基于ASP.NET技术的高校师生协同互动平台的构建

冉隆科

（重庆医科大学 计算机教研室，重庆 400016）

随着计算机网络的高速发展，计算机支持的协同学习（Computer Support for Collaborative Learning，CSCL）理论的提出和实现将从根本上改变人们传统的工作学习方式。在CSCL平台的支持下，教师、学生可突破地域和时间上的限制。进行同步远程教学、异步协同学习、讨论等合作性学习活动，从而调动学习者的学习积极性，提高学习效率。而师生互动式教学又是适应当代社会人文思潮的发展与教育教学改革的需要而出现的一种新的教学模式，它要求教学是一种师生双向互动的实践活动，教学过程不仅是一个教师单向传授知识的过程，而是一个学生主动学习的过程；不仅是一个认识的过程，而且也是一个师生相互交流与合作、相互启发与提高的过程。当前师生之间的互动交流采用3种方式：传统的BBS和FTP；采用E-mail、MSN和QQ等现代通讯方式；个人网站和BLOG（网络日志）。 这些交流互动方式比较单一，且没有提供统一的登录界面，各种功能之间需要相互切换，学生使用起来比较繁琐，因而缺乏主动性。当前高校中教师和学生存在着多种角色，就教师来说，除了教学之外，还要参加科研课题的研究，而且一个教师通常要上不同的班级，不同的专业。因而按其角色可以将其划归为师生团队、科研团队；学生除了上课，还要参加班集体活动，参加老师布置的课题作业设计。因而可划归为师生团队、班级团队和课题小组团队。任何一个高校的教务系统要实现教师和学生扮演的这么多角色，以及他们之间的关系、流程、工作和协同互动情况都是比较困难的。把高校师生的各种交互方式和交互内容有机结合起来，并在统一的平台界面下操作 ，从而提高师生的积极性和协同互动能力。它具有以下的优点[4-10]：

1）协同互动平台可以把教师的备课过程电子化、系统化老师原本的电子教案很可能是零散方式存储在计算机中的，一节课的资料可能是一个WORD教案、一个PPT文档和一些图片等资源构成，通过协作平台，可以在一个页面内将一堂课内容集合在一起呈现，有利于系统归档、资料梳理和今后的教学应用。

2）网络协同互动理念。平台可以建立各种协同互动团队，并让协作者参与进来，共同完成团队内的所有内容。利用教学团队可以共同完成同一个主题内容，班集体团队可以完成同一门学科的学习任务，课题小组团队可以完成同一个课题的研究和资料的积累。

3）互动功能。该平台集成了通知消息、在线论坛、邮件功能以及附件功能，使学生可以向教师提出问题，并提交作业；教师则可以针对性地回答学生的提问，并接受学生的反馈意见，以便即时调整教学内容。

4）操作简单，并可以实现平台在线办公。现在的文件存储设备较多，如U盘、移动硬盘和光盘等，这些用起来很不方便，且容易受到病毒的破坏。在协同互动平台下，每一个成员都有专门的资料空间，并存储在专用的数据库服务器中，比较安全且不不容易丢失。成员只要打开浏览器登陆进平台即可获取资料。

1 ASP.NET技术的优点和三层架构

1.1 ASP.NET的优点

ASP.NET是继Microsoft公司的ASP3.0之后推出的全新的动态网站设计与程序框架。它已经不再是ASP的一个升级版本了，而是Microsoft推出的新一代Active Server Pages脚本语言，作为Microsoft公司的NGWS（Next Generation Windows Services）的一个重要的组成部分，ASP.NET技术为开发WEB应用提供了更为强大方便的功能。它具有以下优点[2-3]：

1）ASENET 建立在 CLR （Common Language Runtime，通用语言运行环境）之上，可使用.NET Framework所提供的全部功能。用它开发的程序可以支持异常控制、类型安全、继承和动态，会通过即时编译来提供性能。

2）支持多种开发语言。在ASP.NET程序中还可以使用多种支持面向对象编程的强语言编写控制逻辑，如C#，VB.net和JavaScript 3种语言的支持，放弃了以前使用的VBScript脚本语言，使ASP.NET网页文件更具可读性。

3）对数据库的存取更加方便和快捷。ASP.net支持3种数据库连接方式，即ADO.NET，OLEDB和传统的ODBC，在这3种存取数据库的方法中，OLEDB效率最高。

4）具有良好的可扩展性与可定制性。在数据处理方面引入了更多的新技术，让ASP.NET远远超越了原有的Web开发语言，提供给Web开发人员更好的灵活性，有效缩短了Web应用程序开发的周期。

1.2 ASP.NET的三层网络架构

平台利用ASP.NET部署B/S的三层架构，三层是指表示层、中间层和数据层。表示层就是利用浏览器为客户提供应用服务的图形界面，负责直接跟用户进行交互；中间层位于表示层和数据层之间，由应用服务器和Web服务器实现系统的业务逻辑功能；中间层经过ADO.NET实现对数据层的数据进行访问，实现了显示、数据、逻辑的分开，减少了耦合度，更加灵活，便于维护；数据层是三层中的最底层，负责数据的存储和访问。三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交换.。协同互动平台采用ASP.NET的三层网络架构，如图1所示。

图1 协同互动平台的三层架构Fig.1 Three-tier architecture of the platform with cooperation and interaction

2 协同互动平台的构建

2.1 总体设计

高校师生协同互动平台总体设计如图2所示，该平台的参与者主要是教师和学生。通过3种类型的团队使教师与学生之间达到协同互动的目的。这3种团队包括教学团队、班级团队和课题组团队。教学团队可以共同完成同一个主题内容，班集团队可以完成同一门学科的学习任务，课题小组可以完成老师布置的同一个课题的研究和资料的积累。当然老师和学生可以同时参加多个团队。该平台开始由注册用户进入平台，在管理员授权下由需要创建团队的成员创建团队名称，其他的已注册用户加入到该团队中即可完成协同互动。登陆用户要参加到协同互动平台中，需要首先向团队管理员提出申请，经团队管理员确认后即可；退出某个团队有两种方式：一是参加者自己退出；二是团队管理员主动删除某个成员。师生协同互动的内容主要包括文件共享、通知公告、论坛留言、收发消息、网络硬盘和收发电子邮件。其中文件共享、通知公告和论坛留言又可分为公用部分和团队部分，具体功能如下：

文件共享：该平台文件共享可以分为两种方式：一是所有网络团体成员都可以使用的公共文件；二是针对每个团体的文件共享，只有加入该团体才能共享文件。

1）通知公告 当用户登陆进协同互动平台后，即可以查看来自系统和团体的通知公告内容。

2）论坛留言 除了公共论坛外，每个团体都有自己的论坛留言。通过留言学生可以把疑难问题发布在网上，老师和学生都可以回答。这便于大家共同探讨问题。

3）收发消息 通过该功能，协同互动平台的成员可以给自己熟悉的成员发消息；除此之外，还可以收到来自团体管理员发来的消息。

4）网络硬盘 笔者认为这是一个很好的功能。由于现代的存储介质，包括U盘、移动硬盘等，很不安全，并且很容易感染病毒，且需要随身携带。协同互动平台给每个注册用户开辟了5 G的专门空间，用来存放用户的文件。除此之外，用户还可以创建文件、编辑文件等日常办公。

5）收发电子邮件 只要登陆进协同互动平台，成员通过设置收发邮件服务器地址和密码，即可以通过该平台收发电子邮件，这样可以避免进入专门的电子邮件服务器收发邮件，非常方便快捷。

图2 平台的总体图Fig.2 The framework of the platform

2.2 数据库设计

该平台所需要建立的库有文件库（包括文件库和文件夹库）、论坛库（包括论坛发帖和论坛发帖回复库）、成员库、消息库、公告通知库、个人空间库（包括个人空间、文件和文件夹库）等库。其关系如图3所示。

涉及到的主要数据表有 tblFiles、tblFolders、tblForumPosts、tblForumReply、tblMembers、tblMessages、tblNotices、tblPosts、tblSpace、tblSpaceFile、tblSpaceFolder、tblTeamMembers和 tblTeams等表。在平台中，由于学生和教师的角色比较多，而各种角色之间是互相联系的。为了把这种关系表达出来，本平台全部采用数据存储过程来实现。一方面是加快数据访问速度，另一方面出于安全考虑。

2.3 数据访问的安全设计

该平台不仅在功能上实现学生和教师的协同互助，而且还采取以下措施保证系统的安全性[1]：

1）对数据的访问使用存储过程 实现代码部分全部采用存储过程实现对数据的操作，通过存储过程可以实现用户和数据的隔离，避免了任何对数据表的完全访问和更新，而是通过执行存储过程实现对数据表中添加如AND或者OR的操作符。存储过程还有助于对用户屏蔽数据库的内部实现以减少你的应用程序泄密的危险，保证了数据的正确和安全。

图3 数据库的E-R图Fig.3 E-R diagram of the database

2）对数据库连接部分用dll文件封装 在基于ASP.NET的Web应用程序中，绝大多数连接数据库的字符串信息都存放在应用程序根目录下的Web.config或global.aspx文件中。从某种程度上来讲，Web.config是安全的，因为它不允许被客户端浏览器下载。但所有这些连接信息都是以明文字符串方式存放，极易被少数别有用心的人和入侵者访问和入侵，因而造成Web服务器的不安全。在本平台中，通过单独新建Web应用程序，把连接数据库的字符串用类封装，最后单独编译成dll文件。在平台的登录页面文件login.aspx的后台代码中实例化该类，即可以连接到数据库。其连接数据的类（类名为AtWorkUtilities.vb）中的关键函数代码如下：'构造函数，通过连接字符参数来连接到SQL数据库Public Sub New（ByVal ConnectionString As String）

m_cnDB=New SqlConnection（ConnectionString）

m_cnDB.Open（）

End Sub

'运行存储过程

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

'关闭数据库连接

Public Sub Close（）

m_cnDB.Close（）

End Sub

'主程序实例化连接类

Dim DB As New AtWorkUtilities.Database

3）数据库中用户和文件的加密处理 采用ASP.NET可以方便地对数据库中用户信息和文件实现加密，在命名空间System.Web.Security中包含了类FormAuthentication，其中有一个方法HasllPasswordForStoringlnConfigFile可解决此问题，它支持用于加密字符串的“SHAl”和“MD5”散列算法[2]，将用户提供的密码变更乱码，然后存储起来。这样在数据库中存储的就不是实际的密码而是加密后的密码，保证了用户、数据和数据库的安全。

3 平台实现

高校师生协同互动平台服务器端采用微软WindowsXP或Windows Server2003操作系统，分别以IIS作为Web服务器及SQLServer2005作为数据库服务器，开发工具为Microsoft Visual Studio.NET 2005，采用B/S的三层架构，客服端只需要在Windows2000以上的操作系统上通过浏览器访问即可，非常方便快捷。该平台经前期的调试、部署，现以在重庆医科大学2009部分班级中试运行。

4 结束语

高校师生协同互动平台是适应计算机网络发展和建设数字化校园应用而生。它的出现能有效解决高校教师和学生之间互动不足的弊端，采用该平台能充分调动学生的积极性，加强教师和学生之间的互动交流，对现代高校教学起着重要的促进作用。

[1]王厢，王崇骏，谢俊元，等.基于Agent的网络入侵检测技术的研究[J].计算机科学，2006，33（12）：65-77.WANG Xiang ，WANG Chong-jun，XIE Jun-yuan，et al.Research on agent-based intrusion detection technique[J].Computer Science，2006，33（12）：65-77.

[2]李敏波.ASP.NET 1.1高级编程[M].清华大学出版社，2005.

[3]Esposito D.ASP.NET2.0技术内幕[M].施平乐，译.北京：清华大学出版社，2006.

[4]何克抗.计算机辅助教育[M].北京：教育出版社，1997.

[5]王珠珠，张伟远.我国普通高校网上教学平台及网站建设的现状分析[J].中国远程教育，2005（2）：40-44.WANG Zhu-zhu，ZHANG Wei-yuan.Online teaching platforms and websites in China's universities[J].China Distance Education，2005（2）：40-44.

[6]陈江宁.基于网络即时通讯系统的远程语音室环境构建[J].中国电化教育，2010（3）：113-116.CHEN Jiang-ning.Builting for remote language lab environment based on network instant communication system[J].China Educational Technology，2010（3）：113-116.

[7]周芃，张冬茉.基于Asp.net技术E-learning Centre平台的研究与设计[J].微型电脑应用，2011，27（2）：11-13 ZHOU Peng，ZHANG Dong-mo.Research and design on E-learning centre platform based on Asp.net technology[J].Microcomputer Applications，2011，27（2）：11-13.

[8]何克抗.计算机辅助教育[M].北京：高等教育出版社，1997.

[9]陈娬，卢勃.香港公开大学网络课程建设及其启示[J].广州广播电视大学学报，2009，9（4）：5-9.CHEN Wu，LU Bo.Online course development of OUHK and its enlightenments[J].Joural of Guangzhou Radio&Tv University，2009，9（4）：5-9.

[10]张伟远，王立勋.网上教学平台的特征之国际比较[J].江苏广播电视大学学报，2003，14（5）：5-12.ZHANG Wei-yuan，WANG Li-xun.The international scale of Online teaching platforms：a comparative investigation[J].Journal of Jiangsu Radio&Television University，2003，14（5）：5-12.