醫學影像學網絡教學平臺中實現師生實時交互的設計

林文建，江魁明

（廣州醫學院第三附屬醫院醫學影像學教研室，廣東 廣州 510150）

醫學影像學網絡教學平臺中實現師生實時交互的設計

林文建，江魁明

（廣州醫學院第三附屬醫院醫學影像學教研室，廣東 廣州 510150）

介紹了醫學影像學網絡教學平臺實現師生實時交互的關鍵性技術，以MSSQL數據庫與ASP.NET動態網頁技術相結合為主體框架，結合具體醫學影像學網絡教學平臺開發實例，闡述了運用這些技術構建實時交互的網絡教學平臺的設計思路與實現方法。

醫學影像學；網絡教學平臺；實時交互

醫學影像學網絡教學平臺的建設與常見的精品課程建設不一樣，多數精品課程網站都是以靜態網頁為主，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。醫學教學網站不可能是靜態，必須能夠和用戶交互，能夠動態處理請求；[2]從教學的時效性角度來看，現代遠程教育系統可以分為遠程實時（同步）授課系統與遠程非實時（異步）輔助學習系統兩類。[3]實時交互式授課系統是實現遠程教育的一個重要手段，它打破了地域的限制，構造一個基于IP網絡、提供多媒體的教學手段、豐富的教學資源、全數字化的雙向網絡傳輸、實時可視的交互式教與學的網絡課堂。[4]而綜合運用MSSQL數據庫與ASP.NET動態網頁技術和AJAX、Flash、JAVA、JavaScript等多項技術，可以建立一個實時交互和高度仿真的網絡教學環境，其實用性和功能性會比精品課程更強，并且能夠擴展更多現實課室中較難實現的功能。由于網絡教學平臺所具備的功能眾多，筆者著重闡述如何實現網頁信息的師生雙方實時交互的原理和方法。

一、MS SQL數據庫的建立

1.數據庫建立的目的

MS SQL是指微軟的SQL Server數據庫服務器，它是一個數據庫平臺，提供數據庫的從服務器到終端的完整的解決方案，其中數據庫服務器部分是一個數據庫管理系統，用于建立、使用和維護數據庫。[5]數據庫建立的目的主要是儲存課程信息、學生基本資料、網絡課室的電子課件和網絡中發生的教學行為記錄表。

2.數據庫中主要數據表的功能介紹

“course”表主要負責儲存課程信息，如課程科目名稱、課程內容名稱、上課時間、授課對象以及授課教師等信息。“users”表主要記錄網站用戶信息，包括網站管理員、教師、學生、其他注冊用戶等基本信息資料以及網站內的權限級別。

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

“Action”表是實時交互實現的關鍵核心，該表記錄了網絡中每一位用戶每一筆的教學行為，以及每一行為所產生的時間。

二、ASP.NET動態網頁結合數據庫技術在實時交互中的應用

1.ASP.NET動態網頁結合數據庫技術的基本原理

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，前臺文件主要負責用戶網頁界面的顯示；后臺文件主要負責分析處理數據庫中的記錄，后臺文件可以控制、更改前臺頁面的顯示內容和顯示方式。[6]也就是說，用戶所見網頁的顯示內容可以隨數據庫的動態變化而變化，因此實時交互的基礎就是：各種參與網絡教學的角色通過改變數據庫的記錄，從而改變了用戶端網頁的顯示內容。

2.網絡平臺中ASP.NET動態網頁的組成與功能介紹

因為動態網頁數據儲存使用數據庫，往往動態網站網頁文件數量遠遠小于靜態網頁的網站，筆者設計的網絡教學平臺的核心網頁架構如下：

“首頁”包含了用戶登錄控件，網頁導航條與網站簡介，并設置了教學大廳的入口。

“教學大廳”包含了攝像頭與麥克風的調測控件，顯示正在進行課程的信息和下一次課程的信息，并且按照正在進行課程顯示相應授課對象的姓名清單列表，結合PBL的教學需要還可以將學生分組；教師和學生點擊網頁中的本人編號或學號，系統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。

“網絡課室顯示界面”即用戶所見的網絡課室頁面內容，包括了示教板使用者的視頻圖像、本地視頻、網絡課件內容，個人控制面板，其中網絡課件內容采用電子示教板的形式，無論教師或學生，只要是當前示教板的使用者，就可以按照需要調用網絡課件里任何資料，而當前示教板使用者自己所見的視圖，就是網絡課室中所有人所見的視圖；也相當于實現了示教板使用者的屏幕廣播，而筆者所設計的屏幕廣播是基于數據庫的動態網頁顯示，和常見的網絡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絡帶寬的占用，是一種最接近于實時的交互方式。

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

“網絡課室回放頁”采用時間定點回放的方式，只要輸入用戶想回放的時間起止點，系統將自動回放該時段內在網絡課室所有教學行為，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；這是基于數據庫式的歷史重現，而不是普通視頻錄像，是無失真、低數據流的時間定點回放。

“電子示教板管理頁”的使用，主要是為了讓老師與學生有序使用電子示教板，同一網絡課室內的所有用戶只能看示教板使用者展示的屏幕廣播，根據課程的教學互動需要，開展網絡授課時讓老師作為示教板使用者，學生回答問題或向老師提問時讓學生作為示教板使用者；老師可以通過電子示教板管理頁點擊示教板發言的排序表讓學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，并且可以看到詳細的理由。在積分的內容里包括各方面的評估內容，比如師生的課堂考勤、老師對學生課堂測驗與提問的評分、學生對老師授課質量評估的積分等等。

3.頁面動態更新的方法

上面已經闡述了，每位用戶在網絡上所發生的教學行為都會被數據庫所記錄，數據庫內容的變更可以改變用戶頁面所顯示的內容。但是如何讓客戶端知道服務器里面的數據庫信息已經被變更了呢，也就是說如何觸發客戶端的動態更新？筆者使用了AJAX的方法，AJAX技術并不是一種孤立的技術，它是由多種技術綜合而成的，這些技術包括：JavaScript、DOM、XML和XMLHttpRequest，這些技術按照一定的方式發揮各自的作用構成AJAX技術。D0M實現動態顯示和交互，XML進行資料交換與處理，XMLHttpRequest進行異步數據讀取，JavaScript用于綁定和處理所有數據。[7]加入AJAX和.NET的緩存技術，減少服務器對大量冗余信息的處理，大大減輕服務器的工作量，使服務器能夠承受更多的用戶，具有更高的實時性和執行效率。[8]在動態網頁的設計中將觸發器的Timer設置為1秒，用戶端每隔1秒鐘，向服務器發送更新請求，如果所要顯示頁面的內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，用戶無需刷新頁面便可向服務器傳輸和讀寫數據。[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，增強了用戶體驗性；[10]用戶只要打開網絡課室的頁面，里面的內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、實現網絡平臺中實時交互的整體設計框架

綜合上面所闡述的各個實現環節，將設計思路歸納總結為如下流程圖。☉

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

[2]袁紅.基于WEB的醫學教學網站的功能與技術實現[J].中國醫學教育技術，2003（10）：300-302.

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

[4]李季.遠程實時交互式雙向視頻教學系統的設計與實現[J].現代電子技術，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：清華大學出版社，2007：107.

[7]馬綺麗.Ajax技術原理及應用[J].計算機光盤軟件與應用，2010（10）：69.

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

[9]徐蕊.AJAX技術及其WEB應用 [J].甘肅科技，2007（4）：76-77.

[10]王萍.AJAX在網絡教育軟件中的應用研究[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