元器件識(shí)別與檢測(cè)移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳敏敏

（汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 汕尾 516600）

計(jì)算機(jī)科學(xué)

元器件識(shí)別與檢測(cè)移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳敏敏

（汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 汕尾 516600）

隨著智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備的不斷普及和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，依托移動(dòng)終端開發(fā)的APP學(xué)習(xí)系統(tǒng)越來越多.但是有關(guān)電子元器件識(shí)別與檢測(cè)的學(xué)習(xí)資源中只限于書面資料或者單機(jī)版課件，卻較少有應(yīng)用于手持移動(dòng)終端的動(dòng)態(tài)資源提供給學(xué)習(xí)者共享，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)可以填補(bǔ)該項(xiàng)空白，完善國(guó)內(nèi)高職院校手持移動(dòng)學(xué)習(xí)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng).

移動(dòng)終端；APP；學(xué)習(xí)系統(tǒng)

近年來，隨著移動(dòng)通信速率的提升以及移動(dòng)設(shè)備計(jì)算性能與存儲(chǔ)能力的增強(qiáng)，人們口袋中的手機(jī)、掌上電腦等手持式移動(dòng)設(shè)備，已經(jīng)可以讓人們隨時(shí)隨地獲取、處理和發(fā)送信息，使交流無處不在，這也為依托手持式移動(dòng)設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)，開展教育活動(dòng)提供了可能，也在一定程度上替代了電腦的作用[1].

基于手持移動(dòng)學(xué)習(xí)終端的學(xué)習(xí)模式在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)高的程度，在我國(guó)部分高職院校中已經(jīng)作為一種必要的教學(xué)模式存在，并且與之相應(yīng)的開發(fā)出了不少軟件以及與之匹配的硬件設(shè)備，學(xué)生可以在課堂上使用手機(jī)來實(shí)時(shí)回答教師的問題，提高互動(dòng)學(xué)習(xí).

要成功開展手持移動(dòng)學(xué)習(xí)，必然需要優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源和高效的學(xué)習(xí)系統(tǒng)的支持，這表明開展基于手持移動(dòng)學(xué)習(xí)終端的學(xué)習(xí)模式和教學(xué)活動(dòng)策略研究有著十分重要的意義和價(jià)值，能夠有效的提高教學(xué)質(zhì)量和增加學(xué)生的自學(xué)能力以及提高學(xué)習(xí)興趣.目前，針對(duì)高職的教育類APP形式多樣，但有關(guān)電子元器件識(shí)別與檢測(cè)的學(xué)習(xí)資源中只限于書面資料或者單機(jī)版課件，卻較少有應(yīng)用于手持移動(dòng)終端的動(dòng)態(tài)資源提供給學(xué)習(xí)者共享.本文設(shè)計(jì)開發(fā)了基于移動(dòng)終端的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，為高職電子專業(yè)學(xué)生創(chuàng)建良好的移動(dòng)學(xué)習(xí)條件.

1 移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)特性

如今我國(guó)移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)良好，智能型移動(dòng)終端設(shè)備擁有比例不斷上升的情況下，推廣手持移動(dòng)學(xué)習(xí)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟[2]，能很好地填補(bǔ)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式遺留的空白，（1）讓學(xué)習(xí)者不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制進(jìn)行學(xué)習(xí).（2）在教學(xué)中，學(xué)生可以有針對(duì)性的對(duì)課堂上老師講的內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，更加有效地、更大容量的、更加準(zhǔn)確學(xué)習(xí)，達(dá)到對(duì)印象模糊的知識(shí)點(diǎn)更好的理解.（3）學(xué)習(xí)者可以通過終端及時(shí)進(jìn)行反饋問題，并且與其他學(xué)習(xí)者、教師進(jìn)行交流探討.（4）相對(duì)于課本，軟件可以通過動(dòng)畫更形象的展示知識(shí)點(diǎn)，增加學(xué)生的理解和興趣[3].

2 移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)分析

2.1 移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)的需求分析

掌握電子元器件的識(shí)別與檢測(cè)是高職院校電子專業(yè)學(xué)生必需掌握的基本技能[4]，但在學(xué)生的學(xué)習(xí)中存在以下幾個(gè)問題：（1）電子元器件種類較多，部分元件的識(shí)別和檢測(cè)的過程比較復(fù)雜，難以記牢.（2）大部分電子元器件的體型很小，教師講解演示時(shí)，部分學(xué)生難以近距離觀察到元器件的檢測(cè)過程.（3）由于部分元件檢測(cè)過程比較繁瑣，大部分學(xué)生選擇記錄筆記，但是在檢測(cè)元件的過程中，學(xué)生一般都難于做到隨時(shí)攜帶筆記[5].

為了解決以上教學(xué)難題，本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一款手機(jī)APP學(xué)習(xí)系統(tǒng)，將元器件的識(shí)別與檢測(cè)過程制作成動(dòng)畫及視頻的形式，學(xué)習(xí)者可以享受到高質(zhì)量的動(dòng)畫圖片和視頻的講解以及重播，能夠輕松地學(xué)習(xí)接受和吸收知識(shí).同時(shí)，一般手機(jī)學(xué)生都會(huì)隨身攜帶，APP既可以隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以在檢測(cè)過程碰到問題時(shí)當(dāng)作工具書查詢、解決問題[6].

2.2 相關(guān)技術(shù)分析

2.2.1 Android操作系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)采用Android系統(tǒng)環(huán)境，該系統(tǒng)是目前全球使用人數(shù)最多的，2016年的統(tǒng)計(jì)市場(chǎng)占有率達(dá)到86%，在學(xué)生群體更是達(dá)到90%以上，故本系統(tǒng)選擇Android系統(tǒng)進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā).開發(fā)軟件采用google最近發(fā)布的app inventor，具有簡(jiǎn)單、易用的特點(diǎn).

2.2.2 服務(wù)器

服務(wù)器選擇新浪云服務(wù)器的MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，主要為app的登錄和交流區(qū)提供數(shù)據(jù)支持.MySQL是目前使用人數(shù)最多的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一，其兼容性很好，現(xiàn)有的程序無須做任何改動(dòng)，配置好hostname、用戶名、密碼、端口號(hào)即可使用.作為客戶端APP的數(shù)據(jù)服務(wù)器，主要為其提供圖片、視頻和其他數(shù)據(jù)內(nèi)容.

3 移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 功能設(shè)計(jì)

移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)可分為：主界面、學(xué)習(xí)系統(tǒng)區(qū)（包括學(xué)習(xí)圖文及視頻區(qū)、元件參數(shù)查詢小工具、習(xí)題區(qū)）、交流區(qū)、軟件使用和介紹區(qū)，具體功能模塊如圖1所示.每個(gè)模塊都有獨(dú)立的功能，同時(shí)模塊之間關(guān)系密切，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣和目的選擇相應(yīng)的功能進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)[7].

圖1 功能模塊圖

3.1.1 內(nèi)容設(shè)計(jì)

“學(xué)習(xí)內(nèi)容”是整個(gè)APP的最主要模塊，它為電子愛好者提供各種常用電子元器件的識(shí)別與檢測(cè)資源和圖片共享，能夠?qū)崟r(shí)播放視頻學(xué)習(xí)資源，該模塊的學(xué)習(xí)資源是經(jīng)過專業(yè)梳理的，將電子元器件分類，分為基本元件、半導(dǎo)體、敏感器件、諧振元件.每部分內(nèi)容又分為識(shí)別部分和檢測(cè)部分，創(chuàng)建導(dǎo)航列表供學(xué)習(xí)者快速查找所需的知識(shí).

采用圖文并茂的方式對(duì)常用元器件的類別和用途進(jìn)行展示，直觀明了；檢測(cè)部分采用動(dòng)畫視頻教學(xué)，細(xì)致、清晰地介紹元件檢測(cè)的整個(gè)過程和注意事項(xiàng).如圖2所示.

3.1.2 查詢系統(tǒng)

在識(shí)別元器件、設(shè)計(jì)電子應(yīng)用電路、程序的過程中，常常需要對(duì)元器件的參數(shù)進(jìn)行查詢.為了方便學(xué)生能隨時(shí)隨地查詢參數(shù)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電阻、電容、數(shù)碼管斷碼的查詢小工具，只要學(xué)生在APP中輸入元件的色環(huán)或標(biāo)識(shí)數(shù)字，便可查詢到該元件的參數(shù)，操作簡(jiǎn)單明了.

3.1.3 交互環(huán)節(jié)

分為習(xí)題測(cè)試，交流區(qū).習(xí)題測(cè)試主要是對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢測(cè)，功能有抽選題目，作答，評(píng)分，重做，查看答案，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之后能夠及時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行自查.交流區(qū)，提供一個(gè)交互的平臺(tái)，處在不同地理位置的學(xué)生和老師可以在交流區(qū)進(jìn)行線上提問和答疑，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性.

3.2 界面設(shè)計(jì)

圖2 學(xué)習(xí)內(nèi)容界面

作為一款在線移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其用戶群體主要是電子專業(yè)的大學(xué)生，人性化的界面交互設(shè)計(jì)給學(xué)習(xí)者愉悅新鮮的體驗(yàn)感覺，并提高學(xué)習(xí)者對(duì)元器件識(shí)別與檢測(cè)知識(shí)的興趣[8].該系統(tǒng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容最終要呈現(xiàn)在手機(jī)或平板電腦的屏幕上，受屏幕尺寸的限制，界面的設(shè)計(jì)主要從以下三個(gè)方面考慮簡(jiǎn)潔性：

3.2.1 導(dǎo)航設(shè)計(jì)

導(dǎo)航設(shè)計(jì)層級(jí)分明，簡(jiǎn)單易懂.導(dǎo)航級(jí)數(shù)分為三級(jí).一級(jí)導(dǎo)航內(nèi)容有：知識(shí)簡(jiǎn)介、學(xué)習(xí)內(nèi)容、常用小工具、練習(xí)、交流區(qū)、使用說明、退出.其中學(xué)習(xí)內(nèi)容的二級(jí)導(dǎo)航如圖2所示，在系統(tǒng)的每一頁都有首頁、返回上級(jí)、退出的導(dǎo)航，且標(biāo)題顯示學(xué)習(xí)者所在的位置.

3.2.2 布局設(shè)計(jì).

布局設(shè)計(jì)以屏幕尺寸為標(biāo)準(zhǔn)，將屏幕分為菜單、導(dǎo)航區(qū)和內(nèi)容區(qū).為適合學(xué)習(xí)者的視覺習(xí)慣，導(dǎo)航設(shè)計(jì)在屏幕的上方，菜單設(shè)計(jì)在屏幕的中間，內(nèi)容區(qū)采用滾動(dòng)顯示來顯示學(xué)習(xí)內(nèi)容.為了使電子元器件的識(shí)別與檢測(cè)過程能更清晰地展示出來，播放動(dòng)畫視頻時(shí)自動(dòng)切換為橫屏模式，并設(shè)置有視頻的播放、暫停、重播、音量按鈕.

3.2.3 風(fēng)格設(shè)計(jì)

界面的設(shè)計(jì)風(fēng)格采用扁平化設(shè)計(jì)，扁平化設(shè)計(jì)可以減少不必要的視覺干擾，讓人更關(guān)注于內(nèi)容本身.界面的主題顏色以淺藍(lán)色為主，整體風(fēng)格和交互操作風(fēng)格前后一致，相同的圖標(biāo)按鈕具有相同的功能，且清新的界面使平面變得更有空間延展的感覺.

3.3 程序設(shè)計(jì)

APP的設(shè)計(jì)采用Google的App Inventor編程，它是一個(gè)完全在線開發(fā)的Android編程環(huán)境，使用積木式的堆疊法來完Android程序.

在主頁的邏輯組件上采用用戶發(fā)起事件類型，當(dāng)用戶單擊Button時(shí)，執(zhí)行頁面之間的跳轉(zhuǎn)，語句使用when...Click、do...來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)播放視頻時(shí)，用VideoPlayer組件，對(duì)應(yīng)的UI屬性設(shè)置width:Fill parent、Height:Fill parent.單擊視頻控制按鈕實(shí)現(xiàn)播放或暫停，同時(shí)獲取視頻的長(zhǎng)度，播放完成后自動(dòng)循環(huán)，這些功能程序上采用call Video-Player start、callVideoPlayer pause、call VideoPlayer GetDuration來實(shí)現(xiàn)，音量控制可以使用Slider組件.

圖3 主界面邏輯設(shè)計(jì)

4 總結(jié)與展望

利用手持移動(dòng)終端進(jìn)行學(xué)習(xí)是高職院校教育技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì).本文針對(duì)高職院校電子專業(yè)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學(xué)方式的局限性，設(shè)計(jì)出基于Android平臺(tái)的移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了提供動(dòng)態(tài)資源給電子愛好者，還可作為教師的輔助教學(xué)軟件，本系統(tǒng)將優(yōu)先向國(guó)內(nèi)同類院高職校電子專業(yè)學(xué)生及相近專業(yè)學(xué)生進(jìn)行推廣，同時(shí)也將成果作為網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)社會(huì)開放.

〔1〕高校信息化教學(xué)的有效性研究——基于設(shè)計(jì)的研究[J].電化教育研究,2010(1).

〔2〕信息化教學(xué)過程的有效性策略研究[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育,2010(19).

〔3〕王懷平，林剛勇.電工電子類課程群實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2011（04）.

〔4〕孟秀芝，王宗省，高麗麗.電工電子技術(shù)多樣化教學(xué)方式的研究[J].科技信息，2011（02）.

〔5〕蔣敏，李彥成.高職學(xué)校電工電子技術(shù)課程的設(shè)置與教法探討[J].黑龍江科技信息，2011（05）.

〔6〕袁勝超,魯貴東,伍文,等.基于Android平臺(tái)的《管理信息系統(tǒng)》移動(dòng)學(xué)習(xí)課程開發(fā)[J].信息通信,2016,161（5）:271-274.

〔7〕劉清堂,向丹丹,面向3G手機(jī)的移動(dòng)學(xué)習(xí)資源交互設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].中國(guó)電化教育,2011（11）: 72-75.

〔8〕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（5）:174-176.

TP273+.22

A

1673-260X（2017）07-0008-03

2017-04-07

2015年度廣東省教育研究院教育研究課題 “元器件識(shí)別與檢測(cè)在手持移動(dòng)終端學(xué)習(xí)系統(tǒng)的研究”（GDJY-2015-F-b013）