高校线上线下多场景直播教学平台的构建与应用研究

摘要：利用基于局域网的直播技术，搭建适合高校应用的局域网多场景教学直播平台，构建了线上线下深度融合的教学模式，实现了线上线下多场景直播的同步教学，改变了高等学校教学选择的单一性，让校园绝大部分的教学参与人员解决了时间、场地等环境的束缚，解放了自身在教学中的主观能动性，积极地参与教学过程中，提高了教学质量。

关键词：线上线下；深度融合；多场景；直播教学；局域网

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）19-0128-03

0 引言

目前，线上线下结合的教学模式已经广泛应用于高等学校的教学中，对各高校的教学起到了积极的作用[1]。但这些教学模式仍只是将线上教学作为一种补充手段，并未真正尝试将两种方式进行深度融合，应用范围较小，所起的作用很有限。因此，在高校局域网内开展线上线下融合教学模式的创新与实践显得尤为重要[2]。

1 线上线下融合教学现状与存在的问题

当前高校教育体系中教学环节存在的场地局限性、教与学的不对称性、学生学习主动性差等问题和现状。针对这些教学难题，国内外高校普遍开展了线上教学的方式，即利用网络、通信工具、线上教学平台等手段实现将传统课堂教学转移到网上开展，并进一步孕育了慕课平台等教学模式。同时，各高校也不约而同地开展了线上教学模式的研究与尝试，其中国内影响较大的是复旦大学通过市面已有的互联网直播平台，对学生开设实时线上课程。

2020—2023年，国内各高校普遍未雨绸缪地迈入线上线下教学结合的阶段，相应的教学研究也转变为如何在线下教学过程中充分利用线上资源。但根据现有的研究，仍有不少的高校教师仍只是将线上教学作为一种补充手段，并未真正尝试将两种方式进行有效融合，更没有对这种融合教学方式深入研究并推广。这在由传统的“教育+互联网”向“互联网+教育”模式的转变中显然是滞后的，更滞后于新兴互联网教育市场主体。纵然高校教育具有学术性与严肃性，同时涉及教育公平性等问题使其无法与互联网完全接轨，因此，在高校局域网内开展线上线下融合教学模式的创新与实践显得尤为重要[3]。

利用基于局域网的直播技术，构建线上线下深度融合的教学模式，可改变高等学校教学选择的单一性，让校园绝大部分的教学参与人员摆脱时间、场地等环境的束缚，解放自身在教学中的主观能动性，积极地参与教学过程，提高教学质量[4]。

2 线上线下多场景直播教学平台设计

在国家大力提倡推广“互联网+教育”模式的指导下，通过研究局域网流媒体直播技术在高校教学研究、教学改革中的应用、推广，以提高教师教育主导性、学生学习主动性和积极性、教辅管理在教学中的评价客观性为目的，搭建适合高校应用的局域网多场景教学直播平台，以实现多场景直播的同步教学，开放课程的校园整体受众面，提高各教学参与主体的主观能动性，实现教学质量的提高。

所谓的多场景教学是指教师可在线上线下多场景的环境下进行教学，学生可在线上线下多场景的环境下进行学习，教学交流和教学评价活动也可在线上线下多场景的环境下进行。

2.1 线上线下多场景直播教学平台架构

搭建适合高校应用的局域网线上线下多场景直播教学平台，通过打造“高校教师即教学主播”的理念，实现线上线下的多场景同步教学，开放课程的校园整体受众面。

线上线下多场景直播教学平台功能包括课程发布、线下教学实施、线上教学参与、教学互动、重点课程回放、课程评价收集等教学与评价任务。线上线下多场景直播教学平台架构示意图如图1所示。

2.2 线上线下多场景直播教学平台的硬件设计

线上线下多场景直播教学平台的硬件由校园局域Wi-Fi网、流媒体服务器、直播设备、PC学习终端、手机学习终端等组成。

2.2.1 直播录制与推流系统

直播录制与推流系统负责捕捉教师或演讲者的视频和音频信号，并将其编码为适合网络传输的格式。它包括高清摄像头、麦克风、专业音频和视频编码器等设备。编码后的视频流通过推流技术发送到直播平台。

直播录制系统采用两种形式：直播教室和移动直播装置。

直播教室配置一台安装教学直播平台软件的电脑，若干台高清摄像机，一个电子白板，一个回音消除拾音器，若干学生座位和电脑终端。

若干台高清摄像机具有移动跟踪功能，分别面向教师和学生安装。

回音消除拾音器，双向分别于音视频编解码器和扩音设备相连接的两根音频线分别于音视频编解码器端Line In和Line Out相连接，一根USB为12V供电线路，一根音频输出于外放设备相连接，拾音器安装于主讲教师近端桌面或顶部。

移动直播装置主要由一台可移动的高清摄像机和话筒等设备组成，用于教室以外的各种现场的直播。采用高清晰度、抗风抗噪的摄像机，搭配稳定的三脚架和移动电池，确保直播画面稳定、声音清晰。同时，利用无线网络或移动信号进行实时传输，确保直播内容的及时性和流畅性。

2.2.2 流媒体服务器

流媒体服务器是直播教学平台的核心，它接收来自推流系统的视频流，并将其存储和转发给拉流端（即观众）。这些服务器通常具有强大的处理能力，以应对大量并发连接和高带宽的需求。

2.2.3 终端用户设备

学生或教师可以通过各种终端用户设备观看直播内容，包括电脑、手机、平板等。这些设备上的客户端应用程序或网页播放器负责从流媒体服务器拉取视频流并解码播放。确保终端用户能够在不同终端设备上流畅观看直播内容，提供多种观看方式以适应不同场景和需求，并能实现双向传输。

2.3 线上线下多场景直播教学平台的软件设计

多场景教学直播平台的软件组成主要包含三方面的内容：直播端也称为推流端，为直播主体（主要为课堂现场参与者）使用的直播发布部分，根据具体使用情况可限制或扩展包括主讲教师、辅助教师、现场学生、黑板、PPT等场景；观看端也称为拉流端，为线上主体（主要为参与课程教学的师生）参与直播教学并进行教学互动的部分；管理端为发布课程、记录教学参与者、关联其他数据库等提供的统一平台。直播端、观看端、管理端三者统一形成的软件平台满足各教学参与者的软件需求。

2.3.1 软件主要功能模块

直播录制与推流模块：该模块负责音视频信号的捕获、编码和推流。设计时需要考虑到不同设备和场景的兼容性，以及音视频质量的优化。

流媒体管理与分发模块：此模块是平台的核心，负责接收、存储和转发音视频流。需要设计高效的流媒体处理算法，确保音视频流的稳定性和低延迟。

用户管理与权限控制模块：设计用户注册、登录、权限分配等功能，确保不同用户能够访问到相应的直播内容和管理功能。

互动与通信模块：包括实时聊天、问答、投票等互动功能，以便学生和教师可以实时交流和互动，提升教学体验，设计时需考虑实时性、稳定性和易用性。

数据分析与报告模块：为了评估教学效果和优化平台性能，多场景直播教学平台还配备数据分析与监控系统。该系统可以收集并分析用户行为数据、观看时长、互动次数等，为平台运营者提供决策支持。

内容管理系统负责管理和组织直播内容，包括视频回放、课程列表、用户权限等。它提供了一个用户界面，使教师和管理员能够轻松地上传、编辑和发布课程内容。

2.3.2 其他设计

平台接入方式包含客户端、安卓、iOS的App应用，以及教学接入端等，在全校师生便于掌握的前提下，与校园网各数据服务器关联，建成完善的多部门协同工作平台。

考虑到直播教学的特殊性质，安全与隐私保护也是多场景直播教学平台不可或缺的一部分。这包括数据加密、身份验证、访问控制等措施，以确保直播内容的安全和用户隐私的保护。

综上所述，多场景直播教学平台的结构是一个复杂而综合的系统，涉及多个方面的技术和组件。这些组件共同工作，为不同场景下的实时教学活动提供稳定、高效和安全的支持。

3 线上线下多场景直播教学平台应用

3.1 开展多场景直播同步教学

开展多场景直播同步教学是平台的主要任务，可以充分利用各种教学资源，实现教学资源利用的最大化。

主讲教师由学校或外聘的优秀教师担任，其主要阵地是在直播教室，通过多场景直播教学平台，面向直播学生进行线下教学和直播，并与学生进行线下和线上的实时交流。在特殊情况下，也可在家里、办公室和现场进行直播教学。

学生可在直播教室进行线下学习，并与教师进行线下和线上交流，也可在其他教室、宿舍等地方进行线上同步学习和交流。

为了扩大受众面和保证教学质量，根据实际情况，需要配备一定数量的辅助教师参与教学和管理。辅助教师数量主要由教学任务和学生数量等因素决定，可分布在直播教室、其他教室、现场和线上。主要任务是辅助主讲教师进行教学过程的管理、信息推送、辅导、答疑等。

3.2 开展线上线下深度融合同步教学

教师在直播教室上课时，除教室内的学生进行线下学习外，其他选课的学生可通过校园网进行线上学习。同时，上课教师、辅助教师和教室内外的学生，包括听课教师和教学检查人员均可进行线上交流，参与教学过程，特别是教室内的学生也可进行线上交流，以提高学生参与教学过程的积极性。

将传统线下单场景的教学与线上教学通过直播平台同步开展，提高代课教师在备课、讲课、互动等教学过程中的积极性，提高学生在预习、听课、互动、课下补充学习等过程中的参与感。

3.3 扩大学生学习的自主权和选择权

线上线下多场景直播教学可以扩大学生学习的自主权和选择权，合理完善学分制教学改革。学生在完成随堂课程的基础上，通过利用平台浏览并选择自己感兴趣的课程、教师及回放等内容，进行扩展学习和二次学习，充分调动学生课下学习的积极性，并根据自身实际情况和发展规划，补充专业学习的不足，为学分制教学改革提供了新的发展与完善契机。

3.4 为教师之间的交流提供便利条件

线上线下多场景直播教学可以为同行教师、新老教师之间的听课和相互学习提供优良的环境和便利条件，也为讨论交叉学科学术问题等提供了有效手段。

3.5 为教学评价提供有效途径

线上线下多场景直播教学可以为教学评价提供一种有效途径。通过丰富评价指标，进一步完善评价体系，将课堂进行过程曝光于平台上，并利用热度指数、互动指数等实时记录课程的受欢迎程度、课堂气氛调动程度。改变以往教学评价中利用课程结束后教师、学生互相打分和学生课程成绩这类单一的做法，更加关注于课程的过程管理，并将过程评价纳入到教学评价体系中，充分提高课程的实际质量，可将教师与学生从应试教育、分数教育的束缚中解放出来。

4 线上线下多场景直播教学平台应用的意义

1） 解决学分制教学改革中学生仍无法自主选择课程和优质师资资源紧张的问题。当下的学分制教育普遍采用学生修习必修学分、选修学分等课程内容完成后获得相应学分得到对应学位的方式，培养模式较为单一，培养出的学生个体差异有很大的局限性，不能完全适应社会、市场对人才的需求，这主要是由固化的学分制教育与师资资源特别是优质师资资源的缺乏造成的。采用线上线下融合教学模式可很大程度上解决这一问题，学生选择课程的形式不再局限于教室内上课一种场景，同时可根据自身的兴趣爱好等因素选择相关课程学习并取得学分；教师的课程通过线上线下融合教学模式开放了更大的受众面，也能很大程度上解决优秀师资资源紧张的问题。

2） 解决线上线下深度融合教学模式推广困难以及学生缺乏自主学习和弹性学习的环境问题。无论是教师、还是学生在后疫情时期对线上教学缺乏应有的热情，这与线上教学所普遍采用的观看课件自学、缺乏互动的慕课平台教学方式紧密关联。主要原因在于任课教师无法了解学生的具体学习情况，不能适时给予学生重难点的充分解答；而学生在自学过程中一旦遇到问题也难以及时寻求有效的帮助，造成教与学双层面的挫折感。采用创新的直播平台教学模式可有效解决这一问题，教学双方通过平台可快速建立联系，采用弹幕形式及时获得沟通与反馈，同时，回放功能也可让学生在课下再次进行知识的回顾与巩固。

3） 解决同行教师、新老教师之间的听课和相互学习的环境和积极性问题，以及新进教师的指导流于形式的问题。教师的教学水平参差不齐，教学风格存在差异，互相之间取长补短，才能快速地提高教师的教学水平，新进教师更是需要多多向前辈学习才能快速完成角色的转变，迅速适应工作岗位。但环境场地等因素制约了大多数教师的积极性，普遍仅满足于现有的状态，新进教师也难以从有限的培训中快速成长。线上线下融合教学模式能够提供教师成长的途径，有助于所有教师取众家之所长，快速提高个人教学水平，完善独有的教学风格。

4） 解决领导、教学管理人员、教学督导和同行教师参与教学指导和评价的手段、方式单一问题。现行的教学指导通常以现场参与听课再给出评价的形式实施，而对于一门课程的评价方式也局限于同行教师评分、学生为教师评分和教学督导听课评分的方式，缺乏对教学过程的监督与评价。平台为教学指导和评价提供了随时随地参与的便利性，将过程评价纳入到教学评价体系中，引入了多种一手的教学评价数据，使教学评价体系更为丰富和直观。

5） 解决一流本科课程建设和一流本科专业建设中的教学模式、教学方法和教学手段改进的问题。在课程建设和专业建设中教学模式、教学方法和教学手段的改革是非常重要的，采用线上线下深度融合的教学模式进行创新性的改革，能为一流本科课程建设和一流本科专业建设提供强有力的支撑。

5 结束语

利用基于局域网的直播技术，搭建适合高校应用的局域网线上线下多场景教学直播平台，构建了一种线上线下深度融合的教学模式，实现了线上线下多场景直播的同步教学，改变了高等学校教学选择的单一性，让校园绝大部分的教学参与人员不受时间、场地等环境的束缚，解放了自身在教学中的主观能动性，积极地参与教学过程中。解决了学分制教学改革中学生仍无法自主选择课程和优质师资资源紧张的问题，解决了学生缺乏自主学习和弹性学习的环境问题，解决了同行教师、新老教师之间的听课和相互学习的环境和积极性问题，以及新进教师的指导流于形式的问题，解决了领导、教学管理人员、教学督导和同行教师参与教学指导和评价的手段、方式单一问题，提高了教学质量。

参考文献：

[1] 王璐. 线上线下相结合的新型教学模式探索[J]. 科学咨询，2023（1）：154-156.

[2] 韩雪娜. 基于线上与线下相融合的课程实践教学的模式探索[J]. 科学咨询（科技·管理），2021（8）：215-216.

[3] 冯卉姗，田佳明，杨宇，等. 线上线下相结合的混合式教学模式的发展与应用现状述评[J]. 经济师，2022（2）：201，203.

[4] 蒋梦云. HLS流媒体技术在Twitch直播平台中的实践与优化[J]. 电脑知识与技术，2024（1）：127-129.

【通联编辑：王 力】