CN112163789A - 一种在线教育的教师工作量评价***和方法 - Google Patents

一种在线教育的教师工作量评价***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在线教育的教师工作量评价***，文档识别模块1逐个读取教师上传的文档，根据文件头部信息或扩展名判定文档类型。元素提取模块11、复杂度计算模块12、第1工作量计算模块13计算office文档的工作量（第一工作量）。帧数·时长分析模块21、第2工作量计算模块22计算工作量（第2工作量）。文本解析模块31、知识点·章节数统计模块32、第3工作量计算模块33计算工作量（第3工作量）。综合评价模块2以教师为单位，统计所述第1、第2、第3工作量。

Description

一种在线教育的教师工作量评价***和方法
技术领域
本发明涉及在线教育的教师工作量评价***和方法，更具体说，涉及对教师工作量的定量评价。
背景技术
随着互联网和在线教育的飞速发展，很多学校都开展了智慧教学。通过智慧教学平台，教师可以集体备课、教学辅导、网络作业、在线批注、自动阅卷等，从而实现了教学统一管理和资源共享。通过智慧教学平台，学生可以查阅导学本、教辅材料、网络作业等，还可以听教师的讲解，和教师互动。
智慧教学平台的使用，给学校提供了很大的便利，在一定程度上提高了教学质量，但也对传统的教师管理方式造成了冲击。与传统的课堂教学同样，在线教育也需要在岗教师建立档案，记录教师的职业发展数据，制定教师晋升体系。针对不同层次的教师，设计侧重点不同的培训课程，不断提高教育质量和水平。这些工作均涉及对教师工作量的评价，但现有的教学平台缺少对教师工作量评价的功能。尤其是以教师上传文档，如office文档或音视频文档为对象的工作量评价，涉及文档的复杂度和制作的时间成本，不考虑这些因素无法有效的计算教师的实际工作量。
本发明的目的在于提供一种能对文档的复杂度或时间成本进行量化，通过量化有效的计算教师工作量的评价***和方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一技术方案为1. 一种在线教育的教师工作量评价***，其特征在于包括：文档识别模块（1）、元素提取模块（11）、复杂度计算模块（12）、第1工作量计算模块（13）、帧数·时长分析模块（21）、第2工作量计算模块（22）、文本解析模块（31）、知识点·章节数统计模块（32）、第3工作量计算模块（33）、综合评价模块（2），
其中，文档识别模块（1）逐个读取教师上传的文档，根据文件头部信息或扩展名和文档中的内容判定文档类型， 包含文字和其他元素的文档为综合文档，只有文字和数字的文档为文本文档，
元素提取模块（11）、复杂度计算模块（12）、第1工作量计算模块（13）计算综合文档的第1工作量，
元素提取模块（11）用于提取综合文档的总页数和各页面中的元素，
复杂度计算模块（12）对单页的元素对象数组Element[]进行分组统计，统计各元素在各页面出现的频次，计算各页面的复杂度,
第1工作量计算模块（13）根据各个元素在各页面出现的频次和页数以及各元素的权重,通过分组数组计算加权平均数，评估页面的制作成本，计算出单页的工作量,根据单页的工作量和页数计算综合文档的第1工作量，
帧数·时长分析模块（21）通过转换文档，获取视频的帧数、时长，
第2工作量计算模块（22）根据视频的帧数、时长以及帧数权重、时长权重计算音视频的第2工作量，
文本解析模块（31）利用知识点和章节目录字典通过分词对文本进行解析，提取文本内容中出现的知识点和章节信息以及字符数，
文本解析模块（31）利用章节数据和知识点词典，采用分词算法提取文本中出现的章节和知识点，
知识点·章节数统计模块（32）统计知识点和章节信息在文档中出现的次数，
第3工作量计算模块（33）根据知识点数、章节数、字符数以及知识点权重、章节权重、字符权重计算文本的第3工作量，
综合评价模块（2）以教师为单位，统计所述第1、第2、第3工作量。
优选所述综合评价模块（2）对所述第1、第2、第3工作量进行归一化处理，计算各个教师的工作量得分。
优选所述综合文档为office文档或WPS文档，包括word文档、Excel文档、PowerPoint文档中的任何一个或多个。
第二技术方案为一种在线教育的教师工作量评价方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤S1(步骤10)，文档识别模块（1）按照规定的顺序读取文档，并加载该文档,
步骤S2(步骤20)，文档识别模块（1）根据文件头部信息及扩展名和文档中的内容判定文档类型，包含文字和其他元素的文档为综合文档，只有文字和数字的文档为文本文档，
步骤S3(步骤32)，元素提取模块（11）解析综合文档，提取文档总页数，每一页对象数组Page[]，
步骤S4（步骤34），元素提取模块（11）遍历Page数组, 对单页Page对象，分别获取单页的所有元素，得到元素对象数组Element[]，
步骤S5（步骤36），遍历元素的所有子元素，
步骤S6(步骤38)，复杂度计算模块（12）对单页的元素对象数组Element[]进行分组统计，统计各元素在各页面出现的频次，计算各页面的复杂度，第1工作量计算模块（13）根据各个元素在各页面出现的频次和页数以及各元素的权重,通过分组数组计算加权平均数，评估页面的制作成本，计算出单页的工作量，根据单页的工作量和页数计算综合文档的第1工作量，
步骤S7（步骤42），帧数·时长分析模块（21）对文档进行处理提取视频的帧数和时长信息，
步骤S8（步骤44），第2工作量计算模块（22）根据帧数和时长信息计算视频的第2工作量，
步骤S9（步骤52），文本解析模块（31）统计文本的字符数，
步骤S10（步骤54），文本解析模块（31）加载章节数据和知识点词典，采用分词算法提取文本中出现的章节和知识点，
步骤S11（步骤56），知识点·章节数统计模块（32）统计知识点和章节信息在文档中出现的次数，
步骤S12（步骤58），第3工作量计算模块（33）根据知识点数、章节数、字符数以及知识点、章节、字符的权重计算第3工作量，
步骤S13，综合评价模块（2）以教师为单位，统计所述第1、第2、第3工作量。
优选所述步骤S13中，综合评价模块（2）对所述第1、第2、第3工作量进行归一化处理，计算各个教师的工作量得分。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1为在线教育的***说明图；
图2为工作量评价模块的结构图；
图3为单个文档的工作量得分计算流程图。
具体实施方式
本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
图1为在线教育的***说明图。如图1所示，教学平台c为云平台，作为网络教学的主体由服务器以及运行在计算机上的软件构成，功能上包括管理模块300、教材模块400、工作量评价模块500。教师端a和学生段b通过网络（例如互联网）与教学平台c连接。 教师通过教师端a的计算机将编制的导学本、教辅材料等上传至教学平台c的教材模块400中，学生根据教学要求操作学生端6的计算机在线或由教材模块400下载对应的教材进行在线或离线学习。
管理模块300用于整个教学平台的管理，教师和学生分别输入自己的姓名和密码，由管理模块300进行认证，通过认证后，教师和学生才能进入教学平台进行授课（文档上传）和学习（文档下载）。
工作量评价模块500用于对各个教师的工作量进行评价，即，通过对教师上传文档的复杂度进行定量分析，对各个教师在一定期间内的工作量进行评价，例如一个月内的工作量。
图2为工作量评价模块的结构图。如图2所示，工作量评价模块500由多个子模块组成。本实施方式中子模块包括文档识别模块1、元素提取模块11、复杂度计算模块12、第1工作量计算模块13、帧数·时长分析模块21、第2工作量计算模块22、文本解析模块31、知识点·章节数统计模块32、第3工作量计算模块33、综合评价模块2。
文档识别模块1由教材模块400逐个读取各个教师上传的文档，根据文件头部信息或扩展名以及文档中的内容判定文档类型。读取的文档为计算工作量的期间内上传的文档。在本实施方式中，以office文档、音视频、文本三种格式的文档为对象进行工作量评价。为方便起见，在本实施方式中，将包含文字和图片、表格、文字等其他元素的文档简称为office文档（综合文档），其格式可以是word、Excel、PowerPoint等。音视频可以是各种格式，例如H.261。只有文字和数字的文档简称为文本，例如TXT格式的文本。
如果文档识别模块1识别是office文档，即，文档中包含文字和图片、表格、文字等其他元素，由元素提取模块11、复杂度计算模块12、第1工作量计算模块13计算office文档的工作量（第一工作量）。
作为第1工作量的计算对象并不限于office文档，可以是编制图形、文字等多种元素的综合文档。
元素提取模块11用于提取office文档的总页数和各页面中的元素，例如通过libreoffice或aspose office工具解析文档，提取总页数和 图形形状、图片、文本框、动画、文字等元素。
复杂度计算模块12统计各元素（例如图形形状、图片、文本框、动画、文字等）在各页面出现的频次D i页j元素数。例如2页的文档中，图形形状（j=1）在第1页（i=1）出现2次, 第2页（i=2）出现1次，图片（j=2）在第1页（i=1）出现1次, 第2页（i=2）出现0次等，通过统计得到所有元素在各个页面出现的频次（次数）。
由于各个元素制作的工作量成本不同，通过以上处理能够区分不同元素在单页中的出现的次数，正确的进行工作量计算。
复杂度计算模块12通过以下公式计算文档各页面的复杂度
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中Wi页j元素是各个元素j的权重，取值根据经验或者通过调研得到。例如根据学校实际情况，评估若干名教师分别制作单元素文档，比如图形形状、图片、文本、动画的文档所花费的时间。根据花费时间排序，获取中位数，取值范围0-1。权重W元素j的计算方法如下:
W元素j= T元素j /∑ T元素k
同一页面中元素的数量多，说明页面丰富（复杂），教师付出的工作量大。
第1工作量计算模块13通过下式计算整个office文档的工作量Tj文档。
Tj文档= ∑Cj文档i页*Nj文档页数
其中，Cj文档i页是文档j各页的复杂度，由复杂度计算模块12得到，Nj是文档的总页数。
对所有office文档的工作量得分进行计算后，第1工作量计算模块13以教师为单位，通过下式计算出各个教师的工作量Ti教师（第1工作量）。
Ti教师= ∑Ci教师j文档
第1工作量计算模块13根据各个教师的工作量（第1工作量），通过归一化处理，得到各个教师的工作量得分（第1工作量得分）。
如果文档识别模块1识别是音视频文档，由帧数·时长分析模块21、第2工作量计算模块22计算工作量（第2工作量）。
帧数·时长分析模块21通过例如ffmpeg解析转换文档，获取视频的帧数、时长。
第2工作量计算模块22根据下式计算音视频的工作量。
Vi教师=w1*帧数 + w2*时长， 其中w1和w2为权重值。w1和w2一般根据经验给出，本实施方式中按同等重要的1:1计算。
对所有音视频的工作量进行计算后，第2工作量计算模块22以教师为单位，统计各个教师的工作量（第2工作量）。之后，根据各个教师制作音视频的工作量（第2工作量），通过归一化处理，得到各个教师制作音视频的工作量得分（第2工作量得分）。
如果文档识别模块1识别是文本文档，即，文档中只有文字和数字时，由文本解析模块31、知识点·章节数统计模块32、第3工作量计算模块33计算工作量（第3工作量）。
文本解析模块31利用知识点和章节目录字典通过分词对文本进行解析，提取文本内容中出现的知识点和章节信息以及字符数。
知识点·章节数统计模块32统计知识点和章节信息在文档中出现的次数。
第3工作量计算模块33根据下式计算各个教师的工作量得分。
Ri教师=w1*知识点数 + w2*章节数 + w3*字符数， 其中w1、w2、w3是权重值。w1、w2和w3根据经验给出, 通常情况下知识点出现的次数多，说明教师覆盖的内容知识点比较广，知识点重要性更高。 本实施方式中按w1：w2：w3=100 ：100: 2计算。
对所有的文本的工作量进行计算后，第3工作量计算模块33 以教师为单位，统计各个教师制作文本的工作量（第3工作量），通过归一化处理，得到各个教师制作文本的工作量得分（第3工作量得分）.
综合评价模块2综合各个教师制作offine文档、音视频、文本的工作量得分，按照一定的权重，计算各个教师的的工作量得分。
以下通过图3的流程图，对单个文档的工作量计算进行说明。
步骤10，文档识别模块1按照规定的顺序由数据模块400读取文档，并加载该文档。
步骤20，文档识别模块1根据文件头部信息及扩展名以及文档中内容获取文档类型。
步骤30，文档识别模块1判别文档是否是office文档，“Yes”进入步骤32，计算制作office文档的工作量（第1工作量），“No”则进入步骤40，进一步判断文档是否是视频。
步骤40的判断结果为“Yes”进入步骤42，计算制作音视频的工作量（第2工作量），“No”进入步骤50，判断该文档是否是文本。
步骤50的判断结果为“Yes”进入步骤52，计算制作文本的工作量（第3工作量），“No”，该文档为规格外的文档，结束对本文档的工作量计算。
步骤32，元素提取模块11采用office工具（例如libreoffice或aspose office）解析文档，提取文档总页数，每一页对象数组Page[]。
步骤34，元素提取模块11遍历Page数组, 对单页Page对象，分别获取单页的所有元素，得到元素对象数组Element[]。例如文本、表格、音视频、图形形状、图片、文本框、公式等。
步骤36， 判断元素里是否嵌套有其他子元素，如果“Y”返回步骤32，遍历元素的所有子元素（“N”）。
步骤38，复杂度计算模块12对单页的元素对象数组Element[]进行分组统计，计算各页面的复杂度。其中文本按字数统计，其他按个数统计。
通过分组统计例如得到下表的数据，表中单页包含的元素类型和出现频次以及计算工作量的权重。
Figure DEST_PATH_IMAGE003
第1工作量统计模块13通过分组数组计算加权平均数，评估页面的制作成本，计算出单页面的工作量。例如上表中的单页面工作量得分为：
=SUM(元素出现频次*权重)
=50*0.01+5*0.15+1*0.4+10*0.05+5*0.05+5*0.05+6*0.29
=0.5+0.75+0.4+0.5+0.25+0.25+1.74=4.39。
步骤42，帧数·时长分析模块21对文档进行FFmpeg处理，提取视频的帧数和时长信息。
步骤44，第2工作量计算模块22根据帧数和时长信息计算视频的工作量。
音视频工作量（第2工作量）=帧数*帧数权重+时长*时长权重, 得分越高说明制作音视频的工作量越大。
步骤52，文本解析模块31统计文本的字数（字符数）。
步骤54，文本解析模块31加载章节数据和知识点词典，采用分词算法提取文本中出现的章节和知识点。
步骤56，知识点·章节数统计模块32，统计知识点和章节出现的次数。
步骤58，第3工作量计算模块33根据下式统计制作文本的工作量。
文本工作量=w1*知识点数 + w2*章节数 + w3*字符数，其中，w1、 w2、 w3分别为知识点、章节、字符数的权重。
以上对单个文档的处理过程进行了说明，文档的工作量计算结束后，读取下一文档重复以上步骤，直至规定期间内的所有文档的工作量得到计算。
以下对office文档的工作量进行说明。
例如有下表中的三份文档，文档一只有一页，单页工作量为5，整个文旦的工作量为5；文档二有5页，各页的工作量分别为2、3、4、1，整个文档的工作量为15；文档三有三页，各页的工作量分别为6、8、4，整个文档的工作量为18。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
下表为不同帧数和时长的三个视频的工作量情况。帧数权重和时长权重例如采用1：1。通过计各个音视频的工作量分别为42.5、65、90。
Figure DEST_PATH_IMAGE005
下表为文本的工作量情况。字数:章节:知识点的权重为1：100：100。通过计算，三个文档的工作量分别为13.4、23.3、7.4。
Figure DEST_PATH_IMAGE006
以下对各个教师的工作量得分计算进行说明。
通过以上步骤，对规定期间内所有文档的工作量进行计算后，对各个教师的工作量进行评估。
由于不同的分类得分差异比较大，为了方便处理，对每个分类进行归一化处理。
下表为三名教师的office文档、音视频、文本的工作量。office文档、音视频、文本的权重预先通过测试评估得到。本实施方式中为1：1：1。
Figure DEST_PATH_IMAGE007
进行归一化处理得到
Figure DEST_PATH_IMAGE008
归一化之后的分值， 是教师分值一的综合得分。其中教师一工作量得分0.22， 教师二工作量得分0.42， 教师三工作量得分0.36，分值越高说明工作量越大。
以上对本发明的具体实施方式进行了说明，通过本发明能对文档的复杂度进行量化分析，正确和有效的对教师工作量的进行评估。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。例如，作为文档格式，不限于office文档，也可以是WPS等各种格式的文档，只要文档中包含多种对工作量有影响的元素即可。计算第3工作量的文本并不限于文档格式，可以是各种格式的文档。

Claims (5)

1.一种在线教育的教师工作量评价***，其特征在于包括：文档识别模块（1）、元素提取模块（11）、复杂度计算模块（12）、第1工作量计算模块（13）、帧数·时长分析模块（21）、第2工作量计算模块（22）、文本解析模块（31）、知识点·章节数统计模块（32）、第3工作量计算模块（33）、综合评价模块（2），
其中，文档识别模块（1）逐个读取教师上传的文档，根据文件头部信息或扩展名和文档中的内容判定文档类型， 包含文字和其他元素的文档为综合文档，只有文字和数字的文档为文本文档，
元素提取模块（11）、复杂度计算模块（12）、第1工作量计算模块（13）计算综合文档的第1工作量，
元素提取模块（11）用于提取综合文档的总页数和各页面中的元素，
复杂度计算模块（12）对单页的元素对象数组Element[]进行分组统计，统计各元素在各页面出现的频次，计算各页面的复杂度,
第1工作量计算模块（13）根据各个元素在各页面出现的频次和页数以及各元素的权重,通过分组数组计算加权平均数，评估页面的制作成本，计算出单页的工作量,根据单页的工作量和页数计算综合文档的第1工作量，
帧数·时长分析模块（21）通过转换文档，获取视频的帧数、时长，
第2工作量计算模块（22）根据视频的帧数、时长以及帧数权重、时长权重计算音视频的第2工作量，
文本解析模块（31）利用知识点和章节目录字典通过分词对文本进行解析，提取文本内容中出现的知识点和章节信息以及字符数，
文本解析模块（31）利用章节数据和知识点词典，采用分词算法提取文本中出现的章节和知识点，
知识点·章节数统计模块（32）统计知识点和章节信息在文档中出现的次数，
第3工作量计算模块（33）根据知识点数、章节数、字符数以及知识点权重、章节权重、字符权重计算文本的第3工作量，
综合评价模块（2）以教师为单位，统计所述第1、第2、第3工作量。
2.根据权利要求1所述的在线教育的教师工作量评价***，其特征在于：所述综合评价模块（2）对所述第1、第2、第3工作量进行归一化处理，计算各个教师的工作量得分。
3.根据权利要求2所述的在线教育的教师工作量评价***，其特征在于：所述综合文档为office文档或WPS文档，包括word文档、Excel文档、PowerPoint文档中的任何一个或多个。
4.一种在线教育的教师工作量评价方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤S1(步骤10)，文档识别模块（1）按照规定的顺序读取文档，并加载该文档,
步骤S2(步骤20)，文档识别模块（1）根据文件头部信息及扩展名和文档中的内容判定文档类型，包含文字和其他元素的文档为综合文档，只有文字和数字的文档为文本文档，
步骤S3(步骤32)，元素提取模块（11）解析综合文档，提取文档总页数，每一页对象数组Page[]，
步骤S4（步骤34），元素提取模块（11）遍历Page数组, 对单页Page对象，分别获取单页的所有元素，得到元素对象数组Element[]，
步骤S5（步骤36），遍历元素的所有子元素，
步骤S6(步骤38)，复杂度计算模块（12）对单页的元素对象数组Element[]进行分组统计，统计各元素在各页面出现的频次，计算各页面的复杂度，第1工作量计算模块（13）根据各个元素在各页面出现的频次和页数以及各元素的权重,通过分组数组计算加权平均数，评估页面的制作成本，计算出单页的工作量，根据单页的工作量和页数计算综合文档的第1工作量，
步骤S7（步骤42），帧数·时长分析模块（21）对文档进行处理提取视频的帧数和时长信息，
步骤S8（步骤44），第2工作量计算模块（22）根据帧数和时长信息计算视频的第2工作量，
步骤S9（步骤52），文本解析模块（31）统计文本的字符数，
步骤S10（步骤54），文本解析模块（31）加载章节数据和知识点词典，采用分词算法提取文本中出现的章节和知识点，
步骤S11（步骤56），知识点·章节数统计模块（32）统计知识点和章节信息在文档中出现的次数，
步骤S12（步骤58），第3工作量计算模块（33）根据知识点数、章节数、字符数以及知识点、章节、字符的权重计算第3工作量，
步骤S13，综合评价模块（2）以教师为单位，统计所述第1、第2、第3工作量。
5.根据权利要求4所述的在线教育的教师工作量评价方法，其特征在于：所述步骤S13中，综合评价模块（2）对所述第1、第2、第3工作量进行归一化处理，计算各个教师的工作量得分。
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