以学习活动为中心的导学视频素材搜索关键技术研究

Learning activities demand qualified guiding video materials. Related studies suggested that video clips not only inspire students but also improve their learning effects only if they are relevant to learning content. This proposal aims at the fundamental problems on learning-activity-centered guiding video materials searching key technologies. Focusing on the digital resources, we study the retrieval framework adapted to the educational big data features. We attempt to build a comprehensive searching engine on guiding video segments from large-scale high definition qualified scientific documentaries for educational use. More details include: knowledge units retrieval and organization based on learning space theory, representations of well/ill structured learning content and their fast building, multi-modal tagging approaches incorporating visual features and subtitle features, tagging vector projections in learning spaces, and hit results re-ranking methods according to knowledge unit learning sequences. This proposal not only helps educational practice significantly, but also fosters deep fusion between education and information technology.

师生在学习活动中对于优质导学视频具有旺盛而持久的内在需求。研究表明，与学习目标相关的导学视频如果剪辑得当，不仅能够激发学生兴趣、加深印象，而且还能显著促进学生学习的效果。本项目旨在解决以学习活动为中心的大规模导学视频素材检索的基础问题。针对数字资源，研究一套适应教育大数据需求特点的检索框架，建立一套完整的大规模高清优质科教纪录片导学素材搜索引擎。研究基于学习空间理论的知识点提取与组织方法，探寻适合于描述中小学的良构/非良构课程知识的表征方法及其快速构建；在建立的课程知识点体系结构的基础上，综合考虑内在视觉特征与字幕文本特征，探索科教纪录片画面的多模态标记方法；研究标记向量在学习空间里的投影方法，设计按知识点的先后/深浅次序关系呈现搜索结果的重新排序策略，力求显著提高导学素材的检索效率和检索精度。本项目的研究不仅对于教育实践具有特别重要的实际意义，而且还能促进教育与信息技术的深度融合。

师生在学习活动中对于优质导学视频具有旺盛而持久的内在需求。研究表明，与学习目标相关的导学视频如果剪辑得当，不仅能够激发学生兴趣、加深印象，而且还能显著促进学生学习的效果。本项目旨在解决以学习活动为中心的大规模导学视频素材检索的基础问题。针对数字资源，研究一套适应教育大数据需求特点的检索框架，建立一套完整的大规模高清优质科教纪录片导学素材搜索引擎。研究基于学习空间理论的知识点提取与组织方法，探寻适合于描述中小学的良构/非良构课程知识的表征方法及其快速构建；在建立的课程知识点体系结构的基础上，综合考虑内在视觉特征与字幕文本特征，探索科教纪录片画面的多模态标记方法；研究标记向量在学习空间里的投影方法，设计按知识点的先后/深浅次序关系呈现搜索结果的重新排序策略。我们取得了5项成果：1）提出了一种融合课程图谱的搜索框架；2）提出了一种融合指代消解的课程图谱的构建方法；3）提出了一种新的课程图谱表示方法；4）提出了一种融入领域知识的字幕检索方法；5）提出了一种关联课程图谱的重排序流程，提高了导学素材的检索效率和检索精度。