CN109817040A - 一种用于教学数据的处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种用于教学数据的处理系统，包括：教育终端、学习终端和共享平台；共享平台包括：教学直播模块，包括直播创建单元、网络连接单元、视音频接收单元、直播互动单元和内容分发单元；教学录播模块，包括录播单元、解析单元、标注单元和储存单元；教学点播模块，包括点播接收单元、点播查询单元和点播处理单元；在线测评模块，包括试题录入单元、校对单元、错题分析单元和知识点推送单元。本发明在学生查看在平台测试的错题解析时，能够根据错题的知识点获取相关的讲解视频，并推送给学生，帮助学生突破薄弱的知识点，提高学习效率；并且，在教师直播过程中可以对学生的听课状态进行监控，进而保证学生的听课质量和教师的教学质量。

Description

一种用于教学数据的处理系统

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种用于教学数据的处理系统。

背景技术

随着知识经济的到来，我们的学习模式受到了前所未有的冲击，各种新的学习模式如潮水般涌现，在所有学习模式中，最具有冲击力的便是随着网络技术发展而出现的网络化学习，又称在线学习，它是通过在网上建立教育共享平台，学员应用网络进行在线学习的一种全新方式，具体的说，是指教师通过将教学视频或教学资源以直播或录播的方式上传至服务器，然后学生通过客户端进行点播或实时观看的教育方式。在线教育的教育方式不仅可以突破时间和空间的限制，提升了学习效率，而且可以跨越因地域等方面造成的教育资源不平等分配，使教育资源共享化，降低了学习的门槛。由于在线教育具有上述优点，在线教育受到越来越多用户的认可。

虽然在线教育打破了时间和空间上的限制，但是目前的在线教育系统存在以下几点不足：第一，现有的在线教育系统中教学和测试是割裂开的，学生在学习后进行在线测试，遇到错题时只能通过预先生成的答案文字进行理解，大大降低了学习效率；第二，教师只是单纯地进行讲解授课，缺乏对学生学习状态的监控。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于教学数据的处理系统，在学生查看在平台测试的错题解析时，能够根据错题的知识点获取相关的讲解视频，并推送给学生，帮助学生突破薄弱的知识点，提高学习效率；并且，在教师直播过程中可以对学生的听课状态进行监控，进而保证学生的听课质量和教师的教学质量。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于教学数据的处理系统，包括：教育终端、学习终端和共享平台；所述共享平台包括：

教学直播模块，包括直播创建单元、网络连接单元、视音频接收单元、直播互动单元和内容分发单元；其中，所述直播创建单元用于接收所述教育终端发送的创建请求，所述创建请求中包括标题信息，所述标题信息包括课程信息和直播教师信息；所述网络连接单元用于建立所述教育终端和学习终端之间的网络连接；所述视音频接收单元用于接收所述教育终端和学习终端采集的视音频数据，并将所述视音频数据发送给所述直播互动单元；所述直播互动单元将所述视音频数据终端音频数据进行混音处理，并将混音处理后的音频资源与视频资源进行混合处理，从而得到混合处理后的直播数据，将所述直播数据发送给所述内容分发单元；所述分发单元将所述直播数据实时发送给所述学习终端进行直播，使学生通过所述学习终端实现与直播教师、同学之间的直播交互；

教学录播模块，包括录播单元、解析单元、标注单元和储存单元；其中，所述录播单元用于对所述直播数据进行录制，并发送给所述解析单元；所述解析单元用于对录制后直播数据进行解析，得到录制后的视频数据和音频数据，对录制后的音频数据进行关键词提取，并记录所述关键词的时间位置信息，根据所述时间位置信息将所述关键词标注在所述录制后的直播数据中；所述储存单元用于建立所述标题信息和所述标注后的直播数据之间的关联关系，根据所述关联关系生成录播数据，并储存；

教学点播模块，包括点播接收单元、点播查询单元和点播处理单元；其中，所述点播接收单元用于接收所述学习终端发送的点播请求或下载请求，并发送给所述点播查询单元；所述点播查询单元用于根据所述点播请求或下载请求查询相对应的录播数据；所述点播处理单元用于采用视音频切片的方式将所述查询到的录播数据切割成由HTTP下载的多个子录播数据，并生成播放列表，发送给所述学习终端，所述学习终端根据所述播放列表播放录播数据；

在线测评模块，包括试题录入单元、校对单元、错题分析单元和知识点推送单元；所述试题录入单元用于接收所述教育终端发送的试题信息和答案信息，所述答案信息中包括知识点标识信息；所述校对单元用于接收所述学习终端发送的作答信息，将所述作答信息与所述答案信息进行校对，得到考试分数和错题信息，发送给所述学习终端；所述知识点推送单元用于获取所述错题信息对应的答案信息，并提取所述答案信息中的知识点标识信息，将所述知识点标识信息与所述关键词进行匹配，得到相匹配的关键词，根据所述关键词相对应的时间位置信息截取录播数据，根据所述截取到的多个录播数据生成知识点推送信息，并发送给所述学习终端。

优选的，所述知识点标识信息中包括多个关键词信息；所述知识点推送单元具体用于将所述知识点标识信息中的多个关键词信息与录播数据中标注的关键词进行匹配，得到多个相匹配的关键词，获取多个相匹配的关键词对应的时间位置信息，根据多个时间位置信息确定截取起始时间信息和终止时间信息，根据所述起始时间信息和终止时间信息截取录播数据，通过对不同录播数据的截取得到所述知识点推送信息。

优选的，所述直播互动单元还用于接收所述学习终端发送的评论信息，将所述评论信息进行合法化验证，当验证通过后将所述评论信息进行发布。

优选的，所述知识点推送单元还用于根据所述截取的多个录播数据生成讲解推送列表数据；建立所述知识点标识信息和所述讲解推送列表数据之间的关联关系，并储存。

进一步优选的，所述知识点推送单元还用于接收所述学习终端对讲解推送列表数据中录播数据的反馈信息，所述反馈信息中包括评分信息；根据所述评分信息调整所述讲解推送列表数据中录播数据的显示顺序。

优选的，所述校对单元还用于统计每个试题信息的错误率，建立所述试题信息和所述错误率之间的关联关系，根据所述试题信息和所述错误率之间的关联关系生成错题反馈信息，发送给所述教学终端。

优选的，所述学习终端还用于对学生面部进行识别，并采集学生的面部视频数据发送给所述共享平台，其中，所述面部视频数据中携带设备识别码；所述共享平台的直播互动单元对面部视频数据进行解析，得到所述设备识别码和多帧图像数据，根据所述设备码获取相对应的学生ID，并且对每一帧图像数据的中的多个面部特征进行特征点标注，根据多帧图像数据中标注的多个面部特征的特征点得到多个面部特征的变化数据；对标注的多个面部特征的特征点的变化进行分析，得到学生的微表情信息；根据所述微表情信息进行分析，得到学生的听课状态信息，根据听课状态信息的变化情况生成听课状态变化曲线。

进一步优选的，所述直播互动单元还用于实时监控所有学生的听课状态信息，并根据所有学生的听课状态信息生成第一教学反馈信息，将所述第一教学反馈信息发送所述教育终端。

进一步优选的，所述直播互动单元还用于实时监控所有学生的听课状态信息，获取预设听课状态信息的学生ID；根据所述学生ID生成第二教学反馈信息，将所述第二教学反馈信息发送给所述教育终端。

本发明实施例提供的一种用于教学数据的处理系统，在学生查看在平台测试的错题解析时，能够根据错题的知识点获取相关的讲解视频，并推送给学生，帮助学生突破薄弱的知识点，提高学习效率；并且，在教师直播过程中可以对学生的听课状态进行监控，进而保证学生的听课质量和教师的教学质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于教学数据的处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种用于教学数据的处理系统的结构示意图，如图1所示，包括教育终端1、学习终端2和共享平台3，教育终端1是指授课教师所用的终端设备，学习终端2是指学生所使用的终端设备，这两种终端设备可以是具有视音频功能的终端设备，比如笔记本电脑；共享平台3是用于数据连接和数据相互的教育平台，具体包括教学直播模块31、教学录播模块32、教学点播模块33和在线测评模块34。

教学直播模块31的作用是将教师在教育终端1的授课内容通过直播的方式传输到学生的学习终端2，进而实现远程教学，教学直播模块31具体包括直播创建单元311、网络连接单元312、视音频接收单元313、直播互动单元314和内容分发单元315。

在教师进行直播之前，通过教育终端1输入直播创建请求，并发送给直播创建单元311，直播创建单元311接收教育终端1发送的创建请求，创建请求中包括标题信息，标题信息可以包括课程信息和直播教师信息，课程信息可以包括所授课程的科目、章节等，直播教师信息包括教学教师的所属学校、年级和姓名等，直播创建单元311根据创建请求创建直播室，并显示所述标题信息。

学生可以通过学习终端2进行登陆，登陆成功后进入要学习的直播室，网络连接单元312建立教育终端1和学习终端2之间的网络连接，从而实现教师和学生之间的数据连接。

在直播过程中，教师和学生可以通过终端设备的视音频模块实现交流和互动，具体的，视音频接收单元313接收教育终端1和学习终端2采集的视音频数据，并将视音频数据发送给直播互动单元314；直播互动单元314将音频数据进行混音处理，并将混音处理后的音频资源与视频资源进行混合处理，从而得到混合处理后的直播数据，将直播数据发送给内容分发单元315；分发单元将直播数据实时发送给学习终端2进行直播，使学生通过学习终端2实现与直播教师、同学之间的直播交互。

进一步，在直播教学过程中，还可以进行文字性的交流，具体的，直播互动单元314还用于接收学习终端2发送的评论信息，将评论信息进行合法化验证，当验证通过后将评论信息进行发布，在学生人数较多不方便集体交流的时候，可以通过这种方式实现教师和学生之间以及学生和学生之间的交流。

由于直播时间不一定满足每个学生的时间，通过教学录播模块32对直播过程进行录制，教学录播模块32具体包括录播单元321、解析单元322、标注单元323和储存单元324。

其中，录播单元321用于对直播数据进行录制，并发送给解析单元322；解析单元322用于对录制后直播数据进行解析，得到录制后的视频数据和音频数据，对录制后的音频数据进行语义识别，从而提取到音频数据中的关键词，其中，这里的关键词是预先设定的，在此之前根据课程的科目、章节、知识点等信息建立关键词数据库，需要说明的是，语义识别的音频数据优选为教师的音频数据；在识别到关键词后记录关键词出现的时间位置信息，根据时间位置信息将关键词标注在录制后的直播数据中，并发送给储存单元324；储存单元324建立标题信息和标注后的直播数据之间的关联关系，根据关联关系生成录播数据，并储存，以供学生在时间方便时进行点播。

教学点播模块33的作用是实现教学直播数据的点播和下载，具体包括点播接收单元331、点播查询单元332和点播处理单元333。

学生在想要点播和下载教学视频时，可以通过学习终端2对教学视频进行点击，学习终端2生成点播请求或下载请求，发送给共享平台3，共享平台3的点播接收单元331接收学习终端2发送的点播请求或下载请求，并发送给点播查询单元332；点播查询单元332根据点播请求或下载请求查询相对应的录播数据；点播处理单元333采用视音频切片的方式将查询到的录播数据切割成由HTTP下载的多个子录播数据，并生成播放列表，发送给学习终端2，学习终端2根据播放列表播放或下载录播数据，从而实现教学视频的点播和下载。

为了对教学效果进行检验，本发明的用于教学数据的处理系统还具有在线测评的功能，具体通过在线测评模块34实现，在线测评模块34具体包括试题录入单元341、校对单元342、错题分析单元343和知识点推送单元344。

授课教师将试题信息和相对应的答案信息输入教育终端1，试题录入单元341接收教育终端1发送的试题信息和答案信息，并将试题信息进行发布，其中，答案信息中包括知识点标识信息，用于标识每道题所关联的知识点。

学习终端2对试题信息进行显示，学生根据显示的试题进行作答，将答案信息输入学习终端2，在作答完毕后将作答信息并上传，校对单元342接收学习终端2发送的作答信息，将作答信息与答案信息进行校对，得到考试分数和错题信息，发送给学习终端2，并将错题信息发送给知识点推送单元344。

知识点推送单元344自动获取错题信息对应的答案信息，并提取答案信息中的知识点标识信息，将知识点标识信息与关键词进行匹配，得到相匹配的关键词，根据关键词相对应的时间位置信息截取录播数据，根据截取到的多个录播数据生成知识点推送信息，具体的，知识点标识信息中可以包括多个关键词信息，知识点推送单元344将知识点标识信息中的多个关键词信息与录播数据中标注的关键词进行匹配，得到多个相匹配的关键词，获取多个相匹配的关键词对应的时间位置信息，对多个时间位置信息进行时间先后的排序，确定最先的时间点对应的完整语句的开始时间为截取起始时间信息，最后的时间点对应的完整语句的结束时间为终止时间信息，根据起始时间信息和终止时间信息截取录播数据，由于不同教师会对一个相同的知识点进行讲解，因此可能会截取到的多个不同的录播数据，根据截取的多个录播数据生成讲解推送列表数据，即知识点推送信息，并发送给学习终端2，于此同时，建立知识点标识信息和讲解推送列表数据之间的关联关系，并储存。

学生在查看错题解析时，可以观看到不同教师对知识点的讲解，为了找到最合适的视频讲解，学生在观看后可以对不同的讲解进行评分反馈，知识点推送单元344接收学习终端2对讲解推送列表数据中录播数据的反馈信息，反馈信息中包括评分信息；根据评分信息调整讲解推送列表数据中录播数据的显示顺序，这样在之后对该题解析的查看时，学生点击推送列表的第一个解析就可以直接看到该题最完整、清楚的讲解，从而代替传统的将正确答案解析以文字形式发送给学生进行查看的解析方式，与传统的解析方式相比，本发明的解析方式更有利于学生对知识点的理解，对学习兴趣的提高。

在优选的实施例中，校对单元342还用于统计每个试题信息的错误率，建立试题信息和错误率之间的关联关系，根据试题信息和错误率之间的关联关系生成错题反馈信息，并根据错误率的从高到低配置试题进行显示顺序，发送给教学终端，使教师能够清楚的看出哪些题错误率较高，这样在试题讲解时可以着重对错误率较高的试题和知识点进行讲解，从而提高教学效率。

在更为优选的实施例中，为了保证直播教学的听课质量，用于教学数据的处理系统能够对学生的听课状态进行监控，具体的，在学生观看直播时，学习终端2的摄像头对学生面部进行识别，并采集学生的面部视频数据发送给共享平台3，其中，面部视频数据中携带设备识别码，用于该面部数据是来源于哪个标识该设备的；共享平台3的直播互动单元314对面部视频数据进行解析，得到设备识别码和多帧图像数据，根据设备标识码以及设备标识码和用户ID之间预先建立的关联关系，获取相对应的学生ID，并且对每一帧图像数据的中的多个面部特征进行特征点标注，此处的面部特征包括眼睛、嘴、眉毛等，本领域技术人员可以根据需要对需要标注的面部特征进行设定；然后，根据多帧图像数据中标注的多个面部特征的特征点得到多个面部特征的变化数据；对标注的多个面部特征的特征点的变化进行分析，得到学生的微表情信息；再通过预设模型和算法对微表情信息进行分析，得到学生的听课状态信息，听课状态信息具体可以包括思考状态、发呆状态、兴奋状态、疑惑状态、睡眠状态等；根据听课状态信息的变化情况生成听课状态变化曲线，从而对学生听课状态进行记录。在一个具体的例子中，经算法计算某同学眼球的在同一位置的停留时间超过预设时间阈值，则可以得到该同学在这一时间段的听课状态为发呆，从而根据一节课的时间和听课状态的连续变化生成听课状态变化曲线，在直播后会向学生和教师展示听课状态，进而引起师生的注意。

进一步的，教师还可以在直播过程中实时监控每个学生的听课状态，直播互动单元314实时监控所有学生的听课状态信息，并根据所有学生的听课状态信息生成第一教学反馈信息，将第一教学反馈信息发送教育终端1，教育终端1对第一教学反馈信息进行显示，为了使授课老师可以直观了解全体同学的听课状态，可以用相同的颜色表示相同听课状态的同学，比如疑惑状态的同学用黄色、思考状态的同学用红色、发呆状态的同学用黑色等，这样通过终端显示设备，授课老师可以清楚的观察到所有同学的听课状态，从而根据所有同学的听课状态调整教学方式和教学进度。

此外，在直播教学过程中还可以对某个预设听课状态的学生进行反馈，具体的，直播互动单元314实时监控所有学生的听课状态信息，获取预设听课状态信息的学生ID，所述预设听课状态信息可以为发呆状态或睡眠状态等；根据学生ID生成第二教学反馈信息，将第二教学反馈信息发送给教育终端1，通过教育终端1向授课老师显示正在睡觉和发呆的学生，从而使老师及时对学生进行提醒，进而保证学生的听课质量。

本发明实施例提供的一种用于教学数据的处理系统，在学生查看在平台测试的错题解析时，能够根据错题的知识点获取相关的讲解视频，并推送给学生，帮助学生突破薄弱的知识点，提高学习效率；并且，在教师直播过程中可以对学生的听课状态进行监控，进而保证学生的听课质量和教师的教学质量。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RA用于教学数据的处理系统)、内存、只读存储器(RO用于教学数据的处理系统)、电可编程RO用于教学数据的处理系统、电可擦除可编程RO用于教学数据的处理系统、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-RO用于教学数据的处理系统、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述用于教学数据的处理系统包括教育终端、学习终端和共享平台；所述共享平台包括：

教学直播模块，包括直播创建单元、网络连接单元、视音频接收单元、直播互动单元和内容分发单元；其中，所述直播创建单元用于接收所述教育终端发送的创建请求，所述创建请求中包括标题信息，所述标题信息包括课程信息和直播教师信息；所述网络连接单元用于建立所述教育终端和学习终端之间的网络连接；所述视音频接收单元用于接收所述教育终端和学习终端采集的视音频数据，并将所述视音频数据发送给所述直播互动单元；所述直播互动单元将所述视音频数据终端音频数据进行混音处理，并将混音处理后的音频资源与视频资源进行混合处理，从而得到混合处理后的直播数据，将所述直播数据发送给所述内容分发单元；所述分发单元将所述直播数据实时发送给所述学习终端进行直播，使学生通过所述学习终端实现与直播教师、同学之间的直播交互；

教学录播模块，包括录播单元、解析单元、标注单元和储存单元；其中，所述录播单元用于对所述直播数据进行录制，并发送给所述解析单元；所述解析单元用于对录制后直播数据进行解析，得到录制后的视频数据和音频数据，对录制后的音频数据进行关键词提取，并记录所述关键词的时间位置信息，根据所述时间位置信息将所述关键词标注在所述录制后的直播数据中；所述储存单元用于建立所述标题信息和所述标注后的直播数据之间的关联关系，根据所述关联关系生成录播数据，并储存；

教学点播模块，包括点播接收单元、点播查询单元和点播处理单元；其中，所述点播接收单元用于接收所述学习终端发送的点播请求或下载请求，并发送给所述点播查询单元；所述点播查询单元用于根据所述点播请求或下载请求查询相对应的录播数据；所述点播处理单元用于采用视音频切片的方式将所述查询到的录播数据切割成由HTTP下载的多个子录播数据，并生成播放列表，发送给所述学习终端，所述学习终端根据所述播放列表播放录播数据；

在线测评模块，包括试题录入单元、校对单元、错题分析单元和知识点推送单元；所述试题录入单元用于接收所述教育终端发送的试题信息和答案信息，所述答案信息中包括知识点标识信息；所述校对单元用于接收所述学习终端发送的作答信息，将所述作答信息与所述答案信息进行校对，得到考试分数和错题信息，发送给所述学习终端；所述知识点推送单元用于获取所述错题信息对应的答案信息，并提取所述答案信息中的知识点标识信息，将所述知识点标识信息与所述关键词进行匹配，得到相匹配的关键词，根据所述关键词相对应的时间位置信息截取录播数据，根据所述截取到的多个录播数据生成知识点推送信息，并发送给所述学习终端。

2.根据权利要求1所述的用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述知识点标识信息中包括多个关键词信息；所述知识点推送单元具体用于将所述知识点标识信息中的多个关键词信息与录播数据中标注的关键词进行匹配，得到多个相匹配的关键词，获取多个相匹配的关键词对应的时间位置信息，根据多个时间位置信息确定截取起始时间信息和终止时间信息，根据所述起始时间信息和终止时间信息截取录播数据，通过对不同录播数据的截取得到所述知识点推送信息。

3.根据权利要求1所述的用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述直播互动单元还用于接收所述学习终端发送的评论信息，将所述评论信息进行合法化验证，当验证通过后将所述评论信息进行发布。

4.根据权利要求1所述的用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述知识点推送单元还用于根据所述截取的多个录播数据生成讲解推送列表数据；建立所述知识点标识信息和所述讲解推送列表数据之间的关联关系，并储存。

5.根据权利要求4所述的用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述知识点推送单元还用于接收所述学习终端对讲解推送列表数据中录播数据的反馈信息，所述反馈信息中包括评分信息；根据所述评分信息调整所述讲解推送列表数据中录播数据的显示顺序。

6.根据权利要求1所述的用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述校对单元还用于统计每个试题信息的错误率，建立所述试题信息和所述错误率之间的关联关系，根据所述试题信息和所述错误率之间的关联关系生成错题反馈信息，发送给所述教学终端。

7.根据权利要求1所述的用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述学习终端还用于对学生面部进行识别，并采集学生的面部视频数据发送给所述共享平台，其中，所述面部视频数据中携带设备识别码；所述共享平台的直播互动单元对面部视频数据进行解析，得到所述设备识别码和多帧图像数据，根据所述设备码获取相对应的学生I D，并且对每一帧图像数据的中的多个面部特征进行特征点标注，根据多帧图像数据中标注的多个面部特征的特征点得到多个面部特征的变化数据；对标注的多个面部特征的特征点的变化进行分析，得到学生的微表情信息；根据所述微表情信息进行分析，得到学生的听课状态信息，根据听课状态信息的变化情况生成听课状态变化曲线。

8.根据权利要求7所述的用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述直播互动单元还用于实时监控所有学生的听课状态信息，并根据所有学生的听课状态信息生成第一教学反馈信息，将所述第一教学反馈信息发送所述教育终端。

9.根据权利要求7所述的用于教学数据的处理系统，其特征在于，所述直播互动单元还用于实时监控所有学生的听课状态信息，获取预设听课状态信息的学生I D；根据所述学生I D生成第二教学反馈信息，将所述第二教学反馈信息发送给所述教育终端。