CN108900917A - 一种面向知识结构的在线教学视频播放系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于在线教学系统领域，提供一种面向知识结构的在线教学视频播放系统及方法。该系统包括：视频资源存储模块用于存储用户所学课程的教学视频，知识存储模块用于存储用户学习课程的每一个教学视频所包含的知识点的知识点数据；视频显示模块用于显示视频资源存储模块中存储的教学视频；知识结构显示模块用于显示教学视频的知识结构，并监测视频显示模块中视频的播放进度，根据视频播放进度与知识点在所属的教学视频中的起止时间，突出显示知识结构中对应的知识点。本发明帮助用户能够更好了解课程的知识结构，理解知识间的相互引用关系，并快速地回顾知识点，提高学习效率。

Description

一种面向知识结构的在线教学视频播放系统及方法

技术领域

本发明属于在线教学系统领域，涉及一种面向知识结构的在线教学视频播放系统及方法。

背景技术

目前，以慕课为代表的在线教学平台上的学习主要是通过观看在线教学视频来实现的。在线教学平台上的课程通常按照课时划分成若干个教学视频，每个教学视频通常包含若干个知识点。知识点可能包含对其他知识点的引用，如学习矩阵算子范数的概念，就要用到矩阵范数的概念，这里矩阵算子范数知识点引用了矩阵范数知识点，矩阵算子范数和矩阵范数这两个知识点之间形成了引用关系。知识点之间的引用关系则形成了知识结构。

目前在线教学平台上播放视频的方法仅仅是向用户呈现视频本身，这种视频播放方法存在三个典型的问题。第一，在目前的播放方法下，用户除了通过完整地观看视频这一方法以外，无法通过其他方法了解一个教学视频中具体包含哪些知识点。第二，用户无法直观地了解一个教学视频中所包含知识点之间的引用关系。第三，当用户需要回顾某一个知识点的时候，需要手工查找这些知识点的教学视频，缺乏一种快速的知识点回顾手段。使得用户没有办法很好地了解教学视频知识结构并对知识点进行快速地回顾，从而影响了用户学习的效率。

本发明中相关名词的解释：

1)教学视频表：记录教学视频在教学视频资源库中的存储地址和教学视频名称、教学视频唯一标识。

2)知识点数据表：记录知识点相关信息，知识点数据所属教学视频相关信息以及对应的引用信息的唯一标识。

3)引用信息表：记录所有的知识点数据间的引用关系。

4)知识结构节点对象：用于记录通过读取上述表中内容生成的知识结构的json对象。

发明内容

针对现有技术存在的问题，为了解决当前在线教学平台视频播放方法中存在的无法帮助用户直观地了解知识结构，以及无法快速回顾知识点的不足，本发明提供一种面向知识结构的在线教学视频播放系统及方法，用于帮助用户快速地了解教学视频中所包含知识点间的引用关系，并快速地回顾知识点，提高学习效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种面向知识结构的在线教学视频播放系统，包括视频资源存储模块、知识存储模块、视频显示模块和知识结构显示模块。

所述的视频资源存储模块用于存储用户所学课程的教学视频，每个教学视频包含多个知识点，且每个教学视频都存在一个与教学视频对应的知识结构，具有一个字符串形式的教学视频唯一标识。

所述的知识点是以一段文本的形式来描述的知识；一个知识点可引用其他的知识点，当一个知识点引用其他知识点时，该知识点和被引用的知识点之间形成引用关系；一个教学视频中的所有知识点和知识点之间的引用关系形成教学视频的知识结构。所述的知识结构是一个教学视频的知识点及知识点之间的引用关系所形成的树状结构。

所述的教学视频的信息存储在教学视频表中具有如下属性：教学视频唯一标识、教学视频地址、教学视频名称；教学视频唯一标识与教学视频地址存在一一对应关系，教学视频地址是以字符串形式表示的对应教学视频在教学视频资源库中存放的位置。

所述的知识存储模块用于存储用户学习课程的每一个教学视频所包含的知识点的知识点数据，一个教学视频中的一个知识点对应一个知识点数据。所述的一个知识点数据含有知识点内容、知识点对其他知识点的引用信息、知识点在所属的教学视频中的起止时间以及知识点对应的教学视频的唯一标识，每个知识点还具有唯一标识。

所述的知识点内容是指对一段对知识点的文本描述。所述的引用信息用于记录一个知识点与其他知识点之间的引用关系；所述的起止时间是每个知识点在教学视频中对应的起始播放时间和终止播放时间；所述的起始播放时间和起止播放时间，分别指一个教学视频中涉及一个知识点的开始时间和结束时间。

所有的知识点数据都存放在知识点数据表中，知识点数据表具有如下属性：教学视频唯一标识、知识点唯一标识、知识点名称、知识点内容、开始时间、结束时间、引用信息唯一标识。所有的知识点数据的引用信息都存放在引用信息表中，引用信息表具有属性：引用信息唯一标识、引用的知识点数据的唯一标识。

所述的视频显示模块用于显示视频资源存储模块中存储的教学视频。

所述的知识结构显示模块用于显示教学视频的知识结构，并监测视频显示模块中视频的播放进度，从而根据视频播放进度与知识点在所属的教学视频中的起止时间，突出显示知识结构中对应的知识点。

所述的知识结构是视频显示模块通过读取知识点数据表、引用信息表及教学视频表中的信息后，创建以知识结构节点对象为节点的数构造成的，在知识结构节点对象中有键值对：“name”、“time”、“video”、“supportId”、“children”。所述的键“name”的值可以是教学视频名称或者知识点的名称，若“name”键的值存放的是教学视频名称，那么此知识结构节点对象一定是知识结构中的根节点；所述的“time”键的值代表教学视频的时长；所述的“supportId”键的值代表教学视频的唯一标识；若“name”键的值存放的是知识点的名称，那么“time”键的值则存放的是知识点在对应的教学视频中的开始时间和结束时间，“supportId”键的值则代表知识点数据的唯一标识；对于任何知识结构节点对象“children”键的值则是一个元素为知识结构节点对象的json数组，每个元素都是当前知识点引用的知识点。在知识结构显示模块中，只存放有一个知识结构节点对象，并且此知识结构节点对应教学视频本身，此知识结构对象的“children”键的值则存放教学视频中引用的知识点的知识结构节点对象。

所述的知识结构显示模块首先新建一个知识结构节点对象作为知识结构的根节点，获取和当前页面显示的教学视频的唯一标识、教学视频名称、视频时长、视频存放地址并存入创建的知识结构节点对象中；根据获取到的教学视频唯一标识从知识点数据表中读取所有和当前教学视频唯一标识相同的知识点数据并存放到一个列表当中，然后根据获取到的所有知识点数据中的引用信息唯一标识从引用信息表中读取引用信息；根据获取到的引用信息中每条记录的知识点数据唯一标识在之前获取到的当前视频的知识点数据列表中查找对应的知识点数据并新建知识结构节点对象存放获取到的知识点数据，从而建立各个知识点数据间的引用关系并存放在“children”键对应的值当中作为根节点的孩子节点。当建立完根节点的孩子节点之后，继续遍历孩子节点，对孩子节点中在引用信息表中有记录的节点，则按照上述逻辑为这些孩子节点创建它们引用的知识结构节点对象数组并存放在“children”键对应的值中，以此类推，直到完成知识结构的构建。在知识结构节点对象建立完毕之后，视频显示模块会调用绘图函数drawTree将知识结构节点对象绘制到知识结构显示区域中。

一个构建完成的知识结构localTreeData的形如：

一种面向知识结构的在线教学视频播放方法，具体步骤如下：

步骤1：安装面向知识结构的在线教学视频播放系统；用户打开浏览器，访问面向知识结构的在线教学视频播放系统。

步骤2：用户点击以观看要学习的课程的教学视频。

步骤3：视频显示模块从视频资源存储模块读取用户点击的教学视频，并将视频显示在浏览器页面的视频内容显示区域；知识结构显示模块从知识存储模块中读取用户点击的教学视频的知识点数据存放在知识结构节点对象当中，并利用drawTree函数将知识结构转化为HTML文档显示在浏览器页面的知识结构显示区域中，每个知识点都存放在标签为<circle>的元素中，并且具有一些属性，形如：<circle id＝1，color＝颜色1,start＝开始时间，end＝结束时间>...</circle>。

步骤4：随教学视频的播放，知识结构显示模块实时监测当前视频的播放进度，并比对当前视频的播放进度和知识点数据的起止时间，找到起始时间与当前视频播放进度相对应的知识点，从而在知识结构显示区域中将与当前视频播放进度相对应的知识点进行突出显示；具体的工能由知识结构显示模块中的centerNode函数实现。centerNode函能够实时监测到当前视频的播放进度，然后按照播放进度在经由drawTree函数生成的HTML文档中查找标签为<circle>的节点，判断播放进度是否落在“sart”属性代表的开始时间和“end”属性代表的结束时间内，如果是则将color属性设置为颜色2，这样当前视频中正在讲解的知识点在知识结构中对应的节点就会被高亮显示为颜色2。

步骤5：针对知识结构中的任意一个知识点，用户直接点击知识点，知识结构模块中的监听函数onClick在接收到用户的点击消息后，根据被点击的知识点对应的知识结构节点中存储的教学视频存放地址，从视频资源库中取出相应的视频显示出来以供用户观看。

步骤6：用户点击暂停突出显示按钮以暂停突出显示与当前视频播放进度相对应的知识点；用户点击暂停突出显示按钮之后，知识结构显示模块不再实时监测当前视频的播放进度；用户点击继续突出显示按钮，则知识结构显示模块继续实时检测当前视频的播放进度。

本发明的有益效果：本发明弥补了现有的在线教学平台教学视频播放方法中存在的无法帮助用户直观地了解知识结构，以及无法快速回顾知识点的不足，提供了一种在播放教学视频的同时显示教学视频的知识结构，突出显示与当前视频播放进度相对应的知识点，并允许用户通过点击知识点打开知识点对应的教学视频的教学视频播放方法，帮助用户能够更好地了解课程的知识结构，理解知识间的相互引用关系，并快速地回顾知识点，从而提高学习的效率。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中的面向知识结构的在线教学视频播放系统的结构框图。

图2本发明具体实施方式中的面向知识结构的在线教学视频播放方法的界面框图。

具体实施方式

下面结合附图和技术方案，进一步描述本发明的具体实施方式。

一种面向知识结构的在线教学视频播放系统，如图1所示。一种面向知识结构的在线教学视频播放方法的界面框图，如图2所示。本发明采取的硬件为连接在互联上的PC机，一台PC机作为搜索引擎的服务器，用户使用安装有浏览器的PC访问该服务器。

本实施方式中，搜索引擎服务器的运行环境为：Intel Core i7-4770Processor，32GB DDR3SDRAM，Windows 10操作系统，通过教育网CERNET接入互联网，服务器使用JSP技术编写，运行在Tomcat应用服务器上。

本实施方式中，用户PC运行环境为：Intel Core i7-4770Processor，32GBDDR3SDRAM，Windows 10操作系统；浏览器为：Firefox 57.0.4浏览器。

一种面向知识结构的在线教学视频播放系统，包括视频资源存储模块、知识存储模块、视频显示模块和知识结构显示模块。

所述的视频资源存储模块，用于存储用户所学课程的教学视频；视频存储模块中存储的是教学视频，每个教学视频包含多个知识点，每个教学视频都存在一个与教学视频对应的知识结构；每个教学视频具有一个字符串形式的唯一标识。当一个知识点引用其他知识点时，该知识点和被引用的知识点间形成引用关系；一个教学视频中的所有知识点和知识点之间的引用关系形成教学视频的树状知识结构。

教学视频的信息存储在教学视频表中具有属性：教学视频唯一标识、教学视频地址、教学视频名称。教学视频唯一标识和教学视频地址是一一对应的关系。所述的教学视频地址是以字符串形式表示的对应教学视频在教学视频资源库中存放的位置。

所述的知识存储模块，用于存储用户学习课程的每一个教学视频所包含的知识点的知识点数据，一个教学视频中的一个知识点对应一个知识点数据，一个知识点数据含有知识点内容、知识点对其他知识点的引用信息、知识点在所属的教学视频中的起止时间以及知识点对应的教学视频的唯一标识，每个知识点还具有唯一标识。所述的引用信息，用于记录一个知识点与其他知识点之间的引用关系。起止时间指每个知识点在教学视频中对应的起始播放时间和终止播放时间，起始播放时间、起止播放时间分别指一个教学视频中涉及一个知识点的开始时间和结束时间。

所有的知识点数据都存放在知识点数据表中，知识点数据表具有属性：教学视频唯一标识、知识点唯一标识、知识点名称、知识点内容、开始时间、结束时间、引用信息唯一标识。所有的知识点数据的引用信息都存放在引用信息表中，引用信息表具有属性：引用信息唯一标识、引用的知识点数据的唯一标识。

所述的视频显示模块，用于显示视频资源存储模块中存储的教学视频。

所述的知识结构显示模块，用于显示教学视频的知识结构，并监测视频显示模块中视频的播放进度，根据视频播放进度与知识点在所属的教学视频中的起止时间，突出显示知识结构中对应的知识点。

所述的知识结构是视频显示模块通过读取知识点数据表、引用信息表及教学视频表中的信息通过创建以知识结构节点对象为节点的数构造成的，在知识结构节点对象中有键值对:“name”、“time”、“video”、“supportId”、“children”。键“name”的值可以是教学视频名称或者知识点的名称，若“name”存放的是教学视频名称，那么此知识结构节点对象一定是知识结构中的根节点，“time”键的值代表教学视频的时长，“supportId”键的值代表教学视频的唯一标识；若“name”键的值存放的是知识点的名称，那么“time”键的值则存放的是知识点在对应的教学视频中的开始时间和结束时间，“supportId”键的值则代表知识点数据的唯一标识；对于任何知识结构节点对象“children”键的值则是一个元素为知识结构节点对象的json数组，每个元素都是当前知识点引用的知识点。在知识结构显示模块中，只存放有一个知识结构节点对象，并且此知识结构节点对应教学视频本身，此知识结构对象的“children”键的值则存放教学视频中引用的知识点的知识结构节点对象。

知识结构显示模块首先新建一个知识结构节点对象作为知识结构的根节点，然后获取和当前页面显示的教学视频的唯一标识、教学视频名称、视频时长、视频存放地址并存入创建的知识结构节点对象中，然后根据获取到的教学视频唯一标识从知识点数据表中读取所有和当前教学视频唯一标识相同的知识点数据并存放到一个列表当中，然后再根据获取到的所有知识点数据中的引用信息唯一标识从引用信息表中读取引用信息，再根据获取到的引用信息中每条记录的知识点数据唯一标识在之前获取到的当前视频的知识点数据列表中查找对应的知识点数据并新建知识结构节点对象存放获取到的知识点数据，从而建立各个知识点数据间的引用关系并存放在“children”键对应的值当中作为根节点的孩子节点。当建立完根节点的孩子节点之后，继续遍历孩子节点，对孩子节点中在引用信息表中有记录的节点，则按照上述逻辑为这些孩子节点创建它们引用的知识结构节点对象数组并存放在“children”键对应的值中，以此类推，直到完成知识结构的构建。对的在知识结构节点对象建立完毕之后，视频显示模块会调用绘图函数drawTree将知识结构节点对象绘制到知识结构显示区域中。

一个构建完成的知识结构localTreeData的形如：

一种面向知识结构的在线教学视频播放方法，具体步骤如下：

步骤1：安装面向知识结构的在线教学视频播放系统；用户打开浏览器，访问面向知识结构的在线教学视频播放系统。

步骤2：用户点击以观看要学习的课程的教学视频。

步骤3：视频显示模块从视频资源存储模块读取用户点击的教学视频，并将视频显示在浏览器页面的视频内容显示区域；知识结构显示模块从知识存储模块中读取用户点击的教学视频的知识点数据存放在知识结构节点对象当中，并利用drawTree函数将知识结构转化为HTML文档显示在浏览器页面的知识结构显示区域中，每个知识点都存放在标签为<circle>的元素中，并且具有一些属性，形如：<circle id＝1，color＝颜色1,start＝开始时间，end＝结束时间>...</circle>。

步骤4：随着教学视频的播放，知识结构显示模块实时监测当前视频的播放进度，并比对当前视频的播放进度和知识点数据的起止时间，找到起始时间与当前视频播放进度相对应的知识点，从而在知识结构显示区域中将与当前视频播放进度相对应的知识点进行突出显示；具体的工能由知识结构显示模块中的centerNode函数实现。centerNode函能够实时监测到当前视频的播放进度，然按依照播放进度在经由drawTree函数生成的HTML文档中查找标签为<circle>的节点,然后判断播放进度是否落在“sart”属性代表的开始时间和“end”属性代表的结束时间内，如果是则将color属性设置为颜色2,这样当前视频中正在讲解的知识点在知识结构中对应的节点就会被高亮显示为颜色2了。

步骤5：针对知识结构中的任意一个知识点，用户直接点击知识点，知识结构模块中的监听函数onClick在接收到用户的点击消息后，根据被点击的知识点对应的知识结构节点中存储的教学视频存放地址，从视频资源库中取出相应的视频显示出来以供用户观看。

步骤6：用户点击暂停突出显示按钮以暂停突出显示与当前视频播放进度相对应的知识点；用户点击暂停突出显示按钮之后，知识结构显示模块不再实时监测当前视频的播放进度；用户点击继续突出显示按钮，则知识结构显示模块继续实时检测当前视频的播放进度。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种面向知识结构的在线教学视频播放系统，其特征在于，所述的在线教学视频播放系统包括视频资源存储模块、知识存储模块、视频显示模块和知识结构显示模块；

所述的视频资源存储模块用于存储用户所学课程的教学视频，每个教学视频包含多个知识点，一个知识点对应一个知识点数据，且每个教学视频都存在一个与教学视频对应的知识结构，具有一个教学视频唯一标识；当一个知识点引用其他知识点时，该知识点和被引用的知识点之间形成引用关系；一个教学视频中的所有知识点和知识点之间的引用关系形成教学视频的树状知识结构；

所述的教学视频的信息存储在教学视频表中具有如下属性：教学视频唯一标识、教学视频地址、教学视频名称；教学视频唯一标识与教学视频地址存在一一对应关系，教学视频地址是以字符串形式表示的对应教学视频在教学视频资源库中存放的位置；

所述的知识存储模块用于存储用户学习课程的每一个教学视频所包含的知识点的知识点数据；所述的一个知识点数据包含知识点内容、知识点对其他知识点的引用信息、知识点在所属的教学视频中的起止时间以及知识点对应的教学视频的唯一标识，每个知识点还具有唯一标识；所述的引用信息用于记录一个知识点与其他知识点之间的引用关系；所述的起止时间是每个知识点在教学视频中对应的起始播放时间和终止播放时间；所述的起始播放时间和起止播放时间，分别指一个教学视频中涉及一个知识点的开始时间和结束时间；

所有的知识点数据都存放在知识点数据表中，知识点数据表具有如下属性：教学视频唯一标识、知识点唯一标识、知识点名称、知识点内容、开始时间、结束时间、引用信息唯一标识；所有的知识点数据的引用信息都存放在引用信息表中，引用信息表具有属性：引用信息唯一标识、引用的知识点数据的唯一标识；

所述的视频显示模块用于显示视频资源存储模块中存储的教学视频；

所述的知识结构显示模块用于显示教学视频的知识结构，并监测视频显示模块中视频的播放进度，根据视频播放进度与知识点在所属的教学视频中的起止时间，突出显示知识结构中对应的知识点；

所述的知识结构是视频显示模块通过读取知识点数据表、引用信息表及教学视频表中的信息后，创建以知识结构节点对象为节点的数构造成的，在知识结构节点对象中有键值对：“name”、“time”、“video”、“supportId”、“children”；所述的键“name”的值可以是教学视频名称或者知识点的名称，若“name”键的值存放的是教学视频名称，那么此知识结构节点对象一定是知识结构中的根节点；所述的“time”键的值代表教学视频的时长；所述的“supportId”键的值代表教学视频的唯一标识；若“name”键的值存放的是知识点的名称，那么“time”键的值则存放的是知识点在对应的教学视频中的开始时间和结束时间，“supportId”键的值则代表知识点数据的唯一标识；对于任何知识结构节点对象“children”键的值则是一个元素为知识结构节点对象的json数组，每个元素都是当前知识点引用的知识点；在知识结构显示模块中，只存放有一个知识结构节点对象，并且此知识结构节点对应教学视频本身，此知识结构对象的“children”键的值则存放教学视频中引用的知识点的知识结构节点对象；

所述的知识结构显示模块首先新建一个知识结构节点对象作为知识结构的根节点，获取和当前页面显示的教学视频的唯一标识、教学视频名称、视频时长、视频存放地址并存入创建的知识结构节点对象中；根据获取到的教学视频唯一标识从知识点数据表中读取所有和当前教学视频唯一标识相同的知识点数据并存放到一个列表当中，然后根据获取到的所有知识点数据中的引用信息唯一标识从引用信息表中读取引用信息；根据获取到的引用信息中每条记录的知识点数据唯一标识在之前获取到的当前视频的知识点数据列表中查找对应的知识点数据并新建知识结构节点对象存放获取到的知识点数据，从而建立各个知识点数据间的引用关系并存放在“children”键对应的值当中作为根节点的孩子节点；当建立完根节点的孩子节点之后，继续遍历孩子节点，对孩子节点中在引用信息表中有记录的节点，则按照上述逻辑为这些孩子节点创建它们引用的知识结构节点对象数组并存放在“children”键对应的值中，以此类推，直到完成知识结构的构建；在知识结构节点对象建立完毕之后，视频显示模块会调用绘图函数drawTree将知识结构节点对象绘制到知识结构显示区域中。

2.采用权利要求1所述的系统实现面向知识结构的在线教学视频播放方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：用户打开浏览器，访问面向知识结构的在线教学视频播放系统；

步骤2：用户点击观看要学习的课程的教学视频；

步骤3：视频显示模块从视频资源存储模块读取用户点击的教学视频，并将视频显示在浏览器页面的视频内容显示区域；知识结构显示模块从知识存储模块中读取用户点击的教学视频的知识点数据存放在知识结构节点对象当中，并利用drawTree函数将知识结构转化为HTML文档显示在浏览器页面的知识结构显示区域中，每个知识点都存放在标签为<circle>的元素中，并且具有一定属性，形如：<circle id＝1，color＝颜色1,start＝开始时间，end＝结束时间>...</circle>；

步骤4：随教学视频的播放，知识结构显示模块实时监测当前视频的播放进度，并比对当前视频的播放进度和知识点数据的起止时间，找到起始时间与当前视频播放进度相对应的知识点，从而在知识结构显示区域中将与当前视频播放进度相对应的知识点进行突出显示，具体由知识结构显示模块中的centerNode函数实现：centerNode函实时监测到当前视频的播放进度，按照播放进度在经由drawTree函数生成的HTML文档中查找标签为<circle>的节点，判断播放进度是否落在“sart”属性代表的开始时间和“end”属性代表的结束时间内，如果是则将color属性设置为颜色2，这样当前视频中正在讲解的知识点在知识结构中对应的节点就会被高亮显示为颜色2；

步骤5：针对知识结构中的任意一个知识点，用户直接点击知识点，知识结构模块中的监听函数onClick在接收到用户的点击消息后，根据被点击的知识点对应的知识结构节点中存储的教学视频存放地址，从视频资源库中取出相应的视频显示出来以供用户观看；

步骤6：用户点击暂停突出显示按钮以暂停突出显示与当前视频播放进度相对应的知识点；用户点击暂停突出显示按钮后，知识结构显示模块不再实时监测当前视频的播放进度；用户点击继续突出显示按钮后，知识结构显示模块继续实时检测当前视频的播放进度。