基于Android手機的移動教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

俞浩平+方匡鈿

摘要： 隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的以PC端為主的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)弊端也逐步暴露出來，如管理難度大、互動差、規(guī)范性不強、課堂外學(xué)習(xí)效果差等問題。因此，構(gòu)建一種互動性強，可隨時隨地進行學(xué)習(xí)和互動的移動教學(xué)系統(tǒng)，對解決傳統(tǒng)教學(xué)弊端，提升教學(xué)效率具有重要價值。本文結(jié)合軟件工程設(shè)計思想，提出一種基于Android的移動教學(xué)系統(tǒng)，從系統(tǒng)需求、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)架構(gòu)等多個方面對該系統(tǒng)進行了設(shè)計并得到了初步實現(xiàn)。

Abstract： With the development of modern information technology， the traditional PC terminal based network teaching drawbacks are gradually exposed， such as the difficulty of management， poor interaction and normative is not strong， outside the classroom learning effect is poor and other issues. Therefore， it is of great value to construct a kind of interactive teaching system which can study and interact anytime and anywhere. Based on the idea of software engineering， this paper proposes a mobile learning system based on Android， from many aspects of system demand， system function， system architecture， the system has been designed and been implemented.

關(guān)鍵詞： Android；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；軟件工程；系統(tǒng)需求；MVC架構(gòu)

Key words： Android；network teaching；software engineering；system requirements；MVC architecture

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）12-0226-03

0 引言

現(xiàn)代智能終端的普及，使得智能手機用戶逐步增多。根據(jù)國家工業(yè)信息化部的統(tǒng)計顯示，截止到2015年年底，我國手機用戶已經(jīng)超過13.06億，智能手機用戶超過8億。同時，在智能手機普及的背景下，基于移動手機的移動程序被大量開發(fā)，并投入到手機客戶端之中，如在線教育、在線打車等。這些應(yīng)用程序的開發(fā)和應(yīng)用，大大提高了人們學(xué)習(xí)和生活的方便程度。而在智能手機用戶中，作為中青年群體，高校師生是目前的主要用戶。該類群體不僅知識層次高，往往對新生事物的接受速度也最快。目前，很多高校已經(jīng)開始開發(fā)基于手機客戶端應(yīng)用程序開發(fā)，從而將高校學(xué)習(xí)、工作、生活等相互結(jié)合起來，大大提高高校不同角色的運行效率。而在移動教學(xué)方面，高校也進行了很多嘗試，如通過開發(fā)基于PC端的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)新平臺，讓學(xué)生通過PC電腦即可上網(wǎng)學(xué)習(xí)。但是隨著這種PC端系統(tǒng)的應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，這種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)現(xiàn)在時間和地點方面還是會受到限制。而隨著移動智能時代的到來，人們獲取信息的方式也開始轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的通過PC終端獲取信息的渠道開始轉(zhuǎn)入到通過移動智能手機的方式。

因此，本文從從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)弊端入手，結(jié)合上述的需求，從而設(shè)計出了一款可以應(yīng)用于學(xué)生教學(xué)和管理的移動系統(tǒng)，從而解決目前學(xué)生和教師溝通的限制，讓學(xué)生隨時、隨地的實現(xiàn)移動學(xué)習(xí)，也為教師和學(xué)生在學(xué)習(xí)和教學(xué)方面的溝通提供交流平臺，最終提高整體的教學(xué)質(zhì)量，營造良好教育氛圍，并促進高校信息化建設(shè)。

1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在的問題

目前，我國很多高校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式都是以PC端作為主要開發(fā)對象，并通過PC端，實現(xiàn)對高校的全面管理，包括學(xué)習(xí)、考試、新聞發(fā)布、成績管理等等。但是，隨著該系統(tǒng)的應(yīng)用，很多高校管理者開始發(fā)現(xiàn)這種以PC端開發(fā)的移動教學(xué)系統(tǒng)越來越不適用于高校教學(xué)管理，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，管理難度大。對教學(xué)來講，其知識是在不斷積累和豐富，從而使得整個高校的知識內(nèi)容越來越多。但是隨著網(wǎng)絡(luò)的沖擊，給學(xué)生帶來很多學(xué)校資源，但是在眾多的資源中，卻沒有形成一個知識體系。由此，給目前高校知識資源管理奠定了基礎(chǔ)。

第二，規(guī)范性不強。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)日新月異，基于網(wǎng)絡(luò)的各種軟件也開始逐步增多，教學(xué)軟件內(nèi)容也日益豐富。但是，在眾多教學(xué)軟件的背景下，教學(xué)卻沒有實現(xiàn)規(guī)范化的管理，如教學(xué)易于出錯，搜索難度大等，這些都嚴重影響了教學(xué)的質(zhì)量和效率。

第三，缺乏互動交流。由于受到時間方面的限制，很多教師和學(xué)生之間的交流也僅僅局限在課堂之上，而在課堂外之間的交流則很少，這嚴重影響了目前的教學(xué)效率。

第四，課堂信息管理困難。由于受到條件的限制，必須采用專門的工具對教師講課過程進行記錄，如攝像機等，然后將其上傳到校園中。這樣不僅耗費大量的財力，還不能保證課堂信息的記錄和管理的有效性。

上述問題的長期存在，勢必會嚴重影響到高校的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，以此降低學(xué)校整體的教學(xué)水平。因此，要改善上述存在的問題，構(gòu)建一個符合時代特點的移動教學(xué)系統(tǒng)，即設(shè)計一款基于智能手機終端的高校移動教學(xué)系統(tǒng)，并通過學(xué)生和教師在該平臺內(nèi)進行自由的交流，成為該系統(tǒng)構(gòu)建的重要意義，也是其價值的體現(xiàn)。

2 系統(tǒng)功能分析

針對上述問題，設(shè)計一款基于Android的移動教學(xué)系統(tǒng)。學(xué)生只需要安裝移動教學(xué)系統(tǒng)客戶端即可進行相關(guān)的功能操作，并通過手機移動網(wǎng)絡(luò)或者WIFI等無線網(wǎng)絡(luò)即可完成與后臺服務(wù)器的交互。同時，通過該系統(tǒng)滿足學(xué)生基本的在線學(xué)習(xí)、交流等需求，滿足教師輔助教學(xué)和課程管理的工作。由此，歸納起來系統(tǒng)主要有以下幾點需求：

2.1 課堂信息管理需求

對于高校來講，其涉及大量的課程信息。因此，對于教師來講，通過移動教學(xué)系統(tǒng)，可以將相關(guān)的課程信息、教學(xué)內(nèi)容上傳到系統(tǒng)，從而方便教師管理。而除信息管理以外，還必須對與課程內(nèi)容相關(guān)的，如學(xué)生信息、教學(xué)通知、成績信息、考勤信息、教案等進行管理。

①學(xué)生信息。在每學(xué)期開課之前，任課教師會根據(jù)學(xué)生的情況，將學(xué)生的基本信息錄入到課程系統(tǒng)之中，包括姓名、班級、學(xué)號、專業(yè)等。而為了提高錄入的效率，通?？梢詫⑦@些信息導(dǎo)入。同時，在錄入學(xué)生信息過程中，會涉及學(xué)生的愛好、相關(guān)課程等信息，從而加強教師對學(xué)生的了解。

②考勤信息。在課程管理中，一個非常重要的內(nèi)容就是對學(xué)生平時的考勤進行管理，從而讓學(xué)生在網(wǎng)上就可以查詢到每學(xué)期自己遲到、缺席的次數(shù)、時間。而通過這種管理方式，也大大提高了教師管理的效率，增強了學(xué)生管理的透明度。

③成績信息。對高校移動教學(xué)來講，成績是其管理的一個重要方面，也是展示教學(xué)成果的途徑。因此，教師可以根據(jù)教學(xué)的需要，將學(xué)生課程考試成績信息記錄下來，如平時課堂表現(xiàn)得分、期末考試成績得分等，然后將其上傳到系統(tǒng)，讓學(xué)生了解自己平時的學(xué)習(xí)成果。

④教學(xué)通知。教學(xué)通知主要發(fā)布相關(guān)的有關(guān)課程教學(xué)的信息、考試通知等，從而方便學(xué)生及時了解。

⑤教案管理。通過教案管理的重要面對是方便教師對課程的管理，包括教學(xué)目的、方法、時間具體內(nèi)容。

2.2 在線學(xué)習(xí)需求

通過移動教學(xué)系統(tǒng)，可以讓學(xué)生方便和快捷的對相關(guān)的課程進行學(xué)習(xí)，并可實時的與教師溝通相關(guān)的課程問題，及時解答課程學(xué)習(xí)中存在的疑問，提高自身的學(xué)習(xí)效率。

2.3 系統(tǒng)管理需求

系統(tǒng)管理員需要對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行維護、備份等，并對系統(tǒng)的角色進行分配，從而保障系統(tǒng)的運行。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)物理邏輯設(shè)計

根據(jù)上述的功能需求，將該系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計為如圖1所示。

通過圖1整體架構(gòu)看出，本文提出的基于Android移動教學(xué)系統(tǒng)主要由客戶端、網(wǎng)絡(luò)通信和服務(wù)器三個部分構(gòu)成。其中服務(wù)器負責(zé)對教學(xué)信息進行保存；教師、學(xué)生和管理員通過互聯(lián)網(wǎng)、WIFI無線網(wǎng)絡(luò)接入到學(xué)習(xí)平臺服務(wù)器，并通過平臺的對邏輯業(yè)務(wù)進行分配。管理員主要負責(zé)對教學(xué)信息、系統(tǒng)信息等進行發(fā)布，同時對個人使用權(quán)限進行分配；教師主要對學(xué)生信息、學(xué)生考勤、學(xué)習(xí)成績、在線測試題、教學(xué)內(nèi)容等進行管理，從而完成對學(xué)生教學(xué)的移動管理。通信部分主要依托互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)、3G、4G等，學(xué)生和老師都可以通過移動手機與系統(tǒng)進行交互，最終達到讓教師和學(xué)生進行互動。

3.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計

技術(shù)架構(gòu)主要是指系統(tǒng)構(gòu)建的相關(guān)軟件技術(shù)。結(jié)合本文設(shè)計的特點，對該系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)布局采用C/S+MVC架構(gòu)進行布局。其中，客戶端主要通過Android進行開發(fā)，服務(wù)器端主要利用Java語言進行開發(fā)，并通過webservice接口進行連接。同時在技術(shù)架構(gòu)方面，采用MVC模式進行搭建。具體工作原理如圖2所示。

3.3 功能設(shè)計

根據(jù)上述的分析，將該系統(tǒng)的功能設(shè)計為如圖3所示。

通過圖2的功能模塊可以看出，系統(tǒng)主要分為用戶管理、課程管理、資源管理、學(xué)習(xí)進度管理等幾個部分。

①課程信息管理。該部分主要主要是教師使用。教師登錄到系統(tǒng)好，會彈出課程信息表，對課程信息進行保存之后，上傳到服務(wù)器。而對教師而言，其主要可以進行刪除、查詢、修改和添加等操作。

②信息查詢。教師和學(xué)生都可以通過該模塊對信息查詢，其中學(xué)生可以對自己的考勤、平時表現(xiàn)得分、期末成績等進行查詢。而教師則可以查詢學(xué)生基本信息、成績等。在該模塊中，服務(wù)器通過XML語言進行解析，然后將數(shù)據(jù)展示給用戶。

③資源管理。資源管理部分主要對教學(xué)課件、試題測試資料等，從而方便學(xué)生通過學(xué)習(xí)及時進行測試，對所學(xué)的知識點進行糾正。在主界面中，學(xué)生只需要通過授課界面，然后點擊菜單按鈕，輸入相應(yīng)的課程名字，即可完成對資源的查看、播放等功能。

3.4 播放界面設(shè)計

在該系統(tǒng)中，程序界面用Activity來進行表示，一個Activity表示一個頁面。以視頻教學(xué)頁面為例，功能實現(xiàn)編寫用WebVideo.java，外觀描述文件用WebVideo.xml。具體的代碼為：

<？xml version="1.0" encoding="utf-8"？>

xmlns：android="http：//schemas.android.com/apk/res/android"

android：orientation="vertical" android：layout_width="fill_parent"

android：layout_height="fill_parent">

android：layout_width="fill_parent"

android：layout_height="fill_parent">

<！-- android：id="@android：id/list" -->

4 系統(tǒng)主界面設(shè)計與實現(xiàn)

通過上述的設(shè)計，可以得到如圖4～圖6的界面。當學(xué)生輸入相應(yīng)的用戶名和密碼后，在與后臺服務(wù)器比對后，如果與服務(wù)器存儲的密碼和用戶名一致，那么直接進入到圖5的功能界面。在圖5的功能界面中，可以不同學(xué)科知識的學(xué)習(xí)、知識鞏固測驗等功能；如在數(shù)據(jù)庫內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)該賬號，則直接跳轉(zhuǎn)到圖6的注冊界面，讓客戶進行注冊，然后將客戶的信息存儲到數(shù)據(jù)庫之中。

5 結(jié)語

本文通過對目前高校傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式弊端的分析，結(jié)合目前主流的計算機開發(fā)技術(shù)，設(shè)計了一款基于手機Android系統(tǒng)的系統(tǒng)，而通過該系統(tǒng)的初步設(shè)計嘗試，也為目前信息化背景下的教育提供了有力的支撐。

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