Silverlight在医学网络课程中的应用

2012-01-27郑磊琦张守亮

中国科技信息 2012年4期

关键词：新乡电子白板客户端

郑磊琦张守亮

1.新乡医学院现代教育技术中心； 2.新乡医学院第二附属医院，河南新乡 453000

Silverlight在医学网络课程中的应用

郑磊琦1张守亮2

1.新乡医学院现代教育技术中心； 2.新乡医学院第二附属医院，河南新乡 453000

Sliverlight是众多RIA技术中有代表性的一种，它具有响应速度快、交互好、多维展示等特点，使用该技术能实现多媒体演示、电子白板、在线考试、虚拟课堂等。

网络课程；RIA；Sliverlight；电子白板；虚拟课堂

随着网络教育的发展，各种功能丰富，结构完整的网络教学平台不断涌现，网络课程的数量也在迅速增长，开放的学习条件、丰富的学习资源使得网络教学具有传统教学方法无法比拟的优势，医学教育已不再是传统的单一课堂授课方式,而是现代课堂教学与“网络化学习”相结合的更加灵活的混合教学模式[1]。

医学网络课程中资源涉及大量的三维标本、视频和动画演示，在网络教学平台中，容易出现以下问题：（1）学生学习浏览时需要安装相应的插件，存在管理、维护不便问题；（2）虽然操作简单，但要开发出丰富的效果来展示数据，实现复杂的交互较为困难；（3）浏览器兼容性不好容易影响系统正常运行，这些在浏览过程中的“体验问题”越来越突出，导致学生的参与度不高。

在医学网络课程开发中使用R I A（Rich Internet Applications）技术可以解决这些问题。

RIA是将桌面应用程序的交互的用户体验与传统的Web应用的部署灵活性结合起来的网络应用程序。当前较有特色的几种RIA技术有Flex、Silverlight、JavaFX等。在医学网络课程的开发中使用Silverlight 技术，可以充分运用客户端的计算能力，借助于客户端的脚本引擎，将部分服务器的运算转移至客户端，保证了快速的响应和方便的交互，带来良好的学习者体验，从而提高了学习者的学习效率和质量。

1.Silverlight 技术

Silverlight 是由微软公司推出的一个安装简单的、跨平台、跨浏览器插件，可以实现如 P2P网络电视、视频分享、电子相册、在线游戏、搜索引擎以及其他交互丰富的网络服务。目前 Silverlight 最新的版本是 5.0Beta。与其他RIA技术相比，Silverlight有以下几个方面的特点：

1.1 支持多线程，可发挥客户端多CPU处理能力。

1.2 S i l v e r l i g h t可以使用.N E T Framework支持的任意语言(包括VB. NET、C #和JavaScript)来创建基于Silverlight的应用程序，开发出交互性更强的互动多媒体网站，而Flash在程序控制方面相对较弱。

1.3 以XAML为基础的表现层在客户端可以看到程序的源代码，搜索引擎可索引其内容，利于搜索引擎优化；而Flash则是在导出时生成swf格式的二进制文件，因此搜索引擎很难对其进行索引[2]。

1.4 Silverlight由微软开发，在服务器和应用平台方面具有天然的优势。

1.5 可同时播放多段HD视频，Flash视频的质量与之相比还有一定差距。

2. Silverlight在医学网络课程中的应用

开发医学网络课程涉及多个方面，下面主要从用户体验方面讨论Silverlight的应用效果。

2.1 多媒体演示

学生利用网络课程进行学习主要是学生在自适应环境下的自主学习 ,教师应为学生创设形象多样的情境,使学生能够更好地同化新知识。在医学网络课程中更是需要大量的图片、视频来展示所需要内容，给学生以直观的印象。

图片在情境创设中显现出其独特的优势，作为多媒体呈现的重要手段，其呈现方式对学生的学习效果具有明显影响。Silverlight除了能如flash一样以矢量方式对图像进行无限制的伸缩外，还可使图片具有3D效果，即透视化3D。与把一个3D空间对象投影到2D空间中不同，透视化3D，就是把2D对象放到3D空间中去[3]。利用图像的PlaneProjection属性使其具有在3维形状，如RotationY使对象在三维坐标中沿着Y 轴旋转一定的度数，GlobalOffsetX是在X轴坐标上的偏移。

在网络课程中播放教学视频，为保持播放流畅，往往降低画面分辨率，致使画质不清晰，细节表现不足；倘若网络带宽不足或服务器负载过大，经常会造成视频播放中途停止或断续的现象，将降低学习者的学习兴趣，影响学习效果。Flash视频（flv）虽然可以流畅播放教学视频，然而全屏观看时的视频质量还有待提高。Silverlight支持可扩展的解码器，不会因为传输或播放大量内容而影响播放质量。Silverlight 5现在支持 GPU加速视频解码，这大大减少了CPU加载高清视频的时间。即使是低性能的上网本，使用Silverlight5也能观看1080p高清晰视频。学生若需要加快教学视频观看的同时听懂所讲的内容，可在客户端通过自动音频修复效果器用不同的速度播放视频内容。

2.2 电子白板

电子白板是医学网络课程中常用的也是重要的辅助教学工具，教师通过电子白板讲解教学内容和提出问题，学生也可以通过白板回答问题、提出问题、查看老师和其他学生的发言，实现师生、生生间的实时在线讨论和交流。

基于 Silverlight 的电子白板主要利用XAML+WCF 技术实现。可以使多人同时使用白板绘制图形，发送文本消息，而这些动作都将会反映在每个使用者的屏幕上。

Silverlight通过调用继承于 Canvas 对象的 InkPresenter对象,在画面上规范处一块可供描绘的区域，给用户提供在线的自由笔迹编辑和采集功能，即“数字墨水”，把笔迹用 BASE64编码，发送到服务器，完成笔迹采集工作；之后，客户端从服务器端获取采集信息，实现笔迹的解码和显示，使得我们在网页的上书写变得像拿着光笔在触摸屏上书写一样简单，免去键盘输入的不便。这项功能使老师和学生、学生和学生之的交流和讨论更为简洁方便，提高了互动的效果与效率。

2.3 在线考试

在传统的医学考试中，除了选择题以外，还有匹配题、主观题、绘图等，而目前在线考试系统以客观题和简单的文字主观题居多，一般的实现模式是在客户端呈现数据，所有运算返回服务器端执行，即事件处理程序（如鼠标点击）由服务器端处理，结果再返回到客户端，因此交互性能有限。

Silverlight技术提供的高互动性，客户端与网页的交互可以采用桌面系统类似的方式在本地实现，即代码在浏览器端运行，事件处理程序由客户端处理完成。这意味着客户端除了可以处理常用的鼠标单击双击事件外，也可处理拖曳鼠标事件。利用此项功能，结合数据库可实现匹配类型题目的设计。若设定一定区域为答案区，考生可将选定的答案拖曳至答案区，并将选择的答案隐藏，可在一定程度上防止作弊现象的发生。另外，利用“数字墨水”[4]功能，可以延续传统考试的风格，实现和传统考试一样的自由书写。

2.4 虚拟课堂

在网络课程教学中使用虚拟课堂能够达到更好的效果，如果使用Silverlight 1.1开始有Balder 3D 引擎支持，且是开源的，其独特的渲染引擎、实体结构、阴影系统提供了一个完整的、易于使用的并可完全定制的3D图形开发环境，可提供基于网络的真正的实时三维图形。至Silverlight 5，又增加Graphics Processing Unit（GPU）加速3D API支持，提供更好的3D效果。

Silverlight中的SilverMotion3D控件提供了快速实时渲染效果，充分利用多核心CPU系统，以获得硬件的最大性能；其友好的、功能齐全的API，使用户基本上无需专业的三维力学知识，就可以展开工作，这对医学院校教师来说尤为方便。教师可以方便的导入包含各种动态灯光、相片和素材的完整3D场景（包含Blender，3DS Max，Maya，MilkShape等），就可以在浏览器中生成虚拟场景，如组建虚拟标本实验室；另外，SilverMotion还具有自动关键帧动画功能、运行时完全动态摄像机可调位置、目标、视野、镜头焦距、屏幕宽高比和投影类型，可定制的对象和动作的转换，精确的屏幕采摘等功能，要实现动态的，交互式效果，以模拟真实的教学场景。