[0001] 本发明涉及数据处理技术领域，具体为一种基于互联网的线上音乐教学互动平台。

[0002] 传统音乐教学存在诸多局限性：受空间限制，居住在偏远地区或交通不便的学生难以到达教学场所；时间安排固定，不便于工作繁忙或有时间冲突的学生学习；教学资源有限，学生面临资源单一、缺乏多样性的问题；且缺乏互动性，课后学生遇到问题无法及时得到解答和交流。与此同时，互联网技术不断发展，高速网络普及使音视频实时传输成为可能，移动设备普及让学生随时随地通过设备接入平台学习，多媒体技术发展为平台提供了丰富多样的教学资源。此外，随着教育观念转变，越来越多的人认识到终身学习的重要性，在线教育因具有时间灵活、地点自由、资源丰富、互动性强等优势而兴起，市场对音乐教育的需求也不断增长，为线上音乐教学互动平台提供了广阔的发展空间。

[0003] 同时，现有技术依然存在以下不足：线上教学依赖网络连接，网络不稳定时会出现音频或视频卡顿、延迟甚至中断的情况，只能进行等待，无法进行调整；对于学生的演奏技巧和音乐表现力的评估较为单一，难以推荐相匹配的教学资源。

[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0036] 请参阅图1，本发明提供了一种基于互联网的线上音乐教学互动平台，包括：用户登录模块，用于注册账号及登录平台，选择学生端或教师端进行线上音乐教学互动；
具体而言，用户注册账号及登录平台，选择学生端或教师端进行线上音乐教学互动的具体步骤为：
用户通过下载应用软件或者搜索网址进入线上音乐教学互动平台，首次登录需要进行身份验证并设置用户名及密码，完成账号注册；用户名为字母、数字或下划线的组合，长度在6到20个字符之间；密码必须包含数字、字母和特殊字符，长度在8到16个字符之间；
注册账户后，用户通过输入用户名和密码进行登录；当用户名和密码都正确时，用户能够成功登录；当用户名或密码错误时，系统提示用户重新输入；连续五次输入错误后，系统锁定账号，用户需要通过重置密码进行解锁；首次登录成功后需要进行身份选择，共有学生和教师两种身份，身份选择为学生则进入学生端界面，身份选择为教师则进入教师端界面；学生端界面包括：课程列表、教学资源库入口、实时互动入口、作业提交入口和智能评估入口；其中，课程列表用于查看课程名称、授课教师和开课时间；教学资源库入口用于进入教学资源模块，浏览、查找和下载教学资源；实时互动入口用于进入实时互动模块，与教师端进行实时互动；作业提交入口用于进入作业提交与批改模块，进行作业提交；智能评估入口用于进入智能评估模块，对乐器演奏和声乐演唱的音频或视频进行评估；教师端界面包括：课程管理、学生管理、教学资源上传入口、实时互动入口、作业批改入口和智能评估入口；课程管理用于显示教师端所授课程名称和授课计划；学生管理用于查看学生端的学习进度以及作业完成情况；教学资源上传入口用于进入教学资源模块，上传教学资源；实时互动入口用于进入实时互动模块，与学生端进行实时互动；作业批改入口用于进入作业提交与批改模块，进行作业批改；智能评估入口用于进入智能评估模块，查看不同学生端的评估结果。

[0037] 在上述方案中，通过设置学生和教师两种身份，满足了不同群体用户的需求，提高了用户体验。

[0038] 教学资源模块，用于存储各类音乐教学视频、音频资料及乐谱文件；设置分类检索功能以及个性化推荐功能；以及通过教师端上传教学资源；具体而言，分类检索功能包含多级分类方式检索和关键词检索两种方式：
多级分类方式检索包括乐器类型分类方式、音乐风格分类方式和教学难度分类方式；按照乐器类型分类方式将教学资源分为键盘乐器、弦乐器、管乐器、打击乐器、弹拨乐器、拉弦乐器和吹管乐器；按照音乐风格分类方式将教学资源分为古典音乐、流行音乐、民族音乐、爵士音乐、摇滚音乐和电子音乐；按照教学难度分类方式将教学资源分为初级难度、中级难度和高级难度；用户可以根据不同的需求选择不同的分类方式进行检索；
关键词检索方式为：用户在平台的检索栏中输入与音乐教学资源相关的关键词，教学资源模块根据关键词进行筛选，当教学资源的标题或描述中包含对应关键词时，展示对应的资源。

[0039] 具体而言，个性化推荐功能为：计算不同教学资源的学习历史匹配度 ，所依据的公式为：

[0040] 其中， 为第 个教学资源的学习历史匹配度；为不同教学资源的序号，取值为，代表教学资源的总数量，取值为正整数；学习时间 、学习次数 、搜索次数 和点击频次 通过分析用户在平台上的学习记
录获取； 为学习时间 的权重系数，取值范围为0.2～0.5，根据学习时间对学习历史匹配度 的重要性确定； 为学习次数 的权重系数，取值
范围为0.1～0.5，根据学习次数 对学习历史匹配度 的重要性确定； 为搜索次数 的权重系数，取值范围为0.3～0.6，根据搜索次数 对学习历史匹配度 的重要性确定； 为点击频次 的权重系数，取值范围为0.3～0.5，根据点击频次 对学习历史匹配度 的重要性确定；且 1；
计算不同教学资源的兴趣偏好匹配度 ，所依据的公式为：

[0041] 其中，收藏次数 和课程数据 通过分析用户在平台上的学习记录获取； 为收藏次数 的权重系数，取值范围为0.2～0.4，根据收藏次数对兴趣偏好匹配度 的重要性确定； 为课程数据 的权重系数，取值范围为0.2～0.6，根据课程数据 对兴趣偏好匹配度 的重要性确定； 为搜索次数
的权重系数，取值范围为0.3～0.6，根据搜索次数 对兴趣偏好匹配度
的重要性确定； 为点击频次 的权重系数，取值范围为0.2～0.5，根据点击频次 对兴趣偏好匹配度 的重要性确定；且
根据不同教学资源的学习历史匹配度 和兴趣偏好匹配度 计算不同教学资源的推荐指数 ，所依据的公式为：

[0042] 其中，为学习历史匹配度 的权重系数，取值范围为0.4～0.7，根据学习历史匹配度 对教学资源推荐指数 的重要性确定；为兴趣偏好匹配度 的权重系数，取值范围为0.3～0.6，根据兴趣偏好匹配度 对教学资源推荐指数 的重要性确定；且1；
预设中推荐等级阈值 和高推荐等级阈值 ；根据推荐指数 、中推荐等级阈值 和高推荐等级阈值 将教学资源划分为不同的等级，具体标准为：

[0043] 其中，中推荐等级阈值 和高推荐等级阈值 根据教学标准确定；教学资源的推荐等级越高，推荐位置优先级越高。

[0044] 在上述方案中，通过设置分类检索功能以及个性化推荐功能，能够提高检索效率，同时满足个性化的学习需求；教师端通过教学资源模块进行教学资源上传，能够丰富教学内容，促进不同教师端之间的交流与合作。

[0045] 实时互动模块，用于实现教师端与学生端之间的语音及视频互动交流；实时计算音视频流畅度指数 ，预设目标流畅度指数 ，根据音视频流畅度指数 与预设目标流畅度指数 判断音视频是否流畅；当判断结果为不流畅时进行音频及视频的参数调整；还用于设置互动记录功能，对互动过程进行录制，用户能够根据互动记录进行回放复习或点评分析；具体而言，实时计算音视频流畅度指数 所依据的公式为：

[0046] 其中， 为音视频流畅度指数，取值范围为0～1； 为视频帧率稳定性，用来衡量视频播放过程中帧率的波动情况，取值范围为0～1； 为音频延迟时间评估值，用来衡量音频从教师端传输到学生端和从学生端传输到教师端的时间延迟程度，取值范围为0～1；为网络丢包率，表示网络传输过程中数据包丢失的比例，取值范围为0～1；为视频帧率稳定性 的权重系数，取值范围为0.3～0.6，根据视频帧率稳定性 对音视频流畅度指数 的影响程度确定；为音频延迟时间评估值 的权重系数，取值范围为0.2～0.6，根据音频延迟时间评估值 对音视频流畅度指数 的影响程度确定；为网络丢包率 的权重系数，取值范围为0.3～0.5，根据网络丢包率 对音视频流畅度指数 的影响程度确定；且
1；
根据音视频流畅度指数 与预设目标流畅度指数 判断是否流畅的标准为：

[0047] 其中，预设目标流畅度指数 根据不同的设备类型确定；当判断结果为不流畅时，进行参数调整，具体为：降低视频分辨率、减少声道数量或更换数据传输的网络路径。

[0048] 具体而言，用户根据互动记录进行回放复习或点评分析的方法为：采用视频录制和存储技术，将互动过程中的音频和视频进行录制和保存；学生端能够根据录制内容进行回放复习；教师端能够对互动记录进行点评、分析、标注重点；学生端和教师端均能够对录制内容进行编辑和剪辑，制成教学课件或学习资料。

[0049] 在上述方案中，设置实时互动模块，能够增强学生端与教师端的互动体验，提高教学质量；根据音视频流畅度指数 与预设目标流畅度指数 判断音视频是否流畅，当判断结果为不流畅时进行音频及视频的参数调整，能够避免因为卡顿和延迟影响教学效果。

[0050] 作业提交与批改模块，用于对乐器演奏和声乐演唱的音频进行作业提交和作业批改；同时设置有作业自动提醒功能和作业完成情况统计功能；具体而言，作业提交与批改模块中，作业格式包括照片、音频和影像视频，作业类型包括乐器演奏视频、声乐演唱音频和乐谱书写；学生端完成作业提交后，平台发送作业完成信息至教师端；教师端能够通过作业批改界面对作业进行打分、评语和批注，批改完成后发送批改完成消息至学生端；作业自动提醒功能能够在作业截止日期前向学生端和教师端发送提醒通知，提醒时间根据作业的截止日期和重要程度进行设置，可选择截止日期前一天、截止日期前三天和截止日期前一周；通知方式为平台内消息、电子邮件和手机短信；
作业完成情况统计功能的统计内容至少包括已提交作业的数量、未提交作业的数量和作业平均分数。

[0051] 在上述方案中，设置作业自动提醒功能和作业完成情况统计功能，有利于明确学习进度，提高学习效率，提升教学质量。

[0052] 智能评估模块，用于根据多次作业的评分数据计算综合评分 ，将综合评分 与阈值集合进行比较，并生成评估结果；计算进步幅度 ，判断不同学生端的学习状态；统计单位时间多次作业的评分数据，计算音准平均得分 、节奏平均得分 、表现力平均得分及技巧熟练度平均得分 ，并分别计算不同学生端的优势科目得分 和劣势科目得分 ，并进一步计算优势科目资源推荐程度 和劣势科目资源推荐程度 ；针对优势科目资源推荐程度 和劣势科目资源推荐程度 推荐不同难度的教学资源；具体而言，评估结果包括优秀、良好、及格和不及格，生成评估结果的方法为：
计算音准得分 ，所依据的公式为：

[0053] 需要说明的是，该公式通过计算用户音频频率 与标准音高频率 的偏差程度获得音准得分 ，分数越高，偏差程度越小；其中， 为第 次作业的音准得分，取值范围为0～100；为不同作业的序号，取值为 ，代表作业的总数量，取值为正整数； 为用户第 次作业的音
频频率，通过音频分析技术获得； 为标准音高频率，根据不同的乐器类型或声乐类型确定；
计算节奏得分 ，所依据的公式为：

[0054] 需要说明的是，该公式通过计算音频中的节奏偏差时间 与音频总时长 的比例获得节奏得分 ，分数越高，偏差比例越小；其中， 为第 次作业的节奏得分，取值范围为0～100； 为用户第 次作业的音频中出现节奏偏差的总时间； 为用户第 次作业的音频的总时长；
计算表现力得分 ，所依据的公式为：

[0055] 需要说明的是，该公式通过加权平均的方法获得表现力得分 ；其中， 为第 次作业的表现力得分； 为情感表达得分 的权重系数，
取值范围为0.2～0.5，根据情感表达得分 对表现力得分 的重要性确定； 为舞台表现得分 的权重系数，取值范围为0.3～0.5，根据舞台表现得分 对表现力得分 的重要性确定； 为创新表现得分 的权重系数，取值范围为0.2～
0.6，根据创新表现得分 对表现力得分 的重要性确定；且 =1；
计算技巧熟练度得分 ，所依据的公式为：

[0056] 需要说明的是，该公式通过加权平均的方法获得技巧熟练度得分 ；其中， 为气息控制得分 的权重系数，取值范围为0.3～0.6，根据气息控制得分 对技巧熟练度得分 的重要性确定； 为发声方法得分 的权重系数，取值范围为
0.4～0.7，根据发声方法得分 对技巧熟练度得分 的重要性确定；且 =1；
根据音准得分 、节奏得分 、表现力得分 、技巧熟练度得分 计算综合评分，所依据的公式为：

[0057] 需要说明的是，该公式通过加权平均的方法获得综合评分 ；其中， 为音准得分 的权重系数，取值范围为0.3～0.6，根据音准得分 对综合评分 的重要性确定； 为节奏得分 的权重系数，取值范围为0.2～0.5，根据节奏得分对综合评分 的重要性确定； 为表现力得分 的权重系数，取值范围为0.2～0.6，根据表现力得分 对综合评分 的重要性确定； 为技巧熟练度得分 的权重系数，取值范围为0.2～0.5，根据技巧熟练度得分 对综合评分 的重要性确定；且
1；
阈值集合包括及格阈值 、良好阈值 和优秀阈值 ，根据综合评分 、及
格阈值 、良好阈值 和优秀阈值 划分评分等级，具体标准为：

[0058] 其中，及格阈值 、良好阈值 和优秀阈值 根据教学标准设定；需要说明的是，通过划分评分等级，能够帮助不同的学生端明确自身学习水平及学习目标，同时有利于教师进行个性化指导。

[0059] 具体而言，学习状态包括初级状态、中级状态、高级状态和卓越状态，判断方法为：计算进步幅度 ，所依据的公式为：

[0060] 需要说明的是，该公式通过比较单位时间内最后一次作业和第一次作业的得分差异，再除以第一次作业得分进行标准化，得到进步幅度 ；其中， 为第 次统计时的进步幅度；为统计综合评分 次数的序号，取值为正整数； 为第 次统计时单位时间内第一次作业的综合得分， 为第 次统计时单位时间内最后一次作业的综合得分；单位时间分为周、月、季度、学期和学年，用户根据自身情况进行选择；
根据进步幅度 判断不同学生端的学习状态，具体为：
。

[0061] 具体而言，计算不同学生端的优势科目资源推荐程度 和劣势科目资源推荐程度 的计算音准平均得分 ，所依据的公式为：

[0062] 计算节奏平均得分 ，所依据的公式为：

[0063] 计算表现力平均得分 ，所依据的公式为：

[0064] 计算技巧熟练度平均得分 ，所依据的公式为：

[0065] 其中， 为第 次统计时的音准平均得分； 为第 次统计时的节奏平均得分；为第 次统计时的表现力平均得分； 为第 次统计时的技巧熟练度平均得分；
为第 次统计时单位时间内提交作业的次数； 为统计单位时间内作业打分次数的序号，取值为 ，代表统计单位时间内作业打分的总次数，取值为正整数；
根据各项的平均分值判断不同学生端的优势科目得分 和劣势科目得分
的方法为：优势科目得分 为第 次统计时所有科目的平均得分中最大值所对应的科目得分；劣势科目得分 为第 次统计时所有科目的平均得分中最小值所对应的科目得分；
计算优势科目资源推荐程度 ，所依据的公式为：

[0066] 需要说明的是，该公式通过计算优势科目得分与优势科目单位时间内最高得分的比例，确定优势科目资源推荐程度；其中， 为第 次统计时优势科目资源推荐程度，取值越大推荐资源难度越高；
为第 次统计时单位时间内优势科目得分的最大值； 为资源难度系数，取值为0～1，根据教学资源的数量等级设定；
计算劣势科目资源推荐程度 ，所依据的公式为：

[0067] 需要说明的是，该公式通过计算优势科目得分与劣势科目得分之间的差距比例，得到劣势科目相对于优势科目的落后程度，根据落后程度进行资源推荐；其中， 为劣势科目资源推荐程度，取值越大推荐资源难度越低。

[0068] 在上述方案中，通过对乐器演奏和声乐演唱的音频进行评估并生成评估结果，有利于明确学习进展；通过判断不同学生端的学习状态、优势科目和劣势科目，能够为学生端进行个性化资源推荐，为教师端提供评价依据，有利于提升教学质量。

[0069] 上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

[0070] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0071] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。