冉隆科

（重慶醫(yī)科大學(xué) 計(jì)算機(jī)教研室，重慶 400016）

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同學(xué)習(xí)（Computer Support for Collaborative Learning，CSCL）理論的提出和實(shí)現(xiàn)將從根本上改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的工作學(xué)習(xí)方式。在CSCL平臺(tái)的支持下，教師、學(xué)生可突破地域和時(shí)間上的限制。進(jìn)行同步遠(yuǎn)程教學(xué)、異步協(xié)同學(xué)習(xí)、討論等合作性學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)效率。而師生互動(dòng)式教學(xué)又是適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)人文思潮的發(fā)展與教育教學(xué)改革的需要而出現(xiàn)的一種新的教學(xué)模式，它要求教學(xué)是一種師生雙向互動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng)，教學(xué)過程不僅是一個(gè)教師單向傳授知識(shí)的過程，而是一個(gè)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程；不僅是一個(gè)認(rèn)識(shí)的過程，而且也是一個(gè)師生相互交流與合作、相互啟發(fā)與提高的過程。當(dāng)前師生之間的互動(dòng)交流采用3種方式：傳統(tǒng)的BBS和FTP；采用E-mail、MSN和QQ等現(xiàn)代通訊方式；個(gè)人網(wǎng)站和BLOG（網(wǎng)絡(luò)日志）。 這些交流互動(dòng)方式比較單一，且沒有提供統(tǒng)一的登錄界面，各種功能之間需要相互切換，學(xué)生使用起來比較繁瑣，因而缺乏主動(dòng)性。當(dāng)前高校中教師和學(xué)生存在著多種角色，就教師來說，除了教學(xué)之外，還要參加科研課題的研究，而且一個(gè)教師通常要上不同的班級(jí)，不同的專業(yè)。因而按其角色可以將其劃歸為師生團(tuán)隊(duì)、科研團(tuán)隊(duì)；學(xué)生除了上課，還要參加班集體活動(dòng)，參加老師布置的課題作業(yè)設(shè)計(jì)。因而可劃歸為師生團(tuán)隊(duì)、班級(jí)團(tuán)隊(duì)和課題小組團(tuán)隊(duì)。任何一個(gè)高校的教務(wù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生扮演的這么多角色，以及他們之間的關(guān)系、流程、工作和協(xié)同互動(dòng)情況都是比較困難的。把高校師生的各種交互方式和交互內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，并在統(tǒng)一的平臺(tái)界面下操作 ，從而提高師生的積極性和協(xié)同互動(dòng)能力。它具有以下的優(yōu)點(diǎn)[4-10]：

1）協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)可以把教師的備課過程電子化、系統(tǒng)化老師原本的電子教案很可能是零散方式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的，一節(jié)課的資料可能是一個(gè)WORD教案、一個(gè)PPT文檔和一些圖片等資源構(gòu)成，通過協(xié)作平臺(tái)，可以在一個(gè)頁面內(nèi)將一堂課內(nèi)容集合在一起呈現(xiàn)，有利于系統(tǒng)歸檔、資料梳理和今后的教學(xué)應(yīng)用。

2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)同互動(dòng)理念。平臺(tái)可以建立各種協(xié)同互動(dòng)團(tuán)隊(duì)，并讓協(xié)作者參與進(jìn)來，共同完成團(tuán)隊(duì)內(nèi)的所有內(nèi)容。利用教學(xué)團(tuán)隊(duì)可以共同完成同一個(gè)主題內(nèi)容，班集體團(tuán)隊(duì)可以完成同一門學(xué)科的學(xué)習(xí)任務(wù)，課題小組團(tuán)隊(duì)可以完成同一個(gè)課題的研究和資料的積累。

3）互動(dòng)功能。該平臺(tái)集成了通知消息、在線論壇、郵件功能以及附件功能，使學(xué)生可以向教師提出問題，并提交作業(yè)；教師則可以針對(duì)性地回答學(xué)生的提問，并接受學(xué)生的反饋意見，以便即時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

4）操作簡(jiǎn)單，并可以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)在線辦公?，F(xiàn)在的文件存儲(chǔ)設(shè)備較多，如U盤、移動(dòng)硬盤和光盤等，這些用起來很不方便，且容易受到病毒的破壞。在協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)下，每一個(gè)成員都有專門的資料空間，并存儲(chǔ)在專用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，比較安全且不不容易丟失。成員只要打開瀏覽器登陸進(jìn)平臺(tái)即可獲取資料。

1 ASP.NET技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和三層架構(gòu)

1.1 ASP.NET的優(yōu)點(diǎn)

ASP.NET是繼Microsoft公司的ASP3.0之后推出的全新的動(dòng)態(tài)網(wǎng)站設(shè)計(jì)與程序框架。它已經(jīng)不再是ASP的一個(gè)升級(jí)版本了，而是Microsoft推出的新一代Active Server Pages腳本語言，作為Microsoft公司的NGWS（Next Generation Windows Services）的一個(gè)重要的組成部分，ASP.NET技術(shù)為開發(fā)WEB應(yīng)用提供了更為強(qiáng)大方便的功能。它具有以下優(yōu)點(diǎn)[2-3]：

1）ASENET 建立在 CLR （Common Language Runtime，通用語言運(yùn)行環(huán)境）之上，可使用.NET Framework所提供的全部功能。用它開發(fā)的程序可以支持異?？刂?、類型安全、繼承和動(dòng)態(tài)，會(huì)通過即時(shí)編譯來提供性能。

2）支持多種開發(fā)語言。在ASP.NET程序中還可以使用多種支持面向?qū)ο缶幊痰膹?qiáng)語言編寫控制邏輯，如C#，VB.net和JavaScript 3種語言的支持，放棄了以前使用的VBScript腳本語言，使ASP.NET網(wǎng)頁文件更具可讀性。

3）對(duì)數(shù)據(jù)庫的存取更加方便和快捷。ASP.net支持3種數(shù)據(jù)庫連接方式，即ADO.NET，OLEDB和傳統(tǒng)的ODBC，在這3種存取數(shù)據(jù)庫的方法中，OLEDB效率最高。

4）具有良好的可擴(kuò)展性與可定制性。在數(shù)據(jù)處理方面引入了更多的新技術(shù)，讓ASP.NET遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了原有的Web開發(fā)語言，提供給Web開發(fā)人員更好的靈活性，有效縮短了Web應(yīng)用程序開發(fā)的周期。

1.2 ASP.NET的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

平臺(tái)利用ASP.NET部署B(yǎng)/S的三層架構(gòu)，三層是指表示層、中間層和數(shù)據(jù)層。表示層就是利用瀏覽器為客戶提供應(yīng)用服務(wù)的圖形界面，負(fù)責(zé)直接跟用戶進(jìn)行交互；中間層位于表示層和數(shù)據(jù)層之間，由應(yīng)用服務(wù)器和Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯功能；中間層經(jīng)過ADO.NET實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，實(shí)現(xiàn)了顯示、數(shù)據(jù)、邏輯的分開，減少了耦合度，更加靈活，便于維護(hù)；數(shù)據(jù)層是三層中的最底層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問。三層體系的應(yīng)用程序?qū)I(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)訪問、合法性校驗(yàn)等工作放到了中間層進(jìn)行處理。通常情況下，客戶端不直接與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，而是通過COM/DCOM通訊與中間層建立連接，再經(jīng)由中間層與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交換.。協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)采用ASP.NET的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)的三層架構(gòu)Fig.1 Three-tier architecture of the platform with cooperation and interaction

2 協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)的構(gòu)建

2.1 總體設(shè)計(jì)

高校師生協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)總體設(shè)計(jì)如圖2所示，該平臺(tái)的參與者主要是教師和學(xué)生。通過3種類型的團(tuán)隊(duì)使教師與學(xué)生之間達(dá)到協(xié)同互動(dòng)的目的。這3種團(tuán)隊(duì)包括教學(xué)團(tuán)隊(duì)、班級(jí)團(tuán)隊(duì)和課題組團(tuán)隊(duì)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)可以共同完成同一個(gè)主題內(nèi)容，班集團(tuán)隊(duì)可以完成同一門學(xué)科的學(xué)習(xí)任務(wù)，課題小組可以完成老師布置的同一個(gè)課題的研究和資料的積累。當(dāng)然老師和學(xué)生可以同時(shí)參加多個(gè)團(tuán)隊(duì)。該平臺(tái)開始由注冊(cè)用戶進(jìn)入平臺(tái)，在管理員授權(quán)下由需要?jiǎng)?chuàng)建團(tuán)隊(duì)的成員創(chuàng)建團(tuán)隊(duì)名稱，其他的已注冊(cè)用戶加入到該團(tuán)隊(duì)中即可完成協(xié)同互動(dòng)。登陸用戶要參加到協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)中，需要首先向團(tuán)隊(duì)管理員提出申請(qǐng)，經(jīng)團(tuán)隊(duì)管理員確認(rèn)后即可；退出某個(gè)團(tuán)隊(duì)有兩種方式：一是參加者自己退出；二是團(tuán)隊(duì)管理員主動(dòng)刪除某個(gè)成員。師生協(xié)同互動(dòng)的內(nèi)容主要包括文件共享、通知公告、論壇留言、收發(fā)消息、網(wǎng)絡(luò)硬盤和收發(fā)電子郵件。其中文件共享、通知公告和論壇留言又可分為公用部分和團(tuán)隊(duì)部分，具體功能如下：

文件共享：該平臺(tái)文件共享可以分為兩種方式：一是所有網(wǎng)絡(luò)團(tuán)體成員都可以使用的公共文件；二是針對(duì)每個(gè)團(tuán)體的文件共享，只有加入該團(tuán)體才能共享文件。

1）通知公告 當(dāng)用戶登陸進(jìn)協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)后，即可以查看來自系統(tǒng)和團(tuán)體的通知公告內(nèi)容。

2）論壇留言 除了公共論壇外，每個(gè)團(tuán)體都有自己的論壇留言。通過留言學(xué)生可以把疑難問題發(fā)布在網(wǎng)上，老師和學(xué)生都可以回答。這便于大家共同探討問題。

3）收發(fā)消息 通過該功能，協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)的成員可以給自己熟悉的成員發(fā)消息；除此之外，還可以收到來自團(tuán)體管理員發(fā)來的消息。

4）網(wǎng)絡(luò)硬盤 筆者認(rèn)為這是一個(gè)很好的功能。由于現(xiàn)代的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括U盤、移動(dòng)硬盤等，很不安全，并且很容易感染病毒，且需要隨身攜帶。協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)給每個(gè)注冊(cè)用戶開辟了5 G的專門空間，用來存放用戶的文件。除此之外，用戶還可以創(chuàng)建文件、編輯文件等日常辦公。

5）收發(fā)電子郵件 只要登陸進(jìn)協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)，成員通過設(shè)置收發(fā)郵件服務(wù)器地址和密碼，即可以通過該平臺(tái)收發(fā)電子郵件，這樣可以避免進(jìn)入專門的電子郵件服務(wù)器收發(fā)郵件，非常方便快捷。

圖2 平臺(tái)的總體圖Fig.2 The framework of the platform

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

該平臺(tái)所需要建立的庫有文件庫（包括文件庫和文件夾庫）、論壇庫（包括論壇發(fā)帖和論壇發(fā)帖回復(fù)庫）、成員庫、消息庫、公告通知庫、個(gè)人空間庫（包括個(gè)人空間、文件和文件夾庫）等庫。其關(guān)系如圖3所示。

涉及到的主要數(shù)據(jù)表有 tblFiles、tblFolders、tblForumPosts、tblForumReply、tblMembers、tblMessages、tblNotices、tblPosts、tblSpace、tblSpaceFile、tblSpaceFolder、tblTeamMembers和 tblTeams等表。在平臺(tái)中，由于學(xué)生和教師的角色比較多，而各種角色之間是互相聯(lián)系的。為了把這種關(guān)系表達(dá)出來，本平臺(tái)全部采用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程來實(shí)現(xiàn)。一方面是加快數(shù)據(jù)訪問速度，另一方面出于安全考慮。

2.3 數(shù)據(jù)訪問的安全設(shè)計(jì)

該平臺(tái)不僅在功能上實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師的協(xié)同互助，而且還采取以下措施保證系統(tǒng)的安全性[1]：

1）對(duì)數(shù)據(jù)的訪問使用存儲(chǔ)過程 實(shí)現(xiàn)代碼部分全部采用存儲(chǔ)過程實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的操作，通過存儲(chǔ)過程可以實(shí)現(xiàn)用戶和數(shù)據(jù)的隔離，避免了任何對(duì)數(shù)據(jù)表的完全訪問和更新，而是通過執(zhí)行存儲(chǔ)過程實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)表中添加如AND或者OR的操作符。存儲(chǔ)過程還有助于對(duì)用戶屏蔽數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)以減少你的應(yīng)用程序泄密的危險(xiǎn)，保證了數(shù)據(jù)的正確和安全。

圖3 數(shù)據(jù)庫的E-R圖Fig.3 E-R diagram of the database

2）對(duì)數(shù)據(jù)庫連接部分用dll文件封裝 在基于ASP.NET的Web應(yīng)用程序中，絕大多數(shù)連接數(shù)據(jù)庫的字符串信息都存放在應(yīng)用程序根目錄下的Web.config或global.aspx文件中。從某種程度上來講，Web.config是安全的，因?yàn)樗辉试S被客戶端瀏覽器下載。但所有這些連接信息都是以明文字符串方式存放，極易被少數(shù)別有用心的人和入侵者訪問和入侵，因而造成Web服務(wù)器的不安全。在本平臺(tái)中，通過單獨(dú)新建Web應(yīng)用程序，把連接數(shù)據(jù)庫的字符串用類封裝，最后單獨(dú)編譯成dll文件。在平臺(tái)的登錄頁面文件login.aspx的后臺(tái)代碼中實(shí)例化該類，即可以連接到數(shù)據(jù)庫。其連接數(shù)據(jù)的類（類名為AtWorkUtilities.vb）中的關(guān)鍵函數(shù)代碼如下：'構(gòu)造函數(shù)，通過連接字符參數(shù)來連接到SQL數(shù)據(jù)庫Public Sub New（ByVal ConnectionString As String）

m_cnDB=New SqlConnection（ConnectionString）

m_cnDB.Open（）

End Sub

'運(yùn)行存儲(chǔ)過程

Public Function ExecuteStoredProc （ByVal SQL As String） As

Integer

Dim lngRecords As Integer

Dim cmdQuery As New SqlCommand

cmdQuery.Connection=m_cnDB

cmdQuery.CommandText=SQL

cmdQuery.CommandType=CommandType.StoredProcedure

lngRecords=cmdQuery.ExecuteNonQuery（）

End Function

'關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接

Public Sub Close（）

m_cnDB.Close（）

End Sub

'主程序?qū)嵗B接類

Dim DB As New AtWorkUtilities.Database

3）數(shù)據(jù)庫中用戶和文件的加密處理 采用ASP.NET可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)庫中用戶信息和文件實(shí)現(xiàn)加密，在命名空間System.Web.Security中包含了類FormAuthentication，其中有一個(gè)方法HasllPasswordForStoringlnConfigFile可解決此問題，它支持用于加密字符串的“SHAl”和“MD5”散列算法[2]，將用戶提供的密碼變更亂碼，然后存儲(chǔ)起來。這樣在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的就不是實(shí)際的密碼而是加密后的密碼，保證了用戶、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的安全。

3 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

高校師生協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)服務(wù)器端采用微軟WindowsXP或Windows Server2003操作系統(tǒng)，分別以IIS作為Web服務(wù)器及SQLServer2005作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，開發(fā)工具為Microsoft Visual Studio.NET 2005，采用B/S的三層架構(gòu)，客服端只需要在Windows2000以上的操作系統(tǒng)上通過瀏覽器訪問即可，非常方便快捷。該平臺(tái)經(jīng)前期的調(diào)試、部署，現(xiàn)以在重慶醫(yī)科大學(xué)2009部分班級(jí)中試運(yùn)行。

4 結(jié)束語

高校師生協(xié)同互動(dòng)平臺(tái)是適應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和建設(shè)數(shù)字化校園應(yīng)用而生。它的出現(xiàn)能有效解決高校教師和學(xué)生之間互動(dòng)不足的弊端，采用該平臺(tái)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的互動(dòng)交流，對(duì)現(xiàn)代高校教學(xué)起著重要的促進(jìn)作用。

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