一種交互式數(shù)字教育電視節(jié)目的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于交互式數(shù)字教育電視節(jié)目制作領(lǐng)域，具體公開一種交互式數(shù)字教育電 視節(jié)目的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交互式數(shù)字教育電視節(jié)目是一種集數(shù)字電視廣播技術(shù)和數(shù)字信息技術(shù)于一體的 新型知識媒體，自問世以來，該類節(jié)目以其突出的交互性和鮮明的生動性迅速贏得了龐大 的客戶群。
[0003] 交互式導(dǎo)航設(shè)計是交互式數(shù)字教育電視節(jié)目制作過程中的一項重要工作，據(jù)文獻 介紹，在對數(shù)字教育電視節(jié)目進行交互式導(dǎo)航設(shè)計時，既要考慮學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需要，設(shè)定相 應(yīng)的學(xué)習(xí)目標;又要考慮如何設(shè)計發(fā)掘電視節(jié)目與受眾之間的交互點，選擇適當?shù)慕换シ?式，以充分發(fā)揮交互式電視節(jié)目的優(yōu)勢，為學(xué)習(xí)者營造輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍。
[0004] 近年來，隨著我國交互式數(shù)字電視技術(shù)的迅速發(fā)展，交互式教育電視節(jié)目需要的 技術(shù)支持已具備實現(xiàn)的可能性。但就現(xiàn)實而言，在現(xiàn)有的交互式數(shù)字電視內(nèi)容服務(wù)體系中， 綜藝節(jié)目和電視劇所占比例較高，交互式數(shù)字電視技術(shù)在國民教育中的應(yīng)用并不多見，因 此，提供一種交互式數(shù)字教育電視節(jié)目的設(shè)計方法勢在必行。再者，由于教育類節(jié)目知識體 系的系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性較強，已有的交互導(dǎo)航模型不能清晰地反映各個知識點之間的內(nèi)在聯(lián) 系，不能充分發(fā)揮交互式數(shù)字電視節(jié)目的優(yōu)勢，有必要對現(xiàn)有技術(shù)進行改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要任務(wù)在于提供一種交互式數(shù)字教育電視節(jié)目的設(shè)計方法，促進交互 式數(shù)字電視技術(shù)在教育行業(yè)中的應(yīng)用，改善教學(xué)效果，滿足新時期的教育需求，解決現(xiàn)有交 互導(dǎo)航模型不能清晰反映教育類節(jié)目知識點之間內(nèi)在聯(lián)系的技術(shù)問題。
[0006] 本發(fā)明提出的交互式數(shù)字教育電視節(jié)目的設(shè)計方法為：
[0007] -種交互式數(shù)字教育電視節(jié)目的設(shè)計方法，該方法包括知識點編碼步驟、關(guān)系定 義步驟、鄰接矩陣生成步驟、可達矩陣求解步驟、層級分解步驟及交互導(dǎo)航模型的建立步 驟。其中：知識點編碼步驟用于對數(shù)字教育電視節(jié)目知識系統(tǒng)的知識點進行編碼，得到數(shù)字 教育電視節(jié)目知識系統(tǒng)的各個要素關(guān)系定義步驟用于確定系統(tǒng)要素^, 1=1-η兩兩之 間的關(guān)系，得到系統(tǒng)要素關(guān)系表;鄰接矩陣生成步驟用于根據(jù)系統(tǒng)要素關(guān)系表建立系統(tǒng)鄰 接矩陣;可達矩陣求解步驟用于通過矩陣運算求解系統(tǒng)鄰接矩陣的可達矩陣;層級分解步 驟用于對可達矩陣進行層級分解，將要素 Gifh分解為多個層級并確定每個層級所包含的 要素;交互導(dǎo)航模型的建立步驟用于根據(jù)系統(tǒng)要素關(guān)系表和層級分解步驟中確定的層級及 每個層級所包含的要素，建立數(shù)字教育電視節(jié)目的交互導(dǎo)航模型。
[0008] 進一步地，關(guān)系定義步驟中是根據(jù)下述方式中的其中一種或其任意組合確定要素 之間路徑關(guān)系的：⑴根據(jù)個人的經(jīng)驗;⑵根據(jù)專家、教師意見;⑶根據(jù)已經(jīng)建立好的教學(xué)目 標。優(yōu)選地，采用第⑶種方式確定要素之間的關(guān)系。
[0009]進一步地，層級分解步驟中按照如下方法確定某一層級所包括的要素:計算當前 層級的可達集合;計算當前層級的先行集合;計算當前層級可達集合和先行集合的交集；以 可達集合和先行集合的交集是否等于可達集合為條件對未分級的要素進行逐次判斷，確定 該層級所包含的系統(tǒng)要素；如果相等，則該要素屬于當前層級;不相等，則該要素屬于其他 層級。其中：可達集合表示可達矩陣中要素所對應(yīng)的行中數(shù)值為1的矩陣元素所對應(yīng)的系統(tǒng) 要素，先行集合表示可達矩陣中要素所對應(yīng)的列中數(shù)值為1的矩陣元素所對應(yīng)的系統(tǒng)要素； 第一層級的可達集合和先行集合來自求解可達矩陣步驟中生成的可達矩陣;將第一層級上 的要素自第一層級的可達集合和先行集合中剔除可得到第二層級的可達集合和先行集合； 將第二層級上的要素自第二層級的可達集合和先行集合中剔除可得到第三層級的可達集 合和先行集合;依次類推，直到完成所有要素的分級，最終得到電視節(jié)目知識體系的所有層 級以及各個層級上所包括的要素。
[0010]進一步地，交互導(dǎo)航模型的建立步驟中包括如下步驟:從層級分解步驟中得到的 最高層級開始，確定每一層級所對應(yīng)的交互層以及該交互層所包括的系統(tǒng)要素;根據(jù)系統(tǒng) 要素關(guān)系表中記載的要素之間的相互關(guān)系，確定各個交互層上所包括的系統(tǒng)要素和其他交 互層上所包括的系統(tǒng)要素之間的關(guān)系。
[0011] 進一步地，本發(fā)明公開的交互式數(shù)字教育電視節(jié)目的設(shè)計方法還包括一個區(qū)域分 解步驟，該區(qū)域分解步驟設(shè)置于可達矩陣求解步驟和層級分解步驟之間，用于對電視節(jié)目 知識體系的知識點進行區(qū)域劃分，將相互孤立的知識點劃分為不同的區(qū)域，然后對每一個 區(qū)域進行層級分解。
[0012] 有益的技術(shù)效果：
[0013] 1、采用可達矩陣和鄰接矩陣反映電視節(jié)目知識系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和知識點之間的 關(guān)系，并基于可達矩陣的層級分解進行知識體系的層級劃分，可以清晰的表示知識體系的 整體結(jié)構(gòu)以及各要素之間的層級關(guān)系。
[0014] 2、由于教學(xué)目標具有一定的系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性和內(nèi)在的邏輯性，以教學(xué)目標為指導(dǎo) 進行知識點之間相互關(guān)系的確定可以兼顧知識點之間的路徑關(guān)系和觀眾學(xué)習(xí)需求之間的 邏輯關(guān)系，使得交互導(dǎo)航模塊的結(jié)構(gòu)更合理，更加具有科學(xué)性，觀眾的參與性更強，學(xué)習(xí)的 主管能動性更高。
[0015] 下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明公開的設(shè)計方法進行具體介紹。
[0016] 說明書附圖
[0017] 圖1:本發(fā)明交互式數(shù)字教育電視節(jié)目設(shè)計方法的程式圖；
[0018] 圖2:圖1中層級分解步驟的算法；
[0019]圖3:優(yōu)選實施例中的交互導(dǎo)航模型。
【具體實施方式】
[0020] 圖1為本發(fā)明交互式數(shù)字教育電視節(jié)目設(shè)計方法的流程圖，以下結(jié)合《Panasonic 高清攝像機使用》節(jié)目的設(shè)計過程對各個步驟進行解釋說明。
[0021] ST1:知識點編碼步驟。
[0022] 不同的教育電視節(jié)目包括不同的知識點，每一個知識點在交互導(dǎo)航模型的建構(gòu)過 程中對應(yīng)一個系統(tǒng)要素編碼Gui-n。為知識點分配系統(tǒng)要素編碼的過程即為知識點的編 碼。表格1為《Panasonic高清攝像機使用》節(jié)目所包括的知識點以及知識點的編碼。
[0023]表格1知識點編碼表
[0025] ST2:關(guān)系定義步驟
[0026]同一教育電視節(jié)目中多個離散、無序的知識點之間存在某種內(nèi)在聯(lián)系，步驟ST2的 任務(wù)就是發(fā)掘知識點之間的相互關(guān)系并建立系統(tǒng)要素表。在本實施例中，知識點之間的相 互關(guān)系主要是指知識點之間的先導(dǎo)關(guān)系，比如知識點Gi是G3的上位知識點，意味著只有先習(xí) 得Gi的知識，才能學(xué)習(xí) G3的知識。
[0027]建立系統(tǒng)關(guān)系的過程一般可以通過以下三種方式之一或其任意組合來完成：
[0028]⑴根據(jù)個人的經(jīng)驗；
[0029]⑵根據(jù)專家、教師意見；
[0030]⑶根據(jù)已經(jīng)建立好的教學(xué)目標。
[0031]由于教學(xué)目標具有一定的系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性和內(nèi)在的邏輯性，以教學(xué)目標為指導(dǎo)進 行知識點之間相互關(guān)系的確定可以兼顧知識點之間的路徑關(guān)系和觀眾學(xué)習(xí)需求之間的邏 輯關(guān)系，使得交互導(dǎo)航模塊的結(jié)構(gòu)更合理，更加具有科學(xué)性。
[0032]表格3是根據(jù)表格2中的教學(xué)目標確定的系統(tǒng)要素關(guān)系表，表格3中字母0表示要素 之間的路徑是相通的，也即字母〇所在行對應(yīng)的要素是該字母〇所在列對應(yīng)的要素的上位知 識點。
[0033]表格2教學(xué)目標表
[0034]
[0035] 表格3系統(tǒng)要素關(guān)系表
[0036]
[0037] ST3:生成鄰接矩陣步驟
[0038] 建立鄰接矩陣的目的是反映要素之間的相互關(guān)系，并為求解可達矩陣做準備。表 格4是《Panasonic高清攝像機使用》節(jié)目的鄰接矩陣。0表示相對應(yīng)的路徑過程沒有關(guān)系，1 表示對應(yīng)的路徑有關(guān)系。比如，第1行第3列的位置出現(xiàn)1，表示兩個要素間的關(guān)系是從GjljG 3 (GiG3)〇
[0039] 表格4臨界矩陣
[0040]
[0041 ] ST4:求解可達矩陣步驟
[0042] 從鄰接矩陣僅能看出元素與元素之間的關(guān)系，不能看出整體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，步驟ST4 用于生成鄰接矩陣的可達矩陣，以反映系統(tǒng)要素的整體結(jié)構(gòu)。
[0043] 求可達矩陣Μ的一般過程:通過矩陣的運算Bk+1= (A+I )k+1= (A+I )k = M，則Μ為可達 矩陣。根據(jù)《Panas on i c高清攝像機使用》的鄰接矩陣可求出其可達矩陣為：
[0044] 表格5可達矩陣
[0045]
[0046] ST5:層級分解步驟
[0047] 步驟ST5對可達矩陣進行層級分解，將電視節(jié)目知識體系分解為多個層級并確定 每個層級所包含的要素(知識點），以便更清晰的反映知識系統(tǒng)中各要素(知識點）之間的層 級關(guān)系。
[0048] 本實施例按照圖2中所示的算法確定某一層級所包含的要素：
[0049] ST51:計算當前層級的可達集合；
[0050] ST52:計算當前層級的先行集合；
[00511 ST53:計算當前層級可達集合和先行集合的交集；
[0052] ST54:以可達集合和先行集合的交集是否等于可達集合為條件對未分級的要素進 行逐次判斷，確定該層級所包含的系統(tǒng)要