王 曄，劉 紅，劉 斐，雷長海

（第二軍醫(yī)大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)信息中心，上海 200433）

基于WCF技術(shù)架構(gòu)的移動(dòng)教學(xué)信息查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

王 曄，劉 紅，劉 斐，雷長海

（第二軍醫(yī)大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)信息中心，上海 200433）

移動(dòng)學(xué)習(xí)是移動(dòng)通信技術(shù)在教育中應(yīng)用的一種嶄新學(xué)習(xí)形式。利用手持設(shè)備開展移動(dòng)教學(xué)活動(dòng)，提高信息資源的利用率是國內(nèi)外教育界研究的前沿和探討的熱點(diǎn)，更是高校面向現(xiàn)代化教學(xué)改革研究的重點(diǎn)。文章以高效而準(zhǔn)確地為教師和學(xué)生提供教學(xué)相關(guān)信息為著眼點(diǎn)，基于WCF技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)教學(xué)信息查詢系統(tǒng)，為提高學(xué)校教育信息化水平進(jìn)行了有益的嘗試。

WCF；移動(dòng)教學(xué)；信息系統(tǒng)

在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的第十九章第五十九條中寫道：“充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制和管理模式，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施?！边@對(duì)高校的“十二五”建設(shè)是相當(dāng)有啟發(fā)的，有助于高校從一個(gè)更廣泛的層面去做知識(shí)管理，實(shí)施資源的開發(fā)和利用。[1]

移動(dòng)通信技術(shù)與移動(dòng)計(jì)算技術(shù)在教育中的應(yīng)用使得教育中出現(xiàn)了一種嶄新的學(xué)習(xí)形式——移動(dòng)學(xué)習(xí)（Mobile Learning）。隨著我國移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的不斷發(fā)展，如何利用手持設(shè)備開展移動(dòng)教學(xué)活動(dòng)便成為本世紀(jì)國內(nèi)外教育界研究的前沿和探討的熱點(diǎn)，更是高校面向現(xiàn)代化教學(xué)改革研究的重點(diǎn)。[2]

我們以高效而準(zhǔn)確地為教師和學(xué)生提供教學(xué)相關(guān)信息為著眼點(diǎn)，基于WCF技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)教學(xué)信息查詢系統(tǒng)，為提高我校教育信息化水平進(jìn)行了有益的嘗試。Web服務(wù)器程序開發(fā)選用ASP.NET技術(shù)，數(shù)據(jù)庫選用了安全性和效率都比較高的MS SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫。

一、WCF簡介

WCF（Windows Communication Foundation）是一個(gè)面向服務(wù)編程的綜合分層架構(gòu)。該架構(gòu)的頂層稱為服務(wù)模型層(Service Model Layer)，使用戶用最少的時(shí)間和精力建立自己的軟件產(chǎn)品和外界通信的模型。它使得開發(fā)者能夠建立一個(gè)跨平臺(tái)的安全、可信賴、事務(wù)性的解決方案，且能與已有系統(tǒng)兼容協(xié)作。

一個(gè)WCF Service由三部分構(gòu)成，如圖1所示。

（1）Service Class：一個(gè)標(biāo)記了[ServiceContract]屬性的類，在其中可能包含多個(gè)方法。

（2）Host（宿主）：可以是應(yīng)用程序、進(jìn)程如 Windows Service等，組成了WCF Service運(yùn)行環(huán)境。

（3）Endpoints（端點(diǎn)）：可以是一個(gè)，也可以是一組。 它是WCF實(shí)現(xiàn)通信的核心要素。

其中，每個(gè)端點(diǎn)都有一個(gè)綁定，一個(gè)地址和一個(gè)契約：綁定指定該端點(diǎn)如何與外界通信，也就是為端點(diǎn)指定通信協(xié)議，包括傳輸協(xié)議、編碼協(xié)議和安全協(xié)議。端點(diǎn)和客戶端通過傳輸協(xié)議通信。比較常用的是HTTP和TCP；在進(jìn)入通信鏈路之前，端點(diǎn)和客戶通過編碼協(xié)議對(duì)通信進(jìn)行編碼。比較常見的是XML文件二進(jìn)制碼；端點(diǎn)和用戶通過安全協(xié)議保證通信的安全。比如一些敏感的信息，要求通過加密的傳輸信道。比較常見的是HTTPS和WS-Security。 端點(diǎn)地址指定端點(diǎn)的位置，如果通過端點(diǎn)與WCF通信，必須把通信指定到網(wǎng)絡(luò)地址。端點(diǎn)上的契約指定通過該端點(diǎn)的用戶能訪問到WCF服務(wù)的什么操作。

在我們的系統(tǒng)中，移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)利用短信Modem構(gòu)架一個(gè)校園網(wǎng)范圍內(nèi)的短信網(wǎng)關(guān)，提供給各種異構(gòu)的應(yīng)用程序（比如教務(wù)管理平臺(tái)、學(xué)員網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)、校園網(wǎng)論壇、設(shè)備預(yù)約平臺(tái)等等）調(diào)用接口，這些外部程序都是由不同程序設(shè)計(jì)語言開發(fā)的，運(yùn)行在不同平臺(tái)上，因此，我們選擇使用WebService作為中間業(yè)務(wù)層，而以WCF為基礎(chǔ)構(gòu)建的WebServie可以不使用IIS作為宿主程序，以用戶自開發(fā)的Windows服務(wù)程序作為宿主，可以添加定時(shí)器等有交互狀態(tài)的功能。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

移動(dòng)教學(xué)目的是利用移動(dòng)設(shè)備和移動(dòng)通信網(wǎng)方便地訪問校園網(wǎng)上的教育資源。移動(dòng)教學(xué)信息查詢系統(tǒng)并不是脫離現(xiàn)有校園網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)的獨(dú)立系統(tǒng),相反,它需要依賴現(xiàn)有校園網(wǎng)內(nèi)豐富的教育資源來實(shí)現(xiàn)自身的教育功能，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

其中硬件方面主要有兩部分構(gòu)成：第一，移動(dòng)學(xué)習(xí)設(shè)備，指教師或?qū)W生持有的移動(dòng)設(shè)備，目前一般指手機(jī)或PDA。其主要功能是接收來自移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)教育信息。第二，移動(dòng)短信模塊，其主要功能是接收、記錄來自使用者的需求信息，并發(fā)送對(duì)應(yīng)的教學(xué)信息查詢結(jié)果。

軟件方面除依托現(xiàn)有的教務(wù)管理數(shù)據(jù)庫外，還包括基于WCF技術(shù)架構(gòu)的通訊平臺(tái)。其主要功能是：（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)短信模塊自動(dòng)化控制，可通過短消息與用戶實(shí)現(xiàn)有限字符的通信；（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)資源服務(wù)器的訪問，并完成一定的教學(xué)活動(dòng)，如進(jìn)度查詢、安排通知等；（3）完成教學(xué)資源信息與移動(dòng)通信信息的格式轉(zhuǎn)換。

三、系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

（1）核心類設(shè)計(jì)

（2）關(guān)鍵代碼

//短信模塊控制

public static string sendSMS(string sPhoneNum,string sContent)

{

if (Sms_Connection (CopyRightStr,3,9600,out TypeStr,out CopyRightToCOM)==1)///5為串口號(hào)，0為紅外接口，1,2,3,...為串口

{

string[]sPhoneArr=sPhoneNum.Split(',');

for(int i=0;i

{

if(Sms_Send(sPhoneArr[i],sContent)!=1)

ret+=sPhoneArr[i]+"：發(fā)送失??！SIM卡問題";

else ret+=sPhoneArr[i]+"：發(fā)送成功！";

}

Sms_Disconnection();

return ret;

}

//短信發(fā)送代碼

public static string sendSMS_dict(Dictionarydict)

{

if (Sms_Connection (CopyRightStr,3,9600,out TypeStr,out CopyRightToCOM)==1)

{

int i=0;

foreach(string item in dict.Keys)

{

i++;

if(Sms_Send(item,dict[item])==1)

ret+=item+"短信發(fā)送成功！ ";

else ret+=item+"短信發(fā)送失??！ ";

}

Sms_Disconnection();

return ret;

}

//獲取短信模塊信息代碼

public static string getAllSMS()

{

if (Sms_Connection (CopyRightStr,3,9600,out TypeStr,out CopyRightToCOM)==1)///5為串口號(hào)，0為紅外接口，1,2,3,...為串口

{

String ReceiveSmsStr="沒有短消息";

if(Sms_Receive("4",out ReceiveSmsStr)!=1)

{

ReceiveSmsStr="接收失??！";

}

Sms_Disconnection();

return ReceiveSmsStr;

}

四、應(yīng)用與討論

信息化的本質(zhì)是服務(wù)師生，支撐發(fā)展，以資源為核心推動(dòng)高校信息化已經(jīng)成為未來發(fā)展的重要方向。如何在現(xiàn)有教學(xué)資源建設(shè)的基礎(chǔ)上，注重資源平臺(tái)服務(wù)水平的提高成為高校信息化建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

我們所設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)教學(xué)信息查詢系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)教師授課任務(wù)的自動(dòng)化定時(shí)提醒（如圖4所示），而且能夠智能化地響應(yīng)用戶通過手機(jī)發(fā)送的指令，實(shí)現(xiàn)相關(guān)教務(wù)管理系統(tǒng)登錄口令重置、進(jìn)度查詢和成績查詢等常用的教學(xué)活動(dòng)（如圖5所示）。

為了有效地支持移動(dòng)教育的行為，需要建立一個(gè)教學(xué)平臺(tái)，使得教師和學(xué)生都可以方便地進(jìn)行教學(xué)。該平臺(tái)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：兼顧教學(xué)過程中的所有環(huán)節(jié)，使得教師和學(xué)生在任何情況下參與教學(xué)活動(dòng)都使用統(tǒng)一的平臺(tái)，同時(shí)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上應(yīng)該繼承固定網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的成果。[3]基于WCF技術(shù)架構(gòu)使得我們能夠建立統(tǒng)一的信息交互平臺(tái)，靈活響應(yīng)現(xiàn)有的各項(xiàng)教學(xué)、管理應(yīng)用系統(tǒng)，做到標(biāo)準(zhǔn)、格式和內(nèi)容的規(guī)范化，為實(shí)現(xiàn)智慧校園奠定基礎(chǔ)。

可以看到，移動(dòng)學(xué)習(xí)是一種使用移動(dòng)技術(shù)支持學(xué)習(xí)的實(shí)踐活動(dòng)，是信息化學(xué)習(xí)的一個(gè)新的階段?；谑謾C(jī)的移動(dòng)學(xué)習(xí)是一種新生事物，有著廣闊的前景與獨(dú)特的魅力，它是未來的一種重要學(xué)習(xí)模式，也是現(xiàn)在教育技術(shù)研究的新熱點(diǎn)。[4]利用手機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)是未來高校教育技術(shù)應(yīng)用的必然趨勢(shì)。隨著高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，教師和學(xué)生無論在校園的任何地點(diǎn)、任何時(shí)間都可以通過合適的終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，獲取個(gè)性化教育資訊，進(jìn)而提升院校教育信息化的水平，提高教學(xué)資源的利用效率。

[1]“十二五”從何突破[J].中國教育網(wǎng)絡(luò),2010(9).

[2]程超,李玉香,韓慶山.基于校園網(wǎng)的高校移動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)研究[J].教育與職業(yè),2010(2).

[3]崔光佐,陳飛等.移動(dòng)教育的理念與關(guān)鍵技術(shù)研究[J].數(shù)字校園,2005(9).

[4]楊麗萍,王薇.基于手機(jī)平臺(tái)的教學(xué)信息系統(tǒng)的研發(fā)[J].長春大學(xué)學(xué)報(bào),2009(8).

TP315

B

1673-8454（2011）03-0049-03

*本研究得到第二軍醫(yī)大學(xué)教育研究課題資助。

（編輯：隗爽）