高校云直播教学平台体系架构设计及应用分析

沈 菁

（绍兴职业技术学院，浙江 绍兴 312000）

0 引言

在线教学平台的局限性不仅表现在技术层面，也涉及实际应用方面。一些平台尽管方便易用，但由于对教师信息技术素养的要求较高，并不适合所有教师使用。另外，在选课人数较多的情况下，这些平台可能无法提供足够的支持，从而影响教学效果。同时，平台也难以满足板书的需求。这些问题在一定程度上限制了在线教学平台的发展和应用。云直播教学平台是一种基于云计算和互联网技术，通过实时直播和互动交流的方式进行教学的新型平台。

1 云直播教学平台概况

1.1 云直播教学平台的概念

云直播教学平台是一种基于云计算、互联网和多媒体技术的教育平台，通过直播技术，实时传递教师和学生的互动交流，实现远程教学、在线辅导等功能。与传统教学方式相比，云直播教学平台具有实时性、互动性、便捷性等特点，能够更好地满足现代教育的需求。

1.2 云直播教学平台的应用场景

应用场景可以通过以下环节设置。第一，云直播教学平台可以应用于课堂教学，将教师授课的过程实时远程传递给学生，实现远程教育与传统课堂教学的有机结合。第二，云直播教学平台可以为学生提供在线辅导，教师可以在平台上实时解答学生的问题，帮助学生更好地理解和掌握知识。第三，云直播教学平台可以应用于各类培训课程，如职业技能培训、语言培训等，实现远程培训的便捷性和高效性。第四，云直播教学平台还可以用于学术交流，促进学术研究成果的传播，推动学术进步。

1.3 云直播教学平台的优势

直播数据平台的优势表现在以下4 个方面。第一，实时性。云直播教学平台能够实现实时的互动交流，使学生和教师之间的沟通更加便捷高效。第二，互动性。云直播教学平台提供了多种互动方式，如文字聊天、语音交流、视频互动等，增强了学生和教师之间的交流和互动。第三，便捷性。云直播教学平台突破了时间和空间的限制，使学生能够随时随地获取优质教育资源，降低了教育成本。第四，多样化。云直播教学平台支持多种教学内容和方式的呈现，如幻灯片（Power Point，PPT）、视频、音频等，能够满足不同类型学生的需求[1]。

2 高校云直播教学平台体系架构设计

2.1 设计原则

2.1.1 易用性原则

易用性是任何产品都必须考虑的重要原则，云直播教学平台也不例外。一个平台如果使用不简便，就会让用户产生厌烦心理，最终导致平台使用率下降，甚至无人问津。因此，在设计过程中，必须考虑用户的应用频率、使用习惯等多方面要素，并进行流程简化，提高平台的易用性。设计人员需要了解和掌握使用人群的使用特点、使用习惯和知识结构等，并将其融入设计中。

2.1.2 稳定性原则

稳定性是云直播教学平台的核心要素之一，教学平台的稳定性直接关系到教学质量和效果。如果平台经常出现故障，就会影响教师和学生的正常使用，降低教学效果。因此，在设计过程中应充分考虑平台的稳定性，避免因技术原因导致平台崩溃或运行不流畅等问题。具体而言，设计人员需要从技术层面和管理层面两个方面入手。在技术层面，主要采用先进的技术架构和备份机制，保证平台的稳定性和可靠性。在管理层面，主要加强平台的维护和管理，及时解决出现的问题。

2.1.3 安全性原则

安全性是云直播教学平台必须考虑的重要因素之一。教学平台涉及大量的学生和教师个人信息、教学资源等内容，如果安全性得不到保障，就会给用户带来很多麻烦。因此，在设计过程中应充分考虑平台的安全性，采用先进的安全技术和手段，如数据加密、身份认证、访问控制等，确保平台数据的安全性和可靠性。同时，需要建立完善的安全管理制度，加强对用户的管理和监督，确保平台使用的安全性和合法性。

2.1.4 扩展性原则

扩展性是云直播教学平台的重要原则之一。随着技术的不断发展和应用水平的不断提高，教学平台也需要不断升级和改进。因此，在设计过程中应充分考虑平台的扩展性，采用模块化设计、接口开放等技术手段，方便平台的升级和扩展。设计人员需要考虑到未来可能出现的需求变化和技术升级等因素，为平台的扩展留出足够的空间和接口，并加强与其他相关系统的整合和对接，实现资源的共享和互换[2]。

2.2 体系架构设计

云直播平台设计既要重视统一性，又要兼顾安全性，资源共享的基本前提就是数据安全，因此必须进行以下3 个方面的设计。第一，通过完善的身份认证体系，保证资源的访问用户必须完成认证和授权。第二，进行资源管理体系的建设，确保在资源管理中能够根据一定的流程并考虑权限和角色的不同实施管理，如视频、课程、教室、租户等相关资源。第三，借助构建的视频服务体系进行相关操作的自动化处理，包括视频流采集、编码、传输、解码和播放等。云直播平台由云直播网站、联邦身份认证体系、统一资源管理体系及通用视频播放服务等核心部分构成，如图1 所示。

图1 云直播平台的总体架构

2.2.1 云直播网站

云直播网站是普通用户访问直播云平台的门户，为用户提供课程展示、课程播放和交流互动等前台功能。

2.2.2 联邦身份认证体系

云平台在用户通过认证后会获取并授权用户，使其能够访问课程和视频资源。认证方式通常有两种，一种是集中式的统一身份认证，另一种是分布式的联邦身份认证。考虑到云平台用户来自全国高校，具有两方面显著的特点。一方面，用户数量庞大，包括484 300 000 名学生和25 500 000 名教师。另一方面，针对不断变化的用户身份属性，以及毕业生离校和新生入学每天百万量级的实际情况，实施统一的身份认证难度极大，最理想的方式就是联邦身份认证机制。

2.2.3 统一资源管理体系

第一，租户管理。使用该直播平台的学校和机构都为平台的租户，允许在云直播平台开设课程的先决条件是申请和审核通过。租户管理的责任范围是有效处理开通申请，以及维护租户基本信息和认证信息等。第二，课程管理。该模块主要申请和审批课程，对课程基本信息、选课名单和课程表信息实施维护，并有效管理回放视频等。

2.2.4 通用视频播放服务

通用视频播放服务的存在，使得课程直播云平台将远程直播教学覆盖到全国。这种平台服务模式下，未掌握IT 技巧的教师只需按照常规方式进行线下教学就能够同步线上教学。同时，远程直播学习只需借助访问云直播平台的网站就能实现，避免学生安装客户端软件，大幅提升教学和学习的效率与质量[3]。

3 高校云直播教学平台应用分析与实践

3.1 应用分析

3.1.1 应用场景

高校云直播教学平台的应用场景主要包括直播授课、录播回放、讨论互动和作业测评等。通过平台，教师可以进行实时授课，学生可以随时回看课程录像，教师与学生可以互动交流，完成作业和测评。平台还可以为教师提供教学评价服务，为学校和相关部门提供数据支持。

3.1.2 用户分析

高校云直播教学平台的用户主要包括教师、学生和管理员。教师作为平台的直接使用者，对平台的功能和性能有着较高的要求。学生是平台的最大用户，对平台的使用体验和教学效果具有直接影响。管理员负责平台的管理和维护，需要保证平台的稳定性和安全性。针对不同用户的需求和特点，平台应提供个性化的服务和支持。

3.1.3 数据分析

高校云直播教学平台可以收集大量的数据，包括用户数据、课程数据、教学资源数据等。通过分析这些数据，可以了解平台的运行状况和教学效果，为学校和相关部门提供数据支持。通过对用户行为的分析，可以发现教学中的问题和不足，为改进教学提供依据[4]。

3.2 应用实践

高校云直播平台已为众多院校和机构提供了录播和直播服务，包括某些大学和国家体育总局等。平台的总视频点击量已经达到9.77×106，高峰时段在线观看人数达到26 833 人。该平台正在全力打造一个安全、稳定、通用的网课直播云服务平台，并且已经收到了良好的反馈[5]。

通过自主开发云直播平台，某大学计算中心基于研究提出的建设计划，已于2019 年6 月1 日正 式上线云直播。云直播无须教师和学生额外学习IT 技术或安装任何客户端软件即可进行直播教学，能够为不同开放程度的课程提供技术保障并支持课程观摩模式。系统还支持CARSI跨校联邦身份认证，方便兄弟院校接入平台。

高校云直播为全校必修课的高等数学提供了在线直播教学服务，此服务深受12 个班级共1 652 名学生的喜爱。该模式利用一间教室和13 位老师的组合，通过在线直播平台进行教学组织，减轻了教师的软硬件压力，使他们能够专注于教学工作。云端平台能够顺畅加载PPT，学生们得以享受到如同线下课堂一样真实的学习体验。

在2021 年7 月，国家体育总局为了提升体育行业从业人员的专业素质，开展了线上理论培训班。这个培训班采用云直播的方式进行，是体育行业内权威的国家职业资格在线培训实例。这个在线平台上建立了完整的继续教育在线课程体系，只有报名并通过审核的人员才能观看视频。这样的视频流方式具有更高的安全性和用户私密性要求，使得整个培训过程更加严谨和规范。

4 结语

高校云直播教学平台体系架构的设计和应用对于提升教学质量、降低教学成本、提升师生互动效果、助力教学改进等方面具有重要作用。通过对高校云直播教学平台体系架构的设计和应用分析，得出以下结论：云直播教学平台能够通过实时互动、资源共享等功能，提高教学效果、降低教学成本并实现优质教育资源的整合；平台采用云计算、大数据、人工智能等技术，实现高效、稳定、安全的技术支持。未来，随着互联网技术的不断发展，云直播教学平台将会在更多领域得到应用和发展。