CN114429412A - 一种职业教育数字化教学内容生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种职业教育数字化教学内容生产系统,包括教学终端以及分别与教学终端数据连接的基础工具单元、内容库单元、VR虚拟现实教学平台以及应用系统。教学终端用于对登录应用系统的身份进行验证,以识别出登录者的身份,身份包括机构、教师以及学生三种角色。基础工具单元用于获取各项课程的教学学科数据并将其存储在内容库单元中。应用系统通过调用内容库单元的内容建立教学流程,并根据教学流程在VR虚拟现实教学平台中创建教学课程。其适用在线录播和直播学习,课堂视频教学,VR虚拟现实教学等多种教学场景,能够有效降低教学研发的重复投入,缩短新课程教学内容生产的时间周期,方便教学人员和学生更方便灵活的应用。
Description
技术领域
本发明涉及教学系统技术领域,尤其是涉及一种职业教育数字化教学内容生产系统。
背景技术
随着职业教育的不断发展,线上教学是当下一种主流的教学形式。线上学习主要通过教学视频录播、讲师在线直播为主。随着职业教育的发展,培训学校和机构需要内容更丰富,符合多种学习场景的教学内容。
现有的技术中,通常的做法是把讲师讲课的过程进行录制后制作成视频,或者通过直播技术进行直播,再辅以教辅资料,作为学生学习的内容。由于职业教育各学科知识有专业性强,师资培养难;学生很多是在职学习,学习主动性差,难以监管;每年随着技术和行业发展,授课内容变化快等等特点。导致很多用于线上的课程内容使用率低,更新成本高,学生学习耗费的时间长,教学内容的作用难以发挥,学习效果难以保证。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷:
1、职业教育主要以学习专业技术为目的,社会快速发展导致专业技术升级迭代的速度也在加快,当一门专业课程的内容出现变化时,以现有的制作方式,可能全部内容都需要重新制作,耗时耗力。
2、教学内容的质量主要取决于学科讲师的讲授水平,受限于讲师的个人时间精力,越专精的技术课程越难传播。
3、在现有课时较长的教学内容在提供给学生学习时,难以根据学生的具体水平进行选择性学习,难以发挥出因材施教的作用。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种职业教育数字化教学内容生产系统,其适用在线录播和直播学习,课堂视频教学,VR虚拟现实教学等多种教学场景,能够有效降低教学研发的重复投入,缩短新课程教学内容生产的时间周期,方便教学人员和学生更方便灵活的应用。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种职业教育数字化教学内容生产系统,包括教学终端以及分别与所述教学终端数据连接的基础工具单元、内容库单元、VR虚拟现实教学平台以及应用系统;
所述教学终端用于对登录所述应用系统的身份进行验证,以识别出登录者的身份,所述身份包括机构、教师以及学生三种角色;
所述基础工具单元用于获取各项课程的教学学科数据并将其存储在所述内容库单元中;
所述应用系统通过调用所述内容库单元的内容建立教学流程,并根据所述教学流程在所述VR虚拟现实教学平台中创建教学课程;
所有生产的教学内容原始文件储存在所述内容库单元中,由专业教研团队进行新旧课程内容对比,淘汰旧内容,生产新内容,提炼知识点,制作虚拟教师训练脚本,合成课程视频,形成可视化知识图谱,供不同应用场景下调用;
所述应用系统用于根据不同场景需要,通过对外发布系统,提供给机构、教师、学生不同角色使用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述基础工具单元依次连接的文字转换模块、虚拟讲师训练模块、视频合成模块、知识图谱构建模块以及课程组合算法模块,所述文字转换模块用于从旧的书籍、视频和音频中提取出文字内容,并按固定规格整理成基础材料;
所述虚拟讲师训练模块包括2D真人定制与3D卡通人物定制,通过所述 2D真人定制的人物形象与3D卡通人物定制的人物形象进行视频授课,所述视频合成模块把授课内容、虚拟讲师通过一下流程合成生产视频文件,输入课程讲课的文字内容和板书,设置讲课语速、音色、停顿的参数,按照讲课时间轴插入板书,选择虚拟主播形象、服装、姿势、背景,最后设置视频生成规格参数;
所述知识图谱构建模块根据多个知识点之间的关联关系,建立可被系统读取的链接标签,所述课程组合算法用于根据某个学科课程需求的数字,自动匹配出包含该数字的链接标签,并将显示检索结果为知识点的组合供选择使用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述内容库单元包括依次连接的新旧内容比对和整理模块、学科知识点提炼模块、虚拟讲师授课脚本制作模块、视频生产模块以及可视化知识图谱模块;
当课程内容发生变化时,所述新旧内容比对和整理模块用于按照索引进行新旧内容对比,把新内容提交给系统进入生产流程,所述学科知识点提炼模块用于从每个学科中把需要掌握的知识点提炼出来,标注类型、讲解要求、侧重学习偏好的参数;
所述虚拟讲师授课脚本制作模块根据合成需求和知识点特征,制定授课脚本用于虚拟讲师训练,所述视频生产模块使用专业软件把虚拟讲师讲解知识点内容的视频按要求格式参数输出,所述可视化知识图谱模块通过可视化图形界面,为知识点添加标签和逻辑关系关联。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述应用系统包括依次连接的合成教学视频模块、导入智能教学系统、学习管理模块、学习数据采集模块以及学习优化算法模块;
所述合成教学视频模块按照课程的考察要求,合成标注教学内容视频,所述导入智能教学系统用于将配套文件导入系统并进行相关设置,所述学习管理模块用于组织学生进行学习,由专人进行管理,同时保留学习过程记录和统计;
所述学习数据采集模块用于采集学生学习过程中的行为数据,通过特点分类储存,所述学习优化算法模块用于不断优化学生行为数据信息和最优学习路径之间相互匹配的算法。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述2D真人定制的步骤包括视频采集、数据处理、模型训练、形象输出以及集成使用,所述3D卡通人物定制的的步骤包括3D建模、表情设计、动作设计、形象输出以及集成使用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述行为数据包括学生年龄、职业、性别、学习时间、学习时长、做题偏好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述教学终端包括书写显示模块、无线触摸板、麦克风、发送接收模块、视频展示模块和评价系统;
所述教学终端连接书写显示模块、发送接收模块和视频展示模块,所述教学终端通过无线网络跟麦克风和评价系统连接;所述书写显示模块通过无线网络跟所述无线触摸板连接,所述发送接收模块与所述视频展示模块相互连接。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:该系统用于成人职业教育学习场景。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:还包括听说功能判断系统、唇语教学单元、控制终端、手语反馈单元,所述控制终端分别与所述听说功能判断系统、所述应用系统连接、所述唇语教学单元以及所述手语反馈单元连接;
所述听说功能判断系统用于对使用者是否属于聋哑人进行判断,并将判断的结果发送至所述控制终端;
若使用者非聋哑人则所述控制终端开启所述应用系统,若使用者为聋哑人则所述控制终端开启所述唇语教学单元与所述手语反馈单元。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述听说功能判断系统包括听觉判断单元以及语言判断单元,所述听觉判断单元通过所述教学终端随机播放单词,并在所述教学终端上给出多个选项供使用者选择;
所述语言判断单元通过在所述教学终端上显示一段文字,并采集使用者发出的声音转换成文字后与给出所述文字的内容进行匹配。
综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
1.本发明适用在线录播和直播学习,课堂视频教学,VR虚拟现实教学等多种教学场景,能够有效降低教学研发的重复投入,缩短新课程教学内容生产的时间周期,方便教学人员和学生更方便灵活的应用。
2.本发明通过降低教学内容对讲师的依赖程度,数字化内容可重复使用,通过该项技术生产出不同需求和规格的合格教学内容,可持续优化再生产。内容更新只需更新变化的知识点,无需全套内容重新制作生产。结合人工智能技术,实现因材施教的效果,测评学生的掌握程度,定制化学习计划,全程通过数据呈现学习效果,该项技术主要用于专业程度较高的成人职业教育学习场景。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图。
图2为本发明展示2D真人定制的流程简图。
图3为本发明展示3D卡通人物定制的流程简图。
图4为本发明展示教学终端的结构简图。
附图标记:1、教学终端;11、书写显示模块;12、无线触摸板;13、麦克风;14、发送接收模块;15、视频展示模块;16、评价系统;2、基础工具单元;3、内容库单元;4、应用系统;5、听说功能判断系统;51、听觉判断单元;52、语言判断单元;6、唇语教学单元;7、控制终端;8、手语反馈单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1,为本发明公开的一种职业教育数字化教学内容生产系统,包括教学终端1以及分别与教学终端1数据连接的基础工具单元2、内容库单元3、VR虚拟现实教学平台以及应用系统4,
教学终端用于对登录应用系统的身份进行验证,以识别出登录者的身份,身份包括机构、教师以及学生三种角色。基础工具单元用于获取各项课程的教学学科数据并将其存储在内容库单元中。应用系统通过调用内容库单元的内容建立教学流程,并根据教学流程在VR虚拟现实教学平台中创建教学课程。
生产的教学内容原始文件储存在内容库单元3中,由教研团队进行新旧课程内容对比,淘汰旧内容,生产新内容,提炼知识点,制作虚拟教师训练脚本(虚拟教师:数据化虚拟的教师人物形象。),合成课程视频,形成可视化知识图谱(知识图谱:显示知识发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形,用可视化技术描述知识资源及其载体,挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。),供不同应用场景下调用。应用系统4 用于根据不同场景需要,通过对外发布系统,提供给机构、教师、学生不同角色使用,该系统用于专业程度较高的成人职业教育学习场景。
其中,基础工具单元2依次连接的文字转换模块、虚拟讲师训练模块、视频合成模块、知识图谱构建模块以及课程组合算法模块,文字转换模块用于从旧的书籍、视频和音频中提取出文字内容,并按固定规格整理成基础材料。
虚拟讲师训练模块包括2D真人定制与3D卡通人物定制,通过2D真人定制的人物形象与3D卡通人物定制的人物形象进行视频授课,视频合成模块把授课内容、虚拟讲师通过一下流程合成生产视频文件,输入课程讲课的文字内容和板书(图片),设置讲课语速、音色、停顿的参数,按照讲课时间轴插入板书(图片),选择虚拟主播形象、服装、姿势、背景,最后设置视频生成规格参数。
知识图谱构建模块根据多个知识点之间的关联关系,建立可被系统读取的链接标签,如:知识点A标签A1,A2,A3,A4;知识点B标签B1,B2,B3, B4。课程组合算法用于根据某个学科课程需求的数字,自动匹配出包含该数字的链接标签,并将显示检索结果为知识点的组合供选择使用。例如,当某个学科课程需求是“2”时,系统自动匹配出包含“2”标签A2和B2,并显示检索结果为知识点A和知识点B供选择使用。
内容库单元3包括依次连接的新旧内容比对和整理模块、学科知识点提炼模块、虚拟讲师授课脚本制作模块、视频生产模块以及可视化知识图谱模块。当课程内容发生变化时,新旧内容比对和整理模块用于按照索引进行新旧内容对比,把新内容提交给系统进入生产流程,学科知识点提炼模块用于从每个学科中把需要掌握的知识点提炼出来,标注类型、讲解要求、侧重学习偏好的参数。
虚拟讲师授课脚本制作模块根据合成需求和知识点特征,制定授课脚本用于虚拟讲师训练,视频生产模块使用专业软件把虚拟讲师讲解知识点内容的视频按要求格式参数输出,可视化知识图谱模块通过可视化图形界面,为知识点添加标签和逻辑关系关联。
应用系统4包括依次连接的合成教学视频模块、导入智能教学系统、学习管理模块、学习数据采集模块以及学习优化算法模块。合成教学视频模块按照课程的考察要求,合成标注教学内容视频,导入智能教学系统用于将配套文件导入系统并进行相关设置,学习管理模块用于组织学生进行学习,由专人进行管理,同时保留学习过程记录和统计。
学习数据采集模块用于采集学生学习过程中的行为数据,通过特点分类储存,其中,行为数据包括学生年龄、职业、性别、学习时间、学习时长、做题偏好。学习优化算法模块用于不断优化学生行为数据信息和最优学习路径之间相互匹配的算法,以达到最佳学习体验和效果。
2D真人定制的步骤包括视频采集、数据处理、模型训练、形象输出以及集成使用,3D卡通人物定制的的步骤包括3D建模、表情设计、动作设计、形象输出以及集成使用。
在本实施例中,教学终端1包括书写显示模块11、无线触摸板12、麦克风13、发送接收模块14、视频展示模块15和评价系统16。教学终端1连接书写显示模块11、发送接收模块14和视频展示模块15,教学终端1通过无线网络跟麦克风13和评价系统16连接;书写显示模块11通过无线网络跟无线触摸板12连接,发送接收模块14与视频展示模块15相互连接。
现有技术中,越来越多的人会进行线上的学习,然而大部分聋哑人由于交流困难导致知识与技能摄取有限与社会脱节,导致不稳定的生活状况。随着社会的发展,对聋哑人的关注逐年加强,聋哑人的教育不仅限于可以与人交流和获取知识这一基本用途。而是要求聋哑人能更好的融入社会、可以使认知面更全面、树立自己的个人价值和社会价值。提升自身的价值,减少社会的负担。而以往的唇语教育缺乏系统的教学,网上根本找不到使用的课程教学法,只能是通过老师一对一的亲自教授。因此,亟需一种适合聋哑人与听说功能正常人的教育方式来改变现状。
其中,本发明还包括听说功能判断系统5、唇语教学单元6、控制终端7、手语反馈单元8,控制终端7分别与听说功能判断系统5、应用系统4连接、唇语教学单元6以及手语反馈单元8连接。听说功能判断系统5用于对使用者是否属于聋哑人进行判断,并将判断的结果发送至控制终端7。若使用者非聋哑人则控制终端7开启应用系统4,若使用者为聋哑人则控制终端7开启唇语教学单元6与手语反馈单元8。
听说功能判断系统5包括听觉判断单元51以及语言判断单元52,听觉判断单元51通过教学终端1随机播放单词,并在教学终端1上给出多个选项供使用者选择。语言判断单元52通过在教学终端1上显示一段文字,并采集使用者发出的声音转换成文字后与给出文字的内容进行匹配。
在听觉判断单元51对使用者的听觉功能进行判断时,会在教学终端1 的显示模块上随机生成多个单项选择题,同时播放其中一个正确答案的声音,使用者可在规定的时间内选择答案,只有全部的选择题都答对后,听觉判断单元51才会判断出使用者的听觉功能正常的结果。
语言判断单元52包括语音录入模块、语音识别模块、内容比对模块、信息库单元,语言判断单元52在对使用者的语言功能进行判断时,会由信息库单元随机调取一段文字显示在教学终端1的显示模块上,语音录入模块录入使用者发出的声音,语音识别模块将使用者的语音数据转换为字符串数据,内容比对模块将来自于语音识别模块中产生的字符串数据与信息库单元被选择的一段文字的字符串数据进行比对,全部正确时,才会判断出使用者的语言功能正常的结果。
当听觉判断单元51以及语言判断单元52判断出使用者的听说功能正常时,则控制终端7会对应开启正常的应用系统4,使得使用者能够在线录播和直播学习,体验课堂视频教学,VR虚拟现实教学等多种教学场景。
当听觉判断单元51以及语言判断单元52判断出使用者的听说功能异常时,判断出使用者为聋哑人,则控制终端7会对应开启唇语教学单元6以及手语反馈单元8。其中唇语教学单元6与手语反馈单元8均连接有AI人工智能模块,唇语教学单元6包括唇语知识库、唇语显示模块以及唇语调取模块, AI人工智能模块接收到正常的教学音频信息后进行分析,然后控制唇语调取模块调取对应的唇语知识库里内容,并通过唇语显示模块以唇语教学的模式向带有听觉障碍的使用者传达教学视频中的信息。
手语反馈单元8包括动作采集模块、手语知识库、手语调取模块,有语言障碍的使用者在进行学习时,动作采集模块会自动采集使用者的手语,并传递给AI人工智能模块,AI人工智能模块对收到的手语信息进行分析,通过手语调取模块调取手语知识库里对应的手语进行比对,比对成功后自动生成使用者手语的含义,便于使用者与线上老师进行更加有效的互动。
本实施例的实施原理为:本发明适用在线录播和直播学习,课堂视频教学,VR虚拟现实教学等多种教学场景,能够有效降低教学研发的重复投入,缩短新课程教学内容生产的时间周期,方便教学人员和学生更方便灵活的应用。其通过降低教学内容对讲师的依赖程度,数字化内容可重复使用,通过该项技术生产出不同需求和规格的合格教学内容,可持续优化再生产。内容更新只需更新变化的知识点,无需全套内容重新制作生产。结合人工智能技术,实现因材施教的效果,测评学生的掌握程度,定制化学习计划,全程通过数据呈现学习效果,该项技术主要用于专业程度较高的成人职业教育学习场景。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:包括教学终端(1)以及分别与所述教学终端(1)数据连接的基础工具单元(2)、内容库单元(3)、VR虚拟现实教学平台以及应用系统(4);
所述教学终端用于对登录所述应用系统的身份进行验证,以识别出登录者的身份,所述身份包括机构、教师以及学生三种角色;所述基础工具单元用于获取各项课程的教学学科数据并将其存储在所述内容库单元中;
所述应用系统通过调用所述内容库单元的内容建立教学流程,并根据所述教学流程在所述VR虚拟现实教学平台中创建教学课程;
生产的教学内容原始文件储存在所述内容库单元(3)中,由教研团队进行新旧课程内容对比,淘汰旧内容,生产新内容,提炼知识点,制作虚拟教师训练脚本,合成课程视频,形成可视化知识图谱,供不同应用场景下调用;
所述应用系统(4)在不同场景下,通过对外发布系统,提供给机构、教师、学生不同角色使用。
2.根据权利要求1所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:所述基础工具单元(2)依次连接的文字转换模块、虚拟讲师训练模块、视频合成模块、知识图谱构建模块以及课程组合算法模块,所述文字转换模块用于从旧的书籍、视频和音频中提取出文字内容,并按固定规格整理成基础材料;
所述虚拟讲师训练模块包括2D真人定制与3D卡通人物定制,通过所述2D真人定制的人物形象与3D卡通人物定制的人物形象进行视频授课,所述视频合成模块把授课内容、虚拟讲师通过以下流程合成生产视频文件,输入课程讲课的文字内容和板书,设置讲课语速、音色、停顿的参数,按照讲课时间轴插入板书,选择虚拟主播形象、服装、姿势、背景,最后设置视频生成规格参数;
所述知识图谱构建模块根据多个知识点之间的关联关系,建立可被系统读取的链接标签,所述课程组合算法用于根据某个学科课程需求的数字,自动匹配出包含该数字的链接标签,并将显示检索结果为知识点的组合供选择使用。
3.根据权利要求2所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:所述内容库单元(3)包括依次连接的新旧内容比对和整理模块、学科知识点提炼模块、虚拟讲师授课脚本制作模块、视频生产模块以及可视化知识图谱模块;
当课程内容发生变化时,所述新旧内容比对和整理模块用于按照索引进行新旧内容对比,把新内容提交给系统进入生产流程,所述学科知识点提炼模块用于从每个学科中把需要掌握的知识点提炼出来,标注类型、讲解要求、侧重学习偏好的参数;
所述虚拟讲师授课脚本制作模块根据合成需求和知识点特征,制定授课脚本用于虚拟讲师训练,所述视频生产模块使用专业软件把虚拟讲师讲解知识点内容的视频按要求格式参数输出,所述可视化知识图谱模块通过可视化图形界面,为知识点添加标签和逻辑关系关联。
4.根据权利要求3所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:所述应用系统(4)包括依次连接的合成教学视频模块、导入智能教学系统、学习管理模块、学习数据采集模块以及学习优化算法模块;
所述合成教学视频模块按照课程的考察要求,合成标注教学内容视频,所述导入智能教学系统用于将配套文件导入系统并进行相关设置,所述学习管理模块用于组织学生进行学习,由专人进行管理,同时保留学习过程记录和统计;
所述学习数据采集模块用于采集学生学习过程中的行为数据,通过特点分类储存,所述学习优化算法模块用于不断优化学生行为数据信息和最优学习路径之间相互匹配的算法。
5.根据权利要求2所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:所述2D真人定制的步骤包括视频采集、数据处理、模型训练、形象输出以及集成使用,所述3D卡通人物定制的的步骤包括3D建模、表情设计、动作设计、形象输出以及集成使用。
6.根据权利要求4所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:所述行为数据包括学生年龄、职业、性别、学习时间、学习时长、做题偏好。
7.根据权利要求1所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:所述教学终端(1)包括书写显示模块(11)、无线触摸板(12)、麦克风(13)、发送接收模块(14)、视频展示模块(15)和评价系统(16);
所述教学终端(1)连接书写显示模块(11)、发送接收模块(14)和视频展示模块(15),所述教学终端(1)通过无线网络跟麦克风(13)和评价系统(16)连接;所述书写显示模块(11)通过无线网络跟所述无线触摸板(12)连接,所述发送接收模块(14)与所述视频展示模块(15)相互连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:该系统用于成人职业教育学习场景。
9.根据权利要求1所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:还包括听说功能判断系统(5)、唇语教学单元(6)、控制终端(7)、手语反馈单元(8),所述控制终端(7)分别与所述听说功能判断系统(5)、所述应用系统(4)连接、所述唇语教学单元(6)以及所述手语反馈单元(8)连接;
所述听说功能判断系统(5)用于对使用者是否属于聋哑人进行判断,并将判断的结果发送至所述控制终端(7);
若使用者非聋哑人则所述控制终端(7)开启所述应用系统(4),若使用者为聋哑人则所述控制终端(7)开启所述唇语教学单元(6)与所述手语反馈单元(8)。
10.根据权利要求9所述的一种职业教育数字化教学内容生产系统,其特征在于:所述听说功能判断系统(5)包括听觉判断单元(51)以及语言判断单元(52),所述听觉判断单元(51)通过所述教学终端(1)随机播放单词,并在所述教学终端(1)上给出多个选项供使用者选择;
所述语言判断单元(52)通过在所述教学终端(1)上显示一段文字,并采集使用者发出的声音转换成文字后与给出所述文字的内容进行匹配。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115129205A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-09-30 | 华中师范大学 | 基于虚拟教师的课程交互方法、系统、服务器及存储介质 |
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CN117576984A (zh) * | 2023-11-09 | 2024-02-20 | 深圳市昱显科技有限公司 | 一种面向智慧教育的多功能教学终端主板 |
CN118396802A (zh) * | 2024-06-25 | 2024-07-26 | 广东海洋大学 | 一种基于知识图谱的智能教学管理方法及系统 |
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