基于情境感知的移動教學(xué)APP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

付志文，巫景華

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，廣東 廣州 510225）

基于情境感知的移動教學(xué)APP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

付志文，巫景華

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，廣東 廣州 510225）

結(jié)合情境感知技術(shù)和LBS技術(shù)的手機(jī)應(yīng)用軟件已經(jīng)融入人們的生活中，但是在移動學(xué)習(xí)APP這一塊，尤其是針對高校農(nóng)學(xué)類專業(yè)的APP比較缺乏相關(guān)的產(chǎn)品。文章設(shè)計(jì)了一個(gè)用于支持農(nóng)學(xué)專業(yè)教學(xué)實(shí)踐的智慧化移動教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為學(xué)生Android客戶端和后臺管理系統(tǒng)。Android客戶端用于學(xué)生戶外實(shí)踐探索與學(xué)習(xí)，并完成相關(guān)任務(wù)，后臺管理系統(tǒng)用于配置和管理教學(xué)任務(wù)。系統(tǒng)通過LBS感知學(xué)習(xí)環(huán)境并推薦相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，給學(xué)習(xí)者開展移動學(xué)習(xí)提供了良好的支持。

情境感知；移動學(xué)習(xí)；LBS；Android

隨著智能手機(jī)的發(fā)展，當(dāng)前高校教學(xué)中應(yīng)用手機(jī)APP輔助師生的教學(xué)是大勢所趨，然而實(shí)踐中只有一些通用課程如外語、經(jīng)濟(jì)、金融等熱門學(xué)科才有相應(yīng)的學(xué)習(xí)APP，為農(nóng)業(yè)類專業(yè)學(xué)生定制的學(xué)習(xí)APP可謂少之又少。本研究結(jié)合農(nóng)業(yè)高等院校教學(xué)的實(shí)際需求，開發(fā)一款具有情境感知功能的智慧化移動學(xué)習(xí)APP，為農(nóng)業(yè)類專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)提供移動化支持平臺。情境感知（Context Awareness，CA）是指通過傳感器等設(shè)備或技術(shù)使得計(jì)算機(jī)能夠?qū)κ褂谜弋?dāng)前所處的環(huán)境有所“認(rèn)識”，并根據(jù)環(huán)境的不同做出不同響應(yīng)的技術(shù)[1]。

本文通過基于位置的服務(wù)（Location Based Services，LBS）感知學(xué)習(xí)者所處地理環(huán)境，根據(jù)不同的位置為學(xué)習(xí)者推薦不同的學(xué)習(xí)資源。

1 軟件設(shè)計(jì)

智慧化農(nóng)學(xué)移動學(xué)習(xí)APP由服務(wù)端和Android客戶端構(gòu)成，其中服務(wù)器端采用C/S的架構(gòu)，使用Eclipse開發(fā)工具方式開發(fā)，后臺頁面采用JQueryEasyUI框架，數(shù)據(jù)庫使用Mysql，整體采用MVC架構(gòu)。Android客戶端采用Android Studio進(jìn)行開發(fā)，整個(gè)客戶端開發(fā)也采用MVC架構(gòu)。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

1.1 Web服務(wù)端

服務(wù)端用于對APP的信息進(jìn)行管理和配置，核心功能包括專題任務(wù)管理模塊、實(shí)踐基地管理、LBS資源管理，各項(xiàng)功能分別對應(yīng)農(nóng)學(xué)實(shí)踐教學(xué)的各項(xiàng)需求。

（1）配置教學(xué)基地功能：教師需在學(xué)生開展實(shí)踐教學(xué)前配置好教學(xué)基地的信息，如花卉苗圃基地、稻米種植基地、蔬菜基地、稻米加工基地等，用于客戶端展示。

（2）配置專題任務(wù)：教師根據(jù)實(shí)踐教學(xué)要求，設(shè)置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)。根據(jù)農(nóng)業(yè)專業(yè)不同教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容，學(xué)生會在不同的教學(xué)實(shí)踐基地開展實(shí)習(xí)活動，登錄APP獲取到教學(xué)指導(dǎo)信息、要開展的活動內(nèi)容都有所不同。

（3）配置LBS資源：在百度地圖上獲取每個(gè)實(shí)踐基地的地理位置（經(jīng)度、緯度）信息，在不同的基地教師上傳不同的學(xué)習(xí)資源。

1.2 Android客戶端

Android客戶端用于學(xué)生開展移動學(xué)習(xí)，需要學(xué)生下載并安裝在自己的手機(jī)上。APP具有注冊登錄、主頁和側(cè)滑菜單、LBS定位服務(wù)、專題學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)計(jì)劃、搜集證據(jù)、小組交流、成果展示、專題學(xué)習(xí)狀態(tài)）等功能。

（1）選擇分組：學(xué)生可以根據(jù)教師配置好的分組信息進(jìn)行加入小組。如果教師端未配置分組，或者配置自由選擇分組，那么將由APP自動分配分組。

（2）定位功能：通過獲取用戶當(dāng)前所處位置的經(jīng)緯度信息，上傳經(jīng)緯度到服務(wù)器來獲取教師在服務(wù)器配置的數(shù)據(jù)，從而獲取對應(yīng)的基地學(xué)習(xí)內(nèi)容頁面。

（3）展示專題功能：通過點(diǎn)擊基地，彈出專題列表，專題列表的每一個(gè)專題都有起止日期。

（4）選擇任務(wù)：在專題列表里彈出的專題，學(xué)生可以自由選擇其中一個(gè)，作為自己的學(xué)習(xí)任務(wù)。

（5）專題詳情功能：通過加入專題，便會打開主題的詳情頁面，頁面包括任務(wù)簡介功能、前測活動、實(shí)地觀測基地、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)探索、提交作業(yè)等。

（6）掃碼拍照功能：此功能主要是記錄實(shí)地觀測基地功能所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

2 LBS與情境感知模塊實(shí)現(xiàn)

本文所設(shè)計(jì)的APP通過LBS技術(shù)來獲取地理位置信息，根據(jù)不同的地理位置給學(xué)習(xí)者推薦學(xué)習(xí)資源。實(shí)現(xiàn)這一過程有兩個(gè)步驟，首先是教師在管理端配置地理位置信息以及對應(yīng)的學(xué)習(xí)資料，然后是客戶端感知學(xué)習(xí)者所處位置獲取相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源。

2.1 LBS資源管理模塊實(shí)現(xiàn)

LBS資源管理模塊中添加LBS資源的界面如圖2所示。該頁面用來配置LBS資源，教師首先把基地的地理位置輸入百度地圖上，獲取經(jīng)緯度坐標(biāo)，把經(jīng)緯度信息以“經(jīng)度—緯度”的形式，填寫入所在位置，客戶端可以在讀取到location這個(gè)字段的時(shí)候，獲取到對應(yīng)的位置信息，根據(jù)LBS定位成功的位置信息與配置的位置信息進(jìn)行比較，從而完成定位。準(zhǔn)確的位置信息就可以獲取LBS資源，以供參考和學(xué)習(xí)。

2.2 LBS客戶端情境感知模塊實(shí)現(xiàn)

學(xué)生啟動APP之后選擇自己所在的實(shí)踐教學(xué)基地后，APP會進(jìn)行LBS定位，當(dāng)定位成功且位置信息在服務(wù)端教師配置的信息范圍內(nèi)，就會獲取該基地下的所有情境感知服務(wù)的資源，然后顯示該基地下的專題列表，根據(jù)該基地活動要求參與相應(yīng)實(shí)踐專題。當(dāng)學(xué)生點(diǎn)擊某一專題，此時(shí)會向服務(wù)端發(fā)送HTTP請求，并把專題名當(dāng)作參數(shù)，請求獲取專題數(shù)據(jù)。然后在APP界面顯示對應(yīng)的數(shù)據(jù)。情境感知模塊流程如圖3所示。運(yùn)行效果如圖4所示。

3 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一款基于Java語言開發(fā)的教育教學(xué)類移動應(yīng)用軟件，其主要特色在于應(yīng)用LBS精準(zhǔn)推送學(xué)習(xí)資源，將其應(yīng)用于農(nóng)學(xué)實(shí)踐探究教學(xué)中，可實(shí)時(shí)顯示與反應(yīng)學(xué)生所處的環(huán)境特征，有利于提高學(xué)生的空間認(rèn)知與推理的能力?；贚BS的學(xué)習(xí)資源推送，有助于解決農(nóng)科類學(xué)生在開展實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中教師指導(dǎo)不夠及時(shí)的問題。

圖2 LBS資源管理添加

圖3 LBS定位獲取學(xué)習(xí)任務(wù)流程

圖4 Android客戶端運(yùn)行專題學(xué)習(xí)界面

[1] 趙海燕，詹永照，王傳安.基于情境感知和本體的E-Learning系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2012（16）：51-56.

Design and implementation of a mobile learning APP based on context awareness

Fu Zhiwen, Wu Jinghua
（Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China）

APPs combining context awareness and location based services have been integrated into people’s life. But APPs which suitable for mobile learning, especially for the university of agronomy professional students still relatively lack of related products. This paper designs an intelligent mobile teaching system to support the teaching practice of agronomy specialty. The system can be divided into student Android client and management system. Android client is used for students to explore and study outdoor practice, and complete the related tasks. The background management system is used to con fi gure and manage teaching tasks. The system senses the learning environment through LBS and recommends corresponding learning resources, which provides a good support for learners to carry out mobile learning.

context awareness; mobile learning; LBS; Android

2016年度廣東省高等教育教學(xué)研究和改革項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱：面向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的網(wǎng)絡(luò)探究教學(xué)改革研究與實(shí)踐；項(xiàng)目編號：285。2015年度廣東省高校教育技術(shù)教學(xué)改革研究項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱：農(nóng)學(xué)智慧化教育資源體系構(gòu)建及應(yīng)用研究；項(xiàng)目編號：2015061。

付志文（1982— ），男，廣東河源人，實(shí)驗(yàn)師，碩士；研究方向：網(wǎng)絡(luò)與移動教學(xué)。