基于大数据推荐系统的多媒体在线直播教学系统的设计与实现

◆冉毅凡

(伦敦大学学院教育学院 英国伦敦 WC1E 6BT)

众所周知，教育是保证一个社会和谐发展的根本之道，是举国大业，随着现代科突飞猛进的发展，我国教学方式也相对以前做出了改革，那就是将当代大数据多媒体技术运用到了教学系统中。从现阶段教学改革中我们不难发现，国家教育部在竭力宣导在线直播教育这种新型的模式。在基于大数据的模式下，打破传统课堂制度教学模式，使学生们学习不再受空间、时间的限制。就我国教育现状来看，依旧存在着教育资源分配的不平衡，某些偏远地区学校无法拥有较为完整的师资力量，通过利用互联网在线教育系统将在线直播技术融入到教育事业中，可间接改善教育资源分配地不平衡的问题。以可视化教学的实际需求出发，利用Web等技术，通过 B/S 架构实现可视化教学系统的设计，并针对不同用户的需求，实现了用户不受任何空间的限制、时效性高且成本较低，从一个全新的角度来解决了我国教育资源分配不平衡这一问题。

1 我国教育直播概述

1.1 直播教育的简介

直播教育就是利用于当前发展迅猛的大数据时代背景，即时通信、双向互动的特性把我们传统中的实体课堂转移到虚拟的网络直播间，打破传统的时间，空间对教学的限制，让不同地区的学生通过互联网就可以上课。虽隔着电子屏幕，但还原线下课堂的场景，老师和学生可以通过在线聊天进行面对面的交流和互动，学生的问题能及时得到解答和反馈。教育直播就是基于课堂教育模式还原教育场景且不受任何空间、时间上的限制，方便灵活的在线学习模式。

多媒体在线教育可凭借远程有声画面等方式打造出十分类同于课堂教学的场景，能打破时间、空间上的局限。直播回看等功能还可以帮助学生重复学习加深理解，使教师不受地域限制，展示不同地区的教学文化和特点，使学生接受更多层面的教育，发展学生综合能力，实现教学知识多元化。

1.2 直播教育的发展趋势

随着全球科技及互联网的发展，人们对于网络大数据的需求也在不断扩大，大家对互联网教育的认知与态度也在不断转变。近年来，在线教育逐渐普及各个高校，数字化信息教育建设成为了重要内容。

因互联网教育的普及，我国很多院校都在大力发展直播教育这项技术，一些高校已经开始采用传统+在线教育的混合模式。教师通过网络直播方式与学生面对面的上课，此模式也在持续进行完善和推广中。采用互联网教育平台，可以更好地平衡师资力量，共享优质教学资源，加快实现教育的平等。通过大数据智能分析功能，更好地发现学生潜在的特征。例如：学习兴趣、习惯、学科偏好等，有助于教师为学生查漏补缺。总体来说，在线直播教育平台，可以打破学生传统学习习惯，使学生更好利用网络资源，也加速新型教学方式的发展。

2 整体系统需求的分析

为了实现更简易、高效的使用情况，本系统采用B/S的设计架构。B/S（浏览器/服务器）结构，只需在服务器端内安装和维护系统，客户端可以使用常见的浏览器运行软件。在B/S结构中，用户事务逻辑性工作需要经过 Web浏览器来处理，主要工作能在服务器端内完成[1]，B/S 结构在数据管理层和用户界面层之间增加了一层，形成一个三层的网络结构。这种三层结构在层与层之间相互独立，能简化客户端和计算机的负荷，降低由维护系统所产生的升级成本。B/S结构在任何浏览器和操作系统环境中均可使用，对配置和系统要求都相对较低[2]。

3 直播系统的设计

按照实际需求，在线教育系统的功能大致可分为（图1）的五大模块，后期可根据实际教师的管理及学生的需求进行系统的维护修改设计。

图1 整体系统模块

3.1 用户登录

用户登录模块能够为各用户分配不同的角色，以此来实现用户权限的分类管理。学生用户和教师用户分别以不同的身份进行登录系统之后，系统会自动匹配出不同的权限。例如，教师用户的主要权限是对教学的资源、作业内容的管理与发布考试成绩；学生用户的主要权限是对作业的提交和教学资源的学习、考试成绩的查询等内容。

3.2 直播系统的实现

在线教学系统所涉及的内容非常广泛，开发的模块会涉及静态内容的发布、师生聊天室、各类学习文件的上传、权限管理等，特别视频效果与权限的管理难点。

直播系统的实现主要是对数据进行编码，分为 AAC 编码和H26编码，在MPEG TS包中封装音频和视频数据，HLS 主要分成 m3u8 索引文件和策略[3]。

首先完成 HLS 逻辑的流程。在进行视频直播时，需要完成并保证HLS Live编码器的流程流畅，主要是需要通过开启音频、视频编码程序，进行音频采集，再用libx264 进行视频编码，完成了两个音视频数据之后，再以不一样的分片策略，在 MPEGTs格式分段的进行文件储存[4]，完成一个分段文件，即可对文件进行更新。

除此之外是通过 NTFS来对网页的所有访问者权限进行设置，系统可以在 web上对网页的一切权限进行设置，只有设置合法的用户才能访问指定的网页[5]。

4 结语

文中以可视化教学的实际需求出发，利用ASP和 Web等技术，通过 B/S 架构实现了可视化教学系统的设计。针对不同用户的需求，实现了用户登录、后台管理、测验管理、教学资源管理等功能。基于在线直播教学系统的设计与实现充分发挥了网络教学的优势，对实现发扬在线课堂教学具有重要的意义。