視頻交互技術在在線教育中的應用與實現

吳子朝 柯佳興

摘要：當前，在線教育大多數只是單純的播放視頻，存在互動性的缺失問題，導致教學效果并不理想。論文研究豐富在線視頻的交互形式來提高學習者的學習體驗，實現了豐富交互功能的視頻播放器以及交互數據可視化前端平臺，打破傳統的在線教育枯燥乏味的視頻播放形式，為在線教育視頻提供一個新的發展方向。

關鍵詞：在線教育;視頻教育;MOOC;交互技術;教育平臺

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）02-0184-02

Abstract： At present， most of online education is just playing videos， which leads to the lack of interactivity， leading to the unsatisfactory teaching effect. This paper studies how to enrich the interactive forms of online video to improve the learning experience of learners， and realizes the video player with rich interactive functions and interactive data visualization front-end platform， which breaks the traditional dull video playing form of online education， and provides a new development direction for online education.

Key words： online education; video educaion; MOOC;interactive technology;education platform

1 引言

如今，在線教育[1]已經成了一種新興的學習方式，相對于傳統線下教育來講，在線教育可以忽視師生雙方時間以及空間上的差異，通過互聯網來進行知識的傳授與接受，極大地提升教育的效率。基于這一趨勢，在面向社會大眾的領域中，出現了網絡公開課、精品課程、MOOC等在線學習平臺。目前，知名的在線教育平臺，國內有網易云課堂、騰訊云課堂、慕課網等，國外有Youtube，Udacity，khan academy，Edx等。

雖然在產業界廣泛應用，在線教育視頻[2]主要也存在互動性不足的問題，即知識的傳授過程是一個被動過程，缺乏學習的交流和效果反饋。學習者幾乎沒有靈活性來適應學習內容和過程，以滿足他們的個人需求[3]。例如，無法個性化的判斷學習者的知識掌握情況等。因此，這樣的在線教育視頻可能最終的效果并不理想。目前，領域也有一些工作來嘗試解決這些問題，例如：國外已經存在采用交互式視頻的在線教育平臺比如Zaption，Educanon等。但對于國內用戶來說，一方面是難以去使用其中的教學內容，包括網絡以及教材的問題，另一方面里面的一些交互形式并不適合于國內的國情。

針對這些問題，論文設計和開發出一個Web端在線交互視頻的系統。系統將包括Web端交互視頻編輯器，Web端交互系統播放器，教育資源打印模塊，交互行為數據可視化模塊，旨在探索新的開源交互視頻系統，探索前沿的交互視頻技術及應用。

2 系統設計

功能模塊是系統的核心，論文設計的功能主要包括：1）學習監控。系統對每個學生的學習行為和學習進度進行督促，為以后對于每個學生的各自進度確定比較針對性的學習計劃。具體而言，系統在線教育視頻中插入交互式的模塊和一些試題，利用該形式，系統可以規定讓學習者必須學完當前的模塊才能進行下一模塊的學習;2）學習交流。系統擬在視頻中嵌入即時性的互動交流模塊，例如彈幕，論文可以在一些特定的時間段進行信息文本的顯示，可以由學習者發布自身對于某一知識點的理解，也可以由教學者發布知識點講解的信息;3）學習效果反饋。系統對于學生在在線教育平臺或者是觀看在線教育視頻的行為事件進行數據的采集和分析，這些即時反饋的信息擁有很高的實時性和準確性。圍繞這些功能，系統設計模塊主要有如下幾個方面。

2.1 播放器模塊

系統播放器的功能主要基于HTML和JAVASCRIPT實現，具體設計的功能有：1） 視頻進度控制功能。基本的視頻播放器需要具有對視頻播放暫停控制的按鈕，另外還要有能夠自由調節視頻進度的進度條，讓學習者可以自由定位到想要學習的時間段進行學習;2）全屏功能。全屏功能使學習者能夠專心致志地面對在線教學視頻以及其中的交互元素，達到較好的沉浸式體驗，提升學習者的學習效果;3）時間監聽功能。實現對于時間點的監聽，可以在某一些特殊的時間點上進行斷點，并且在當前特殊事件點進行交互式模塊的操作。

2.2 交互模塊

通過在在線教育視頻中嵌入交互式功能模塊，可以有效地提高用戶對于教育視頻內容的滿意度，達成好的學習效果，體驗好的學習過程。設計的交互主要基于如下形式：1）斷點型交互組件。該組件要求學習者主動去進行回答或者操作才能夠進行下一步觀看的動作;2）連續型交互組件。該組件可以作為輔助視頻或者在一段時間內顯示彈窗，并且不會中斷視頻的進度;3）觸發型交互組件。該組件是指在在線視頻播放階段并不會主動出現，吸引學習者注意力的組件類型。例如視頻內容的導航模塊，便于學習者進行回顧或快速跳躍學習。

2.3 數據可視化模塊

數據可視化是指借助圖形化，圖像化的工具，將后臺的數據以更清晰直接的方式展現給用戶觀看，在線視頻交互行為的數據可視化，主要實現以下幾點優勢：1）即時性反映。學習者每一次在在線視頻中進行的交互行為，都會從前端傳遞至后臺，改變后臺的數據，通過前端UI和后端數據的雙向綁定，即時性地反映到前端界面上;2）全局性展示。數據可視化其中一個優勢能夠將大量的數據匯總并集中于一個圖表或圖像上，使得系統能對學習者的整體情況進行把握，形成全面的學習者學習行為畫像。

2.4? 彈幕展示模塊

在在線教育平臺中，通過彈幕模塊的嵌入，可以緩解在線學習者臨場感不強的問題，有效解決在線學習缺少師生交流，生生交流的缺點。同時能夠激發學習者參與討論的積極程度。論文需要實現的功能有：1）彈幕顯示功能：即在在線教育視頻前呈現彈幕;2）彈幕發送功能：用戶可以通過彈幕的發送提出自己的內容見解;3）彈幕開關功能：用戶可以自由選擇彈幕的顯示和關閉，創造最適合自己的在線學習環境。

3 系統實現

系統使用的是基于WEB的Vue框架來開發論文的前端項目，在開發的過程中，系統分別使用了Axios來實現后端請求框架，Danmaku.js實現彈幕模塊功能，Sass實現界面CSS功能。在后端框架的選擇上，系統采用node.js作為后臺開發語言，并選擇輕量級的express作為框架。由于在本地進行開發的時候涉及服務器同源的問題，所以需要在服務器設置中進行跨域允許的操作。

針對功能需求列表，系統實現的功能效果圖如圖1所示。

4 總結

論文完成了視頻交互技術在在線平臺中的應用，成功實現了Web可交互視頻的播放器和編輯器，同時也完成了其余的有利于提升在線教育質量的功能。

參考文獻：

[1]? 管佳， 李奇濤. 中國在線教育發展現狀、趨勢及經驗借鑒[J]. 中國電化教育， 2014（8）：62-66.

[2]? 謝寒梅. 在線教育情境下視頻的交互模式研究[D]. 北京郵電大學，2018.

[3]? 吳子朝. 試論交互視頻技術在在線教育中的應用[J]. 科教導刊（電子版），2018（4）：84-85.

【通聯編輯：王力】