基于在線教育的教學質量評估系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于在線教育的教學質量評估系統，包括數據加載模塊、FLEX播放器、數據處理模塊和數據報表模塊。本發明提供的基于在線教育的教學質量評估系統，通過收集、統計學生的學習行為數據，計算出對應不同課程、不同章節、不同知識點的學習成本系數；通過對全體學習者的分析實現對授課老師的教學質量評價。數據報表模塊生成報表信息，方便用戶進行橫向對比。學生通過與其他學習者的橫向對比，可以了解自己的學習情況和學習效率；通過不同課程的對比，可以了解自己擅長學習哪些課程不擅長學哪些課程。授課教師通過不同章節的橫向對比，可以了解學生哪些章節、哪些知識點學習困難，進而提高教學質量。
【專利說明】
基于在線教育的教學質量評估系統
技術領域
[0001] 本發明涉及數據處理領域，尤其涉及基于在線教育的教學質量評估系統。
【背景技術】
[0002] 目前網上教學成為人們廣泛應用的學習工具，由于很多在線教育平臺需要對學生 的學習情況和學習效果進行監控與考核，并且對視頻中老師的教學質量進行評估，所以我 們需要對學生觀看視頻的過程進行實時監測，對學習效果進行量化考核，并以全體學習者 的有效學習行為作為樣本，通過對樣本進行量化考核和橫向對比，實現對授課老師教學質 量的評估。然而在線教育難以監控學習行為，難以將學習效果和學習時長聯系起來。在相同 學習時長的情況下，是否學會是評估學生學習質量的重要標準;等價于:在同樣學會的情況 下，學習時長也是評估學生學習質量的標準，無法將這兩點結合起來，僅憑考試或視頻觀看 次數，無法準確評估學生的學習質量，現有技術中的在線教育目前無法實現對視頻真正觀 看時間的數據采集，多為采用計算打開視頻鏈接的時長，即點開視頻播放網頁的時長，這是 論壇式的傳統統計方法，不適用于統計視頻觀看時長。另外目前主流播放器采用的都是 HTML5播放器，因為HTML5本身的無狀態協議特點，因此無法獨立保存變量，必須依靠 C〇〇kie、SeSSi〇n或者數據庫不斷讀寫來保存數據。當應用到在線教學中，因為頻繁存儲的 數據太多或程序過于復雜，而無法實現對單次學習過程的學習時長和習題回答情況進行監 控。
【發明內容】
[0003] 根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種基于在線教育的教學質量評估系 統，包括數據加載模塊、FLEX播放器、數據處理模塊和數據報表模塊，
[0004] 所述數據加載模塊為播放器加載教學視頻內容中對應的各個知識點的起止時間、 習題及對應的答案信息、視頻路徑URL和關鍵字信息，當該系統加載播放器時，所述數據加 載模塊將視頻數據的XML數據包傳送至指定URL的播放器上；
[0005] 所述FLEX播放器讀取XML數據包的信息、記錄用戶觀看各個知識點的時長信息、快 進或者回放信息以及每個知識點對應習題的回答正誤信息，當用戶完成學習并回答對應的 習題后，所述FLEX播放器將用戶學習行為和答題正誤信息發送至數據處理模塊；
[0006] 所述數據處理模塊接收FLEX播放器傳送的數據信息、對每個用戶的學習成績進行 綜合分析整理，采用貝葉斯公式計算出各個學生基于不同課程、不同章節、不同知識點回答 正確的習題對應的學習時間期望值，將該期望值定義為學習成本系數，所述數據處理模塊 將不同用戶的不同知識點的學習成本系數實時傳送至數據報表模塊；
[0007] 所述數據報表模塊接收所述數據處理模塊傳送的指令信息，根據每個用戶發出的 請求調用滿足請求的全體學習者的學習成本系數值、擬合成基于不同學習成本系數的人數 的正太分布曲線，根據正太分布曲線計算該教師的教學成本系數并生成報表。
[0008] 所述FLEX播放器記錄用戶在觀看每個知識點的時間信息時：當用戶觀看視頻出現 回放現象時FLEX播放器記錄的是觀看對應知識點的總時長，該總時長去除在回放過程中的 非知識點觀看時長。
[0009]所述數據處理模塊采用貝葉斯定理計算每個知識點的學習成本系數值時采用如 下方式：
[0011] 其中：A表示該知識點的學習時長，B表示該知識點對應習題回答正誤信息，P(A)表 示學習時長除以知識點視頻時長的比率，考慮加權;P (B)表示正確率，P (A | B)表示回答正確 的知識點時長占視頻時長的比率，考慮加權，P(B|A)表示在單位時長內，學生回答視頻的正 確率，即學習成本系數值。
[0012] 由于采用了上述技術方案，本發明提供的基于在線教育的教學質量評估系統，通 過收集、統計學生的學習行為數據，計算出對應不同課程、不同章節、不同知識點的學習成 本系數;通過對全體學習者的分析實現對授課老師的教學質量評價。數據報表模塊生成報 表信息，方便用戶進行橫向對比。學生通過與其他學習者的橫向對比，可以了解自己的學習 情況和學習效率;通過不同課程的對比，可以了解自己擅長學習哪些課程不擅長學哪些課 程。授課教師通過不同章節的橫向對比，可以了解學生哪些章節、哪些知識點學習困難，進 而提高教學質量。學校和教育機構通過對比同一課程不同教師的教學成本系數，可以選出 更好的老師，更好的課程，甚至更好的某一知識點的視頻。
【附圖說明】
[0013] 為了更清楚地說明本申請實例或現有技術中的技術方案，下面將對實例或現有技 術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請 中記載的一些實例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014] 圖1為本發明教學質量評估系統的結構示意圖；
[0015] 圖2為本發明中視頻觀察時長的統計說明圖；
[0016] 圖3為本發明中學習成本系數計算說明圖；
[0017] 圖4為本發明中學習成本系數統計報表圖；
[0018]圖5為本發明中學習成本系數統計報表圖；
[0019 ]圖6為本發明中學習成本系數統計報表圖；
[0020] 圖7為本發明中學習成本系數統計報表圖。
【具體實施方式】
[0021] 為使本發明的技術方案和優點更加清楚，下面結合本發明實例中的附圖，對本發 明實例中的技術方案進行清楚完整的描述：
[0022] 如圖1所示的一種教學質量評估系統，數據加載模塊1、FLEX播放器2、數據處理模 塊3和數據報表模塊4。
[0023]數據加載模塊1為FLEX播放器加載與教學內容對應的視頻路徑URL和關鍵字、視頻 內包含的各知識點的起止時間、習題及對應的答案。當該系統加載FLEX播放器時，所述數據 加載模塊1將XML數據包傳送至播放器上。利用各知識點的起止時間點來計算該知識點的時 長，并準確計算學生觀看知識點的時長。學生在觀看視頻學習時可以隨時打開試題回答窗 口進行回答，然后關閉窗口繼續觀看視頻，也可點擊提交答案完成本次學習并查看回答的 正確與否。因此也就是說FLEX播放器播放的視頻，其數據信息是通過數據加載模塊1加載 的。
[0024]所述FLEX播放器2讀取數據加載模塊內的XML數據信息，用戶使用FLEX播放器觀看 視頻進行學習，所述FLEX播放器2記錄用戶觀看各知識點的時間長短信息、觀看過程中的快 進及回放操作信息，以及每個知識點對應習題的回答正誤信息，當用戶完成觀看學習視頻、 回答對應的習題并提交答案后，所述FLEX播放器2將用戶在觀看視頻的過程信息和答題正 誤信息傳送至數據處理模塊。FLEX播放器2記錄用戶在觀看每個知識點的時間信息時：當用 戶觀看視頻出現回放現象時FLEX播放器2記錄的是觀看對應知識點的總時長，該總時長應 去除在回放過程中的非知識點時間。如圖2,該學生學習過程中視頻學習時長為 t4+t5+t6，知識點一學習時長為:t2+t4，知識點二學習時長為:t5，知識點三學習時長:t 6。 [0025]所述數據處理模塊3接收FLEX播放器2P0ST的數據信息、對每個用戶的學習成績進 行綜合分析整理，采用貝葉斯公式計算出各個學生學習不同課程對應知識點時回答正確的 學習時間期望，將該期望值定義為學習成本系數。
[0026]所述數據處理模塊3采用樸素貝葉斯算法計算每個知識點的學習成本系數值時采 用如下方式：
[0028] 其中：A表示該知識點的學習時長，B表示該知識點對應習題回答正誤信息，P(A)表 示學習時長除以知識點視頻時長的比率，考慮加權;P(B)表示正確率，P(AIB)表示回答正確 的知識點時長占視頻時長的比率，考慮加權，P(B|A)就表示在單位時長內，學生回答視頻的 正確率，即學習成本系數值。如圖3,該學生甲學習了 1-4四節視頻，第一、二節視頻包含3個 知識點，第三、四節包含2個知識點，在觀看過程中無快進和回放操作，因此單位學習時長均 為1，即P(A) = 10*1/10=1;其正確率為P(B) = 7/10 = 0.7;因為學生甲無論回答正誤，他的 單位學習時長均為1，所以P(A|B) = 1，帶入貝葉斯公式后得出？(8以）=0.7，即學生甲的該 門課程的學習成本系數為0.7,也就是說學生甲在單位時長內學習知識點，回答正確的概率 為70%，對其取倒數，即為學生甲回答正確一道題的學習時長期望為1.43倍的知識點時長。 該學生乙學習了 1-4四節視頻，第一、二節視頻包含3個知識點，第三、四節包含2個知識點， 在觀看過程中無快進和回放操作，因此單位學習時長均為1，即P(A) = 10*1/10 = 1;乙回答 對了6道題。其正確率為P(B)=6/10 = 0.6;因為學生乙無論回答正誤，他的單位學習時長均 為1，所以？以|8) = 1，帶入貝葉斯公式后得出？(8|六）=0.6，即學生乙的該門課程的學習成 本系數為0.6,也就是說學生乙在單位時長內學習知識點，回答正確的概率為60%，對其取 倒數，即為學生乙回答正確一道題的學習時長期望為1.67倍的知識點時長。同理所示:丙在 學習的過程中由于第一個知識點觀看了兩遍，即花費了兩倍的時間，因此P(A) = 11*1/10 = 1·1，Ρ(Β) = 7/10 = 0·7，Ρ(Α|Β) = (8/7)/(11/10) = 1·04，Ρ(Β|Α)=0·66。同樣的方式:丁同 學:Ρ(Α) = 11*1/10 = 1 ·1，Ρ(Β) = 7/10 = 0.7，P(A|B) = (7/7)/( 11/10) =0.91，Ρ(Β|Α) = 0.58。另外當甲同學有重新看了一遍視頻時或者重新觀看兩遍視頻時對應的Ρ(Α)、Ρ(Β)、Ρ (A|B)和P(B IA)都會在表格中記載，從上述計算方式可以直觀的看出學生的學習成本系數 值與學生在學習過程中觀看知識點的時長以及回答正誤情況是有直接關系的。
[0029]所述數據報表模塊4接收用戶指令，調用數據處理模塊3的學習成本系數信息，擬 合成學習成本系數分布的正太分布曲線，并根據該正太分布曲線計算授課教師的教學成本 系數。圖4和圖5是對基于某門課程、章節或知識點的全體學習者的學習成本系數分布統計。 圖6為不同教師的教學質量的直觀圖，通過該圖可以對教師的教學質量進行對比和分析。通 過計算高斯曲線的期望和方差，來評估老師的教學能力，系統將其命名為教學成本系數。期 望是老師在單位時間內，教會學生的平均學習成本，即老師需要花費多少倍的單位時長，才 能讓大家回答正確，也可理解為在單位時間內，老師教會學生人數占總人數的比例。方差是 教學的穩定程度，方差可理解為，老師教的課程對全體學生的穩定程度，方差大表示學生學 習差異程度大，方差小說明大家掌握的程度比較類似。如圖7所示，a表示期望和方差的均有 差異;b表示方差相近但是期望不同。
[0030]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其 發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于在線教育的教學質量評估系統，其特征在于:包括數據加載模塊、FLEX播放 器、數據處理模塊和數據報表模塊； 所述數據加載模塊為播放器加載教學視頻內容中對應的各個知識點的起止時間、習題 及對應的答案信息、視頻路徑URL和關鍵字信息，當該系統加載播放器時，所述數據加載模 塊將視頻數據的XML數據包傳送至指定URL的播放器上； 所述FLEX播放器讀取XML數據包的信息、記錄用戶觀看各個知識點的時長信息、快進或 者回放信息以及每個知識點對應習題的回答正誤信息，當用戶完成學習并回答對應的習題 后，所述FLEX播放器將用戶學習行為和答題正誤信息發送至數據處理模塊； 所述數據處理模塊接收FLEX播放器傳送的數據信息、對每個用戶的學習成績進行綜合 分析整理，采用貝葉斯公式計算出各個學生基于不同課程、不同章節、不同知識點，正確回 答習題的學習時長期望值，將該期望值定義為學習成本系數，所述數據處理模塊將不同用 戶的不同知識點的學習成本系數實時傳送至數據報表模塊； 所述數據報表模塊接收所述數據處理模塊傳送的指令信息，根據每個用戶發出的請求 調用滿足請求的全體學習者的學習成本系數值、擬合成基于不同學習成本系數的人數的正 太分布曲線，根據正太分布曲線計算該教師的教學成本系數并生成報表。2. 根據權利要求1所述的基于在線教育的教學質量評估系統，其特征還在于:所述FLEX 播放器記錄用戶在觀看每個知識點的時間信息時：當用戶觀看視頻出現回放現象時FLEX播 放器記錄的是觀看對應知識點的總時長，該總時長應去除在回放過程中的非知識點觀看時 長。3. 根據權利要求1所述的基于在線教育的教學質量評估系統，其特征還在于:所述數據 處理模塊采用貝葉斯定理計算每個知識點的學習成本系數值時采用如下方式：其中：A表示該知識點的學習時長，B表示該知識點對應習題回答正誤信息，P (A)表示學 習時長除以知識點視頻時長的比率，考慮加權;P(B)表示正確率，P(A | B)表示回答正確的知 識點時長占視頻時長的比率，考慮加權，P(B|A)表示在單位時長內，學生回答視頻的正確 率，即學習成本系數值。
【文檔編號】G06Q50/20GK105869088SQ201610240141
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】李隆幟
【申請人】李隆幟