iOS平臺移動學(xué)習(xí)資源構(gòu)建及終端實現(xiàn)研究

牛麗 殷凡 熊志勇

摘 要： 研究新一代信息技術(shù)背景下移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)的構(gòu)成及資源開發(fā)現(xiàn)狀，根據(jù)移動學(xué)習(xí)資源構(gòu)建的策略、移動學(xué)習(xí)資源處理和使用的流程，給出iOS平臺移動學(xué)習(xí)資源構(gòu)建的方案和相關(guān)技術(shù)。然后講述在iOS平臺進(jìn)行移動學(xué)習(xí)終端APP設(shè)計與開發(fā)的思路，并給出系統(tǒng)的原型，分析iOS移動客戶端的網(wǎng)絡(luò)資源獲取技術(shù)及本地數(shù)據(jù)存儲和處理技術(shù)，實現(xiàn)iOS平臺的學(xué)習(xí)資源構(gòu)建及移動學(xué)習(xí)需求，以期為以后其它移動平臺資源及應(yīng)用開發(fā)提供一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：iOS平臺；移動學(xué)習(xí)；資源構(gòu)建；終端

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2015）12-0018-04

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展和云計算帶來的海量存儲、智能終端設(shè)備功能的日益強大和快速普及，在教育領(lǐng)域中隨時隨地的學(xué)習(xí)即移動學(xué)習(xí)需求在不斷地增加。移動學(xué)習(xí)作為新一代的學(xué)習(xí)方式，區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)的主要特征是其移動性、交互性，具有更加靈活方便及滿足個性化服務(wù)需求等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)任何人在任何時間、任何地點、以任何方式學(xué)習(xí)任何內(nèi)容，彌補傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式存在的問題和不足，能夠促進(jìn)主體學(xué)習(xí)方式的深刻變革，逐步成為未來非正式學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的研究趨勢，適應(yīng)了學(xué)習(xí)型社會的構(gòu)建目標(biāo)及終身教育的發(fā)展需求。

一、移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)及移動學(xué)習(xí)資源開發(fā)現(xiàn)狀

實施和開展移動學(xué)習(xí)的相關(guān)活動，前提需要具備完善的移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它的主要組成部分包含：移動學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)支持環(huán)境、移動學(xué)習(xí)平臺、移動學(xué)習(xí)資源、移動學(xué)習(xí)應(yīng)用軟件等，其中構(gòu)建豐富的移動學(xué)習(xí)資源是整個移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)的核心，它的實現(xiàn)是進(jìn)行一切移動學(xué)習(xí)活動的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)[1]。在目前一些移動學(xué)習(xí)方式中，多為簡單地在移動終端設(shè)備中通過瀏覽器訪問學(xué)習(xí)資源，或與資源服務(wù)器進(jìn)行簡單的交互；存在學(xué)習(xí)資源類型較為單一、內(nèi)容不夠豐富、個性化設(shè)計不足、互動性不夠、主體學(xué)習(xí)積極性不高等問題；缺乏針對主流移動平臺而設(shè)計的完整和具體學(xué)習(xí)資源；同時移動學(xué)習(xí)資源開發(fā)過程中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使得資源共享率較低，低效重復(fù)的開發(fā)情況較多，目前對移動學(xué)習(xí)資源的研究較多地集中在從理論角度研究其設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用、管理和評價等[2]。

移動終端軟件的開發(fā)是進(jìn)行移動學(xué)習(xí)的有效保障，它使得終端具備操作和訪問學(xué)習(xí)資源的能力，是整個移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)的重要組成部分，其質(zhì)量高低直接決定了移動學(xué)習(xí)的成效，應(yīng)根據(jù)主流不同移動平臺進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計開發(fā)，以更好的用戶體驗與系統(tǒng)中的移動學(xué)習(xí)資源進(jìn)行交互。目前主流的移動應(yīng)用開發(fā)平臺有谷歌的Android、蘋果的iOS、微軟的WinPhone等，以前二者為主，Android平臺由于其應(yīng)用開發(fā)門坎較低、操作平臺開源等因素，擁有最大的市場占有率；而iOS平臺由于其終端產(chǎn)品的卓越性能及其時尚的造型設(shè)計、App應(yīng)用的規(guī)范管理及潛在的無限誘人商機，也吸引大量的應(yīng)用開發(fā)者涌入，但其應(yīng)用開發(fā)門坎相對較高，條件限制更為嚴(yán)格?，F(xiàn)有移動學(xué)習(xí)終端軟件的開發(fā)多以Android平臺為主，較少涉及iOS平臺。

二、基于iOS平臺的移動學(xué)習(xí)資源構(gòu)建策略及方案

1.移動學(xué)習(xí)資源構(gòu)建策略

移動學(xué)習(xí)資源是為在移動終端上開展移動學(xué)習(xí)活動目的而構(gòu)建的各種數(shù)據(jù)資源，根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的承載方式主要分為文本資源、圖形圖像資源、音視頻資源、多媒體課件資源、交互性資源等，由于移動終端設(shè)備自身的硬件特點以及學(xué)習(xí)資源的豐富性、完整性、實用性等要求，應(yīng)將學(xué)習(xí)資源建立在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上以便維護(hù)，并開發(fā)實現(xiàn)相應(yīng)的服務(wù)器端訪問和服務(wù)接口，學(xué)習(xí)主體通過移動終端設(shè)備上專門開發(fā)的移動學(xué)習(xí)軟件對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行移動訪問和交互，它在移動終端設(shè)備上的呈現(xiàn)形式有短信式、網(wǎng)頁瀏覽式、下載存儲式等，滿足主體學(xué)習(xí)方式的主動性、場景性、持續(xù)性、交互性等特點，在設(shè)計過程中要遵循簡潔友好、功能模塊化、提供真實學(xué)習(xí)情境、系統(tǒng)可靠性等原則。

在移動學(xué)習(xí)資源開發(fā)中，應(yīng)該根據(jù)學(xué)習(xí)主體對象的具體學(xué)習(xí)需求，緊扣學(xué)習(xí)目標(biāo)，綜合考慮知識內(nèi)容、信息承載量、呈現(xiàn)方式及管理方式等眾多因素，遵循知識化、微型化、碎片化、交互性等原則[3]，以項目為導(dǎo)向、任務(wù)為驅(qū)動，基于知識點進(jìn)行移動學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計，針對主流的不同移動應(yīng)用平臺，設(shè)計內(nèi)容緊湊、短小精焊、形式簡潔的靈活性學(xué)習(xí)內(nèi)容；移動學(xué)習(xí)資源是目前已有數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的補充和提升，開發(fā)中要充分使用和挖掘已有各種數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，在原基礎(chǔ)上針對移動終端設(shè)備訪問特點和交互需求再次開發(fā)，避免現(xiàn)有資源的浪費，提高移動學(xué)習(xí)資源開發(fā)效率，節(jié)約開發(fā)成本。

2.移動學(xué)習(xí)資源處理與使用流程

移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括資源處理子系統(tǒng)和資源學(xué)習(xí)子系統(tǒng)，如圖1所示為移動學(xué)習(xí)資源處理使用流程[4]，資源處理子系統(tǒng)為教師提供資源上傳功能，為管理人員提供資源審核、分類管理和維護(hù)等功能，資源上傳時要對資源信息進(jìn)行具體設(shè)置，包括資源標(biāo)題、所屬關(guān)鍵詞、包含知識點、資源的描述、資源的類型、資源的大小、上傳時間、上傳者等，上傳成功的資源以列表呈現(xiàn)在待審核區(qū)中，等待管理人員審核，資源審核操作包括審核通過、不通過、刪除資源、資源格式轉(zhuǎn)換等功能，通過審核的資源將統(tǒng)一編輯轉(zhuǎn)換為特定格式保存至資源服務(wù)器中，不通過的資源將從資源區(qū)中刪除。資源學(xué)習(xí)子系統(tǒng)用于開展移動學(xué)習(xí)活動，為學(xué)習(xí)者提供資源推薦、瀏覽、檢索、播放、下載、練習(xí)、測試、互動等功能，為教師提供測評和答疑功能。

在資源使用環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過移動客戶端注冊登錄學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對服務(wù)器端的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行訪問和交互，可將服務(wù)器中文本、音視頻、課件等資源下載到本地進(jìn)行離線學(xué)習(xí)，也可通過網(wǎng)絡(luò)登錄資源服務(wù)器進(jìn)行在線學(xué)習(xí)、交互學(xué)習(xí)，學(xué)完一階段主題后可進(jìn)行在線測試，系統(tǒng)對學(xué)習(xí)效果進(jìn)行測評并將成績寫到服務(wù)器中。教師根據(jù)學(xué)習(xí)對象及其學(xué)習(xí)需求，組織學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過后臺管理系統(tǒng)上傳學(xué)習(xí)資源，對測評結(jié)果和學(xué)習(xí)過程進(jìn)行管理，參與學(xué)習(xí)過程中的交流和討論、提供針對性答疑和輔導(dǎo)。管理人員通過后臺管理系統(tǒng)對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行審核、編輯、發(fā)布、維護(hù)，對系統(tǒng)用戶及配置進(jìn)行管理。

3.基于iOS平臺的移動學(xué)習(xí)資源構(gòu)建方案及相關(guān)技術(shù)

根據(jù)移動智能終端的硬件特點及移動學(xué)習(xí)的功能需求，移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)宜采用C/S架構(gòu)，將學(xué)習(xí)資源存放在高性能的服務(wù)器中提供資源分發(fā)服務(wù)，管理用戶、學(xué)習(xí)資源及學(xué)習(xí)進(jìn)度等各類動態(tài)數(shù)據(jù)，為管理員和教師提供資源管理接口，為學(xué)員提供資源訪問和交互接口。開源PHP相比于其它Web開發(fā)工具，具有良好的安全性、可移植性、可擴(kuò)展性，執(zhí)行速度快、效率高、開發(fā)成本低，可操縱多種數(shù)據(jù)庫，支持SOAP、SMTP、IMAP、POP3、DNS等多種通信協(xié)議，采用Apache+PHP+MySQL開源免費的框架結(jié)構(gòu)具有強勁優(yōu)勢，可跨平臺運行。

如圖2所示為本系統(tǒng)移動學(xué)習(xí)資源構(gòu)建方案[5]，數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器可放置于同一臺機器上，iOS移動客戶端是用戶訪問系統(tǒng)的入口，在其上面開發(fā)移動學(xué)習(xí)軟件以可視化界面方式將學(xué)習(xí)資源展示給主體，提供主體認(rèn)證、使用引導(dǎo)、數(shù)據(jù)交互、移動學(xué)習(xí)等視圖，設(shè)計客戶端通信接口存取服務(wù)端的Web Service獲取數(shù)據(jù)；MySQL數(shù)據(jù)庫中存放各類豐富的學(xué)習(xí)資源以及對資源進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)庫對象和接口；PHP服務(wù)器端充當(dāng)媒介角色，在其上面開發(fā)各類Web Service服務(wù)接口、數(shù)據(jù)庫接口及后臺管理功能，以 Web Service 向客戶端提供訪問接口，攔截客戶端的URL請求，使得客戶端和數(shù)據(jù)庫端進(jìn)行交互，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的存取操作及客戶端的訪問交互需求。

服務(wù)器端與客戶端的數(shù)據(jù)傳輸采用XML或JSON格式，內(nèi)容可是 HTTP、SOAP或Restful等，與服務(wù)器端交互通過GET方式獲取XML數(shù)據(jù)并解釋為JSON格式，提取所需信息，客戶端通過HttpResponse獲取返回的交互信息，在客戶端需進(jìn)行 XML 的解析。iOS移動客戶端發(fā)起HTTP協(xié)議請求，利用HttpClient類及相關(guān)技術(shù)通過Http協(xié)議與PHP服務(wù)器端進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信，包括傳輸請求和響應(yīng)交互命令，通過服務(wù)端開發(fā)的Web Service接受iOS移動客戶端的請求，訪問后臺MySQL數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，并將處理結(jié)果返回到iOS移動客戶端，實現(xiàn)客戶端通過服務(wù)器端與數(shù)據(jù)庫中各種學(xué)習(xí)資源的實時交互操作。

三、基于iOS平臺的移動學(xué)習(xí)終端APP設(shè)計與實現(xiàn)

1.基于iOS平臺的移動學(xué)習(xí)終端APP設(shè)計思路

這里以iOS客戶端移動學(xué)習(xí)APP設(shè)計為例，講解如何在移動學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下，結(jié)合蘋果移動終端設(shè)備的特性，在服務(wù)器端學(xué)習(xí)資源開發(fā)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行移動客戶端應(yīng)用開發(fā)。系統(tǒng)采用Xcode5開發(fā)工具、Objective-C開發(fā)語言、結(jié)合SDK開發(fā)工具包及第三方框架，iOS移動客戶端與PHP服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)交互使用開源的第三方框架ASIHTTPRequest，iOS移動客戶端本地數(shù)據(jù)存儲使用嵌入式輕量級關(guān)系型SQLite 數(shù)據(jù)庫，對SQLite 數(shù)據(jù)庫的各種操作使用開源第三方框架FMDB，對內(nèi)存采用自動化管理與手動管理相結(jié)合方式，APP技術(shù)架構(gòu)采用 MVC模式分層設(shè)計模型、視圖、控制器及各層之間的關(guān)系，使系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性、重用性、可讀性及維護(hù)性。

系統(tǒng)設(shè)計的iOS平臺移動學(xué)習(xí)終端APP原型主要使用流程為：在學(xué)員登錄進(jìn)入主界面以后可選擇全部課程、我的課程、推薦課程、我的收藏等頁面；選擇某一門課程資源后，可以查看該課程相關(guān)的PPT、講義、視頻資源，APP提供在線練習(xí)及測試功能，提交試卷后可查看試題的答案和測評結(jié)果，進(jìn)入該課程論壇可與教師或同學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流；對服務(wù)器中的資源可根據(jù)需要選擇在線瀏覽或下載到終端中進(jìn)行離線學(xué)習(xí)的方式，可查看該資源相關(guān)的評價并在學(xué)習(xí)完后對該資源進(jìn)行評價。對下載到本地的資源，根據(jù)資源的類型和格式，在終端APP中設(shè)計或調(diào)用已有的工具軟件進(jìn)行瀏覽或播放。

2.iOS移動客戶端資源獲取技術(shù)

iOS客戶端對PHP服務(wù)端學(xué)習(xí)資源獲取及交互使用開源第三方框架ASIHTTPRequest，該框架建立在CFNetworkAPI基礎(chǔ)上并對其進(jìn)行抽象化封裝，適用于基本HTTP請求和基于REST的服務(wù)交互，實現(xiàn)從服務(wù)端獲取數(shù)據(jù)和向服務(wù)端提交數(shù)據(jù)，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)同步異步傳輸、隊列請求、斷點續(xù)傳、進(jìn)度跟蹤、HTTP 認(rèn)證等功能，加入Objective-C閉包Block使代碼輕簡靈活。資源獲取的主要方法如下：

NSString *strURL = [NSString stringWithFormat：@"%@/appLoginReg.php"，HTTP_SERVER]；

NSURL *url = [NSURL URLWithString：strURL]；

ASIHTTPRequest *demand = [ASIHTTPRequest requestWithURL：url]；

其中HTTP_SERVER常量表示客戶端所要訪問的PHP服務(wù)器端地址，創(chuàng)建ASIHTTPRequest對象時要指定欲訪問的URL目標(biāo)地址。下面語句為在資源請求成功或失敗時需要調(diào)用的方法demandAchieved和demandFailed，回調(diào)時將demand作為方法參數(shù)，通過startAsynchronous方法啟動異歩數(shù)據(jù)請求：[demand setDidFinishSelector： @selector（demandAchieved：）]；

[demand setDidFailSelector： @selector（demandFailed：）]；

[demand startAsynchronous]；

通過如下方法進(jìn)行返回JSON數(shù)據(jù)的解析，把服務(wù)器端返回的JSON字符串的Data轉(zhuǎn)化成dictionary，解析結(jié)果以NSDictionary對象的形式保存：NSString *demandContext = [demand responseData]； NSDictionary * demandWordBook = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData： demandContext options：NSJSONReadingMutableContainers error：nil]；

資源文件的下載基于多線程斷點續(xù)傳技術(shù)，實時檢測本地已下載文檔長度和從臨時文件讀取斷點值并發(fā)送給服務(wù)端，服務(wù)端與客戶端調(diào)整指標(biāo)值到斷點處實現(xiàn)續(xù)傳。由于資源獲取操作較為頻繁且不同URL調(diào)用處理邏輯相同，將資源獲取方法歸納并封裝在單獨的類中，方便其它視圖控制器調(diào)用并可進(jìn)行各自擴(kuò)展。

3.iOS移動客戶端本地數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

在iOS客戶端將資源下載到本地中可進(jìn)行離線學(xué)習(xí)，減少網(wǎng)絡(luò)交互所帶來的額外開銷，在Xcode中描述資源服務(wù)器中數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)并編寫數(shù)據(jù)訪問類，封裝數(shù)據(jù)庫初始化、數(shù)據(jù)表添加、刪除、修改、查詢等操作，在操作訪問SQLite數(shù)據(jù)庫時使用開源第三方框架FMDB，使用時在工程框架屬性中導(dǎo)入libsqlite3.dylib 依賴，主要使用FMDatabase和FMResultSet兩個類來表示單獨的SQLite數(shù)據(jù)庫及在庫中執(zhí)行SQLite命令，返回查詢后的結(jié)果集。工程中要得到應(yīng)用程序沙盒路徑，將SQLite數(shù)據(jù)庫嵌入到本地設(shè)備當(dāng)前應(yīng)用程序的可讀寫文檔夾里，其主要方法如下：

NSArray* routes=NSSearch Path For DirectoriesIn Domains （NSDocumentDirectory，

NSUserDomainMask，YES）；

NSString * fileCatalogue = [routes objectAtIndex：0]；

NSString * dataLibraryCatalogue =

[fileCatalogue stringByAppendingPathComponent：@"MobileStudy.Sqlite"]；

然后創(chuàng)建FMDatabase實例，F(xiàn)MDatabase *dataLibrary= [FMDatabase databaseWithPath： dataLibraryCatalogue] ；將上述沙盒文件夾中SQLite數(shù)據(jù)庫文件路徑作為參數(shù)，執(zhí)行[dataLibrary open]命令打開或新建數(shù)據(jù)庫，在和數(shù)據(jù)庫交互之前，數(shù)據(jù)庫文件必須是打開的。

在數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行SQLite命令分為兩類，把除了select查詢語句之外的所有命令均視為更新語句，使用數(shù)據(jù)庫對象的executeUpdate方法執(zhí)行，查詢使用數(shù)據(jù)庫對象的executeQuery，返回的結(jié)果集保存到FMResultSet對象中，調(diào)用其next方法進(jìn)行記錄遍歷，主要語句如下：

[dataLibrary executeUpdate：@"drop table Manager where ID=’M002’ "]；

FMResultSet * collectionSet = [dataLibrary executeQuery：@"select answer，sj from selection"]

while？（[collectionSet next]） { Long *aValue = [collectionSet LongForColumn：@"answer"]；

NSDate sjValue = [collectionSet dateForColumn：@"sj"]； }

FMResultSet類提供多種格式轉(zhuǎn)換方法獲取當(dāng)前記錄對應(yīng)格式的屬性值。

四、結(jié)束語

移動學(xué)習(xí)是新一代信息技術(shù)背景下數(shù)字化學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的延伸和拓展，是傳統(tǒng)教學(xué)的有效補充和輔助手段，是智慧校園建設(shè)重要組成部分，它的開展有助于實現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的構(gòu)想，移動學(xué)習(xí)資源的構(gòu)建是移動學(xué)習(xí)開展的前提和基礎(chǔ)，移動終端軟件的開發(fā)是移動學(xué)習(xí)開展的重要環(huán)節(jié)和保障。本文根據(jù)移動學(xué)習(xí)資源構(gòu)建策略和方案，針對iOS移動平臺講述移動學(xué)習(xí)終端軟件的設(shè)計思路和開發(fā)技術(shù)，在具體實施中應(yīng)充分集成和利用目前已有的各類課程網(wǎng)站、學(xué)習(xí)資源和平臺，制定合理的移動學(xué)習(xí)目標(biāo)和計劃，完善移動學(xué)習(xí)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和評價體系，實現(xiàn)真正意義上的無所不在的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

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（編輯：郭桂真）