基于大數據推薦系統的多媒體在線直播教學系統的設計與實現

◆冉毅凡

(倫敦大學學院教育學院 英國倫敦 WC1E 6BT)

眾所周知，教育是保證一個社會和諧發展的根本之道，是舉國大業，隨著現代科突飛猛進的發展，我國教學方式也相對以前做出了改革，那就是將當代大數據多媒體技術運用到了教學系統中。從現階段教學改革中我們不難發現，國家教育部在竭力宣導在線直播教育這種新型的模式。在基于大數據的模式下，打破傳統課堂制度教學模式，使學生們學習不再受空間、時間的限制。就我國教育現狀來看，依舊存在著教育資源分配的不平衡，某些偏遠地區學校無法擁有較為完整的師資力量，通過利用互聯網在線教育系統將在線直播技術融入到教育事業中，可間接改善教育資源分配地不平衡的問題。以可視化教學的實際需求出發，利用Web等技術，通過 B/S 架構實現可視化教學系統的設計，并針對不同用戶的需求，實現了用戶不受任何空間的限制、時效性高且成本較低，從一個全新的角度來解決了我國教育資源分配不平衡這一問題。

1 我國教育直播概述

1.1 直播教育的簡介

直播教育就是利用于當前發展迅猛的大數據時代背景，即時通信、雙向互動的特性把我們傳統中的實體課堂轉移到虛擬的網絡直播間，打破傳統的時間，空間對教學的限制，讓不同地區的學生通過互聯網就可以上課。雖隔著電子屏幕，但還原線下課堂的場景，老師和學生可以通過在線聊天進行面對面的交流和互動，學生的問題能及時得到解答和反饋。教育直播就是基于課堂教育模式還原教育場景且不受任何空間、時間上的限制，方便靈活的在線學習模式。

多媒體在線教育可憑借遠程有聲畫面等方式打造出十分類同于課堂教學的場景，能打破時間、空間上的局限。直播回看等功能還可以幫助學生重復學習加深理解，使教師不受地域限制，展示不同地區的教學文化和特點，使學生接受更多層面的教育，發展學生綜合能力，實現教學知識多元化。

1.2 直播教育的發展趨勢

隨著全球科技及互聯網的發展，人們對于網絡大數據的需求也在不斷擴大，大家對互聯網教育的認知與態度也在不斷轉變。近年來，在線教育逐漸普及各個高校，數字化信息教育建設成為了重要內容。

因互聯網教育的普及，我國很多院校都在大力發展直播教育這項技術，一些高校已經開始采用傳統+在線教育的混合模式。教師通過網絡直播方式與學生面對面的上課，此模式也在持續進行完善和推廣中。采用互聯網教育平臺，可以更好地平衡師資力量，共享優質教學資源，加快實現教育的平等。通過大數據智能分析功能，更好地發現學生潛在的特征。例如：學習興趣、習慣、學科偏好等，有助于教師為學生查漏補缺。總體來說，在線直播教育平臺，可以打破學生傳統學習習慣，使學生更好利用網絡資源，也加速新型教學方式的發展。

2 整體系統需求的分析

為了實現更簡易、高效的使用情況，本系統采用B/S的設計架構。B/S（瀏覽器/服務器）結構，只需在服務器端內安裝和維護系統，客戶端可以使用常見的瀏覽器運行軟件。在B/S結構中，用戶事務邏輯性工作需要經過 Web瀏覽器來處理，主要工作能在服務器端內完成[1]，B/S 結構在數據管理層和用戶界面層之間增加了一層，形成一個三層的網絡結構。這種三層結構在層與層之間相互獨立，能簡化客戶端和計算機的負荷，降低由維護系統所產生的升級成本。B/S結構在任何瀏覽器和操作系統環境中均可使用，對配置和系統要求都相對較低[2]。

3 直播系統的設計

按照實際需求，在線教育系統的功能大致可分為（圖1）的五大模塊，后期可根據實際教師的管理及學生的需求進行系統的維護修改設計。

圖1 整體系統模塊

3.1 用戶登錄

用戶登錄模塊能夠為各用戶分配不同的角色，以此來實現用戶權限的分類管理。學生用戶和教師用戶分別以不同的身份進行登錄系統之后，系統會自動匹配出不同的權限。例如，教師用戶的主要權限是對教學的資源、作業內容的管理與發布考試成績；學生用戶的主要權限是對作業的提交和教學資源的學習、考試成績的查詢等內容。

3.2 直播系統的實現

在線教學系統所涉及的內容非常廣泛，開發的模塊會涉及靜態內容的發布、師生聊天室、各類學習文件的上傳、權限管理等，特別視頻效果與權限的管理難點。

直播系統的實現主要是對數據進行編碼，分為 AAC 編碼和H26編碼，在MPEG TS包中封裝音頻和視頻數據，HLS 主要分成 m3u8 索引文件和策略[3]。

首先完成 HLS 邏輯的流程。在進行視頻直播時，需要完成并保證HLS Live編碼器的流程流暢，主要是需要通過開啟音頻、視頻編碼程序，進行音頻采集，再用libx264 進行視頻編碼，完成了兩個音視頻數據之后，再以不一樣的分片策略，在 MPEGTs格式分段的進行文件儲存[4]，完成一個分段文件，即可對文件進行更新。

除此之外是通過 NTFS來對網頁的所有訪問者權限進行設置，系統可以在 web上對網頁的一切權限進行設置，只有設置合法的用戶才能訪問指定的網頁[5]。

4 結語

文中以可視化教學的實際需求出發，利用ASP和 Web等技術，通過 B/S 架構實現了可視化教學系統的設計。針對不同用戶的需求，實現了用戶登錄、后臺管理、測驗管理、教學資源管理等功能。基于在線直播教學系統的設計與實現充分發揮了網絡教學的優勢，對實現發揚在線課堂教學具有重要的意義。