力学课程教学中的作业过程重演方法、系统、装置及存储介质

摘要

本发明公开了一种力学课程教学中的作业过程重演方法、系统、装置及存储介质，通过在作业过程中记录下学生交互作业或老师计算例题的所有操作步骤数据，在重演时根据用户的操作选择加载作业过程中记录的作业过程时间序列数据在重演终端设备上实现对作业过程的重演。本发明能够实现作业过程的重演，可以辅助老师诊断学生思维缺失环节，优化教学效果，老师在教学中可以更针对性的采取相应措施，也可以辅助学生重演老师的例题操作，感受老师的解题思维，保证学习效率；重演过程中，可以快速、准确地定位至需要重演的位置，且重演过程传输的数据量较少，通过仅数百字节左右的数据容量可实现几兆甚至数十兆的视频流文件功能，数据需求量级明显下降。

说明书

技术领域

本发明涉及高等教育理工科教学技术领域，尤其涉及一种力学课程教学中的作业过程重演方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

教学中，老师除教授具体知识、概念外，还需注意培育学生的科学思维。传统课堂教学模式下，老师与学生有更充分的机会，多途径、面对面交互，老师可以了解学生思维形成过程，以及相关概念的掌握程度。

在线教学模式师生不能直接线下沟通时，师生之间的交互方式只有作业和答疑，而据目前教学数据，积极参与网络在线答疑交互学生的比例并不明显占优，作业依旧是最基础的教学交互方式，老师需要根据学生提交的作业对学生当前阶段的学习状态进行了解。但是，在作业题量有限的情况下，老师了解信息并不够“立体”，无法从中获取到关于“学生思维”的深层次信息。

另外，学生作业是一个动态过程，其作业过程包含着其对概念的基层理解、认识或相关思维方式。可以想象，若老师可以直接“旁立观察学生做作业的全过程”，必定可以最大程度地了解该生当前阶段学习状态。但由于学生最后提交的作业结果仅包含步骤性结果数据，丢失了反应其思维的重要过程信息(如试错，修改，次序等等)，老师无法从中全面了解学生做题过程和思维发展。

同时，在老师教学的过程中，教材上的例题、或是教学视频中的示例讲解，为节省篇幅和时长，并不是每一个计算、操作都会给出具体表达。对于初学者、甚至具有一定基础的学生来说，学习过程中阅读例题也会时常出现“卡壳”现象，即在某一细节部分因无法明白求解思维而陷入停滞。

现有教学技术，也可使用录制视频(比如录屏)方式来全程记录学生作业过程或老师习题讲解过程，但视频数据量大，若学生数量多或作业题量较大时，都将对服务器产生巨大的数据请求量；同时，视频记录过程是基于时间轴匀速分布，对非定速也非固定操作的操作步骤的定位会相对困难，拖进度条的方式及视频缓冲时间，都令老师很难快速、准确地回溯或快进至需要的操作位置。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明特别创新地提出了一种力学课程教学中的作业过程重演方法、系统、装置及存储介质，能够实现作业过程的重演，可以辅助老师优化教学效果，也可以辅助学生保证学习效率；重演过程中，可以快速、准确地定位至需要重演的位置，且重演过程传输的数据量相对视频流文件大大降低。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种力学课程教学中的作业过程重演方法，所述方法包括如下步骤：

基于用户在作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作生成与所述第一交互操作对应的操作步骤数据；

按照用户作业过程中进行的第一交互操作的时间先后顺序记录所述操作步骤数据形成作业过程时间序列数据；

当需要对所述作业过程进行重演时，基于用户在人机交互界面进行的第二交互操作跳转至用于作业重演的重演交互操作界面；

基于所述作业过程时间序列数据在所述重演交互操作界面上生成作业过程重演操作表；

基于用户在所述作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对所述作业过程进行重演，其中，重演过程中显示的各操作步骤对应的状态图形为根据作业题目的原始数据和所述作业过程时间序列数据在重演终端设备上实时绘制。

优选地，所述重演交互操作界面具有用于显示所述作业过程重演操作表的操作表显示区和用于显示当前重演步骤对应的状态图形的重演图形显示区。

优选地，所述基于用户在所述作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对所述作业过程进行重演包括如下步骤：

基于用户在所述作业过程重演操作表中进行的第三交互操作生成第一重演操作数据；

基于所述第一重演操作数据调用所述作业过程时间序列数据；

基于所述第一重演操作数据在所述作业过程时间序列数据中查找对应的操作步骤数据；

基于查找到的操作步骤数据在所述重演图形显示区显示所述操作步骤数据对应的状态图形。

优选地，所述重演交互操作界面还具有用于显示重演操作按键的重演按键显示区，所述重演操作按键包括自动重演按键、上一步按键和下一步按键；

相应地，所述方法还包括：

基于用户在所述重演按键显示区中进行的第四交互操作对所述作业过程进行重演。

优选地，所述基于用户在所述重演按键显示区中进行的第四交互操作对所述作业过程进行重演包括：

基于用户在所述重演按键显示区选中的重演操作按键在所述重演图形显示区进行相应的状态图形的显示，其中，

当所述自动重演按键被选中时，以当前重演步骤为起点按照设定的时间间隔和所述作业过程时间序列数据中操作步骤的顺序依次在所述重演图形显示区进行相应操作步骤对应的状态图形的轮流显示，直至所述作业过程时间序列数据中所有操作步骤对应的状态图形展示完毕或直至接收到终止自动重演的操作指令；

当所述上一步按键被选中时，在所述重演图形显示区显示当前重演步骤的上一操作步骤对应的状态图形；

当所述下一步按键被选中时，在所述重演图形显示区显示当前重演步骤的下一操作步骤对应的状态图形。

优选地，所述基于所述作业过程时间序列数据在所述重演交互操作界面上生成作业过程重演操作表具体包括如下步骤：

调用所述作业过程时间序列数据、预设的时间序列表格模板和预设的评阅规则；

基于所述预设的评阅规则对所述作业过程时间序列数据对应的各操作步骤数据进行评阅得到操作步骤评阅数据；

基于所述作业过程时间序列数据和操作步骤评阅数据按照预设的填充规则对预设的时间序列表格模板进行填充得到所述作业过程重演操作表；

在所述重演交互操作界面的操作表显示区展示所述作业过程重演操作表。

优选地，所述作业过程重演操作表包括序号栏、状态栏、操作描述栏和实时评阅栏，其中，

所述序号栏显示的内容为作业过程中操作步骤的操作时序，所述状态栏显示的内容为各个操作步骤对应的操作性质，所述操作描述栏显示的内容为各个操作步骤对应的文字性表述，所述实时评阅栏显示的内容为对各个操作步骤的评阅结果的文字性表述。

根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种力学课程教学中的作业过程重演系统，包括：

操作步骤数据生成模块，用于基于用户在作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作生成与所述第一交互操作对应的操作步骤数据；

作业过程时间序列数据生成模块，用于按照用户作业过程中进行的第一交互操作的时间先后顺序记录所述操作步骤数据形成作业过程时间序列数据；

界面跳转模块，用于当需要对所述作业过程进行重演时，基于用户在人机交互界面进行的第二交互操作跳转至用于作业重演的重演交互操作界面；

作业过程重演操作表生成模块，基于所述作业过程时间序列数据在所述重演交互操作界面上生成作业过程重演操作表；

作业过程重演模块，用于基于用户在所述作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对所述作业过程进行重演，其中，重演过程中显示的各操作步骤对应的状态图形为根据作业题目的原始数据和所述作业过程时间序列数据在重演终端设备上实时绘制。

根据本发明的第三个方面，本发明还提供了一种装置，包括至少一个处理器以及与所述处理器连接的至少一个存储器；其中，所述处理器与所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行本发明第一个方面所述的力学课程教学中的作业过程重演方法。

根据本发明的第四个方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现本发明第一个方面所述的力学课程教学中的作业过程重演方法。

由以上方案可知，本发明提供了一种力学课程教学中的作业过程重演方法、系统、装置及存储介质，通过按操作时序记录作业过程中的操作步骤数据形成作业过程时间序列数据，在重演时根据用户的操作选择加载作业过程中记录的作业过程时间序列数据在重演终端设备实现对作业过程的重演，可以辅助老师诊断学生思维缺失环节，优化教学效果，老师在教学中可以更针对性的采取相应措施，也可以辅助学生重演老师的例题操作，感受老师的解题思维，保证学习效率；重演过程中，可以快速、准确地定位至需要重演的位置，且重演过程传输的数据量较少，通过仅数百字节左右的数据容量可实现几兆甚至数十兆的视频流文件功能，数据需求量级明显下降。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明公开的一种力学课程教学中的作业过程重演方法实施例1的方法流程图；

图2是本发明公开的一种力学课程教学中的作业过程重演系统实施例1的结构示意图；

图3是本发明公开的一种装置的结构示意图；

图4是本发明具体实例中在重演至第17步时重演交互操作界面的示意图；

图5是本发明具体实例中在重演至第26步时重演交互操作界面的示意图；

图6是本发明具体实例中在重演至第38步时重演交互操作界面的示意图；

图7是本发明具体实例中在重演至第48步时重演交互操作界面的示意图；

图8是本发明具体实例中无重演时老师客户端所见的作业结果；

图9是本发明具体实例中重演时老师客户端所见学生采用解法一进行作业习题解题时作业过程中多个操作步骤对应的状态图形的变化情况对比图；

图10是本发明具体实例中重演时老师客户端所见学生采用解法二进行作业习题解题时作业过程中多个操作步骤对应的状态图形的变化情况对比图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明实施例提供了一种力学课程教学中的作业过程重演方法，如图1所示，为本发明公开的一种力学课程教学中的作业过程重演方法实施例1的方法流程图，所述方法可以包括如下步骤：

S101，基于用户在作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作生成与第一交互操作对应的操作步骤数据；

为了实现作业过程的重演，对于需要重演的作业操作，首先，需要基于用户在作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作生成与第一交互操作对应的操作步骤数据。具体地，所述用户可以是学生或老师，对应地，所述作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作可以是学生在人机交互设备(如PC机、平板电脑、智能手机等安装有相应的交互作业软件的电子设备)的人机交互界面上通过鼠标、键盘、触摸屏等输入设备做作业题目时进行的人机交互操作输入的输入，或者是老师在人机交互设备的人机交互界面上通过鼠标、键盘、触摸屏等输入设备做例题目时进行的人机交互操作输入的输入。在学生或老师进行人机交互操作输入的过程中，根据相应的输入操作通过映射处理生成对应的操作步骤数据。所述输入操作是学生交互作业或老师计算例题时的所有操作步骤(包括正常作业、回退、重复操作等所有中间过程)。

S102，按照用户作业过程中进行的第一交互操作的时间先后顺序记录操作步骤数据形成作业过程时间序列数据；

然后，需要按照用户作业过程中进行的第一交互操作的时间先后顺序记录操作步骤数据形成作业过程时间序列数据，即在用户作业过程中，按照输入操作的时间先后顺序记录下操作步骤对应的操作步骤数据形成相应的作业过程时间序列数据。具体地，学生做作业习题时，记录作业习题操作，便于老师在客户端重演来观察学生具体作业次序、重操作次序、错误内容等，从而更清晰地了解学生作业思维中是否存在知识构成缺陷、明显错误或有待改善之处；老师做例题时，记录例题操作，便于学生在客户端重演来观察老师解题思维，达成更好的学习效果。

S103，当需要对作业过程进行重演时，基于用户在人机交互界面进行的第二交互操作跳转至用于作业重演的重演交互操作界面；

接着，在需要对作业过程进行重演时(例如，老师需要在老师端通过作业重演来对学生所做的作业习题了解学生的解题思维过程，或者老师在给学生上课时需要在老师端通过作业重演来向学生讲解自己备课时进行的习题作业操作，或者学生需要在学生端重播老师讲解的例题来观察老师的解题思维过程)，根据学生或老师在学生端或老师端的人机交互界面进行的第二交互操作跳转至用于作业重演的重演交互操作界面，从而便于进行后续的作业重演操作。具体地，所述的第二交互操作可以是学生或老师通过在学生端或老师端的人机交互界面上通过鼠标或键盘等输入设备选中人机交互界面中的重演操作按键，从而人机交互界面由当前界面跳转进入至用于作业重演的重演交互操作界面。

S104，基于作业过程时间序列数据在重演交互操作界面上生成作业过程重演操作表；

进入到重演交互操作界面后，接着调用学生做作业习题或老师做例题的作业过程中按时间顺序记录操作步骤数据形成的作业过程时间序列数据，并根据作业过程时间序列数据在重演交互操作界面上生成可供重演交互操作的作业过程重演操作表，便于学生或老师通过在作业过程重演操作表上进行交互操作来进行作业过程的重演。

S105，基于用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对作业过程进行重演，其中，重演过程中显示的各操作步骤对应的状态图形为根据作业题目的原始数据和作业过程时间序列数据在重演终端设备上实时绘制。

最后，基于用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对作业过程进行重演，即根据学生或老师在作业过程重演操作表选中的需要重演的步骤信息对预先记录的作业过程通过加载作业过程中记录的作业过程时间序列数据进行对应操作步骤的重演。为了降低作业过程记录的数据量和作业重演时需要调用和传输的数据量，对于在重演时需要显示的各操作步骤对应的状态图形，根据作业题目的原始数据和作业过程时间序列数据在重演终端设备上实时绘制，这样，仅数百字节左右数据容量，便可实现几兆甚至数十兆的视频流文件功能，数据需求量级明显下降，也使得重演过程中显示的状态图形能够直接对应于当前显示设备的最高清晰度，图形显示效果更好。

综上所述可知，本实施例提供了一种力学课程教学中的作业过程重演方法，首先基于用户在作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作生成与第一交互操作对应的操作步骤数据；然后按照用户作业过程中进行的第一交互操作的时间先后顺序记录操作步骤数据形成作业过程时间序列数据；接着当需要对作业过程进行重演时，基于用户在人机交互界面进行的第二交互操作跳转至用于作业重演的重演交互操作界面；接着基于作业过程时间序列数据在重演交互操作界面上生成作业过程重演操作表；最后基于用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对作业过程进行重演。本实施例的力学课程教学中的作业过程重演方法，通过按操作时序记录作业过程中的操作步骤数据形成作业过程时间序列数据，在重演时根据用户的操作选择加载作业过程中记录的作业过程时间序列数据在重演终端设备实现对作业过程的重演，可以辅助老师诊断学生思维缺失环节，优化教学效果，老师在教学中可以更针对性的采取相应措施，也可以辅助学生重演老师的例题操作，感受老师的解题思维，保证学习效率；重演过程中，可以快速、准确地定位至需要重演的位置，且重演过程传输的数据量较少，通过仅数百字节左右的数据容量可实现几兆甚至数十兆的视频流文件功能，数据需求量级明显下降。

在一个实施例中，重演交互操作界面具有用于显示作业过程重演操作表的操作表显示区和用于显示当前重演步骤对应的状态图形的重演图形显示区。用户可在操作表显示区显示的作业过程重演操作表上进行交互操作(例如通过鼠标、键盘等输入设备选中当前需要重演的步骤)，则在重演图形显示区会显示当前重演步骤对应的状态图形(该状态图形为用户在做作业习题或例题时在每个操作步骤进行相应操作后题目对应的图形由前一操作步骤的图形基于当前操作步骤操作变化后得到的当前图形)，从而便于进行作业重演的用户更直观的了解到做题用户进行的具体操作内容和思维过程。

在一个实施例中，步骤S105中基于用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对作业过程进行重演包括如下步骤：

基于用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作生成第一重演操作数据；

基于第一重演操作数据调用作业过程时间序列数据；

基于第一重演操作数据在作业过程时间序列数据中查找对应的操作步骤数据；

基于查找到的操作步骤数据在重演图形显示区显示操作步骤数据对应的状态图形。

本实施例中，根据用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作生成第一重演操作数据来调用对应的作业过程时间序列数据，进而在作业过程时间序列数据中查找对应的操作步骤数据，并根据查找到的操作步骤数据在重演图形显示区显示操作步骤数据对应的状态图形，从而实现根据作业题目的原始数据和作业过程时间序列数据在重演终端设备上实时绘制需要重演的当前操作步骤对应的状态图形，这样，在用户做题时无需保存各操作步骤对应的状态图形，重演时只传输操作步骤数据，从而大大降低对数据传输量的需求，使得重演过程更加快速、准确。

在一个实施例中，重演交互操作界面还具有用于显示重演操作按键的重演按键显示区，重演操作按键包括自动重演按键、上一步按键和下一步按键；

相应地，方法还包括：

基于用户在重演按键显示区中进行的第四交互操作对作业过程进行重演。

本实施例中，通过在重演交互操作界面设置重演按键显示区，重演时，用户也可以通过操作重演操作按键(即第四交互操作)来根据需要进行重演操作，从而丰富了重演操作模式。

在一个实施例中，基于用户在重演按键显示区中进行的第四交互操作对作业过程进行重演包括：

基于用户在重演按键显示区选中的重演操作按键在重演图形显示区进行相应的状态图形的显示，其中，

当自动重演按键被选中时，以当前重演步骤为起点按照设定的时间间隔和作业过程时间序列数据中操作步骤的顺序依次在重演图形显示区进行相应操作步骤对应的状态图形的轮流显示，直至作业过程时间序列数据中所有操作步骤对应的状态图形展示完毕或直至接收到终止自动重演的操作指令；

当上一步按键被选中时，在重演图形显示区显示当前重演步骤的上一操作步骤对应的状态图形；

当下一步按键被选中时，在重演图形显示区显示当前重演步骤的下一操作步骤对应的状态图形。

用户通过操作重演按键显示区的重演操作按键，可以方便地进行全部作业过程的自动重演，也可方便地进行当前步骤对应的上一步或下一步的快速定位。

在一个实施例中，步骤S104中基于作业过程时间序列数据在重演交互操作界面上生成作业过程重演操作表具体包括如下步骤：

调用作业过程时间序列数据、预设的时间序列表格模板和预设的评阅规则；

基于预设的评阅规则对作业过程时间序列数据对应的各操作步骤数据进行评阅得到操作步骤评阅数据；

基于作业过程时间序列数据和操作步骤评阅数据按照预设的填充规则对预设的时间序列表格模板进行填充得到作业过程重演操作表；

在重演交互操作界面的操作表显示区展示作业过程重演操作表。

在用户做题时不对作业过程进行实时评阅，而在重演时才对用户作业过程进行实时评阅，进一步减少重演时调用和传输的数据量，提高重演效率。

在一个实施例中，作业过程重演操作表包括序号栏、状态栏、操作描述栏和实时评阅栏，其中，

序号栏显示的内容为作业过程中操作步骤的操作时序，状态栏显示的内容为各个操作步骤对应的操作性质，操作描述栏显示的内容为各个操作步骤对应的文字性表述，实时评阅栏显示的内容为对各个操作步骤的评阅结果的文字性表述。

本发明实施例还提供了一种力学课程教学中的作业过程重演系统，如图2所示，本发明公开的一种力学课程教学中的作业过程重演系统实施例1的结构示意图，所述系统包括：

操作步骤数据生成模块201，用于基于用户在作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作生成与所述第一交互操作对应的操作步骤数据；

为了实现作业过程的重演，对于需要重演的作业操作，首先，需要通过操作步骤数据生成模块基于用户在作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作生成与第一交互操作对应的操作步骤数据。具体地，所述用户可以是学生或老师，对应地，所述作业过程中通过人机交互界面进行的第一交互操作可以是学生在人机交互设备(如PC机、平板电脑、智能手机等安装有相应的交互作业软件的电子设备)的人机交互界面上通过鼠标、键盘、触摸屏等输入设备做作业题目时进行的人机交互操作输入的输入，或者是老师在人机交互设备的人机交互界面上通过鼠标、键盘、触摸屏等输入设备做例题目时进行的人机交互操作输入的输入。在学生或老师进行人机交互操作输入的过程中，根据相应的输入操作通过映射处理生成对应的操作步骤数据。所述输入操作是学生交互作业或老师计算例题时的所有操作步骤(包括正常作业、回退、重复操作等所有中间过程)。

作业过程时间序列数据生成模块202，用于按照用户作业过程中进行的第一交互操作的时间先后顺序记录所述操作步骤数据形成作业过程时间序列数据；

然后，需要通过作业过程时间序列数据生成模块按照用户作业过程中进行的第一交互操作的时间先后顺序记录操作步骤数据形成作业过程时间序列数据，即在用户作业过程中，按照输入操作的时间先后顺序记录下操作步骤对应的操作步骤数据形成相应的作业过程时间序列数据。具体地，学生做作业习题时，记录作业习题操作，便于老师在客户端重演来观察学生具体作业次序、重操作次序、错误内容等，从而更清晰地了解学生作业思维中是否存在知识构成缺陷、明显错误或有待改善之处；老师做例题时，记录例题操作，便于学生在客户端重演来观察老师解题思维，达成更好的学习效果。

界面跳转模块203，用于当需要对所述作业过程进行重演时，基于用户在人机交互界面进行的第二交互操作跳转至用于作业重演的重演交互操作界面；

接着，在需要对作业过程进行重演时(例如，老师需要在老师端通过作业重演来对学生所做的作业习题了解学生的解题思维过程，或者老师在给学生上课时需要在老师端通过作业重演来向学生讲解自己备课时进行的习题作业操作，或者学生需要在学生端重播老师讲解的例题来观察老师的解题思维过程)，通过界面跳转模块根据学生或老师在学生端或老师端的人机交互界面进行的第二交互操作跳转至用于作业重演的重演交互操作界面，从而便于进行后续的作业重演操作。具体地，所述的第二交互操作可以是学生或老师通过在学生端或老师端的人机交互界面上通过鼠标或键盘等输入设备选中人机交互界面中的重演操作按键，从而人机交互界面由当前界面跳转进入至用于作业重演的重演交互操作界面。

作业过程重演操作表生成模块204，基于所述作业过程时间序列数据在所述重演交互操作界面上生成作业过程重演操作表；

进入到重演交互操作界面后，接着通过作业过程重演操作表生成模块调用学生做作业习题或老师做例题的作业过程中按时间顺序记录操作步骤数据形成的作业过程时间序列数据，并根据作业过程时间序列数据在重演交互操作界面上生成可供重演交互操作的作业过程重演操作表，便于学生或老师通过在作业过程重演操作表上进行交互操作来进行作业过程的重演。

作业过程重演模块205，用于基于用户在所述作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对所述作业过程进行重演，其中，重演过程中显示的各操作步骤对应的状态图形为根据作业题目的原始数据和所述作业过程时间序列数据在重演终端设备上实时绘制。

最后，通过作业过程重演模块基于用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作对作业过程进行重演，即根据学生或老师在作业过程重演操作表选中的需要重演的步骤信息对预先记录的作业过程通过加载作业过程中记录的作业过程时间序列数据进行对应操作步骤的重演。为了降低作业过程记录的数据量和作业重演时需要调用和传输的数据量，对于在重演时需要显示的各操作步骤对应的状态图形，根据作业题目的原始数据和作业过程时间序列数据在重演终端设备上实时绘制，这样，仅数百字节左右数据容量，便可实现几兆甚至数十兆的视频流文件功能，数据需求量级明显下降，也使得重演过程中显示的状态图形能够直接对应于当前显示设备的最高清晰度，图形显示效果更好。

综上所述可知，本实施例提供了一种力学课程教学中的作业过程重演系统，通过按操作时序记录作业过程中的操作步骤数据形成作业过程时间序列数据，在重演时根据用户的操作选择加载作业过程中记录的作业过程时间序列数据在重演终端设备实现对作业过程的重演，可以辅助老师诊断学生思维缺失环节，优化教学效果，老师在教学中可以更针对性的采取相应措施，也可以辅助学生重演老师的例题操作，感受老师的解题思维，保证学习效率；重演过程中，可以快速、准确地定位至需要重演的位置，且重演过程传输的数据量较少，通过仅数百字节左右的数据容量可实现几兆甚至数十兆的视频流文件功能，数据需求量级明显下降。

在一个实施例中，重演交互操作界面具有用于显示作业过程重演操作表的操作表显示区和用于显示当前重演步骤对应的状态图形的重演图形显示区。用户可在操作表显示区显示的作业过程重演操作表上进行交互操作(例如通过鼠标、键盘等输入设备选中当前需要重演的步骤)，则在重演图形显示区会显示当前重演步骤对应的状态图形(该状态图形为用户在做作业习题或例题时在每个操作步骤进行相应操作后题目对应的图形由前一操作步骤的图形基于当前操作步骤操作变化后得到的当前图形)，从而便于进行作业重演的用户更直观的了解到做题用户进行的具体操作内容和思维过程。

在一个实施例中，作业过程重演模块205具体用于：

基于用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作生成第一重演操作数据；

基于第一重演操作数据调用作业过程时间序列数据；

基于第一重演操作数据在作业过程时间序列数据中查找对应的操作步骤数据；

基于查找到的操作步骤数据在重演图形显示区显示操作步骤数据对应的状态图形。

本实施例中，根据用户在作业过程重演操作表中进行的第三交互操作生成第一重演操作数据来调用对应的作业过程时间序列数据，进而在作业过程时间序列数据中查找对应的操作步骤数据，并根据查找到的操作步骤数据在重演图形显示区显示操作步骤数据对应的状态图形，从而实现根据作业题目的原始数据和作业过程时间序列数据在重演终端设备上实时绘制需要重演的当前操作步骤对应的状态图形，这样，在用户做题时无需保存各操作步骤对应的状态图形，重演时只传输操作步骤数据，从而大大降低对数据传输量的需求，使得重演过程更加快速、准确。

在一个实施例中，重演交互操作界面还具有用于显示重演操作按键的重演按键显示区，重演操作按键包括自动重演按键、上一步按键和下一步按键；

相应地，方法还包括：

基于用户在重演按键显示区中进行的第四交互操作对作业过程进行重演。

本实施例中，通过在重演交互操作界面设置重演按键显示区，重演时，用户也可以通过操作重演操作按键(即第四交互操作)来根据需要进行重演操作，从而丰富了重演操作模式。

在一个实施例中，基于用户在重演按键显示区中进行的第四交互操作对作业过程进行重演包括：

基于用户在重演按键显示区选中的重演操作按键在重演图形显示区进行相应的状态图形的显示，其中，

当自动重演按键被选中时，以当前重演步骤为起点按照设定的时间间隔和作业过程时间序列数据中操作步骤的顺序依次在重演图形显示区进行相应操作步骤对应的状态图形的轮流显示，直至作业过程时间序列数据中所有操作步骤对应的状态图形展示完毕或直至接收到终止自动重演的操作指令；

当上一步按键被选中时，在重演图形显示区显示当前重演步骤的上一操作步骤对应的状态图形；

当下一步按键被选中时，在重演图形显示区显示当前重演步骤的下一操作步骤对应的状态图形。

用户通过操作重演按键显示区的重演操作按键，可以方便地进行全部作业过程的自动重演，也可方便地进行当前步骤对应的上一步或下一步的快速定位。

在一个实施例中，作业过程重演操作表生成模块204具体用于：

调用作业过程时间序列数据、预设的时间序列表格模板和预设的评阅规则；

基于预设的评阅规则对作业过程时间序列数据对应的各操作步骤数据进行评阅得到操作步骤评阅数据；

基于作业过程时间序列数据和操作步骤评阅数据按照预设的填充规则对预设的时间序列表格模板进行填充得到作业过程重演操作表；

在重演交互操作界面的操作表显示区展示作业过程重演操作表。

在用户做题时不对作业过程进行实时评阅，而在重演时才对用户作业过程进行实时评阅，进一步减少重演时调用和传输的数据量，提高重演效率。

在一个实施例中，作业过程重演操作表包括序号栏、状态栏、操作描述栏和实时评阅栏，其中，

序号栏显示的内容为作业过程中操作步骤的操作时序，状态栏显示的内容为各个操作步骤对应的操作性质，操作描述栏显示的内容为各个操作步骤对应的文字性表述，实时评阅栏显示的内容为对各个操作步骤的评阅结果的文字性表述。

所述力学课程教学中的作业过程重演系统包括处理器和存储器，上述操作步骤数据生成模块、作业过程时间序列数据生成模块、界面跳转模块、作业过程重演操作表生成模块和作业过程重演模块等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来进行力学课程教学中的作业过程重演。

本发明实施例还提供了一种装置30，该装置30包括至少一个处理器301以及与处理器301连接的至少一个存储器302；其中，处理器301与存储器302通过总线303完成相互间的通信；处理器301用于调用存储器302中的程序指令，以执行上述的力学课程教学中的作业过程重演方法。本实施例中的装置可以是服务器、PC机、PAD、智能手机等。

下面以具体实例进一步说明本发明的功能。

如图4-图7所示，分别为本发明具体实例中用户在进行重演时，在重演至第17步、第26步、第38步、第48步时重演交互操作界面的示意图，其中，界面左侧上部显示的力学结构图形的区域为重演图形显示区，其上显示的图形为当前重演步骤对应的状态图形；界面左侧底部为重演按键显示区，其上显示有自动重演按键、上一步按键和下一步按键三个重演操作按键，对有重演记录的作业和例题，用户可根据需要选择对应的重演操作按键，进行作业、例题的快速重演；界面右侧显示表格的区域为操作表显示区，其上显示的为用于进行重演交互操作的作业过程重演操作表，表中按时间先后顺序列出了用户在解题时进行的对应操作步骤。图中所示的作业过程重演操作表从而至右分为4列，即对应序号栏、状态栏、操作描述栏和实时评阅栏。序号栏显示的内容为作业过程中操作步骤的操作时序，即按做题时操作的时间先后顺序排列的操作步骤的序号，具体为从1开始顺数的正整数；状态栏显示的内容为各个操作步骤对应的操作性质，一般显示评判结果是正确或错误，或进行阶段提示，如结构组成分析是“重新开始分析”、“进入铰接三角形分析”等，如力法综合作业是“重新开始计算”、“进入基本结构判断”、“绘制单位弯矩图”、“绘制荷载弯矩图”、“绘制结果弯矩图”等，而对应于老师使用的老师客户端，当操作步骤为“重新开始分析”、“重新开始计算”，则自动识别为老师操作的例题演示，则一般会对应着多解法分析，会对应在状态栏显示“解法一”、“解法二”、“解法三”等内容；操作描述栏显示的内容为各个操作步骤对应的文字性表述；实时评阅栏显示的内容为对各个操作步骤的评阅结果的文字性表述。重演时，用户可以使用鼠标或键盘等输入设备选择作业过程重演操作表中任意一行，从而进行该行对应操作步骤的重演，在重演图形显示区显示出当前重演步骤对应的状态图形。作业过程重演操作表显示的步骤信息可帮助学生和老师快速定位操作步骤，以针对性的详细观察。

以某结构几何组成分析例题的讲解为例说明，老师记录下多方式分析的操作，提供给学生重演，学生以自己的思维节奏进行观察学习，相对于教学视频，可更快速地进行例题学习，自己也可控制节奏；还可用于课堂演示或教学视频录制时使用，避免操作性错误影响教学节奏。

图4-图7记录了多方法分析的步骤，由于操作步骤多，本示例仅录制了两种分析方式，重演时从中截取了四个操作步骤对应的界面。

如图8-图10所示，以某结构弯矩图绘制为例说明作业重演是如何辅助老师深入了解学生思维能力的功能。

如图8所示，若无作业重演，学生提交作业数据后，老师可见其最后结果，如正确率、错误位置、错误内容等。但是，在很多情况下，作题过程是否最优、力学思维是否最佳，比结果的单纯正确率对学生学习来说更为重要。

如图9所示，是老师客户端使用重演时，观察到的学生操作解法一，从中可见学生求解顺序和思维过程。如图10所示，是老师客户端使用重演时，观察到的学生操作解法二。解法一、解法二均设定学生的最终结果是正确的，但两解法方案的思维过程是不同的，思维二显示的综合能力更强，为更佳解答。如果学生的求解过程存在错误，以上操作步骤的重演和展现，可使老师更加更清晰地把握学生的缺失之处。

本实施例中，所述力学课程教学中的作业过程重演系统集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。