视频大数据在教育行业的应用

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当一个学生开始考试答题时,相关数据就开始产生了:回答每一道题各用了多少时间,回答问题的答题顺序,耗时最长的是哪类题目,耗时最短的是哪类题目,回答问题的答题顺序,每一道题反复修改的次数……这些数据看似无用,但海量累积起来时就形成了某种结论——这位学生擅长A 类题,不擅长B 类题等等。根据这份大数据分析报告,教师就能更针对性地制定培训计划。

这是教育大数据的一种类型与应用。

|   教育视频大数据的来源与基础应用

随着《教育改革和发展十年规划纲要》的发布,国家明确提出加快教育信息化的进程,而教育信息化的核心是教学的信息化。近年来,在国家政策的推动下,很多学校已经建设起了一定规模的信息化应用系统,比如录播教室、电子考场等,以及为校园安全服务的平安校园安防系统。这些系统,构成了教育视频大数据的主要来源。

安防监控的大数据应用

法院视频监控图像从标清到高清经历了一个快速发展阶段, “高清监控”也是越来越深入人心、越来越普及,目前法院高清视频监控的高清画质以720P/1080P为主,拿720P 格式视频也称为百万像素的级别为例,从理论上来说,依照上述标准的高清存储30 天所需要的空间为:码流( 单位kb/s 比特率/8)*3600( 单位:秒)*24( 小时)*30( 天)/0.9( 磁盘格式化的损失10% 空间)。720P 视频压缩后比特率理论值为2M,不难算出,一路720P 高清监控摄像机1 个月不间断存储数据约为0.69TB,700GB 左右。按照正常的硬盘存储空间来看,高清安防大数据的存储无法满足高清监控发展的需要,现阶段高清安防在法院快速部署,云储存是高清存储发展的必然需要。

平安校园

平安校园中视频大数据汇总的基础为集成化,这也是当前平安校园建设的一大趋势。众所周知,校园综合安防系统中,除了视频监控,还有门禁、报警、巡更、周界等安防子系统,这些安防子系统在发挥作用的同时也在产生着大数据。

科达校园综合安防系统中技防平台建设的一大作用就在这里,技防平台以标准、兼容、开放的设计,能够整合、接入、管理不同校区、不同时期、不同厂商建设的各类安防子系统,实现“一点报警,多点联动”;在实现这一点的同时,也就实现了视频监控数据、报警数据、巡更数据等等各类大数据的汇总。

视讯教室

这两年,慕课、翻转课堂、云课堂等概念层出不穷,继北京大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学加入由国外高校牵头组建的慕课联盟之后,深圳大学联合国内40 所大学组建“全国高校UOOC 联盟”,旨在打造属于中国大学自己的慕课联盟。“慕课”概念的火热,似乎在一步一步验证比尔•盖茨的预言:“5 年后,你将可以在网上免费获取世界上最好的课程,而且这些课程比任何一个单独的大学提供的课程都要好”。

然而,无论是慕课、翻转课堂或云课堂,这些应用实现的基础都是视讯教室的建设——通过在教室内架设相应的录播设备,对老师上课画面的全程记录,建设优质教学资源库,即汇聚教学资源类的视频大数据,然后通过自建平台或者提供给第三方平台,实现各类应用。

科达视讯教室解决方案在实现对教师上课视频的录制、存储等基础功能外,提供一系列针对视频大数据的直接应用方式:

|   检察业务中的大数据应用

检察业务包括反贪贿赂业务、反渎职侵权业务、预防职务犯罪业务等,除了在同一业务系统中存放有数据信息外,各地还根据自身业务需求开发了具有地方特色、紧贴检察实务的各类应用系统,这些系统也是大数据应用的重要平台。

常态录播:常态录播是科达视讯教室解决方案的核心功能模块。系统提供一键切换画面风格(三画面、画中画、单画面、电影模式等)、一键切换主画面、一键开始/ 暂停/ 结束录制的功能,让老师在上课的同时轻松完成录制。完成录制的视频可存放在教室内的录播主机中,也可拷贝至老师自带的U 盘中作为作为备份,并在凌晨等带宽相对比较空闲的时候自动上传至业务平台中,实现更多丰富的应用。

借助业务平台,在校/ 外校的学生、老师可以用任何一台电脑的IE 浏览器登陆业务平台,无需安装任何插件就可以直播、点播相关的课程资源;搜索自己想看的视频,或在考试前观看老师重点标注的视频,提高复习效率。在学生、老师观看课程视频的同时,还可以在视频下方进行点评、交流、提问等操作。

目前,在苏州大学的视讯教室应用中,业务平台已成功实现与学校课表的对接,在老师开始课程录制之前,平台可自动获取、填写课程相关信息(时间、地点、讲课老师等),简化老师多余的操作。

远程互动教学:援教学校每隔一段时间派出老师到受援学校进行一段时间的授课,这对援教老师的时间、精力都是很大的考验,同时,也容易导致援教过程的连续性不强,效果不佳。视讯教室方案同时提供远程互动教学应用,无需增加任何设备,利用教室内的录播主机即可实现主讲教室与听课教室之间的远程互动教学。

目前,远程互动教学已在上海交通大学与宁夏大学、西藏大学之间,无锡职业技术学院对伊犁霍尔果斯职业技术学院之间实现。

视频教研:学校或者教育局对某个老师的教研活动通常是采用“推门听课”的方式——在选定的时间,组织教研老师前往特定学校,坐在教室后面听老师上课。这种传统的听课方式,对年轻教师或多或少会造成一些心理上的负担,影响正常发挥。且在教研完成后,需要专家组对课程进行评估时,也没有直观的资料作为支撑。视频教研功能可以很好地解决这些问题。专家登录至视频教研界面,即可边观看老师的上课视频,边进行点评和打分。针对视频教研中的常见关注问题,系统提供对教师仪表仪态、教学技能中各类细则的评分功能,并自动计算总分。视频教研后,受教研的老师可以看到专家详细的点评以及针对各项细则的评分,有针对性地提高教学水平。

教学督导:教学督导一般由学校督导老师完成,督导内容包括课堂纪律、学生出勤率、教师授课态度、教师是否停掉课等等多项。传统教学督导多由督导组人员在上课时间,按楼层挨个教室进行督课,需要耗费相当多的时间和精力,也无法对督导全程进行记录。与视频教研类似,在教学督导页面,科达针对教学内容、学员注意力、教师仪态等受关注点,设计了详细的评分制度,让督导人员在办公室内即可边看实时课程录像,边进行点评、评分,高效完成督导任务。

电子巡考:科达视讯教室解决方案具备电子巡考功能模块,且完全符合国家教育考试院的相关标准,并已在甘肃全省、上海交通大学等学校获得应用,且成功对接上级考试院第三方平台。科达视讯教室解决方案提供云可视教室、瞭望视讯教室两种解决方案,一套系统即可实现常态录播、远程互动教学、视频教研、教学督导、电子巡考五大应用,实现对教育视频大数据的多样应用。

| 教育视频大数据的深度应用

众所周知,按类型,大数据分为结构化、非结构化、半结构化三类,上述科达平安校园与视讯教室系统所汇聚的各自资源中,以非结构化或半结构化的视频大数据为主,通过对这些视频大数据进行智能分析,可延伸出更多深度大数据应用方式。

视频检索

智能化是平安校园建设的第二大发展趋势,科达平安校园建设方案中提供感知型之人员卡口、车辆卡口摄像机等智能前端,后端校园技防平台可集成视频摘要等智能模块。感知型摄像机在拍摄高清视频同时,抓取人、车运动目标快照,识别目标类型、行进方向、速度、车 牌、车型等特征信息,并输出语义描述,通过前端智能,将视频这类非结构化数据中的关键信息转化为结构化信息。

将感知型摄像机部署于校园出入口、主干道等重要区域,借助这些关键信息的结构化描述,在异常事件发生后,迅速通过以图搜图、语义搜图等大数据检索方式,定位嫌疑目标,并实施抓捕。此外,借助感知型摄像机,还能通过危险分子、车辆的照片,进行黑名单布防,在视频监控发现危险目标时主动报警,将危险杜绝于校门之外。

异常事件分析

科达平安校园技防平台可对视频监控、门禁、报警、巡更等安防子系统产生的告警信息进行逐条记录,并最终形成报表,以图表形式显示各时间段中,校园内各区域异常事件(偷窃、打架)的发生次数,为校园安防资源部署提供参考,加强异常发生频次较高区域、时间内的巡防,更加精准地打击校园犯罪。

学生/ 老师分析建档

记录每位学生在线学习视频的种类、时长,提问种类、频次,在线考试中每道题所用的解题时间、准确率、错误点,从而形成学生档案,以海量数据积累分析的模式,客观显示该学生的兴趣点所在、擅长题类、不擅长提类、集中错误点等等信息,这些大数据分析结果形成后,可为该学生量身定制学习、练习方案,改变传统标准的“灌输式”为因材施教。

记录每位老师每节课程视频的点播量,并与同一老师不同题材的教学视频、同题材其他老师的教学视频等点播量进行横向、纵向对比,由此分析出该老师最擅长授课的类型,以及同题材下最受学生欢迎的教学方式。记录视频教研、教学督导中,对班级、老师每一项细则的评分,最终生成统计表格,以图表形式显示某一学期、某一年等时间段中,该班级、学生每一项细节的评分分布表,直观显示“最弱项”与“最强项”,有针对性的提升老师的授课水平,班级的整体纪律等等。

诚然,现阶段教育的视频大数据多数仍停留在数据采集、汇总、视频直接应用阶段,但在未来,随着这类视频应用平台的不断完善丰富,以及视频分析技术的日益成熟,在为学生、教师提供学习资源的同时,必将从视频、在线应用中获取到越来越丰富的数据,这些数据主要用途有三种:

(一) 通过对平安校园中人、车、物等重点目标的识别、预测,提升校园安防实力,化事后处理为主动预防;

(二) 在线学习过程中,为每位学生、老师建立数据档案,让老师更了解每一位学生,让学校更了解每一位老师,让教育真正面对每一位独立的个体;

(三) 通过对学习视频的智能分析,挖掘“男生数量、女生数量、近视学生所占比例、一堂课玩手机的频次”等更丰富数据,这些不同数据间发生碰撞,发现貌似毫无相关的数据之间的潜在联系,如“男生数量对课堂纪律的影响”、“老师穿衣对教学质量的影响”等等,为教学策略调整提供参考。