基于Android的移動學(xué)習(xí)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

萬里勇 南昌工學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院 南昌市 330108

0 引 言

近年來，隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以及智能移動終端設(shè)備的普及，移動學(xué)習(xí)作為一種新型的教育方式，正逐漸受到越來越多人關(guān)注和追捧。移動學(xué)習(xí)以其學(xué)習(xí)時間、空間的靈活、學(xué)習(xí)內(nèi)容的短小、精煉且片段化，開辟了人們學(xué)習(xí)的全新理念[1]。

移動學(xué)習(xí)的熱潮， 引發(fā)了國內(nèi)外研究人員和相關(guān)學(xué)者對移動學(xué)習(xí)平臺的關(guān)注，同時催生了各類移動學(xué)習(xí)平臺的出現(xiàn)。美國是最早開展移動學(xué)習(xí)研究的國家，1994年有個Wireless Andrew研究項(xiàng)目，它就是一個針對美國高校校園的無線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺[2]。1995年美國金斯頓大學(xué)基于手機(jī)短信平臺開發(fā)了一款教學(xué)評價的移動平臺，學(xué)生可以通過這個平臺開展對教師的教學(xué)評價活動。之后，其他一些歐洲國家也先后在移動學(xué)習(xí)平臺展開了研究，如瑞典Vaxjo大學(xué)研究人員開發(fā)了一個基于Android的交流平臺C-Notes[3]。而在國內(nèi)對于移動學(xué)習(xí)方面研究起步相對較晚，因而，對于移動學(xué)習(xí)平臺方面的研究也就相對滯后。據(jù)資料顯示，國內(nèi)真正開展移動學(xué)習(xí)方面的研究，是從2001年開始，主要是針對移動學(xué)習(xí)的教育理論和績效開展研究。而真正針對移動學(xué)習(xí)平臺的研究，則是從2004年諾基亞在國內(nèi)開展的在線學(xué)習(xí)項(xiàng)目投資開始，從此也開啟了國內(nèi)學(xué)習(xí)平臺開發(fā)的商業(yè)模式[4]。

本文將結(jié)合移動學(xué)習(xí)特點(diǎn)和Android系統(tǒng)優(yōu)勢，開發(fā)一款基于Android的移動學(xué)習(xí)平臺。以此平臺，讓更多移動終端用戶能夠突破空間和時間的限制，從而實(shí)現(xiàn)移動在線的自主化、個性化學(xué)習(xí)。

1 移動學(xué)習(xí)平臺需求分析和系統(tǒng)平臺

1.1 需求分析

對高校移動學(xué)習(xí)平臺使用人群進(jìn)行調(diào)研及分析可知，其面向的主要用戶人群包括：學(xué)生、教師和系統(tǒng)管理員。在移動學(xué)習(xí)活動過程中，主要開展的學(xué)習(xí)活動有：在線學(xué)習(xí)、在線考試、在線交流、系統(tǒng)管理等。

（1）學(xué)生。針對學(xué)生用戶需求而言，移動學(xué)習(xí)平臺需要提供在線學(xué)習(xí)、在線考試、交流互動等功能。

（2）教師。針對教師用戶需求而言，移動學(xué)習(xí)平臺需要提供資料上傳、試卷評閱、交流互動等功能。

（3）系統(tǒng)管理員。針對系統(tǒng)管理員用戶需求而言，移動學(xué)習(xí)平臺需要提供用戶管理和系統(tǒng)管理等功能。

1.2 系統(tǒng)平臺

目前，市面上主要的移動操作系統(tǒng)有：Android、IOS、Windows Mobile和BlackBerry等。但最近WhatsApp發(fā)布微博顯示，在2017年起，一些移動操作系統(tǒng)將不再被支持，比如：BlackBerry等[5]。移動操作系統(tǒng)競爭的日趨激烈，使得Android和IOS的市場所在份額更為集中。據(jù)2016年數(shù)據(jù)調(diào)查機(jī)構(gòu)Net Applications報告顯示，Android和IOS的市場所占份額達(dá)到95%左右。就Android和IOS兩者所在市場份額而言，盡管蘋果公司憑借自己的力量，讓IOS拿下了近40%份額，但與Android相比，還具有一定差距。到目前為止，Android操作系統(tǒng)所占的市場份額穩(wěn)居第一。Android系統(tǒng)以其平臺開放性、無縫結(jié)合的Google應(yīng)用以及基于組件的應(yīng)用設(shè)計(jì)等特性，成為了移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)開發(fā)人員的首選平臺[6]。

2 移動學(xué)習(xí)平臺設(shè)計(jì)

2.1 移動學(xué)習(xí)平臺總體設(shè)計(jì)

基于Android的移動學(xué)習(xí)平臺主要由客戶端和服務(wù)器端組成。本文的移動學(xué)習(xí)平臺，主要采用三層架構(gòu)模型。移動學(xué)習(xí)平臺總體架構(gòu)設(shè)計(jì)框架，如圖1所示。

圖1 移動學(xué)習(xí)平臺總體框架

2.2 移動學(xué)習(xí)平臺功能模塊設(shè)計(jì)

移動學(xué)習(xí)平臺客戶端應(yīng)提供的功能至少包括：用戶登錄/注冊、在線學(xué)習(xí)、在線測試、師生交流和信息管理等。服務(wù)器端的開發(fā)基于PC平臺，需要能夠提供課程管理、資料上傳、刪除/編輯、疑難提問解答以及信息維護(hù)等功能。移動學(xué)習(xí)平臺的總體功能結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 移動學(xué)習(xí)平臺的總體功能結(jié)構(gòu)

2.3 移動學(xué)習(xí)平臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

通過對移動學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行分析，基本可以確定移動學(xué)習(xí)平臺的實(shí)體主要包括：視頻資源、課件資源、章節(jié)、課程、試卷、試題等。移動學(xué)習(xí)平臺總體E-R模型，如圖3所示。

圖3 移動學(xué)習(xí)平臺總體E-R圖

3 移動學(xué)習(xí)平臺功能模塊實(shí)現(xiàn)

3.1 平臺實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

基于Android的移動學(xué)習(xí)平臺是一個B/S在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，涉及了一些關(guān)鍵技術(shù)：平臺UI實(shí)現(xiàn)技術(shù)、平臺數(shù)據(jù)通信技術(shù)、Activity間跳轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)存儲技術(shù)等。

（1）平臺UI實(shí)現(xiàn)技術(shù)：用戶界面（User Interface,UI）是人機(jī)進(jìn)行交互的操作界面。UI設(shè)計(jì)主要針對界面的樣式和美觀程度進(jìn)行考慮。用戶界面是任何一個應(yīng)用程序產(chǎn)品的應(yīng)用臉面，可以毫不夸張的說，UI界面設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響到用戶對應(yīng)用程序產(chǎn)品的滿意度?；贏ndroid移動開發(fā)中，UI界面設(shè)計(jì)的布局方法主要有三種，分別為：利用XML文件進(jìn)行布局、Android系統(tǒng)提供的用戶界面接口生成布局和用Java+XML進(jìn)行代碼生成布局。

（2）平臺數(shù)據(jù)通信技術(shù)：本文的移動學(xué)習(xí)平臺，包括服務(wù)器和客戶端的開發(fā)。服務(wù)器與客戶端需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)開發(fā)中，采用相關(guān)處理技術(shù)對數(shù)據(jù)通信進(jìn)行管理，如通過對客戶端數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝處理，將開發(fā)中用到的一些數(shù)據(jù)類存儲在data包中進(jìn)行統(tǒng)一管理。

（3）Activity間的跳轉(zhuǎn)技術(shù)：Activity作為android應(yīng)用程序的四大組件之一，不僅負(fù)責(zé)android應(yīng)用程序的用戶界面的管理功能，而且還承擔(dān)著android應(yīng)用程序中每一個用戶界面的展現(xiàn)功能。通俗說，一個android應(yīng)用程序?qū)嶋H上就是由若干個Activity組成。android應(yīng)用程序的人機(jī)交互操作，就是在各個Activity間進(jìn)行切換操作，而各個Activity間的通信又主要由Intent組件承擔(dān)通信任務(wù)。

（4）數(shù)據(jù)存儲技術(shù)：由前文分析可知，移動學(xué)習(xí)平臺包括客戶端和服務(wù)器端。在數(shù)據(jù)存儲實(shí)現(xiàn)管理方面，服務(wù)器端主要采用開源的MySQL作為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件。而在客戶端，主要采用輕量級的SQLite進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。

當(dāng)用戶登錄移動學(xué)習(xí)平臺時，需要在平臺相應(yīng)的功能模塊上進(jìn)行用戶資料的注冊，只有成為合法用戶后，才能夠?qū)崿F(xiàn)對平臺的操作。用戶在平臺上發(fā)送注冊操作時，注冊的信息會在服務(wù)器端和客戶端同時保存，主要下次用戶再使用同一個移動終端設(shè)備進(jìn)行平臺登錄時，就不需要再次輸入賬號和密碼，這是因?yàn)楹笈_會自動獲取客戶端之前保留的用戶登錄信息。

3.2 平臺客戶端部分功能模塊實(shí)現(xiàn)

（1）用戶注冊和登錄模塊實(shí)現(xiàn)。用戶注冊模塊，主要負(fù)責(zé)對用戶注冊操作進(jìn)行管理，移動學(xué)習(xí)平臺規(guī)定，新用戶只有在移動學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行合法注冊的用戶，才能夠訪問移動學(xué)習(xí)平臺。用戶登錄模塊，主要負(fù)責(zé)對登錄用戶密碼和用戶名進(jìn)行驗(yàn)證操作。用戶需輸入合法用戶名和密碼，待系統(tǒng)對輸入信息進(jìn)行驗(yàn)證后，才可以登錄到移動學(xué)習(xí)平臺，進(jìn)行下一步操作。

用戶注冊和登錄界面，如圖4所示。

圖4 用戶注冊和登錄界面

（3）在線學(xué)習(xí)功能模塊實(shí)現(xiàn)。在線學(xué)習(xí)功能模塊，是移動學(xué)習(xí)平臺的核心模塊，主要負(fù)責(zé)在線學(xué)習(xí)方面的管理功能。學(xué)生用戶登錄移動學(xué)習(xí)平臺選擇在線學(xué)習(xí)功能模塊，進(jìn)入到學(xué)習(xí)中心，可以在線學(xué)習(xí)操作界面。在線考試模塊界面，如圖5所示。

圖5 在線學(xué)習(xí)功能模塊界面

（4）考試功能模塊實(shí)現(xiàn)。學(xué)生用戶通過移動學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)完成后，可以通過移動學(xué)習(xí)平臺提供的在線考試模塊進(jìn)行在線考試操作。在線考試功能模塊的主界面，如圖6所示。

圖6 在線考試功能模塊界面

（5）師生交流功能模塊實(shí)現(xiàn)。師生交流模塊是主要是一個為師生提供交流溝通的互動模塊。學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)上設(shè)計(jì)一個師生交流功能模塊，能加強(qiáng)師生之間的溝通。師生交互功能模塊界面，如圖7所示。

圖7 師生交互功能模塊界面

（6）信息管理功能模塊。本模塊主要負(fù)責(zé)用戶基本信息管理和終端設(shè)備相關(guān)參數(shù)設(shè)置。本模塊主要又包括用戶基本信息管理和參數(shù)管理兩個子模塊。信息管理功能模塊界面，如圖8所示。

圖8 信息管理功能模塊界面

3.3 平臺服務(wù)器端部分功能模塊實(shí)現(xiàn)

對移動學(xué)習(xí)平臺服務(wù)器功能進(jìn)行分析，服務(wù)器端主要實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)平臺數(shù)據(jù)方面的處理，包括：課程管理、考試題庫管理、師生交流信息管理以及基本信息管理等。課程管理，主要對學(xué)習(xí)資源的管理，包括視頻資源和課件資源；考試題庫管理主要負(fù)責(zé)對在線考試模塊的課程題庫進(jìn)行管理；師生交流信息管理主要負(fù)責(zé)信息交流管理；用戶基本信息管理則主要提供學(xué)習(xí)資源的管理，包括視頻資源和課件資源；考試題庫管理主要負(fù)責(zé)對在線考試模塊的課程題庫進(jìn)行管理（包括：題庫增加、刪除、修改和查詢等操作）；師生交流信息管理主要負(fù)責(zé)信息交流管理；用戶基本信息管理則主要提供用戶對個人基本信息的維護(hù)管理等。移動學(xué)習(xí)平臺服務(wù)器端的歡迎界面，如圖9所示。

圖9 移動學(xué)習(xí)平臺服務(wù)器端歡迎頁

4 結(jié)束語

針對快速發(fā)展的移動學(xué)習(xí)發(fā)展趨勢，本文結(jié)合了移動學(xué)習(xí)特點(diǎn)和Android平臺開發(fā)優(yōu)勢，將android技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)等運(yùn)用于移動學(xué)習(xí)平臺的研究中。本文設(shè)計(jì)與開發(fā)的移動學(xué)習(xí)平臺，在完成最后測試后，就將其引入到筆者所在高校試運(yùn)行，從試運(yùn)行的效果來看，本文的移動學(xué)習(xí)平臺能夠滿足基本的移動學(xué)習(xí)需求。下一步，我們將繼續(xù)對平臺系統(tǒng)進(jìn)行改造和優(yōu)化，同時引入軟件開發(fā)新技術(shù)（服務(wù)推薦技術(shù)）、新工具，以及用戶需求的變化，重點(diǎn)在平臺功能和性能方面進(jìn)行完善。

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