CN109427218A - 一种在线教育系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在线教育系统和方法，在线教育系统包括师资运营子系统、学生服务子系统、课程销售子系统、教学服务子系统和教学子系统等子系统；在线教育方法包括教师信息收集、学生信息收集、信息匹配、课程试听、课程销售、培训计划启动、教学效果追踪等步骤。本发明通过上述手段，提供了一种在线教学模式以免去双方的交通时间和增加学生的选择空间；本发明所提供的一个多窗口的在线教育系统，能够让学生和教师之间实现更便捷地实时互动；该教育系统能够追踪教学过程和效果，让学生和教师能更好地了解学习情况以便针对改进，从而实现了多流程、且可根据反馈改进的K12业务闭环系统。

Description

一种在线教育系统和方法
技术领域
本发明涉及一种教育系统和方法，具体地，涉及一种基于互联网技术实现的在线教育系统和方法。
背景技术
随着现代信息技术的发展以及教育市场的需求，在线教育作为一种新的教育理念，正在被提出和推广。现有技术中，已经开始陆续出现在线教育的技术方案。
以中国发明专利申请CN101145923A为例，其公开了一种互动教育网络综合平台，然而该方案仅在教师端为教师提供教学资源，在家长端提供家庭教育资源，在学生端提供学习资源，在教师端和学生端所提供的资源相互独立，两端之间的互动极少。以已授权的中国发明专利CN100530266C为例，其公开了一种基于因特网的教育支持系统和方法，然而该方法实质上仅是一种教育文档、课程资料等教育资料的在线提供方法，也无法提供教师端和学生端的教育过程中的全面互动。以中国发明专利申请CN102542468A为例，其公开了一种在线教育产品交易方法及交易平台，该方法实质上仅提供了在线教育产品的交易功能，并未包括教育过程，更未提供真正意义的在线互动教育。以中国发明专利申请CN103226797A为例，该方案提供了一种基于在线教育全过程的绩效考核的方法，其仅仅提供了一种在线教育过程的分解和效果评价方式。以已授权的中国实用新型专利CN203366566U为例，其公开了一种交互式在线教育系统，然而其方案仅涉及服务器、和教师终端、学生终端的硬件设备，完全不涉及如何实现在线教育的系统平台设计。又，以中国发明专利申请CN103810546A为例，其公开了一种在线教育平台，但是所涉及内容实际仅是视频流量播放控制方法。
从大量的现有技术专利及文献可以看出，在目前的现有技术中，所谓的“在线教育”，大部分只是强调教师课程的销售，具体的学习过程则由用户自己约定，比如双方电话沟通，约一个地方去学习，并不提供线上教育，其方案基本仅涉及在线内容的呈现、视频的播放、交易的进行等某一点而进行，对于后续的服务方面会有缺失，不存在音视频服务、家长旁听监课或不存在助教机制辅助课程顺利进行，不能形成整个业务流程的闭环；另外，对教学中的其他环节并不提供支持，比如学前的培养计划，课后的学情报告，以及课中的教学质量监控，而只是通过学生的评价简单地反映课堂效果。此外，目前的线上教育多是单窗口的实时视频，较难实现多种方式（比如教师通过在纸上写字的方式教学）的实时沟通。因而，现有技术的在线教育的方案，在学生和教师之间的互动非常少，难以称为真正的“在线”教育。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，提出了本发明的在线教育系统。
根据本发明所提出的在线教育系统，包括以下子系统：师资运营子系统、学生服务子系统、课程销售子系统、教学服务子系统和教学子系统。以上各个子系统在教师端和学生端提供对应的服务，各个子系统之间交互数据，形成一个多流程、且可根据反馈改进的闭环，为学生提供完整、全面的教育服务。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种在线教育系统，包括师资运营子系统、学生服务子系统、课程销售子系统、教学服务子系统和教学子系统，所述师资运营子系统用于实现教师的信息管理和运营，所述学生服务子系统用于实现学生的信息管理，所述课程销售子系统用于实现课程销售，所述教学服务子系统用于提供教学方面的后台服务，根据学生需求自动匹配教师并跟踪学生的学习过程，所述教学子系统用于通过网络完成上课过程，其中，
所述师资运营子系统包括教师信息管理模块、教学资格认证模块、上课时间安排模块、教师试讲评级模块，所述师资运营子系统根据教师的各项信息得到教师画像，将其发送至教学管理子系统；
所述学生服务子系统包括学生信息管理模块、学生业务管理模块、学生收支管理模块、上课预约模块、学生推荐模块，所述学生服务子系统根据学生的各项信息得到学生画像，将其发送至教学管理子系统；
所述课程销售子系统包括订单模块、支付模块；
所述教学管理子系统包括教师匹配模块、培养计划模块、学情报告模块、学情追踪模块，所述教师匹配模块根据教师画像、学生画像完成教师和学生的匹配；
所述教学子系统包括客户端，在所述客户端上集成有摄像头、音视频模块、教学文档模块和手写板模块，所述客户端向服务器发起请求，在完成与另一客户端的匹配之后，可以实现两个客户端之间对所述音视频模块、所述教学文档模块、所述书写板模块显示内容的屏幕共享控制。
在本发明中，所述学生服务子系统根据学生的请求在数据库中增加、修改、查询学生的相关数据，并实时显示在学生服务子系统界面中。
在本发明中，所述师资运营子系统根据教师的请求在数据库中增加、修改、查询教师的相关数据，并实时显示在师资运营子系统界面中。
在本发明中，在所述课程销售子系统中，学生可以发起查看历史课程信息的请求，所述课程销售子系统调取数据库数据并返回给学生。
在本发明中，所述教学服务子系统保存教师给学生制定的培训计划以及每次课后填写的学情报告，并根据学生/教师的查看请求，返回培训计划和学情报告给学生/教师。
在本发明中，所述教师匹配模块中采用学生与教师自动匹配算法，该算法基于大数据和机器学习技术，利用学生的行为数据建立学生画像，利用教师的上课数据建立教师画像，建立自适应匹配模型，其特征在于，所述学生画像基于学生在系统中的行为而做出，包括浏览行为，观看公开课，上课行为，练习行为，刻画学生的本体属性，消费属性，学习属性，性格属性，成绩属性；所述教师画像是基于教师在系统中的上课行为，结合学情报告填写情况、学生评价数据，运用数据挖掘技术和机器学习技术，对教师进行建模而做出。
在本发明中，所述自动匹配算法，是基于内容匹配和协调过滤混合进行的排序，该匹配算法基于以下公式：
s=αs1+(1-α)s2，
其中s1是基于内容模型对教师的评分，s2是协同过滤对教师的评分，α取值为0.6。
在本发明中，所述教学子系统中的客户端显示界面包括学生/教师人像视频窗口，电子文档窗口，课桌/讲桌窗口，在教学时由一客户端向服务器发起请求，服务器进行索引并将与其配对的另一客户端信息发送给所述一客户端，两客户端成功连接后，通过摄像头采集学生/教师人像视频界面以及课桌/讲桌界面，并通过网络实现对电子文档窗口、课桌/讲桌窗口、人像视频窗口的屏幕共享控制。
在本发明中，所述在线教育系统运行如下步骤：教师信息收集、学生信息收集、信息匹配、课程试听、课程销售、培训计划启动、教学效果追踪，通过上述步骤实现了多流程、且可根据反馈改进的教育过程的闭环。
在本发明中，所述在线教育系统运行的步骤具体包括：
（1）教师信息收集：教师发起注册请求，师资运营子系统对教师的注册请求进行响应，完成教师信息的完善；注册完成后，教师的相关信息数据保存在数据库里；师资运营子系统对教师的注册信息进行审核，并对教师进行初步画像，所生成的教师画像信息保存在师资运营子系统中；
（2）学生信息收集：学生发起注册请求，学生服务子系统对学生的注册请求进行响应，学生填写信息完成注册；注册完成后，学生的信息数据保存在数据库里；学生服务子系统对学生的注册信息进行审核，并对学生完成初步画像，所生成的学生画像信息保存在学生服务子系统中；学生在完成注册后，可以提出试听请求，该试听请求传递至教学服务子系统；
（3）信息匹配：所述教学服务子系统，接收到学生的试听请求后，根据试听请求以及从数据库提取到的学生、教师的信息数据和画像信息，通过学生与教师自动匹配算法，或者也可以由业务人员操作匹配教师，完成学生与教师的匹配；
（4）课程试听：匹配成功的学生和教师通过教学子系统完成试听；
（5）课程销售：学生试听成功后，可以选择购买教师课程；所述课程销售子系统在试听成功的学生发起购买课程的请求时，根据购买请求和从数据库提取的数据生成订单信息，并转入支付模块，学生支付完成后所述课程销售子系统通过数据库保留相关信息；
（6）培训计划启动：完成课程销售步骤之后，在教师和学生之间生成了一对一的教学关系，开始启动培训计划；教师通过教学服务子系统给学生制作培养计划，所述教学子系统根据学生、教师数据或请求生成上课时间并保存在数据库中；学生开始正常上课，所述教学子系统在接收到学生或教师发起的上课请求后启动，并根据请求实时传输音视频等数据；
（7）教学效果追踪：课后由教师在教学服务子系统中填写学生的学情报告，由学生在学生服务子系统中填写对教师的评价，供之后的课程生成和调整使用。
本发明的另一实施例提出一种在线教育方法，该方法包括如下步骤：教师信息收集、学生信息收集、信息匹配、课程试听、课程销售、培训计划启动、教学效果追踪，通过上述步骤实现了多流程、且可根据反馈改进的教育过程的闭环。
在本发明的所述教师信息收集步骤中，教师发起注册请求，师资运营子系统对教师的注册请求进行响应，完成教师信息的完善；注册完成后，教师的相关信息数据保存在数据库里；师资运营子系统对教师的注册信息进行审核，并对教师进行初步画像，所生成的教师画像信息保存在师资运营子系统中。
在本发明的所述学生信息收集步骤中，学生发起注册请求，学生服务子系统对学生的注册请求进行响应，学生填写信息完成注册；注册完成后，学生的信息数据保存在数据库里；学生服务子系统对学生的注册信息进行审核，并对学生完成初步画像，所生成的学生画像信息保存在学生服务子系统中；学生在完成注册后，可以提出试听请求，该试听请求传递至教学服务子系统。
在本发明的所述信息匹配步骤中，所述教学服务子系统，接收到学生的试听请求后，根据试听请求以及从数据库提取到的学生、教师的信息数据和画像信息，通过学生与教师自动匹配算法，或者也可以由业务人员操作匹配教师，完成学生与教师的匹配。
在本发明的所述课程试听步骤中，匹配成功的学生和教师通过教学子系统完成试听。
在本发明的所述课程销售步骤中，学生试听成功后，可以选择购买教师课程；所述课程销售子系统在试听成功的学生发起购买课程的请求时，根据购买请求和从数据库提取的数据生成订单信息，并转入支付模块，学生支付完成后所述课程销售子系统通过数据库保留相关信息。
在本发明的所述培训计划启动步骤中，完成课程销售步骤之后，在教师和学生之间生成了一对一的教学关系，开始启动培训计划；教师通过教学服务子系统给学生制作培养计划，所述教学子系统根据学生、教师数据或请求生成上课时间并保存在数据库中；学生开始正常上课，所述教学子系统在接收到学生或教师发起的上课请求后启动，并根据请求实时传输音视频等数据。
在本发明的所述教学效果追踪步骤中，课后由教师在教学服务子系统中填写学生的学情报告，由学生在学生服务子系统中填写对教师的评价，供之后的课程生成和调整使用。
与现有技术相比，本发明所提供的在线教育系统具有以下优点：
通过本发明提供的全新的在线教学系统，学生在任何地方、选择任一地方的教师，完成学习/教学；教师可以在任何地方、根据自己的时间安排在线教学和授课；增加了学生和教师的选择空间，节省了交通成本。
在本发明所提供的在线教育系统中，每个子系统分别服务于业务流程中的一个环节，它们组合起来实现了多流程、且可根据反馈改进的业务闭环，对于用户从了解、测评、沟通、体验、付费、服务、评价、改善、续费（用户满意服务再续费）等流程形成了一个完整的K12辅导的体系，从而可以为用户提供完整、全面的在线教育服务。
本发明的在线教育系统提供了多窗口的在线教育界面，能够在学生和教师上课时，任意选择音频/视频内容、文件展示内容、书本及书写内容等多种方式进行内容展示，完成多功能的互动及切换功能。
本发明提供了一种真正意义上的在线教育平台，可以实现教师对接到平台，平台对接到学生，从而全面实现包括多媒体教学内容在内的各项内容的全面交互，能够远距离、快速度、高质量、安全地传送教学声像、图文和数据，能够在学生和教师之间提供及时的互动，其突破了传统教学和培训在时间和空间上的限制，极大程度的实现了真实的教学场景，教学体验与真实场景的教学体验几乎没有差别。并且，通过本发明提供的在线教育系统，能够实现对学生在学习过程中的数据和学习效果的追踪，让学生和教师能更好地了解教学情况以便针对改进，提高了教学效果和教育质量。
本发明的系统设计采用了领域建模方法，保证了底层数据模型的稳定性，解决了现有技术难以解决的流程的复杂性的问题，当平台用户数发展的很多时，系统能够具有良好的扩展性和很高的响应速度。此外，通过本发明的匹配算法，可以更好的完成学生和教师的有效匹配，实现个性化一对一教学，并完成用户资源的有效分配，使得用户可以得到及时有效的业务服务。
附图说明
图1为本发明一示例性实施例的在线教育系统的架构和各个子系统之间的关系图；
图2为本发明一示例性实施例的在线教育系统的师资运营子系统；
图3为本发明一示例性实施例的在线教育系统的教学服务子系统；
图4为本发明一示例性实施例的在线教育系统的教学子系统；
图5为本发明一示例性实施例的在线教育系统的学生服务子系统；
图6为本发明一示例性实施例的在线教育系统的课程销售子系统。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。需要说明的是，以下说明仅用于示出优选实施方式的目的，并不作为对本发明的限制。
如图1 所示，本发明提供了一种在线教育系统，所述在线教育系统提供了一个在教师和学生之间进行线上教学/学习的平台。该在线教育系统中包括5个子系统，各个子系统之间形成多流程、且可根据反馈改进的闭环结构，具体而言，5个子系统分别是：师资运营子系统，学生服务子系统，课程销售子系统，教学服务子系统，以及教学子系统。
所述师资运营子系统，用于实现教师的信息管理和运营，负责教师的信息审核管理、教学资格的认证、课程试讲的安排、课程时间的设定及其价格发布。在师资运营子系统中，教师可以进行注册，由教师发起入驻平台的请求、并上传资料，师资运营子系统将教师所上传的资料保存在数据库里，对教师所上传的资料进行审核，并通过该系统对教师安排试讲。在教师完成试讲后，所述师资运营子系统对教师的级别进行评定，生成课程的价格，与教师的资料共同保存在数据库中。
所述学生服务子系统，用于实现学生的信息管理，负责维护学生信息，跟踪教学需求，包括学生信息的管理、状态的变更、业务人员的分配、体验课安排、上课时间预约等。在所述学生服务子系统中，学生可以进行注册，并发出试听请求。所述学生服务子系统接收到学生的试听请求后，根据试听请求以及从数据库提取到的学生、教师的信息数据，通过学生与教师自动匹配算法、或者由业务人员操作匹配教师，并根据从数据库提取到的数据或发来的请求生成试听时间并保存在数据库中。
所述课程销售子系统，用于实现课程销售，学生可以在该子系统中了解到教师和课程的信息，自主下单购买课程，查看历史课程信息。所述课程销售子系统接收到已在所述学生服务子系统注册并在数据库存有相关信息的学生的试听请求后，将该请求传递到所述教学服务子系统。
所述教学服务子系统，用于提供教学方面的后台服务，根据学生需求自动匹配教师，跟踪学生的教学过程，制定学生的培养计划，跟踪课后的学情报告。
所述教学子系统，用于通过网络完成上课过程。所述教学子系统包括用于上课的客户端及其硬件设备、以及音视频设备，能实时传输教师授课的音频、视频，能同步播放PPT、WORD等多种形式的电子文档及教学视频，还能传输课桌上的画面，比如课桌上的书本、试卷或草稿纸上的板书。所述客户端可以是在教师端和学生端提供不同权限和功能的终端设备。通过教学子系统，学生和教师可以完成通过互联网的实时互动教学。
在所述在线教育系统中，一个典型的任务流程包括如下步骤：
（1）教师信息收集：教师发起注册请求，师资运营子系统对教师的注册请求进行响应，完成教师信息的完善。注册完成后，教师的相关信息数据保存在数据库里。师资运营子系统对教师的注册信息进行审核，并对教师进行初步画像，所生成的教师画像信息保存在师资运营子系统中。
（2）学生信息收集：学生发起注册请求，学生服务子系统对学生的注册请求进行响应，学生填写信息完成注册。注册完成后，学生的信息数据保存在数据库里。学生服务子系统对学生的注册信息进行审核，并对学生完成初步画像，所生成的学生画像信息保存在学生服务子系统中。学生在完成注册后，可以提出试听请求，该试听请求传递至教学服务子系统。
（3）信息匹配：所述教学服务子系统，接收到学生的试听请求后，根据试听请求以及从数据库提取到的学生、教师的信息数据和画像信息，通过学生与教师自动匹配算法，或者也可以由业务人员操作匹配教师，完成学生与教师的匹配。
（4）课程试听：匹配成功的学生和教师通过教学子系统完成试听。
（5）课程销售：学生试听成功后，可以选择购买教师课程。所述课程销售子系统在试听成功的学生发起购买课程的请求时，根据购买请求和从数据库提取的数据生成订单信息，并转入支付模块，学生支付完成后所述课程销售子系统通过数据库保留相关信息。
（6）培训计划启动：完成课程销售步骤之后，在教师和学生之间生成了一对一的教学关系，开始启动培训计划。教师通过教学服务子系统给学生制作培养计划，所述教学子系统根据学生、教师数据或请求生成上课时间并保存在数据库中。学生开始正常上课，所述教学子系统在接收到学生或教师发起的上课请求后启动，并根据请求实时传输音视频等数据。
（7）教学效果追踪：课后由教师在教学服务子系统中填写学生的学情报告，由学生在学生服务子系统中填写对教师的评价，供之后的课程生成和调整使用。
优选地，在步骤（7）中，还包括所述教学服务子系统收集学生学习过程中的数据，并将所收集的数据保留在数据库中。
通过以上提供的全新的在线教学系统，学生在任何地方、选择任一地方的教师，完成学习；教师可以在任何地方、根据自己的时间安排在线教学和授课；增加了学生和教师的选择空间，节省了交通成本。并且，从以上流程可以看出，本发明的每个子系统分别服务于业务流程中的一个环节，它们组合起来实现了业务闭环，对于用户从了解、测评、沟通、体验、付费、服务、评价、改善、续费（用户满意服务再续费）等流程形成了一个完整的K12辅导的体系，从而可以为用户提供完整、全面的在线教育服务。
图2所示的是根据本发明的在线教育系统的师资运营子系统的示例性结构，所述师资运营子系统包括以下模块：
教学资格认证模块：负责管理教师的身份证、教龄、教师资格证、荣誉证书和其他资质证明等信息；
教师上课时间安排模块：负责设置上课时间以及批量设置；
教师提现管理模块：负责管理教师的银行卡号、银行、开户行、提现额度和审核状态等信息；
教师信息管理模块：负责管理教师的姓名，年级、科目、性别和出生年、月、日等信息；
教师试讲评级模块：负责教师试讲、教研评级和教师定级；
教师账务管理模块：负责管理收支类型、收支金额和收支时间等信息。
优选地，所述师资运营子系统根据教师的请求在数据库中增加、修改、查询教师的相关数据并实时显示在师资运营子系统界面中。
图3所示的是根据本发明的在线教育系统的教学服务子系统的示例性结构，所述教学服务子系统主要负责学生与教师的匹配以及教学过程的全跟踪，具体包括以下模块：
培养计划模块：负责管理学生阶段教学计划、教学知识点和上课进度等信息；
学情报告模块：负责管理课堂表现、教师点评、课后作业信息；
教师匹配模块：负责学生匹配教师，可通过学生与教师自动匹配算法自动匹配或者业务人员人工匹配教师；
学习追踪模块：负责管理学生上课情况等信息和学生上课回访、学生上课回放以及业务审核。
优选地，所述教学服务子系统保存教师给学生制定的培训计划以及每次课后填写的学情报告，教学服务子系统根据学生/教师的查看请求，返回培训计划和学情报告给学生/教师。
优选地，所述学生与教师的自动匹配算法基于大数据和机器学习技术，利用学生的行为数据和教师的上课数据，建立了自适应匹配模型，提高排课效率和转化率。算法模型包括学生画像，教师画像，自动匹配算法三部分。下面将对这三部分分别介绍。
关于学生画像
本发明的学生与教师的自动匹配算法中的学生画像是基于学生用户在系统中的行为而做出。所述行为包括但不限于：浏览行为，观看公开课行为，上课行为，练习行为。根据上述行为刻画出学生的属性，所述属性包括但不限于：本体属性、消费属性、学习属性、性格属性、成绩属性。其中，所述本体属性是指性别，地区，年龄。所述消费属性是指最近学生上课的课程价格情况，包括但不限于最大值，最小值，均值。所述学习属性是刻画学生的上课情况，包括但不限于：辅导学生需要辅导和潜在需要辅导的科目及知识点，上课时间分布，科目分布，使用的教材版本。所述性格属性包括内向和外向。所述成绩属性是通过评测学生的知识掌握程度，采用GPA的评分标准，预测学生的成绩。
关于教师画像
本发明的学生与教师的自动匹配算法中的教师画像是基于教师在系统中的上课行为、对学情报告的填写信息，对学生评价数据的填写信息，运用数据挖掘技术和机器学习技术，对教师进行建模，构建教师画像。所构建的教师画像包括本体属性，教学属性，教学风格，教学质量。其中，本体属性用于刻画教师的年龄，性别，职称，地区。教学属性用来刻画教师教授的年级，科目，擅长教授知识点，以及可用时间。教学风格是描述教师上课风格，采用机器学习分类算法对教师进行分类。教学质量是根据学生评价，学情报告填写质量，上课质量，学生的转化率等多维度评价教师的教学质量，将教师质量进行评定等级分类。
关于自动匹配算法
基于学生画像、教师画像的本发明的自动匹配算法，是基于内容匹配和协调过滤匹配混合进行的排序，更好的提高了匹配的准确度。
所述自动匹配算法，例如可以包括如下步骤：
（1）输入学生s的参数，包括学生ID、所学科目、期望上课时间；
（2）根据学生ID获得学生的画像信息，从画像信息中获得学生所属的地区、年级；
（3）以地区、年级、科目、期望上课时间为参数，请求候选教师列表T；
（4）从候选教师列表T获取教师i的教师特征向量T_i，从学生画像中获取学生的特征向量V_s，计算二者的相似度，基于相似度得到对教师i的评分s1；
（5）搜索与学生s相同偏好的学生集合，即计算两学生的相似度，将相似度大于阈值的用户，作为相似学生群；
（6）根据相似学生群对教师的评价，预测学生s对教师的评价s2（分数在0-1）；其中，通过r_j=Rating(v_j,v_i)*similar(v_s,v_j)，计算学生j对教师i的评分及对学生s的影响，Rating(v_j,v_i)是学生j对教师i的评分，similar(v_s,v_j)是学生j和学生s之间的相似度；接着，计算r_i=average(r_j) ，得到相似学生群的评分影响的平均值，作为学生s对教师j的评分；
（7）混合s1和s2进行排序，依据如下公式，计算学生对教师评分s：
s=αs1+(1-α)s2
其中s1是基于内容模型对教师的评分，s2是协同过滤对教师的评分，α取值为0.6；
（8）对所有候选教师，采用第7步计算学生对教师评分，并进行排序。
关于冷启动问题
教师的冷启动问题发生原因在于：教师加入平台的时间较短，教师的行为数据很少或没有，学生对教师的评分数据没有，教师的画像的维度信息不全或很少。
为了解决教师的冷启动问题，本发明采用的技术方案是：先根据年级和科目对教师进行聚类，计算每个类别的画像，主要属性包含平均教研评分、教学质量和好评率等；然后获取新入住教师对应类别及其类画像，以该类画像作为新入住教师的初步画像。
学生的冷启动问题发生原因在于：学生刚加入平台，系统对学生的了解很少，难以为学生确定候选教师的评分。
为了解决学生的冷启动问题，本发明采用的技术方案是：先根据学生的年级和科目，选取上课的候选教师；然后以教师的转化率、好评率、教研评分、可用课时维度等信息，运用逻辑回归模型，计算候选教师的评分；最后，以年级和科目作为参数，获取相似学生群。计算相似学生群的学生对教师的评分，相似学生群的每个学生的权重相等，对相似学生群的评分取均值，作为新学生对候选教师的评分。
图4所示的是根据本发明的在线教育系统的教学子系统的示例性结构，所述教学子系统提供学生与教师实时互动的平台，包括以下模块：
手写板模块：可以使用手写笔、色彩工具和图形工具；
聊天模块：可以使用文字、表情和送花；
音视频模块：负责实时传输音视频，可以传送教师、学生的人像视频、语音以及课桌画面等音视频，具体包括推流服务、拉流服务、音视频录制和音视频转码；
教学文档模块：可以在学生界面和教师界面中同时播放电子文档，支持PPT、DOC和PDF等多种格式的电子文档；
客户端升级模块：负责版本控制、灰度发布以及用户定向版本控制。
优选地，所述教学子系统包括学生/教师人像视频窗口，电子文档窗口，课桌/讲桌窗口，其特征在于客户端A向服务器发起请求，服务器进行索引与其配对的客户端B的IP地址、端口号等信息给客户端A，客户端A直接连接客户端B或者向客户端B发起让其主动连接A的请求，两客户端成功连接后，学生/教师人像视频界面以及课桌/讲桌界面通过摄像头采集，电子文档界面通过网络实现屏幕共享控制，所述采集的信息采用P2P机制直接传输给另一个客户端并通过多个可调整大小、位置的窗口显示在同一个界面中。
通过本发明提供的多窗口的在线教育界面，能够在学生和教师上课时，任意选择音频/视频内容、文件展示内容、书本及书写内容等多种方式进行内容展示，完成多功能的互动及切换功能。
通过本发明的匹配算法，可以更好的完成学生和教师的有效匹配，实现个性化一对一教学，并完成用户资源的有效分配，使得用户可以得到及时有效的业务服务。
图5所示的是根据本发明的在线教育系统的学生服务子系统的示例性结构，所述学生服务子系统包括以下模块：
学生信息管理模块：负责管理学生的姓名、年级、需补科目和性别等信息；
学生业务管理模块：负责管理学生的上课状态、当前咨询师、当前教务和检验课情况等信息；
学生收支管理模块：负责管理学生的收支类型、收支额度和收支时间等信息；
学生订单管理模块：负责管理订单号、课时报信息、授课教师信息、每个课程的单价、所有课程的总价、状态和课时等信息；
学生优惠券管理模块：负责管理优惠券类别、优惠券额度（抵扣金额或抵扣课时）、优惠券有效期、优惠券使用限制和优惠券状态等信息；
上课预约功能模块：负责管理上课时间、上课教师和上课课程等信息；
学生推荐模块：负责管理推荐码、推荐用户和推荐奖励等信息。
优选地，所述学生服务子系统根据学生的请求在数据库中增加、修改、查询学生的相关数据并实时显示在学生服务子系统界面中。
图6所示的是本发明的在线教育系统的课程销售子系统的示例性结构，所述课程销售子系统包括以下模块：
订单模块：负责管理课时包、教师、单价、课时、总价、状态、订单号、下单时间、支付时间、相关业务人员、活动情况、分期等相关信息；
支付模块：负责订单支付事宜，支付方式可以选择支付宝、微信、银联、财付通、蜡笔分期等；
课时包管理模块：负责管理年级、科目、价格、课时、总价、状态、简介等信息；
优惠券模块：负责管理代金券、续费券、扩科券、转介绍券等信息；
营销模块：负责注册奖励、介绍奖励、充值奖励和购课奖励。
优选地，所述课程销售子系统可以根据学生发起的查看历史课程的请求调取数据库数据并返回给学生。
原则上，图2-图6所示的各个子系统保持相互独立性，仅在客户端（PC客户端、APP、网站、M站、微信小程序、管理后台等）上进行各子系统的聚合。以PC客户端（学生身份）为例，其核心为教学子系统（音视频1对1上课支持），同时也包含学生服务子系统(学生登录、获取学生信息)、课程销售子系统（学生购买教师订单、预约课程）、教学服务子系统（学情报告模块相关内容）的部分功能。
同时，各个子系统也因为数据共享等需要而存在一定关联，比如在教学服务子系统中，教师匹配模块依赖于师资运营子系统的教师信息管理模块、课程销售子系统的订单模块等数据；学习追踪模块依赖于教学子系统的部分服务； 学情报告模块依赖于课程销售子系统的订单模块的课堂关系数据。
通过以上描述可以看出，本发明提供了一种真正意义上的在线教育平台，可以实现教师对接到平台，平台对接到学生，从而全面实现包括多媒体教学内容在内的各项内容的全面交互，能够远距离、快速度、高质量、安全地传送教学声像、图文和数据，能够在学生和教师之间提供及时的互动，其突破了传统教学和培训在时间和空间上的限制，极大程度的实现了真实的教学场景，教学体验与真实场景的教学体验几乎没有差别。并且，通过本发明提供的在线教育系统，能够实现教学过程中的学习数据和教学效果追踪，从而可以更好地了解教学情况以便针对改进，提高了教学效果和教育质量。
每个子系统分别服务于业务流程中的一个环节，它们组合起来实现多流程、且可根据反馈改进的业务闭环；提供在线教学模式，免去双方的交通时间，在任何地方都可以学习/教学；增加学生的选择空间，学生可以选择任一地方的教师；多窗口的在线教育系统，能够让学生教师更便捷地实时互动；追踪教学过程和效果，让学生和教师能更好地了解教学情况以便针对改进。
需要说明的是，上述实施例均为优选实施例，相关功能部件可以用其他部件代替，所涉及的单元和模块并不一定是本发明所必须的；本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (18)

1.一种在线教育系统，包括师资运营子系统、学生服务子系统、课程销售子系统、教学服务子系统和教学子系统，所述师资运营子系统用于实现教师的信息管理和运营，所述学生服务子系统用于实现学生的信息管理，所述课程销售子系统用于实现课程销售，所述教学服务子系统用于提供教学方面的后台服务，根据学生需求自动匹配教师并跟踪学生的学习过程，所述教学子系统用于通过网络完成上课过程，其中，
所述师资运营子系统包括教师信息管理模块、教学资格认证模块、上课时间安排模块、教师试讲评级模块，所述师资运营子系统根据教师的各项信息得到教师画像，将其发送至教学管理子系统；
所述学生服务子系统包括学生信息管理模块、学生业务管理模块、学生收支管理模块、上课预约模块、学生推荐模块，所述学生服务子系统根据学生的各项信息得到学生画像，将其发送至教学管理子系统；
所述课程销售子系统包括订单模块、支付模块；
所述教学管理子系统包括教师匹配模块、培养计划模块、学情报告模块、学情追踪模块，所述教师匹配模块根据教师画像、学生画像完成教师和学生的匹配；
所述教学子系统包括客户端，在所述客户端上集成有摄像头、音视频模块、教学文档模块和手写板模块，所述客户端向服务器发起请求，在完成与另一客户端的匹配之后，可以实现两个客户端之间对所述音视频模块、所述教学文档模块、所述书写板模块显示内容的屏幕共享控制。
2.根据权利要求1所述的在线教育系统，其特征在于，所述学生服务子系统根据学生的请求在数据库中增加、修改、查询学生的相关数据，并实时显示在学生服务子系统界面中。
3.根据权利要求1所述的在线教育系统，其特征在于，所述师资运营子系统根据教师的请求在数据库中增加、修改、查询教师的相关数据，并实时显示在师资运营子系统界面中。
4.根据权利要求1所述的在线教育系统，其特征在于，在所述课程销售子系统中，学生可以发起查看历史课程信息的请求，所述课程销售子系统调取数据库数据并返回给学生。
5.根据权利要求1所述的在线教育系统，其特征在于，所述教学服务子系统保存教师给学生制定的培训计划以及每次课后填写的学情报告，并根据学生/教师的查看请求，返回培训计划和学情报告给学生/教师。
6.根据权利要求1所述的在线教育系统，其特征在于，所述教师匹配模块中采用学生与教师自动匹配算法，该算法基于大数据和机器学习技术，利用学生的行为数据建立学生画像，利用教师的上课数据建立教师画像，建立自适应匹配模型，其特征在于，所述学生画像基于学生在系统中的行为而做出，包括浏览行为，观看公开课，上课行为，练习行为，刻画学生的本体属性，消费属性，学习属性，性格属性，成绩属性；所述教师画像是基于教师在系统中的上课行为，结合学情报告填写情况、学生评价数据，运用数据挖掘技术和机器学习技术，对教师进行建模而做出。
7.根据权利要求6所述的在线教育系统，其特征在于，所述自动匹配算法，是基于内容匹配和协调过滤混合进行的排序，该匹配算法基于以下公式计算学生对教师评分s并进行排序：
s=αs1+(1-α)s2
其中s1是基于内容模型对教师的评分，s2是协同过滤对教师的评分，α取值为0.6。
8.根据权利要求1所述的在线教育系统，其中所述教学子系统中的客户端显示界面包括学生/教师人像视频窗口，电子文档窗口，课桌/讲桌窗口，在教学时由一客户端向服务器发起请求，服务器进行索引并将与其配对的另一客户端信息发送给所述一客户端，两客户端成功连接后，通过摄像头采集学生/教师人像视频界面以及课桌/讲桌界面，并通过网络实现对电子文档窗口、课桌/讲桌窗口、人像视频窗口的屏幕共享控制。
9.根据权利要求1所述的在线教育系统，其特征在于：所述系统运行如下步骤：教师信息收集、学生信息收集、信息匹配、课程试听、课程销售、培训计划启动、教学效果追踪，通过上述步骤实现了多流程、且可根据反馈改进的K12教育过程的闭环。
10.根据权利要求1所述的在线教育系统，其特征在于：所述系统运行的步骤具体包括：
（1）教师信息收集：教师发起注册请求，师资运营子系统对教师的注册请求进行响应，完成教师信息的完善；注册完成后，教师的相关信息数据保存在数据库里；师资运营子系统对教师的注册信息进行审核，并对教师进行初步画像，所生成的教师画像信息保存在师资运营子系统中；
（2）学生信息收集：学生发起注册请求，学生服务子系统对学生的注册请求进行响应，学生填写信息完成注册；注册完成后，学生的信息数据保存在数据库里；学生服务子系统对学生的注册信息进行审核，并对学生完成初步画像，所生成的学生画像信息保存在学生服务子系统中；学生在完成注册后，可以提出试听请求，该试听请求传递至教学服务子系统；
（3）信息匹配：所述教学服务子系统，接收到学生的试听请求后，根据试听请求以及从数据库提取到的学生、教师的信息数据和画像信息，通过学生与教师自动匹配算法，或者也可以由业务人员操作匹配教师，完成学生与教师的匹配；
（4）课程试听：匹配成功的学生和教师通过教学子系统完成试听；
（5）课程销售：学生试听成功后，可以选择购买教师课程；所述课程销售子系统在试听成功的学生发起购买课程的请求时，根据购买请求和从数据库提取的数据生成订单信息，并转入支付模块，学生支付完成后所述课程销售子系统通过数据库保留相关信息；
（6）培训计划启动：完成课程销售步骤之后，在教师和学生之间生成了一对一的教学关系，开始启动培训计划；教师通过教学服务子系统给学生制作培养计划，所述教学子系统根据学生、教师数据或请求生成上课时间并保存在数据库中；学生开始正常上课，所述教学子系统在接收到学生或教师发起的上课请求后启动，并根据请求实时传输音视频等数据；
（7）教学效果追踪：课后由教师在教学服务子系统中填写学生的学情报告，由学生在学生服务子系统中填写对教师的评价，供之后的课程生成和调整使用。
11.一种在线教育方法，该方法包括如下步骤：教师信息收集、学生信息收集、信息匹配、课程试听、课程销售、培训计划启动、教学效果追踪，通过上述步骤实现了多流程、且可根据反馈改进的闭环。
12.根据权利要求11所述的在线教育方法，其特征在于：
在所述教师信息收集步骤中，教师发起注册请求，师资运营子系统对教师的注册请求进行响应，完成教师信息的完善；注册完成后，教师的相关信息数据保存在数据库里；师资运营子系统对教师的注册信息进行审核，并对教师进行初步画像，所生成的教师画像信息保存在师资运营子系统中。
13.根据权利要求11所述的在线教育方法，其特征在于：
在所述学生信息收集步骤中，学生发起注册请求，学生服务子系统对学生的注册请求进行响应，学生填写信息完成注册；注册完成后，学生的信息数据保存在数据库里；学生服务子系统对学生的注册信息进行审核，并对学生完成初步画像，所生成的学生画像信息保存在学生服务子系统中；学生在完成注册后，可以提出试听请求，该试听请求传递至教学服务子系统。
14.根据权利要求11所述的在线教育方法，其特征在于：
在所述信息匹配步骤中，所述教学服务子系统，接收到学生的试听请求后，根据试听请求以及从数据库提取到的学生、教师的信息数据和画像信息，通过学生与教师自动匹配算法，或者也可以由业务人员操作匹配教师，完成学生与教师的匹配。
15.根据权利要求11所述的在线教育方法，其特征在于：
在所述课程试听步骤中，匹配成功的学生和教师通过教学子系统完成试听。
16.根据权利要求11所述的在线教育方法，其特征在于：
在所述课程销售步骤中，学生试听成功后，可以选择购买教师课程；所述课程销售子系统在试听成功的学生发起购买课程的请求时，根据购买请求和从数据库提取的数据生成订单信息，并转入支付模块，学生支付完成后所述课程销售子系统通过数据库保留相关信息。
17.根据权利要求11所述的在线教育方法，其特征在于：
在所述培训计划启动步骤中，完成课程销售步骤之后，在教师和学生之间生成了一对一的教学关系，开始启动培训计划；教师通过教学服务子系统给学生制作培养计划，所述教学子系统根据学生、教师数据或请求生成上课时间并保存在数据库中；学生开始正常上课，所述教学子系统在接收到学生或教师发起的上课请求后启动，并根据请求实时传输音视频等数据。
18.根据权利要求11所述的在线教育方法，其特征在于：
在所述教学效果追踪步骤中，课后由教师在教学服务子系统中填写学生的学情报告，由学生在学生服务子系统中填写对教师的评价，供之后的课程生成和调整使用。
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