近日,我院冯忠祥教授团队在教育教学领域取得重要进展。相关研究成果“A case study of monitoring and evaluation method of students' attention using face detection and head pose estimation in a classroom”在教育教学领域国际知名期刊《Education and Information Technologies》(ISSN:1360-2357)在线发表(DOI:https://doi.org/10.1007/s10639-025-13771-7)。该期刊为教育教学技术领域的权威期刊,由国际信息处理联合会教育技术委员会(IFIP TC3)与联合国教科文组织合作创办,1996年由Springer出版社创刊。该刊聚焦信息通信技术与教育系统的复杂关系研究,内容涵盖微观层面的课堂技术应用案例与宏观层面的国家教育政策分析,研究范围贯穿学前教育至终身学习全阶段。期刊文章被SSCI收录,JCR“EDUCATION & EDUCATIONAL RESEARCH”分类位于Q1,2024年影响因子IF=5.4,近5年平均影响因子IF=5.7。
“A case study of monitoring and evaluation method of students' attention using face detection and head pose estimation in a classroom”论文提出了一种基于人脸检测与头部姿态估计(HPE)的课堂学生注意力监测与评估方法。该方法通过分析教师与学生的人脸与头部特征,结合人脸检测与头部姿态估计技术,构建节奏谱以实时匹配教师的教学节奏与学生的注意力状态,动态反映学生注意力变化情况。研究中利用摄像头采集授课教师与听课学生的视频数据,避免了对学生学习状态的侵入式干扰,同时进行人脸检测,识别视频每一帧的人脸关键点,并根据这些关键点的空间关系确定教师和学生的头部姿态。进而,基于教师期望学生注意力跟随区域分布构建节奏谱,以期指导学生在不同教学阶段应关注的区域,并评估学生的注意力水平。结果发现: 50分钟(一堂课时间)内学生听课注意力呈现明显波动性变化,其中课堂第5-20分钟为学生听课的“黄金时段”,第20-25分钟与课堂结束前5分钟为听课“低谷时段”。
本研究创新性将人脸识别方法与节奏普构建等技术应用到日常教育教学方法提升领域,通过对50分钟课堂学生注意力水平的精准监测和评估,实时分析学生的注意力状态,从而实现动态教学调整,为教育教学理论研究提供了新的范式,对于优化课堂教学方法,提升教育教学质量具有重要的现实意义。
该论文为我院师生独立完成,冯忠祥教授为第一作者,通讯作者为程泽阳副研究员,论文主要贡献者还包括研究生代莉和张思晴,以及黄志鹏老师。该成果彰显了我院师生在教育教学领域的持续关注和阶段性突破,为教育教学能力提升提供了重要基础支撑。研究得到了教育部2024年第一批产学合作协同育人项目(编号:230905329011020,津发科技-工效学会“人因与工效学”项目)、安徽省新时代育人省级质量工程项目(编号:2023jyjxggyjY029,研究生教育)及安徽省高等学校省级质量工程项目(编号:2023jyxm0059)的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1007/s10639-025-13771-7