高校云直播教學平臺體系架構設計及應用分析

沈 菁

（紹興職業(yè)技術學院，浙江 紹興 312000）

0 引言

在線教學平臺的局限性不僅表現在技術層面，也涉及實際應用方面。一些平臺盡管方便易用，但由于對教師信息技術素養(yǎng)的要求較高，并不適合所有教師使用。另外，在選課人數較多的情況下，這些平臺可能無法提供足夠的支持，從而影響教學效果。同時，平臺也難以滿足板書的需求。這些問題在一定程度上限制了在線教學平臺的發(fā)展和應用。云直播教學平臺是一種基于云計算和互聯網技術，通過實時直播和互動交流的方式進行教學的新型平臺。

1 云直播教學平臺概況

1.1 云直播教學平臺的概念

云直播教學平臺是一種基于云計算、互聯網和多媒體技術的教育平臺，通過直播技術，實時傳遞教師和學生的互動交流，實現遠程教學、在線輔導等功能。與傳統(tǒng)教學方式相比，云直播教學平臺具有實時性、互動性、便捷性等特點，能夠更好地滿足現代教育的需求。

1.2 云直播教學平臺的應用場景

應用場景可以通過以下環(huán)節(jié)設置。第一，云直播教學平臺可以應用于課堂教學，將教師授課的過程實時遠程傳遞給學生，實現遠程教育與傳統(tǒng)課堂教學的有機結合。第二，云直播教學平臺可以為學生提供在線輔導，教師可以在平臺上實時解答學生的問題，幫助學生更好地理解和掌握知識。第三，云直播教學平臺可以應用于各類培訓課程，如職業(yè)技能培訓、語言培訓等，實現遠程培訓的便捷性和高效性。第四，云直播教學平臺還可以用于學術交流，促進學術研究成果的傳播，推動學術進步。

1.3 云直播教學平臺的優(yōu)勢

直播數據平臺的優(yōu)勢表現在以下4 個方面。第一，實時性。云直播教學平臺能夠實現實時的互動交流，使學生和教師之間的溝通更加便捷高效。第二，互動性。云直播教學平臺提供了多種互動方式，如文字聊天、語音交流、視頻互動等，增強了學生和教師之間的交流和互動。第三，便捷性。云直播教學平臺突破了時間和空間的限制，使學生能夠隨時隨地獲取優(yōu)質教育資源，降低了教育成本。第四，多樣化。云直播教學平臺支持多種教學內容和方式的呈現，如幻燈片（Power Point，PPT）、視頻、音頻等，能夠滿足不同類型學生的需求[1]。

2 高校云直播教學平臺體系架構設計

2.1 設計原則

2.1.1 易用性原則

易用性是任何產品都必須考慮的重要原則，云直播教學平臺也不例外。一個平臺如果使用不簡便，就會讓用戶產生厭煩心理，最終導致平臺使用率下降，甚至無人問津。因此，在設計過程中，必須考慮用戶的應用頻率、使用習慣等多方面要素，并進行流程簡化，提高平臺的易用性。設計人員需要了解和掌握使用人群的使用特點、使用習慣和知識結構等，并將其融入設計中。

2.1.2 穩(wěn)定性原則

穩(wěn)定性是云直播教學平臺的核心要素之一，教學平臺的穩(wěn)定性直接關系到教學質量和效果。如果平臺經常出現故障，就會影響教師和學生的正常使用，降低教學效果。因此，在設計過程中應充分考慮平臺的穩(wěn)定性，避免因技術原因導致平臺崩潰或運行不流暢等問題。具體而言，設計人員需要從技術層面和管理層面兩個方面入手。在技術層面，主要采用先進的技術架構和備份機制，保證平臺的穩(wěn)定性和可靠性。在管理層面，主要加強平臺的維護和管理，及時解決出現的問題。

2.1.3 安全性原則

安全性是云直播教學平臺必須考慮的重要因素之一。教學平臺涉及大量的學生和教師個人信息、教學資源等內容，如果安全性得不到保障，就會給用戶帶來很多麻煩。因此，在設計過程中應充分考慮平臺的安全性，采用先進的安全技術和手段，如數據加密、身份認證、訪問控制等，確保平臺數據的安全性和可靠性。同時，需要建立完善的安全管理制度，加強對用戶的管理和監(jiān)督，確保平臺使用的安全性和合法性。

2.1.4 擴展性原則

擴展性是云直播教學平臺的重要原則之一。隨著技術的不斷發(fā)展和應用水平的不斷提高，教學平臺也需要不斷升級和改進。因此，在設計過程中應充分考慮平臺的擴展性，采用模塊化設計、接口開放等技術手段，方便平臺的升級和擴展。設計人員需要考慮到未來可能出現的需求變化和技術升級等因素，為平臺的擴展留出足夠的空間和接口，并加強與其他相關系統(tǒng)的整合和對接，實現資源的共享和互換[2]。

2.2 體系架構設計

云直播平臺設計既要重視統(tǒng)一性，又要兼顧安全性，資源共享的基本前提就是數據安全，因此必須進行以下3 個方面的設計。第一，通過完善的身份認證體系，保證資源的訪問用戶必須完成認證和授權。第二，進行資源管理體系的建設，確保在資源管理中能夠根據一定的流程并考慮權限和角色的不同實施管理，如視頻、課程、教室、租戶等相關資源。第三，借助構建的視頻服務體系進行相關操作的自動化處理，包括視頻流采集、編碼、傳輸、解碼和播放等。云直播平臺由云直播網站、聯邦身份認證體系、統(tǒng)一資源管理體系及通用視頻播放服務等核心部分構成，如圖1 所示。

圖1 云直播平臺的總體架構

2.2.1 云直播網站

云直播網站是普通用戶訪問直播云平臺的門戶，為用戶提供課程展示、課程播放和交流互動等前臺功能。

2.2.2 聯邦身份認證體系

云平臺在用戶通過認證后會獲取并授權用戶，使其能夠訪問課程和視頻資源。認證方式通常有兩種，一種是集中式的統(tǒng)一身份認證，另一種是分布式的聯邦身份認證?？紤]到云平臺用戶來自全國高校，具有兩方面顯著的特點。一方面，用戶數量龐大，包括484 300 000 名學生和25 500 000 名教師。另一方面，針對不斷變化的用戶身份屬性，以及畢業(yè)生離校和新生入學每天百萬量級的實際情況，實施統(tǒng)一的身份認證難度極大，最理想的方式就是聯邦身份認證機制。

2.2.3 統(tǒng)一資源管理體系

第一，租戶管理。使用該直播平臺的學校和機構都為平臺的租戶，允許在云直播平臺開設課程的先決條件是申請和審核通過。租戶管理的責任范圍是有效處理開通申請，以及維護租戶基本信息和認證信息等。第二，課程管理。該模塊主要申請和審批課程，對課程基本信息、選課名單和課程表信息實施維護，并有效管理回放視頻等。

2.2.4 通用視頻播放服務

通用視頻播放服務的存在，使得課程直播云平臺將遠程直播教學覆蓋到全國。這種平臺服務模式下，未掌握IT 技巧的教師只需按照常規(guī)方式進行線下教學就能夠同步線上教學。同時，遠程直播學習只需借助訪問云直播平臺的網站就能實現，避免學生安裝客戶端軟件，大幅提升教學和學習的效率與質量[3]。

3 高校云直播教學平臺應用分析與實踐

3.1 應用分析

3.1.1 應用場景

高校云直播教學平臺的應用場景主要包括直播授課、錄播回放、討論互動和作業(yè)測評等。通過平臺，教師可以進行實時授課，學生可以隨時回看課程錄像，教師與學生可以互動交流，完成作業(yè)和測評。平臺還可以為教師提供教學評價服務，為學校和相關部門提供數據支持。

3.1.2 用戶分析

高校云直播教學平臺的用戶主要包括教師、學生和管理員。教師作為平臺的直接使用者，對平臺的功能和性能有著較高的要求。學生是平臺的最大用戶，對平臺的使用體驗和教學效果具有直接影響。管理員負責平臺的管理和維護，需要保證平臺的穩(wěn)定性和安全性。針對不同用戶的需求和特點，平臺應提供個性化的服務和支持。

3.1.3 數據分析

高校云直播教學平臺可以收集大量的數據，包括用戶數據、課程數據、教學資源數據等。通過分析這些數據，可以了解平臺的運行狀況和教學效果，為學校和相關部門提供數據支持。通過對用戶行為的分析，可以發(fā)現教學中的問題和不足，為改進教學提供依據[4]。

3.2 應用實踐

高校云直播平臺已為眾多院校和機構提供了錄播和直播服務，包括某些大學和國家體育總局等。平臺的總視頻點擊量已經達到9.77×106，高峰時段在線觀看人數達到26 833 人。該平臺正在全力打造一個安全、穩(wěn)定、通用的網課直播云服務平臺，并且已經收到了良好的反饋[5]。

通過自主開發(fā)云直播平臺，某大學計算中心基于研究提出的建設計劃，已于2019 年6 月1 日正 式上線云直播。云直播無須教師和學生額外學習IT 技術或安裝任何客戶端軟件即可進行直播教學，能夠為不同開放程度的課程提供技術保障并支持課程觀摩模式。系統(tǒng)還支持CARSI跨校聯邦身份認證，方便兄弟院校接入平臺。

高校云直播為全校必修課的高等數學提供了在線直播教學服務，此服務深受12 個班級共1 652 名學生的喜愛。該模式利用一間教室和13 位老師的組合，通過在線直播平臺進行教學組織，減輕了教師的軟硬件壓力，使他們能夠專注于教學工作。云端平臺能夠順暢加載PPT，學生們得以享受到如同線下課堂一樣真實的學習體驗。

在2021 年7 月，國家體育總局為了提升體育行業(yè)從業(yè)人員的專業(yè)素質，開展了線上理論培訓班。這個培訓班采用云直播的方式進行，是體育行業(yè)內權威的國家職業(yè)資格在線培訓實例。這個在線平臺上建立了完整的繼續(xù)教育在線課程體系，只有報名并通過審核的人員才能觀看視頻。這樣的視頻流方式具有更高的安全性和用戶私密性要求，使得整個培訓過程更加嚴謹和規(guī)范。

4 結語

高校云直播教學平臺體系架構的設計和應用對于提升教學質量、降低教學成本、提升師生互動效果、助力教學改進等方面具有重要作用。通過對高校云直播教學平臺體系架構的設計和應用分析，得出以下結論：云直播教學平臺能夠通過實時互動、資源共享等功能，提高教學效果、降低教學成本并實現優(yōu)質教育資源的整合；平臺采用云計算、大數據、人工智能等技術，實現高效、穩(wěn)定、安全的技術支持。未來，隨著互聯網技術的不斷發(fā)展，云直播教學平臺將會在更多領域得到應用和發(fā)展。