关系使得实验的样品受到干扰；而且再试验时由于身体有多种反应，采集生理的多个反应往往实验结果不准确。
3.因此，设计一种教育心理学用的案例分析系统是很有必要的。
4.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
5.(1)现有方法在进行案例分析的时候实验显示屏不能转动，试验时容易收到外界的干扰。
6.(2)现有的装置由于采集模块少造成实验结果不准确。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种教育心理学用的案例分析系统。
8.本发明是这样实现的，一种教育心理学用的案例分析系统，设置有设置有：
9.连接箱；
10.连接箱顶部通过调整连杆连接显示屏外壳，所述显示屏外壳中间镶嵌显示屏，上端镶嵌摄像头，通过数据线将显示屏和摄像头与连接箱内的gsr采集器连接；
11.连接箱一侧开设串行接口，内部通过螺钉固定连接gsr采集器和控制器，所述串行接口通过集成板与gsr采集器连接。
12.进一步，显示屏镶嵌在显示屏外壳之中，显示屏外壳上端固定连接摄像头，显示屏外壳通过调整连杆连接连接箱。
13.进一步，显示屏与显示屏外壳中间设有密封橡胶圈和减震橡胶圈。
14.进一步，连接箱一侧设有固定连接串行接口箱，所述串行接口箱设有心电接口、脉搏接口、体温探头接口和usb接口。
15.进一步，串行接口箱脉搏接口连接脉搏检测装置。
16.进一步，调整连杆设置有转轴和转轴手柄，所述转轴手柄通过螺纹与转芯连接，所述转轴上端为旋转半轴，下端为固定半轴，所述旋转半轴上端焊接固定连接板，连接板通过
螺纹连接固定显示屏外壳。
17.进一步，脉搏检测装置设有手腕固定带，所述手腕固定带通过磁吸扣固定在手腕上，所述手腕固定带内侧镶嵌固定脉搏检测探头和温度检测探头，所述脉搏检测探头通过连接线连接到连接箱内的gsr采集器内。
18.进一步，连接箱上端开设转接口，通过转接口连接gsr采集器和显示屏，所述连接箱前端开设电源开关和串行接口，所述gsr采集器外壳通过螺钉固定在连接箱内壁。
19.本发明显示屏外壳上端固定连接摄像头，显示屏外壳通过调整连杆连接连接箱可实现对显示屏的调节，达到最佳的实验角度。
20.本发明显示屏外壳上端固定连接摄像头和手腕固定带内侧镶嵌固定脉搏检测探头和温度检测探头可以准确的检测出生理变化。
21.进一步，所述gsr采集器采集心电信息的方法包括：
22.利用某一心电节点数据自适应采集算法，结合整合技术，实现多心电节点数据采集的自适应调整，实现多心电节点数据的采集；所述多心电节点数据自适应采集方法主要过程包括：
23.步骤一，利用整合技术：对采集目标的多心电节点数据进行整合，将多心电节点数据整合到某一心电节点；
24.步骤二，利用原始多心电节点数据整合得到的某一心电节点主成分，作为判断数据变化的基准数据，调整多心电节点数据的采集频率，实现多心电节点数据的自适应采集；
25.实现在当前大数据场景下的多心电节点数据自适应采集；
26.所述多心电节点数据自适应采集方法具体包括：
27.(1)数据采集的目标是yi＝(y1，y2，y3，...，yn)，其为多心电节点数据，yj(j＝1，2，3，...，n)是目标数据的每某一心电节点，其中i为t 1，t 2，t 3，...，t nr；其中t为某一个采集时间点，定义数据预测值为yi是实际值，nr是实际采集次数，n
p
是预测采集次数，并且n
p
＝nr；
28.(2)将多心电节点数据整合到某一心电节点主成分，作为基准数据，此处主要利用pca算法：
29.yi＝pca(yi)
[0030][0031]
(3)基于某一心电节点主成分计算目标数据实际值与预测值的均值如下：
[0032][0033][0034]
(4)预测值和实际值的均值比用rm表示：当rm为1，表示数据基本没有变化；而当rm明显大于1和小于1则代表目标数据值的变化大；
[0035][0036]
理论上讲，数据变化比也可用方差来计算，用rd表示，计算过程如下所示：
[0037][0038][0039][0040]
(5)基于数据的变化比，数据采集过程的具体调整方法如下所示：
[0041][0042][0043]
其中ti代表当前采样间隔，t
i-1
代表前一个采样间隔，t
inc
代表采样间隔的增加值；t
dec
代表采样间隔的减少值，thru和thr
l
是判断数据变化的阈值，当rm大于thr
l
并且小于thru，代表数据变化小，采集间隔应该增加t
inc
；当rm大于thru或小于thr
l
，代表数据变化大，采集间隔应该减少t
dec
；t
max
和t
min
代表数据采集间隔的最大值和最小值，也就是数据采集间隔的调整最大不能超过t
max
，最小不能低于t
min
，作为数据采集调整的约束条件；
[0044]
脉搏、体温采集原理与心电采集原理相同。
[0045]
进一步，所述控制器对gsr采集器采集的信息进行处理，包括：利用神经网络中网络输入n维向量x，输出m维向量y，rbf神经网络隐层第i个心电、脉搏或体温节点的输出为oi＝g(||x—ci||)，式中ci为第i个隐心电、脉搏或体温节点的中心，i＝1，2，
…
，n，||
·
||为欧氏范数，g(
·
)为径向基函数，具有局部感受特性，选为高斯函数：
[0046][0047]
网络输层第j个心电节点的输出为隐层心电、脉搏或体温节点的线性组合：
[0048][0049]
式中w
ji
为第i个隐层心电、脉搏或体温节点到第j个输出层的连接权值，θj为第j个输出心电、脉搏或体温节点的阈值；
[0050]
有k组输入样本uk和输出样本yk，k＝1，2
…
l，定义目标函数为：
[0051][0052]
使得j≤ζ，式中，是在uk输入下网络的输出向量。
[0053]
本发明的另一目的在于提供一种教育心理学信息数据处理终端，所述教育心理学信息数据处理终端包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述教育心理学用的案例分析系统的功能。
[0054]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
[0055]
装置设有连接杆，通过调整连杆调节显示屏的角度，在连接箱一侧设有固定连接串行接口箱，所述串行接口箱设有心电接口、脉搏接口、体温探头接口和usb接口通过连接到手腕固定带上的传感探头可实现多种生理检测。
[0056]
本发明gsr采集器采集心电信息的方法利用某一心电节点数据自适应采集算法，结合整合技术，实现多心电节点数据采集的自适应调整，实现多心电节点数据的采集；所述多心电节点数据自适应采集方法主要过程包括：
[0057]
利用整合技术：对采集目标的多心电节点数据进行整合，将多心电节点数据整合到某一心电节点；
[0058]
利用原始多心电节点数据整合得到的某一心电节点主成分，作为判断数据变化的基准数据，调整多心电节点数据的采集频率，实现多心电节点数据的自适应采集；实现在当前大数据场景下的多心电节点数据自适应采集；
[0059]
本发明控制器对gsr采集器采集的信息进行处理，包括：利用神经网络中网络输入n维向量x，输出m维向量y，rbf神经网络隐层第i个心电、脉搏或体温节点的输出为oi＝g(||x-ci||)，式中ci为第i个隐心电、脉搏或体温节点的中心，i＝1，2，
…
，n，||
·
||为欧氏范数，g(
·
)为径向基函数，具有局部感受特性。通过上述方案实现了数据的准确采集，对后期的知道具有实际意义。
附图说明
[0060]
为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0061]
图1是本发明实施例提供的教育心理学用的案例分析系统结构示意图。
[0062]
图2是本发明实施例提供的调整连杆结构示意图。
[0063]
图3是本发明实施例提供的脉搏检测装置结构示意图。
[0064]
图4是本发明实施例提供的连接箱结构示意图。
[0065]
图中：1、显示屏；2、摄像头；3、脉搏检测装置；4、显示屏外壳；5、调整连接杆；6、底板；7、连接箱；8、连接板；9、旋转半轴；10、转芯；11、转轴手柄；12、转轴；13、连接线；14、手腕固定带；15、体温探头；16、磁吸扣；17、脉搏检测探头；18、电源开关；19、串行接口；20、转接
口；21、gsr采集器外壳。
具体实施方式
[0066]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0067]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种教育心理学用的案例分析系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0068]
如图1所示，本发明实施例提供的教育心理学用的案例分析系统显示屏1镶嵌在显示屏外壳4之中，显示屏外壳4上端固定连接摄像头2，显示屏外壳4通过调整连杆5连接连接箱7，连接箱7一侧设有固定连接串行接口箱，串行接口箱连接脉搏检测装置3，所述脉搏检测装置3与连接箱7内的控制器连接，所述连接箱7底部通过螺钉连接底板6。通过摄像头2检测教育心理学案例的面部微表情和上肢动作，将信息输入到连接箱内的gsr采集器内，脉搏检测装置3固定案例的胳膊处检测脉搏，通过调整连杆5调节显示屏1的角度。
[0069]
如图2所示，本发明实施例提供的调整连杆5设置有转轴12和转轴手柄11，所述转轴手柄11通过螺纹与转芯10连接，所述转轴12上端为旋转半轴9，下端为固定半轴13，所述旋转半轴9上端焊接固定连接板8，连接板8通过螺纹连接固定显示屏外壳。所述连接板8四周设有螺纹孔，固定半轴13水平方向设有通孔键槽，通过螺栓与连接箱固定。
[0070]
如图3所示，本发明实施例提供的脉搏检测装置手腕固定带14通过磁吸扣16固定在手腕上，所述手腕固定带14内侧镶嵌固定脉搏检测探头17和体温探头15，所述脉搏检测探头17通过连接线13连接到连接箱内的gsr采集器内。通过脉搏检测探头17和温度检测探头可检测实验者面对不同的情况时的脉搏变化和体温变化。
[0071]
如图4所示，本发明实施例提供的连接箱7上端开设转接口20，通过转接口20视频数据和gsr采集器进行数据交换，所述连接箱7前端开设电源开关18和串行接口19，串行接口19连接内部的gsr采集器外壳21，所述gsr采集器外壳21通过螺钉固定在连接箱7内壁上，控制器固定在连接箱7的底部通过数据线与gsr采集器进行数据交换。
[0072]
本发明工作原理
[0073]
使用前将电源开关18打开，然后通过转轴12调节好显示屏外壳4的位置，将手腕固定带14连接到实验者的手腕上，对教育心理学用的案例进行实验，显示屏显示不同的实验内容，通过摄像头2收集实验者的面部微表情，通过gsr采集器进行采集脉搏变化和微表情变化通过控制器对不同的反应在显示屏显示不同的实验内容，直至实验结束。
[0074]
在一优选实施例中，所述gsr采集器采集心电信息的方法包括：
[0075]
利用某一心电节点数据自适应采集算法，结合整合技术，实现多心电节点数据采集的自适应调整，实现多心电节点数据的采集；所述多心电节点数据自适应采集方法主要过程包括：
[0076]
步骤一，利用整合技术：对采集目标的多心电节点数据进行整合，将多心电节点数据整合到某一心电节点；
[0077]
步骤二，利用原始多心电节点数据整合得到的某一心电节点主成分，作为判断数据变化的基准数据，调整多心电节点数据的采集频率，实现多心电节点数据的自适应采集；
[0078]
实现在当前大数据场景下的多心电节点数据自适应采集；
[0079]
所述多心电节点数据自适应采集方法具体包括：
[0080]
(1)数据采集的目标是yi＝(y1，y2，y3，...，yn)，其为多心电节点数据，yj(j＝1，2，3，...，n)是目标数据的每某一心电节点，其中i为t 1，t 2，t 3，...，t nr；其中t为某一个采集时间点，定义数据预测值为yi是实际值，nr是实际采集次数，n
p
是预测采集次数，并且n
p
＝nr；
[0081]
(2)将多心电节点数据整合到某一心电节点主成分，作为基准数据，此处主要利用pca算法：
[0082]
yi＝pca(yi)
[0083][0084]
(3)基于某一心电节点主成分计算目标数据实际值与预测值的均值如下：
[0085][0086][0087]
(4)预测值和实际值的均值比用rm表示：当rm为1，表示数据基本没有变化；而当rm明显大于1和小于1则代表目标数据值的变化大；
[0088][0089]
理论上讲，数据变化比也可用方差来计算，用rd表示，计算过程如下所示：
[0090][0091][0092][0093]
(5)基于数据的变化比，数据采集过程的具体调整方法如下所示：
[0094]
[0095][0096]
其中ti代表当前采样间隔，t
i-1
代表前一个采样间隔，t
inc
代表采样间隔的增加值；t
dec
代表采样间隔的减少值，thru和thr
l
是判断数据变化的阈值，当rm大于thr
l
并且小于thru，代表数据变化小，采集间隔应该增加t
inc
；当rm大于thru或小于thr
l
，代表数据变化大，采集间隔应该减少t
de
c；t
max
和t
min
代表数据采集间隔的最大值和最小值，也就是数据采集间隔的调整最大不能超过t
max
，最小不能低于t
min
，作为数据采集调整的约束条件；
[0097]
脉搏、体温采集原理与心电采集原理相同。
[0098]
所述控制器对gsr采集器采集的信息进行处理，包括：利用神经网络中网络输入n维向量x，输出m维向量y，rbf神经网络隐层第i个心电、脉搏或体温节点的输出为oi＝g(||x-ci||)，式中ci为第i个隐心电、脉搏或体温节点的中心，i＝1，2，
…
，n，||
·
||为欧氏范数，g(
·
)为径向基函数，具有局部感受特性，选为高斯函数：
[0099][0100]
网络输层第j个心电节点的输出为隐层心电、脉搏或体温节点的线性组合：
[0101][0102]
式中w
ji
为第i个隐层心电、脉搏或体温节点到第j个输出层的连接权值，θj为第j个输出心电、脉搏或体温节点的阈值；
[0103]
有k组输入样本uk和输出样本yk，k＝1，2
…
l，定义目标函数为：
[0104][0105]
使得j≤ζ，式中，是在uk输入下网络的输出向量。
[0106]
实验表明，本发明采集的数据相比于其他方法具有数据准确的特点，能进行实际应用。
[0107]
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0108]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。