基于項目驅(qū)動的移動智能終端應(yīng)用開發(fā)教學(xué)探討

唐 兵 張 黎

(湖南科技大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

1 引言

近年來，Android軟件開發(fā)工程師的就業(yè)前景非常好，國內(nèi)外各大高校逐步引入了Android程序設(shè)計相關(guān)的課程，同時Android與移動智能終端相關(guān)的科研也慢慢開展。作為一門新興課程，其教學(xué)方法的研究和實踐還處于探索階段。常規(guī)的教學(xué)模式以理論課為主，上機(jī)實驗課為輔，由于Android的實踐性較強(qiáng)，這樣的教學(xué)模式存在諸多弊端，學(xué)生自我探索和訓(xùn)練也面臨各種困難。現(xiàn)有的一些基于案例和項目驅(qū)動的教學(xué)方法，雖然在一定程度上對于提高學(xué)生動手能力有一定的幫助，但仍存在著教學(xué)案例不太合理，一個案例只對應(yīng)某一知識點，且案例太小，一旦面對大型的Android項目時且APP需要上線，學(xué)生不能獨立從事開發(fā)任務(wù)。當(dāng)前的Android培養(yǎng)模式，與市場與實際脫節(jié)較嚴(yán)重，不能滿足學(xué)生就業(yè)的需要，對學(xué)生就業(yè)質(zhì)量也有影響，教學(xué)案例沒有融入當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”和基于云計算的移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)環(huán)境，案例過于老舊，很多缺乏網(wǎng)絡(luò)編程相關(guān)案例。這樣，Android程序設(shè)計的教學(xué)問題就成了當(dāng)前一個比較緊迫的任務(wù)。本項目提出基于項目驅(qū)動的移動智能終端應(yīng)用開發(fā)教學(xué)模式，通過設(shè)計豐富的項目案例，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)，并開展相應(yīng)的教學(xué)實踐，研究成果將能夠幫助學(xué)生提高Android開發(fā)能力，讓學(xué)生更有效地把握大型Android項目，為學(xué)生基于Android的移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)帶來幫助，開發(fā)完整的APP且能參與各種科技創(chuàng)新競賽，能有效的激勵學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，滿足個性化的需求，提高學(xué)生的實踐能力和工程能力，具有重要的現(xiàn)實意義。

2 課程現(xiàn)狀分析

手機(jī)和移動互聯(lián)網(wǎng)的普及將我們帶入一個移動狀態(tài)下的在線互動時代。根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，我國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模早已位居世界第一位，中國的移動互聯(lián)網(wǎng)市場進(jìn)入了快速發(fā)展的黃金階段。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)的不斷豐富，人們可隨時隨地通過手機(jī)、平板等移動設(shè)備快速獲得資訊服務(wù)、電子支付、網(wǎng)上購物、社交服務(wù)、智慧出行等各項方便快捷的服務(wù)，各種創(chuàng)新的應(yīng)用正深刻地影響著我們的生活，如QQ、微信、支付寶、滴滴、淘寶、美團(tuán)、美圖秀秀、網(wǎng)易云音樂、摩拜等APP，已成為我們生活中不可獲取的一部分。中國移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，一方面得益于國家政策的層面，大力推行“互聯(lián)網(wǎng)+”；另一方面是國家基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的提升，4G/5G及家庭網(wǎng)絡(luò)的提速，人們可實現(xiàn)隨時隨地上網(wǎng)；另一方面是市場的驅(qū)動，各種智能終端的應(yīng)用開發(fā)，其開發(fā)成本非常低，這也在一定程度上導(dǎo)致了各種APP不斷出現(xiàn)并推向市場。

2007年，Google公司對外發(fā)布了基于Linux內(nèi)核的新型智能終端操作系統(tǒng)Android。該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于平板電腦、智能手機(jī)、智能電視等。與蘋果公司的智能移動終端平臺iOS相比，Android具有開放性，獲得了終端硬件制造商、運營商的支持，開發(fā)門檻更低。Android系統(tǒng)在智能手機(jī)市場中處于絕對主導(dǎo)地位，占據(jù)的全球智能手機(jī)份額遠(yuǎn)超蘋果的iOS。Android軟件開發(fā)工程師的需求與日俱增，Android應(yīng)用程序開發(fā)的就業(yè)前景非常好。正是在這種大好形勢下，國內(nèi)外各大高校在逐步引入Android相關(guān)的移動智能終端開發(fā)課程，以就業(yè)為導(dǎo)向，如何能使學(xué)生快速熟練的掌握Android應(yīng)用開發(fā)的技能，培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的Android開發(fā)工程師，是高校Android相關(guān)課程教學(xué)迫切需要解決的問題。

Android應(yīng)用程序開發(fā)作為一門新興課程，其教學(xué)方法的研究和實踐還處于探索階段。首先是理論課，主要以教師在課堂講授為主，內(nèi)容圍繞著Android各知識點展開，然后配合機(jī)房的實驗課，以學(xué)生編程為主，老師做實驗指導(dǎo)，內(nèi)容圍繞理論課上的關(guān)鍵知識點來展開。這樣的程序開發(fā)類課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的諸多的弊端有以下幾點。

(1)無法滿足學(xué)生的個性化需要。教師按照教學(xué)的進(jìn)度，組織課堂教學(xué)。在理論課上講授知識點，實踐課上學(xué)生完成“圍繞知識點而設(shè)計的實驗”。整個過程完全在教師的統(tǒng)一掌控下開展。老師沒有充分考慮學(xué)生之間接受能力的差異及水平的差異，所有的學(xué)生編寫完成一樣的程序作業(yè)或任務(wù)，無法滿足學(xué)生個性化需要、達(dá)到因材施教。

(2)課堂教學(xué)的效率不高。由于學(xué)時學(xué)分等政策原因，不能完全取消理論課教學(xué)而僅保留實驗課。而程序設(shè)計課程注重學(xué)生實踐動手能力的培養(yǎng)，學(xué)生需要的是程序開發(fā)和調(diào)試的過程中解決問題的能力，這就要求課堂教學(xué)應(yīng)以交流、探討、解決問題為主。然而傳統(tǒng)的教學(xué)以“填鴨式”的傳授知識為主，并不會講解程序開發(fā)中的技巧，且受教室的場地約束，在課堂教學(xué)中也不便于去展示程序開發(fā)中的技巧，老師講解的知識點，學(xué)生不能立刻去嘗試，得等到課后或者上機(jī)實驗課才能去嘗試。真正在上機(jī)實驗時，學(xué)生又經(jīng)常碰到問題，有些是課堂老師講過的，但是學(xué)生又忘記了，因此老師又要花較多時間來對知識點進(jìn)行重復(fù)。

(3)不利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和自主學(xué)習(xí)能力。傳統(tǒng)的一對多問題講解和“填鴨式”的教學(xué)使學(xué)生養(yǎng)成了嚴(yán)重的思維惰性。這就導(dǎo)致了很多學(xué)生是被動的接受知識，練習(xí)式甚至是驗證式的完成老師安排的實踐任務(wù)，學(xué)生不善于鉆研和探索，不具備分析問題、解決問題的能力，同時還不具備自主學(xué)習(xí)能力。然而這些能力都是程序員所必須具備的。

(4)部分教師雖然在課堂教學(xué)中采用了案例教學(xué)，但這些案例往往是對特定知識點的練習(xí)，與實際的項目開發(fā)相差很大，學(xué)生畢業(yè)后遇到項目開發(fā)時不能正確分析具體問題；課后編程作業(yè)或編程實驗雖然在一定程度上鍛煉學(xué)生的編程能力，但這些題目往往是針對某個特定的知識點，過于簡單，導(dǎo)致很多學(xué)生編程作業(yè)完成得很好，但實踐能力卻得不到提升。

由于立足于“應(yīng)用程序開發(fā)”，Android應(yīng)用開發(fā)課程的教學(xué)目標(biāo)主要是講授調(diào)用Android操作系統(tǒng)應(yīng)用框架層提供的API、四大組件及相關(guān)Java類庫的方法，課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)Android應(yīng)用程序和實際工程項目的能力。從授課的內(nèi)容來講，難度不是很大，但是問題在于學(xué)生“聽得懂”只是教學(xué)目標(biāo)的第1步，如何“學(xué)得活、做得出”才是難點所在。Android作為一門極其注重動手實踐能力的課程，傳統(tǒng)的“老師講、學(xué)生聽”的教學(xué)方法只能夠達(dá)到第1步，但是在加深學(xué)生對知識的理解，靈活應(yīng)用方面則效果較差，即使配合實驗課，也因為學(xué)時限制和教學(xué)進(jìn)度安排等因素，導(dǎo)致學(xué)生只能完成一些簡單的原理驗證性實驗，這對提高學(xué)生動手實踐能力的作用不是很大。

黃鏘等提出了以學(xué)生為實踐主體，直接進(jìn)行項目實訓(xùn)的一種教學(xué)方法，將課程知識內(nèi)容進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化，通過項目的形式組織和開展教學(xué)，將師生融為一個團(tuán)隊，一起來完成一個完整項目。以項目為導(dǎo)向，與傳統(tǒng)的理論講授模式不同，它可以使學(xué)生在動手實踐的過程中，邊學(xué)邊做，鍛煉學(xué)生的實際編程能力，體會軟件開發(fā)的全過程。從而，學(xué)生能夠積累軟件開發(fā)的技能和經(jīng)驗。眾多研究也表明，基于項目導(dǎo)向的教學(xué)方法，是非常適合于Android應(yīng)用開發(fā)的。

近幾年來，國內(nèi)外高校不斷探索軟件工程和程序設(shè)計類相關(guān)課程的教學(xué)研究工作，主要通過引入了CDIO的思想。CDIO的意思是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)和運行(Operate)，它強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和系統(tǒng)從研發(fā)到運行的生命周期為載體。通過系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的個人專業(yè)技能、團(tuán)隊協(xié)作和溝通技能、職業(yè)技能，培養(yǎng)在企業(yè)和社會環(huán)境下，對產(chǎn)品和系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行等的綜合能力素質(zhì)。對于軟件開發(fā)來講，模擬企業(yè)工作環(huán)境和工作方法，更加貼近企業(yè)中軟件產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)流程，對于學(xué)生未來踏入職場是非常有益的。其核心思想特別強(qiáng)調(diào)了以項目驅(qū)動的方式，來培養(yǎng)和提高學(xué)生軟件開發(fā)的實踐動手能力。雖然目前的這些研究工作對軟件工程和程序設(shè)計類相關(guān)課程的教學(xué)方法改革進(jìn)行了一些實踐與探索，但仍然缺乏有效的教學(xué)資源、教學(xué)案例、教學(xué)手段來幫助學(xué)生快速深入地理解和掌握軟件設(shè)計的理論、技術(shù)及開發(fā)技巧，并切實培養(yǎng)和提高他們軟件開發(fā)的實踐動手能力。宋佳喜等提出了基于CDIO理念的Android應(yīng)用程序開發(fā)教學(xué)改革，引入了CDIO工程教育理念，以眾多小案例進(jìn)行授課，但是所選取的案例過于簡單，對于大型的Android項目，學(xué)生還是不能很好的把握，且所選擇的案例與當(dāng)前的“互聯(lián)網(wǎng)+”時代脫節(jié)。如何選擇較好的案例這是一個重要的問題，好的案例能夠引起學(xué)生的極大興趣。

綜上所述，雖然現(xiàn)有的一些基于案例和項目驅(qū)動的Android教學(xué)方法或經(jīng)驗是可以借鑒的，雖然在一定程度上對于提高學(xué)生動手能力有一定的幫助，但仍存在著教學(xué)案例不太合理，一個案例只對應(yīng)某一知識點，且案例太小，一旦面對大型的Android項目時，學(xué)生不能獨立從事開發(fā)任務(wù)，技術(shù)不夠扎實。當(dāng)前的培養(yǎng)模式，不能滿足學(xué)生就業(yè)的需要，對學(xué)生就業(yè)質(zhì)量也有影響，同時對于學(xué)生創(chuàng)業(yè)也沒有較大幫助，所開發(fā)的是小例子、小玩具而不是完整的可以拿得出的產(chǎn)品。由于課程先后順序的原因，所開發(fā)的APP如果需要網(wǎng)絡(luò)功能，先修課程需要涉及Web開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)通信，而現(xiàn)實情況是很多學(xué)校在課程先后順序設(shè)置上存在不合理，導(dǎo)致Android教學(xué)中往往將Android網(wǎng)絡(luò)編程這個知識點跳過或者降低要求。

3 教學(xué)方式及方法建議

針對Android程序設(shè)計知識結(jié)構(gòu)的特點，形成有效的基于項目案例的訓(xùn)練模式，讓學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練來掌握Android程序設(shè)計的基本技能，有效地提高用Android程序開發(fā)大型項目的能力，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)帶來一定幫助。要達(dá)到上述目標(biāo)，我們認(rèn)為應(yīng)該要設(shè)計合理的項目案例，且要將分組協(xié)作項目開發(fā)思想在教學(xué)中落到實處。

項目案例應(yīng)融入當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”和基于云計算的移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)環(huán)境，案例不能過于老舊。利用阿里云、騰訊云等公有云和SaaS軟件服務(wù)開放平臺，搭建Android后臺架構(gòu)，是一大流行趨勢，而學(xué)生普遍對此知識比較缺乏。不僅是為了學(xué)習(xí)Android編程，更重要的是能夠運用所學(xué)知識能夠分析和解決大型Android項目，能夠為基于移動互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)業(yè)帶來一定幫助，所開發(fā)的作品能迅速參加各類學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)作品大賽。

(1)教學(xué)方式。

總的思路是“輕理論、重實踐”，實驗課應(yīng)占據(jù)更多的課時，以隨堂實驗和課程設(shè)計相結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容不僅包含Android中的基本知識點，還要介紹一些與應(yīng)用相關(guān)的高級知識(如網(wǎng)絡(luò)編程、地圖類、GPS定位、消息推送、多媒體、驗證碼相關(guān)開發(fā)知識點)。其次是項目案例的介紹。針對每一個知識點，應(yīng)該選擇有代表性并且對學(xué)生有一定的實用價值的案例，講解案例中需要由學(xué)生去完成的模塊，并介紹實現(xiàn)的方法及思路，以吸引學(xué)生的注意力和提高學(xué)生的興趣，項目案例要豐富而且不枯燥，需要與時俱進(jìn)，結(jié)合社會上的熱點話題及共享經(jīng)濟(jì)和O2O等熱門應(yīng)用。

(2)案例設(shè)計。

教學(xué)內(nèi)容不僅要讓學(xué)生學(xué)會Android程序設(shè)計的基本方法和Activity、Service、Content Provider、Broadcast Receiver、Intent等組件及API，更要讓學(xué)生具備程序思維，能夠根據(jù)生活中碰到的實際需求，最終轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，實現(xiàn)現(xiàn)實生活中的各種手機(jī)和平板APP。此外，重點突出以創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的大型Android工程項目案例設(shè)計，設(shè)計典型的互聯(lián)網(wǎng)O2O、移動社交、智慧生活、個性化服務(wù)及物聯(lián)網(wǎng)項目案例，利用阿里云、騰訊云、Bomb移動后端云、極光推送、環(huán)信即時通信云、百度地圖、科大訊飛等平臺，方便地搭建Android后臺，充分利用模塊化開發(fā)的思想。每個案例應(yīng)由老師完成整體框架，同時設(shè)計若干個訓(xùn)練模塊。項目訓(xùn)練模塊需要由學(xué)生親自去參與，補(bǔ)充相應(yīng)的代碼，完成一定的工作，實現(xiàn)預(yù)定的功能，最終生成一個復(fù)雜的完整的APP。

(3)分組協(xié)作項目開發(fā)。

以GitHub為基礎(chǔ)，鍛煉學(xué)生良好的項目協(xié)作開發(fā)能力，利用GitHub進(jìn)行代碼托管和版本維護(hù)。大型Android項目往往需要多人參與，各有分工，如產(chǎn)品經(jīng)理、前端UI、后臺服務(wù)、測試、架構(gòu)師等多個部分。從功能來劃分的話，一個項目需實現(xiàn)多個功能，功能可進(jìn)行劃分且并行化地去開發(fā)。通過GitHub，采用分組的方式，組織4-5人為一個開發(fā)小組，一個小組完成一個案例，在老師提供的整體框架基礎(chǔ)上，每位組員完成其中的若干個模塊，且鼓勵學(xué)生自由發(fā)揮，補(bǔ)充新功能和新模塊。通過給學(xué)生提供分組協(xié)作項目開發(fā)真實環(huán)境，通過學(xué)生代碼提交的情況及項目執(zhí)行情況對學(xué)生的成績進(jìn)行評定，評定的方式更加客觀，完全憑項目的貢獻(xiàn)量和代碼的提交量來打分，給學(xué)生壓力，真正提高學(xué)生的實踐能力。

4 結(jié)語

本文分析了高校開展基于Android的移動智能終端課程及教學(xué)存在的問題，闡述了基于項目驅(qū)動的Android教學(xué)方式和方法，通過設(shè)計與時俱進(jìn)的案例，為學(xué)生設(shè)計項目訓(xùn)練模塊，基于GitHub引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項目協(xié)作開發(fā)，讓學(xué)生真正掌握Android程序設(shè)計的知識點和基本技能，提高開發(fā)大型Android移動端項目的能力。

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