移動(dòng)微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)的研究與實(shí)踐

楊清，鄒世超，孫亞鵬

(1．湖南科技大學(xué) 教務(wù)處;2．湖南科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 湘潭411201)

移動(dòng)通信3G 技術(shù)已經(jīng)成熟，正向4G 發(fā)展，移動(dòng)智能終端普及，人們?cè)L問(wèn)英特網(wǎng)的習(xí)慣已從有線(xiàn)PC 端轉(zhuǎn)移到移動(dòng)智能終端。高校信息化建設(shè)也正由傳統(tǒng)的基于PC 端的Web 服務(wù)向移動(dòng)智能終端發(fā)展［1］。研究如何利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行高校教學(xué)管理與信息服務(wù)，具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義與廣泛的應(yīng)用價(jià)值［2］。

本文根據(jù)目前移動(dòng)終端用戶(hù)使用特點(diǎn)，從學(xué)校實(shí)際需求出發(fā)，依托新版微信公眾服務(wù)平臺(tái)，開(kāi)展移動(dòng)教學(xué)應(yīng)用的研究與實(shí)踐，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了移動(dòng)教學(xué)管理與信息服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)和掌上教學(xué)信息門(mén)戶(hù)兩個(gè)子系統(tǒng)。用戶(hù)通過(guò)微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行信息查詢(xún)，通過(guò)掌上教學(xué)信息門(mén)戶(hù)進(jìn)行業(yè)務(wù)辦理。移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)將校園內(nèi)的教學(xué)信息服務(wù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地通過(guò)服務(wù)平臺(tái)查看信息、辦理業(yè)務(wù)。該平臺(tái)打破了學(xué)校的數(shù)字化資源、特別是教務(wù)管理系統(tǒng)只能使用校園網(wǎng)訪問(wèn)的局限，不僅可以在校園內(nèi)使用校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，而且可以在校園外任何有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的地方使用。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本低、界面友好、使用簡(jiǎn)單、用戶(hù)體驗(yàn)良好、維護(hù)方便，而且可以跨平臺(tái)，一次開(kāi)發(fā)多平臺(tái)使用。移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)是學(xué)校移動(dòng)信息化的起點(diǎn)，以后會(huì)將校園信息服務(wù)全面擴(kuò)展到移動(dòng)智能終端［3］，全方位多層次提升學(xué)校的管理與服務(wù)水平。本文重點(diǎn)分析微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)。

1 設(shè)計(jì)理念

移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)在傳統(tǒng)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和PC 機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，將現(xiàn)有的學(xué)校數(shù)字化資源和各應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)和運(yùn)行商4G 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到移動(dòng)智能終端上，使得學(xué)校師生可以在任何場(chǎng)地、任何時(shí)間以任何方式無(wú)界地訪問(wèn)學(xué)校的數(shù)字化資源和各應(yīng)用系統(tǒng)。利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，將學(xué)校各種教學(xué)信息資源和應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行整合、挖掘和展現(xiàn)，構(gòu)建移動(dòng)教學(xué)管理與服務(wù)信息平臺(tái)，為學(xué)校師生提供便捷的移動(dòng)信息服務(wù)。移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)整體架構(gòu)如圖1 所示。整體架構(gòu)從低到高依次為數(shù)據(jù)支撐層、數(shù)據(jù)接入層、移動(dòng)教學(xué)信息平臺(tái)服務(wù)層、應(yīng)用接入層和智能終端訪問(wèn)層。

1．1 需求分析

需求分析主要是對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的準(zhǔn)備工作及軟件開(kāi)發(fā)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析與解決，充分的需求分析可以使系統(tǒng)在后續(xù)的開(kāi)發(fā)中簡(jiǎn)單清晰。在建設(shè)前期，針對(duì)移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)的用戶(hù)使用需求進(jìn)行了詳細(xì)分析，并且結(jié)合平臺(tái)功能模塊的核心優(yōu)先、逐步推進(jìn)的建設(shè)策略，對(duì)需求進(jìn)行了主次急緩的分類(lèi)，做到分步實(shí)施，穩(wěn)步推進(jìn)。

圖1 移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)整體架構(gòu)

1．2 功能需求

對(duì)平臺(tái)直接服務(wù)人群進(jìn)行調(diào)研是進(jìn)行需求分析最直接、最方便的途徑。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，師生普遍反映教務(wù)管理系統(tǒng)在沒(méi)有校園網(wǎng)覆蓋的地方無(wú)法訪問(wèn)，而且信息查詢(xún)和業(yè)務(wù)辦理不及時(shí)。師生迫切需要一個(gè)在移動(dòng)智能終端能夠隨時(shí)隨地準(zhǔn)確查詢(xún)信息和辦理業(yè)務(wù)的應(yīng)用?；诖耍瑢?duì)調(diào)研的需求進(jìn)行總結(jié)歸納，整理出本平臺(tái)的具體需求。

1．3 性能需求

穩(wěn)定性。對(duì)于信息查詢(xún)、業(yè)務(wù)辦理類(lèi)軟件，用戶(hù)將在不同的頁(yè)面來(lái)回跳轉(zhuǎn)，處理好事件之間的線(xiàn)程問(wèn)題，能使平臺(tái)有好的穩(wěn)定性。同時(shí)，本平臺(tái)的用戶(hù)眾多，在特定的時(shí)間訪問(wèn)量大，因此平臺(tái)處理數(shù)據(jù)能力應(yīng)較強(qiáng)，在承受一定的壓力時(shí)不輕易發(fā)生崩潰現(xiàn)象。

易用性。主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:一是操作界面簡(jiǎn)潔、直觀、人性化，符合用戶(hù)工作習(xí)慣;二是盡量簡(jiǎn)化操作，提高操作效率，用最少最簡(jiǎn)單的操作獲得最好的用戶(hù)體驗(yàn);三是要有幫助文檔，在用戶(hù)遇到問(wèn)題時(shí)能指引用戶(hù)操作。

擴(kuò)展性。教學(xué)信息服務(wù)功能眾多，除了平臺(tái)已實(shí)現(xiàn)的功能之外，還有很多功能有待進(jìn)一步發(fā)展。例如，現(xiàn)在平臺(tái)用戶(hù)只有在校學(xué)生，以后將擴(kuò)展到管理者。因此，平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮平臺(tái)后期的擴(kuò)展需求，預(yù)留一些擴(kuò)展接口，使平臺(tái)具有良好的擴(kuò)展性。

高效性。平臺(tái)主要對(duì)原WEB 端信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)和提交，如果服務(wù)端響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響用戶(hù)體驗(yàn)，這對(duì)服務(wù)器的返回?cái)?shù)據(jù)的速度提出了要求?？紤]到很多手機(jī)仍使用2G 網(wǎng)絡(luò)，操作的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)在5 秒內(nèi)，3G/4G 網(wǎng)絡(luò)或wifi 下，操作的響應(yīng)時(shí)間在1 ～2 秒內(nèi)。

1．4 數(shù)據(jù)共享與交換

移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)和信息需要用到學(xué)校其他部門(mén)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和服務(wù)，通過(guò)學(xué)校的數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)來(lái)進(jìn)行共享與交換。數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)將校園內(nèi)獨(dú)立的應(yīng)用系統(tǒng)、教學(xué)平臺(tái)、資源平臺(tái)、管理平臺(tái)和服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)整合起來(lái)，以一種統(tǒng)一的方式、統(tǒng)一的格式和標(biāo)準(zhǔn)集成來(lái)自不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。平臺(tái)將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)支撐的數(shù)據(jù)通過(guò)ETL 工具集成到平臺(tái)中，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、糾錯(cuò)、規(guī)范化，最終導(dǎo)入到共享數(shù)據(jù)庫(kù)里，并進(jìn)行實(shí)時(shí)或定時(shí)的同步。數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)具有數(shù)據(jù)源管理、ETL 數(shù)據(jù)管理、集成監(jiān)控管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理、數(shù)據(jù)交換管理等功能。數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)通過(guò)Web Service 接口與新開(kāi)發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2 微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)是移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)的子系統(tǒng)之一，借助騰訊公司推出的微信公眾平臺(tái)，開(kāi)發(fā)者只需申請(qǐng)一個(gè)公眾平臺(tái)賬號(hào)，就可以利用微信公眾平臺(tái)API 實(shí)現(xiàn)與開(kāi)發(fā)的網(wǎng)站程序?qū)?。該平臺(tái)只需一次開(kāi)發(fā)，即可在所有可以安裝微信的平臺(tái)上使用。微信公眾平臺(tái)有眾多的特點(diǎn)，如天然的用戶(hù)接口(基本上每個(gè)學(xué)生都有微信帳號(hào))、安全性高、用戶(hù)體驗(yàn)好、平臺(tái)維護(hù)簡(jiǎn)單等。但是微信公眾平臺(tái)在交互上以簡(jiǎn)單的文本消息為主，如果需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)交互則很不方便。

微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)能為用戶(hù)提供眾多重要的服務(wù)，如學(xué)生成績(jī)查詢(xún)、課表查詢(xún)、空閑教室查詢(xún)、借閱查詢(xún)等等。微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)是移動(dòng)教學(xué)綜合信息服務(wù)平臺(tái)的重要組成部分，學(xué)生綁定學(xué)號(hào)后，只需發(fā)送一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字命令即可查詢(xún)相關(guān)的教學(xué)服務(wù)信息。

圖2 微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

本平臺(tái)采用先進(jìn)的移動(dòng)技術(shù)，提出結(jié)合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)智能終端的校園教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)解決方案。平臺(tái)的架構(gòu)如圖2 所示，移動(dòng)智能終端安裝微信客戶(hù)端，用戶(hù)利用微信客戶(hù)端通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將請(qǐng)求發(fā)送至微信服務(wù)器，微信服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器，微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器和學(xué)校統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)進(jìn)行交互，然后將客戶(hù)請(qǐng)求得到的數(shù)據(jù)返回給微信服務(wù)器，微信服務(wù)器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給微信客戶(hù)端。

平臺(tái)采用C/S 架構(gòu)，其中客戶(hù)端無(wú)需任何開(kāi)發(fā)。用戶(hù)只需安裝微信客戶(hù)端，然后在微信客戶(hù)端中關(guān)注微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)公眾號(hào)即可使用。

平臺(tái)服務(wù)端使用Java 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，采用Servlet 接收所有由微信服務(wù)端轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的客戶(hù)請(qǐng)求，然后根據(jù)請(qǐng)求內(nèi)容調(diào)用相應(yīng)的JavaBean，并將結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給微信服務(wù)器，最后由微信服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給用戶(hù)。平臺(tái)使用Mysql 作為平臺(tái)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，并使用Hibernate 技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)映射。Web 服務(wù)器使用Tomcat。微信服務(wù)器與微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)服務(wù)端之間以微信指定的XML 格式傳遞數(shù)據(jù)。

考慮到微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)是通過(guò)收發(fā)消息進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，不適合大量數(shù)據(jù)的交互，因此在微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)中主要實(shí)現(xiàn)信息查詢(xún)功能，確定了系統(tǒng)的身份認(rèn)證、信息查詢(xún)、業(yè)務(wù)辦理、通知發(fā)送、意見(jiàn)反饋五大功能模塊。具體功能如圖3 所示。

圖3 微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)

微教學(xué)服務(wù)平臺(tái)主界面如圖4 所示。用戶(hù)關(guān)注本服務(wù)號(hào)后即可進(jìn)入平臺(tái)主界面，用戶(hù)在消息輸入框輸入菜單，發(fā)送后即可返回圖4 所示主菜單，回復(fù)主菜單中的菜單名或者菜單名對(duì)應(yīng)的數(shù)字調(diào)用平臺(tái)相應(yīng)的功能。界面最低端還定義了菜單欄，用戶(hù)可通過(guò)菜單欄的選擇調(diào)用服務(wù)號(hào)功能。

圖4 平臺(tái)主界面

3 結(jié)語(yǔ)

移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展和移動(dòng)智能終端的普及，使得利用智能手機(jī)和其他移動(dòng)智能設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用得到廣泛的發(fā)展。高校網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用無(wú)線(xiàn)移動(dòng)化已經(jīng)成為信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)［4］。教學(xué)信息服務(wù)是高校信息化中的一個(gè)重要的組成部分，本文根據(jù)湖南科技大學(xué)實(shí)際情況，在分析了現(xiàn)有教務(wù)管理系統(tǒng)功能需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生的需求調(diào)查，通過(guò)教務(wù)系統(tǒng)集成接口，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)教學(xué)信息服務(wù)平臺(tái)。在試運(yùn)行的過(guò)程中，注冊(cè)學(xué)生占全校學(xué)生的90%以上，用戶(hù)關(guān)注度粘度高，平臺(tái)用戶(hù)可以在任何場(chǎng)地、任何時(shí)間以任何方式無(wú)界地訪問(wèn)學(xué)校的數(shù)字化資源和各應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)，大大提升了學(xué)校在教學(xué)方面的管理和服務(wù)水平，提高了工作效率，具有重大的推廣意義和價(jià)值。

［1］教育部．教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011 －2020年)［Z］，2012．

［2］周紅春．高校教育信息化管理探索［J］．中國(guó)教育信息化，2013(17):14 －17．

［3］張凱．“i 復(fù)旦”復(fù)旦大學(xué)校園移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)與實(shí)踐［J］．武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版)，2012，58(S1):265 －270．

［4］劉州．消除“信息孤島”的高級(jí)階段已來(lái)臨［J］．信息與電腦，2009(1):64 －66．