醫(yī)學(xué)影像學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中實現(xiàn)師生實時交互的設(shè)計

林文建，江魁明

（廣州醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)教研室，廣東 廣州 510150）

醫(yī)學(xué)影像學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中實現(xiàn)師生實時交互的設(shè)計

林文建，江魁明

（廣州醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)教研室，廣東 廣州 510150）

介紹了醫(yī)學(xué)影像學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺實現(xiàn)師生實時交互的關(guān)鍵性技術(shù)，以MSSQL數(shù)據(jù)庫與ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)相結(jié)合為主體框架，結(jié)合具體醫(yī)學(xué)影像學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開發(fā)實例，闡述了運(yùn)用這些技術(shù)構(gòu)建實時交互的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的設(shè)計思路與實現(xiàn)方法。

醫(yī)學(xué)影像學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；實時交互

醫(yī)學(xué)影像學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)與常見的精品課程建設(shè)不一樣，多數(shù)精品課程網(wǎng)站都是以靜態(tài)網(wǎng)頁為主，只能瀏覽觀看；[1]或僅有少量的交互，并且這種交互方式以BBS、E-mail等手段為主，基本上可以說是一種延時的交互。醫(yī)學(xué)教學(xué)網(wǎng)站不可能是靜態(tài)，必須能夠和用戶交互，能夠動態(tài)處理請求；[2]從教學(xué)的時效性角度來看，現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)可以分為遠(yuǎn)程實時（同步）授課系統(tǒng)與遠(yuǎn)程非實時（異步）輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)兩類。[3]實時交互式授課系統(tǒng)是實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的一個重要手段，它打破了地域的限制，構(gòu)造一個基于IP網(wǎng)絡(luò)、提供多媒體的教學(xué)手段、豐富的教學(xué)資源、全數(shù)字化的雙向網(wǎng)絡(luò)傳輸、實時可視的交互式教與學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課堂。[4]而綜合運(yùn)用MSSQL數(shù)據(jù)庫與ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)和AJAX、Flash、JAVA、JavaScript等多項技術(shù)，可以建立一個實時交互和高度仿真的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，其實用性和功能性會比精品課程更強(qiáng)，并且能夠擴(kuò)展更多現(xiàn)實課室中較難實現(xiàn)的功能。由于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺所具備的功能眾多，筆者著重闡述如何實現(xiàn)網(wǎng)頁信息的師生雙方實時交互的原理和方法。

一、MS SQL數(shù)據(jù)庫的建立

1.數(shù)據(jù)庫建立的目的

MS SQL是指微軟的SQL Server數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，它是一個數(shù)據(jù)庫平臺，提供數(shù)據(jù)庫的從服務(wù)器到終端的完整的解決方案，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部分是一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，用于建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫。[5]數(shù)據(jù)庫建立的目的主要是儲存課程信息、學(xué)生基本資料、網(wǎng)絡(luò)課室的電子課件和網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的教學(xué)行為記錄表。

2.數(shù)據(jù)庫中主要數(shù)據(jù)表的功能介紹

“course”表主要負(fù)責(zé)儲存課程信息，如課程科目名稱、課程內(nèi)容名稱、上課時間、授課對象以及授課教師等信息?！皍sers”表主要記錄網(wǎng)站用戶信息，包括網(wǎng)站管理員、教師、學(xué)生、其他注冊用戶等基本信息資料以及網(wǎng)站內(nèi)的權(quán)限級別。

“content”表主要儲存電子課件的信息，課件內(nèi)容的錄入使用樹形結(jié)構(gòu)，即以“課程名稱-章-節(jié)-小節(jié)-幕”的各級分支來進(jìn)行添加。

“Action”表是實時交互實現(xiàn)的關(guān)鍵核心，該表記錄了網(wǎng)絡(luò)中每一位用戶每一筆的教學(xué)行為，以及每一行為所產(chǎn)生的時間。

二、ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)在實時交互中的應(yīng)用

1.ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本原理

ASP.NET的源代碼文件主要是由前臺文件.aspx和后臺文件.cs組成，前臺文件主要負(fù)責(zé)用戶網(wǎng)頁界面的顯示；后臺文件主要負(fù)責(zé)分析處理數(shù)據(jù)庫中的記錄，后臺文件可以控制、更改前臺頁面的顯示內(nèi)容和顯示方式。[6]也就是說，用戶所見網(wǎng)頁的顯示內(nèi)容可以隨數(shù)據(jù)庫的動態(tài)變化而變化，因此實時交互的基礎(chǔ)就是：各種參與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的角色通過改變數(shù)據(jù)庫的記錄，從而改變了用戶端網(wǎng)頁的顯示內(nèi)容。

2.網(wǎng)絡(luò)平臺中ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁的組成與功能介紹

因為動態(tài)網(wǎng)頁數(shù)據(jù)儲存使用數(shù)據(jù)庫，往往動態(tài)網(wǎng)站網(wǎng)頁文件數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜態(tài)網(wǎng)頁的網(wǎng)站，筆者設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的核心網(wǎng)頁架構(gòu)如下：

“首頁”包含了用戶登錄控件，網(wǎng)頁導(dǎo)航條與網(wǎng)站簡介，并設(shè)置了教學(xué)大廳的入口。

“教學(xué)大廳”包含了攝像頭與麥克風(fēng)的調(diào)測控件，顯示正在進(jìn)行課程的信息和下一次課程的信息，并且按照正在進(jìn)行課程顯示相應(yīng)授課對象的姓名清單列表，結(jié)合PBL的教學(xué)需要還可以將學(xué)生分組；教師和學(xué)生點(diǎn)擊網(wǎng)頁中的本人編號或?qū)W號，系統(tǒng)自動記錄該課程開始接受登錄時間第一次登錄時間，作為考勤記錄。

“網(wǎng)絡(luò)課室顯示界面”即用戶所見的網(wǎng)絡(luò)課室頁面內(nèi)容，包括了示教板使用者的視頻圖像、本地視頻、網(wǎng)絡(luò)課件內(nèi)容，個人控制面板，其中網(wǎng)絡(luò)課件內(nèi)容采用電子示教板的形式，無論教師或?qū)W生，只要是當(dāng)前示教板的使用者，就可以按照需要調(diào)用網(wǎng)絡(luò)課件里任何資料，而當(dāng)前示教板使用者自己所見的視圖，就是網(wǎng)絡(luò)課室中所有人所見的視圖；也相當(dāng)于實現(xiàn)了示教板使用者的屏幕廣播，而筆者所設(shè)計的屏幕廣播是基于數(shù)據(jù)庫的動態(tài)網(wǎng)頁顯示，和常見的網(wǎng)絡(luò)視頻廣播和屏幕截圖是不同的，這種方式最大限度地降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用，是一種最接近于實時的交互方式。

“網(wǎng)絡(luò)課件編輯頁”與“網(wǎng)絡(luò)課室顯示界面”的頁面布局基本一致，但是頁面中有相應(yīng)的編輯按鈕，由于網(wǎng)絡(luò)課件編輯采用“所見即所得”的方式，使用起來非常方便，即使計算機(jī)能力較差的教師亦能夠輕松錄入。

“網(wǎng)絡(luò)課室回放頁”采用時間定點(diǎn)回放的方式，只要輸入用戶想回放的時間起止點(diǎn)，系統(tǒng)將自動回放該時段內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)課室所有教學(xué)行為，包含了課堂錄音、課件展示、師生互動等等，是一種與歷史完全吻合的回放；這是基于數(shù)據(jù)庫式的歷史重現(xiàn)，而不是普通視頻錄像，是無失真、低數(shù)據(jù)流的時間定點(diǎn)回放。

“電子示教板管理頁”的使用，主要是為了讓老師與學(xué)生有序使用電子示教板，同一網(wǎng)絡(luò)課室內(nèi)的所有用戶只能看示教板使用者展示的屏幕廣播，根據(jù)課程的教學(xué)互動需要，開展網(wǎng)絡(luò)授課時讓老師作為示教板使用者，學(xué)生回答問題或向老師提問時讓學(xué)生作為示教板使用者；老師可以通過電子示教板管理頁點(diǎn)擊示教板發(fā)言的排序表讓學(xué)生切換為示教板的使用者。

“積分查看頁”提供給師生們非常方便的積分查詢方法，可以查詢某一個時間的得分與扣分的情況，并且可以看到詳細(xì)的理由。在積分的內(nèi)容里包括各方面的評估內(nèi)容，比如師生的課堂考勤、老師對學(xué)生課堂測驗與提問的評分、學(xué)生對老師授課質(zhì)量評估的積分等等。

3.頁面動態(tài)更新的方法

上面已經(jīng)闡述了，每位用戶在網(wǎng)絡(luò)上所發(fā)生的教學(xué)行為都會被數(shù)據(jù)庫所記錄，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的變更可以改變用戶頁面所顯示的內(nèi)容。但是如何讓客戶端知道服務(wù)器里面的數(shù)據(jù)庫信息已經(jīng)被變更了呢，也就是說如何觸發(fā)客戶端的動態(tài)更新？筆者使用了AJAX的方法，AJAX技術(shù)并不是一種孤立的技術(shù)，它是由多種技術(shù)綜合而成的，這些技術(shù)包括：JavaScript、DOM、XML和XMLHttpRequest，這些技術(shù)按照一定的方式發(fā)揮各自的作用構(gòu)成AJAX技術(shù)。D0M實現(xiàn)動態(tài)顯示和交互，XML進(jìn)行資料交換與處理，XMLHttpRequest進(jìn)行異步數(shù)據(jù)讀取，JavaScript用于綁定和處理所有數(shù)據(jù)。[7]加入AJAX和.NET的緩存技術(shù)，減少服務(wù)器對大量冗余信息的處理，大大減輕服務(wù)器的工作量，使服務(wù)器能夠承受更多的用戶，具有更高的實時性和執(zhí)行效率。[8]在動態(tài)網(wǎng)頁的設(shè)計中將觸發(fā)器的Timer設(shè)置為1秒，用戶端每隔1秒鐘，向服務(wù)器發(fā)送更新請求，如果所要顯示頁面的內(nèi)容有變化將會及時更新。并且，無刷新更新頁面是AJAX最大的特點(diǎn)，用戶無需刷新頁面便可向服務(wù)器傳輸和讀寫數(shù)據(jù)。[9]這種更新的形式是無閃爍的局部刷新，減少了用戶實際和心理等待時間，增強(qiáng)了用戶體驗性；[10]用戶只要打開網(wǎng)絡(luò)課室的頁面，里面的內(nèi)容就會與示教板使用者所操控的頁面一致并且自動變化，與示教板使用者始終保持同一視角。

三、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺中實時交互的整體設(shè)計框架

綜合上面所闡述的各個實現(xiàn)環(huán)節(jié)，將設(shè)計思路歸納總結(jié)為如下流程圖。☉

[1]肖志鵬.高校精品課程與網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)的思考[J].中國教育信息化，2010（9）：72.

[2]袁紅.基于WEB的醫(yī)學(xué)教學(xué)網(wǎng)站的功能與技術(shù)實現(xiàn)[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2003（10）：300-302.

[3]張劍平，章蘇靜.遠(yuǎn)程實時與非實時教學(xué)系統(tǒng)及其實現(xiàn)[J].中國遠(yuǎn)程教育，2002(7):52-53

[4]李季.遠(yuǎn)程實時交互式雙向視頻教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005(6):58-60.

[5]百度百科[DB/OL].http://baike.baidu.com/view/ 832445.htm.

[6]邵良杉．ASP．NET(C#)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007：107.

[7]馬綺麗.Ajax技術(shù)原理及應(yīng)用[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2010（10）：69.

[8]曹海.基于AJAX開發(fā)WEB在線交流平臺[J].四川理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2008（10）：36-38.

[9]徐蕊.AJAX技術(shù)及其WEB應(yīng)用 [J].甘肅科技，2007（4）：76-77.

[10]王萍.AJAX在網(wǎng)絡(luò)教育軟件中的應(yīng)用研究[J].中國教育信息化，2007（1）：85-87.

（編輯：金冉）

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1673-8454(2012)11-0071-03