CN115695932B - 基于在线教育的多媒体教学管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于在线教育的多媒体教学管理系统，属于在线教育技术领域，该教学管理系统通过对学生用户发出的提问信息进行识别分析，并按照清晰度系数从小到大的顺序对对应教学知识点相同的讲解视频段进行推荐，使学生能够通过观看对对应教学知识点讲解更加清晰明了的讲解视频段来解决对应的问题，因此能够及时的对学生用户在学习过程中存在的问题进行解决，避免出现学生用户在学习结束后存在大量问题未解决，需要自行查阅文献等方式来自行解决的情况，能够显著提升线上学习的效率与线上学习的效果。

Description

基于在线教育的多媒体教学管理系统

技术领域

本发明属于在线教育技术领域，具体的，涉及一种基于在线教育的多媒体教学管理系统。

背景技术

随着互联网技术的迅猛发展，其为很多行业带来了新的变化，利用互联网实现的在线教育对传统的教育方式起到了良好的补充和增强效果，为由于特殊原因导致无法面对面接受教育以及没有时间接受传统教育的人提供了良好的学习平台。

现有技术中的在线教育平台会根据课时划分来录制授课视频，为了多样性以满足不同人的需要，相同的课程会由多个不同的人来进行录制，用户在接收线上教育时，会根据自身需要和喜好选择合适的授课视频进行观看，但是由于各种因素，学生在学习过程中会产生理解问题，在线上授课时，由于是录制视频，因此难以得到及时准确的回复答疑，造成线上教育的效率与效果存在问题，为了解决上述问题，及时的解决学生在学习过程中产生的问题，本发明提供了以下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于在线教育的多媒体教学管理系统，解决现有技术中线上教育过程中，学生的问题难以得到及时的回复导致学习效率与效果较低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于在线教育的多媒体教学管理系统，包括：

数据存储单元，用于存储录制的各教师的教学视频；

学生终端单元，学生可以通过学生终端单元发出提问信息；

反馈采集单元，用于对用户在观看教学视频的过程中进行的暂停动作、快退动作以及提问动作进行识别；

文本分析单元，用于将教学视频中的语音转化为文本信息，并对语音文本、教学知识点文本以及提问信息的文本进行关键词提取；

控制器，用于根据用户的提问信息查找合适的教学视频段，并通过推荐单元将对应的教学视频段推荐至用户；

上述的基于在线教育的多媒体教学管理系统的工作方法包括如下步骤：

S1、按照教学内容将数据存储单元内的教学视频分为若干个教学视频单位，同一个教学视频单位内的教学视频对应的教学知识点相同；

S2、获取各教学知识点在对应的各教学视频内的讲解视频段；

S3、通过反馈采集单元对用户在教学视频的观看过程中在一个讲解时间段内进行的暂停次数z、快退的次数e、快退的总时长T以及提问数量w进行采集；

根据公式Q=[β1*z+β2*e+β3*T/T1+β4*w]/D计算得到各讲解视频段的清晰度系数Q；其中T1为对应的讲解视频段的时长，β1、β2、β3与β4均为预设的系数，D为对应教学视频的点击量；

S4、获取教学知识点与含义组的对应关系，含义组内包括有意图相同的提问信息；

S5、当用户在观看教学视频的过程中发出提问信息时，判断该提问信息所属的含义组，根据含义组与教学知识点的对应关系以及教学知识点与讲解视频段的对应关系，推荐单元按照清晰度系数Q从小到大的顺序将对应的讲解视频段推荐至学生终端单元。

作为本发明的进一步方案，获取教学知识点在对应教学视频内的讲解视频段的方法为：

获取各教学视频单位对应的教学知识点，获取各教学知识点的关键词；

获取对应的一个教学视频单位内各教学视频的语音文本；

将教学知识点的关键词与教学视频的语音文本进行对比，若在预设的t1时间内，一个教学知识点内的全部关键词在一个教学视频的语音文本中全部出现，则以对应的时长为t1的时间段的中点为对应教学知识点中心；

以教学视频的起点、终点以及相邻两个教学知识点中心的中点为节点对教学视频进行划分，教学知识点中心所处区段为对应教学知识点的讲解视频段。

作为本发明的进一步方案，获取教学知识点与含义组的对应关系的方法包括如下步骤：

当用户在观看教学视频的过程中发出提问信息时，获取提问信息文本，对一教学视频单位中同一教学知识点对应的讲解视频段内的所有提问信息文本进行统计，并对提问信息文本进行关键词提取后进行相似度分析，若两个提问信息文本的相似度大于等于预设值，则认为两个提问信息文本的意图相同，按照意图将提问信息分为若干个含义组，获取各教学知识点对应的讲解视频段所包含的含义组的数量以及各含义组内的提问信息的数量；

若两个或两个以上的讲解视频段内存在意图相同的含义组，选取提问信息数量最大的含义组所处的讲解视频段作为该含义组对应的讲解视频段，从而获取教学知识点与含义组的对应关系。

作为本发明的进一步方案，所述控制器还根据反馈采集单元采集信息对提问信息在讲解视频段的具体位置进行确定，具体方法如下：

当用户在教学视频的观看过程中通过学生终端单元发出提问信息时，将该提问信息标记为目标提问信息，按照步骤S1至步骤S5的方法推荐合适的讲解视频段至学生终端单元，学生用户在选择对应的讲解视频段进行查看，将该讲解视频段标记为链接视频段；

在用户查看链接视频段时，当用户第一次在连续的t5时间内未进行快进与快退操作时，控制器将该t5时间的起点时刻作为始点，t5为预设值；

对于一个链接视频段，将连续采集的n个始点与该链接视频段的起始时刻的差值依次标记为R1、R2、…、Rn；

删除R1至Rn中偏差值大的数值后计算剩余未被删除的Ri值的平均值，根据该平均值与该链接视频段的起始时刻计算得到该链接视频段对应目标信息的真实起点；

在有用户发出提问信息并进入对应的链接视频段时，根据该提问信息对应的真实起点对链接视频段进行进度调整。

作为本发明的进一步方案，所述控制器将用户退出链接视频段的时刻作为末点，按照真实起点的计算方法计算该链接视频段对应目标信息的真实终点；在用户发出提问信息并进入对应的链接视频段时，根据该提问信息对应的真实终点使整个链接视频段首先缓存至真实终点之后的t6时间，在链接视频段的播放进度到达t6的终点时开始进一步缓存；t6为预设值。

作为本发明的进一步方案，在计算真实起点时删除R1至Rn中偏差值较大的数值的方法为：

根据公式

计算得到R1至Rn的分散值F，当F≤Fy成立时，则不删除Ri值；当F＞Fy成立时，则按照|Ri-Rp|从大到小的顺序依次删除对应Ri值，直至F≤Fy成立；

其中1≤i≤n，Rp=(R1+R2+，…，+Rn)/n，Fy为预设值。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过对学生用户发出的提问信息进行识别分析，并按照清晰度系数Q从小到大的顺序对对应教学知识点相同的讲解视频段进行推荐，使学生能够通过观看对对应教学知识点讲解更加清晰明了的讲解视频段来解决对应的问题，因此能够及时的对学生用户在学习过程中存在的问题进行解决，避免出现学生用户在学习结束后存在大量问题未解决，需要自行查阅文献等方式来自行解决的情况，能够显著提升线上学习的效率与线上学习的效果；

（2）本发明通过用户反馈对各提问信息在对应教学视频段内的具体位置进行判断，从而实现准确定位，从而避免学生在查看教学视频段以解决对应问题的时候，需要自己进行反复的调整进度来查找具体位置的情况，大大提升了学习效率，也提升了用户的使用体验；

（3）在用户提出问题并跳转至对应教学视频段时，本发明能够对视频的缓存进度进行控制从而减少冗余数据的传输，降低服务器压力，提升视频播放的流畅度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明基于在线教育的多媒体教学管理系统的框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

基于在线教育的多媒体教学管理系统，如图1所示，包括：

数据存储单元，用于存储录制的各教师的教学视频；

学生终端单元，学生可以通过学生终端单元发出提问信息；

反馈采集单元，用于对用户在观看教学视频的过程中进行的暂停动作、快退动作以及提问动作进行识别；

文本分析单元，用于将教学视频中的语音转化为文本信息，并对语音文本、教学知识点文本以及提问信息的文本进行关键词提取；

控制器，用于根据用户的提问信息查找合适的教学视频段，并通过推荐单元将对应的教学视频段推荐至用户；

上述的基于在线教育的多媒体教学管理系统的工作方法包括如下步骤：

S1、按照教学视频对应的教学内容将数据存储单元内的教学视频分为若干个教学视频单位，同一个教学视频单位内的教学视频对应的教学知识点相同；

同一个教学视频单位内的教学视频的区别在于授课教师不同以及由授课教师不同带来的具体过程与教学流程、方式不同；

S2、获取各教学视频单位内各教学知识点在对应的各教学视频内的讲解视频段；

讲解视频段是指对应视频中对一个知识点进行讲解的区域；

具体方法为：

获取各教学视频单位对应的教学知识点，获取各教学知识点的关键词；

获取对应的一个教学视频单位内各教学视频的语音文本；

将教学知识点的关键词与教学视频的语音文本进行对比，若在预设的t1时间内，一个教学知识点内的全部关键词在一个教学视频的语音文本中全部出现，则以对应的时长为t1的时间段的中点为对应教学知识点中心；

以教学视频的起点、终点以及相邻两个教学知识点中心的中点为节点对教学视频进行划分，教学知识点中心所处区段为对应教学知识点的讲解视频段；

按照上述方法获取各教学视频单位内各教学知识点在各教学视频内的讲解视频段；

S3、通过反馈采集单元对用户在教学视频的观看过程中在一个讲解时间段内进行的暂停次数z、快退的次数e、快退的总时长T以及提问数量w进行采集；

所述暂停次数在统计时，只统计暂停时间小于等于预设的t3值的暂停，降低非学习理解因素对统计的干扰；

根据公式Q=[β1*z+β2*e+β3*T/T1+β4*w]/D计算得到各讲解视频段的清晰度系数Q；

其中T1为对应的讲解视频段的时长，β1、β2、β3与β4均为预设的系数，D为对应教学视频的点击量；

需要注意的是，在进行清晰度系数Q的计算时，只统计对整个教学视频观看时长超过预设时间的用户的操作，避免被推荐的用户对局部视频进行查看对结果的干扰；

S4、获取教学知识点与含义组的对应关系，含义组内包括有意图相同的提问信息；

具体包括如下步骤：

当用户在观看教学视频的过程中发出提问信息时，获取提问信息文本，对一教学视频单位中同一教学知识点对应的讲解视频段内的所有提问信息文本进行统计，并对提问信息文本进行关键词提取后进行相似度分析，若两个提问信息文本的相似度大于等于预设值，则认为两个提问信息文本的意图相同，按照意图将提问信息分为若干个含义组，获取各教学知识点对应的讲解视频段所包含的含义组的数量以及各含义组内的提问信息的数量；

若两个或两个以上的讲解视频段内存在意图相同的含义组，选取提问信息数量最大的含义组所处的讲解视频段作为该含义组对应的讲解视频段，从而获取教学知识点与含义组的对应关系；

由于讲解视频段的初步划分较为粗糙，可能会出现一个讲解视频段实际跨越了两个或两个以上的教学知识点涵盖区域的情况，因此本发明通过对含义组的分布进行处理分析，明确对应关系，避免推荐讲解视频段时出现明显的不对应的情况；

S5、当用户在观看教学视频的过程中发出提问信息时，获取提问信息文本，通过文本分析单元对提问信息文本进行关键词提取分析后判断该提问信息所属的含义组，根据含义组与教学知识点的对应关系以及教学知识点与讲解视频段的对应关系；

推荐单元按照清晰度系数Q从小到大的顺序将对应的讲解视频段推荐至学生终端单元；

需要注意的是，在样本数量不足时，若用户在观看教学视频的过程中发出提问信息，则控制器获取用户当前所处的讲解视频段，推荐单元按照清晰度系数Q从小到大的顺序对对应的讲解视频段进行推荐，用户可以通过观看讲解相同内容但更加清晰的视频来解决自身的问题；

本发明通过对学生用户发出的提问信息进行识别分析，并按照清晰度系数Q从小到大的顺序对对应教学知识点相同的讲解视频段进行推荐，使学生能够通过观看对对应教学知识点讲解更加清晰明了的讲解视频段来解决对应的问题，因此能够及时的对学生用户在学习过程中存在的问题进行解决，避免出现学生用户在学习结束后存在大量问题未解决，需要自行查阅文献等方式来自行解决的情况，能够显著提升线上学习的效率与线上学习的效果；

在本发明的一个实施例中，还可以根据用户的使用反馈来对各教学视频单位内各提问信息在各教学视频内的讲解视频段的具体位置进行确定，从而提升对应程度，避免用户在查看时还需要进一步的主动调整，提升学习效率与在线教育体验；

具体方法如下：

当用户在教学视频的观看过程中通过学生终端单元发出提问信息时，将该提问信息标记为目标提问信息，按照步骤S1至步骤S5的方法推荐合适的讲解视频段至学生终端单元，学生用户在选择对应的讲解视频段进行查看，将该讲解视频段标记为链接视频段；

在用户查看链接视频段时，当用户第一次在连续的t5时间内未进行快进与快退操作时，将该t5时间的起点时刻作为始点，将用户退出链接视频段的时刻作为末点，t5为预设值；

对于一个链接视频段，将连续采集的n个始点与该链接视频段的起始时刻的差值依次标记为R1、R2、…、Rn；

删除R1至Rn中偏差值较大的数值后计算剩余未被删除的Ri值的平均值，根据该平均值与该链接视频段的起始时刻计算得到该链接视频段对应目标信息的真实起点；

计算该链接视频段对应目标信息的真实终点；

在有用户发出提问信息并进入对应的链接视频段时，根据该提问信息对应的真实起点对链接视频段进行进度调整，提升学习效率；

在本发明的一个实施例中，在有用户发出提问信息并进入对应的链接视频段时，根据该提问信息对应的真实终点对链接视频段的缓存进度进行调整，使整个链接视频段只缓存至对应真实终点之后的t6时间，在链接视频段的播放进度到达t6的终点时才开始进一步缓存，从而减少冗余数据的传输，降低服务器压力，提升视频播放的流畅度；

t6为预设值；

在计算真实起点时删除R1至Rn中偏差值较大的数值的方法为：

根据公式

计算得到R1至Rn的分散值F，当F≤Fy成立时，则不删除Ri值；

当F＞Fy成立时，则按照|Ri-Rp|从大到小的顺序依次删除对应Ri值，直至F≤Fy成立；

其中1≤i≤n，Rp=(R1+R2+，…，+Rn)/n，Fy为预设值；

本发明通过用户反馈对各提问信息在对应教学视频段内的具体位置进行判断，从而实现准确定位，从而避免学生在查看教学视频段以解决对应问题的时候，需要自己进行反复的调整进度来查找具体位置的情况，大大提升了学习效率，也提升了用户的使用体验。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.基于在线教育的多媒体教学管理系统，其特征在于，包括：

数据存储单元，用于存储录制的各教师的教学视频；

学生终端单元，学生可以通过学生终端单元发出提问信息；

反馈采集单元，用于对用户在观看教学视频的过程中进行的暂停动作、快退动作以及提问动作进行识别；

文本分析单元，用于将教学视频中的语音转化为文本信息，并对语音文本、教学知识点文本以及提问信息的文本进行关键词提取；

控制器，用于根据用户的提问信息查找合适的教学视频段，并通过推荐单元将对应的教学视频段推荐至用户；

上述的基于在线教育的多媒体教学管理系统的工作方法包括如下步骤：

S1、按照教学内容将数据存储单元内的教学视频分为若干个教学视频单位，同一个教学视频单位内的教学视频对应的教学知识点相同；

S2、获取各教学知识点在对应的各教学视频内的讲解视频段；

S3、通过反馈采集单元对用户在教学视频的观看过程中在一个讲解时间段内进行的暂停次数z、快退的次数e、快退的总时长T以及提问数量w进行采集；

根据公式Q=[β1*z+β2*e+β3*T/T1+β4*w]/D计算得到各讲解视频段的清晰度系数Q；其中T1为对应的讲解视频段的时长，β1、β2、β3与β4均为预设的系数，D为对应教学视频的点击量；

S4、获取教学知识点与含义组的对应关系，含义组内包括有意图相同的提问信息；

S5、当用户在观看教学视频的过程中发出提问信息时，判断该提问信息所属的含义组，根据含义组与教学知识点的对应关系以及教学知识点与讲解视频段的对应关系，推荐单元按照清晰度系数Q从小到大的顺序将对应的讲解视频段推荐至学生终端单元；

获取教学知识点在对应教学视频内的讲解视频段的方法为：

获取各教学视频单位对应的教学知识点，获取各教学知识点的关键词；

获取对应的一个教学视频单位内各教学视频的语音文本；

将教学知识点的关键词与教学视频的语音文本进行对比，若在预设的t1时间内，一个教学知识点内的全部关键词在一个教学视频的语音文本中全部出现，则以对应的时长为t1的时间段的中点为对应教学知识点中心；

以教学视频的起点、终点以及相邻两个教学知识点中心的中点为节点对教学视频进行划分，教学知识点中心所处区段为对应教学知识点的讲解视频段；

获取教学知识点与含义组的对应关系的方法包括如下步骤：

当用户在观看教学视频的过程中发出提问信息时，获取提问信息文本，对一教学视频单位中同一教学知识点对应的讲解视频段内的所有提问信息文本进行统计，并对提问信息文本进行关键词提取后进行相似度分析，若两个提问信息文本的相似度大于等于预设值，则认为两个提问信息文本的意图相同，按照意图将提问信息分为若干个含义组，获取各教学知识点对应的讲解视频段所包含的含义组的数量以及各含义组内的提问信息的数量；

若两个或两个以上的讲解视频段内存在意图相同的含义组，选取提问信息数量最大的含义组所处的讲解视频段作为该含义组对应的讲解视频段，从而获取教学知识点与含义组的对应关系；

所述控制器还根据反馈采集单元采集信息对提问信息在讲解视频段的具体位置进行确定，具体方法如下：

当用户在教学视频的观看过程中通过学生终端单元发出提问信息时，将该提问信息标记为目标提问信息，按照步骤S1至步骤S5的方法推荐合适的讲解视频段至学生终端单元，学生用户在选择对应的讲解视频段进行查看，将该讲解视频段标记为链接视频段；

在用户查看链接视频段时，当用户第一次在连续的t5时间内未进行快进与快退操作时，控制器将该t5时间的起点时刻作为始点，t5为预设值；

对于一个链接视频段，将连续采集的n个始点与该链接视频段的起始时刻的差值依次标记为R1、R2、…、Rn；

删除R1至Rn中偏差值大的数值后计算剩余未被删除的Ri值的平均值，根据该平均值与该链接视频段的起始时刻计算得到该链接视频段对应目标信息的真实起点；

在有用户发出提问信息并进入对应的链接视频段时，根据该提问信息对应的真实起点对链接视频段进行进度调整。

2.根据权利要求1所述的基于在线教育的多媒体教学管理系统，其特征在于，所述控制器将用户退出链接视频段的时刻作为末点，按照真实起点的计算方法计算该链接视频段对应目标信息的真实终点；在用户发出提问信息并进入对应的链接视频段时，根据该提问信息对应的真实终点使整个链接视频段首先缓存至真实终点之后的t6时间，在链接视频段的播放进度到达t6的终点时开始进一步缓存；t6为预设值。

3.根据权利要求2所述的基于在线教育的多媒体教学管理系统，其特征在于，在计算真实起点时删除R1至Rn中偏差值较大的数值的方法为：

根据公式

计算得到R1至Rn的分散值F，当F≤Fy成立时，则不删除Ri值；当F＞Fy成立时，则按照|Ri-Rp|从大到小的顺序依次删除对应Ri值，直至F≤Fy成立；

其中1≤i≤n，Rp=(R1+R2+，…，+Rn)/n，Fy为预设值。

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