基于android平臺的“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP設(shè)計實現(xiàn)

魯紅英 代西果 黃于鑒

摘要：隨著移動智能終端的普及和運營商網(wǎng)絡(luò)能力的進(jìn)一步提升，移動互聯(lián)網(wǎng)正由互聯(lián)網(wǎng)最初的只提供瀏覽的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向商務(wù)、社交、生活、購物、娛樂和學(xué)習(xí)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。本文提出了基于android平臺的“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程app的設(shè)計思想，以此拓展移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)工作中的應(yīng)用，推進(jìn)創(chuàng)新教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：移動互聯(lián)網(wǎng) 課程APP android平臺

目前，App客戶端已成為移動互聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用形式。它是通過特定程序滿足用戶要求，多指智能手機(jī)和移動終端的第三方應(yīng)用程序，并具有用戶增長速度快、經(jīng)濟(jì)能力強(qiáng)，思維活躍；可整合LBS、QR、AR等新技術(shù)，帶給用戶前所未有的用戶體驗；基于手機(jī)的隨時隨身性、互動性特點，容易通過微博、SNS等方式分享和傳播，實現(xiàn)裂變式增長；相比傳統(tǒng)營銷手段成本更低等特點。為了推進(jìn)移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育教學(xué)工作中的應(yīng)用，打破課堂單一的教學(xué)形態(tài)，本文在研究分析移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢、移動APP的特點以及移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，就如何開發(fā)“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP客戶端進(jìn)行了分析和研究，并給出了建設(shè)方案。

1 “大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP客戶端建設(shè)目標(biāo)和原則

“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”作為一門本?？粕耐ㄗR課程，又是大學(xué)第一門計算機(jī)課程，應(yīng)具有基礎(chǔ)性、實踐性和先進(jìn)性的特點?！按髮W(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP客戶端建設(shè)目標(biāo)是構(gòu)建“以學(xué)生為中心”的新型教學(xué)模式，要樹立學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生進(jìn)行探索研究式的自主學(xué)習(xí)，讓教師成為教學(xué)的主導(dǎo)者，起到控制學(xué)習(xí)過程、提供教學(xué)資源和教學(xué)建議的作用；倡導(dǎo)學(xué)生通過智能移動終端設(shè)備進(jìn)行瀏覽教學(xué)講義、觀看教學(xué)錄像，在線測試等功能，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和體現(xiàn)移動終端的便利性。

“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP學(xué)習(xí)資源平臺總體建設(shè)原則是：一要注意學(xué)習(xí)內(nèi)容的模塊化。要打破以章節(jié)為單位的教學(xué)形式，以課程知識點作為學(xué)習(xí)模塊，一個模塊對應(yīng)一個知識點，以方便學(xué)生靈活掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，保證學(xué)生在很短時間內(nèi)完成內(nèi)容的學(xué)習(xí)；二要精煉學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)習(xí)內(nèi)容力求要點突出，重點難點明確，概括精煉。以便學(xué)習(xí)者在較短的時間內(nèi)完成學(xué)習(xí)的同時保證學(xué)習(xí)效果，能夠持續(xù)激發(fā)和維持學(xué)生參與移動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣；三要體現(xiàn)學(xué)生基礎(chǔ)的差異化。移動學(xué)習(xí)資源的開發(fā)要考慮到不同學(xué)生基礎(chǔ)，盡量設(shè)計出個性化的豐富資源，使每個人都以自己喜歡的方式、合適的進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2 “大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP客戶端總體設(shè)計

“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP學(xué)習(xí)資源平臺包括：課程APP客戶端和后臺管理。用戶通過課程客戶端訪問資源平臺提供學(xué)習(xí)內(nèi)容，管理員和老師通過后臺管理上傳課程資料?！按髮W(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP教學(xué)資源平臺架構(gòu)如圖1所示。 2.1“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP功能模塊

“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP客戶端包括用戶登錄、注冊和修改密碼，通知公告，課程概況（課程簡介、課程大綱、參考文獻(xiàn)），師資介紹，教學(xué)內(nèi)容（課程教學(xué)歷史沿革、理論課程設(shè)計、試驗課程設(shè)計、理論課程內(nèi)容），教學(xué)資源（電子課件、教學(xué)錄像），課外閱讀，在線考試，教學(xué)評價，信息反饋等。

2.2后臺管理

后臺管理采用B/S結(jié)構(gòu)，管理員和老師通過瀏覽器訪問教學(xué)資源平臺管理功能。后臺管理主要包括用戶管理（用戶查詢、添加用戶、刪除用戶、禁用用戶、報名審核），系統(tǒng)管理（操作員管理、角色權(quán)限管理），教師隊伍管理，教學(xué)資源管理，消息推送，內(nèi)容發(fā)布，信息查詢統(tǒng)計等。

3技術(shù)路線

“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP學(xué)習(xí)資源平臺是基于android系統(tǒng)環(huán)境下開發(fā)的，其主要特點是即使客戶端和服務(wù)器斷開后，用戶也可依靠客戶端存儲的少量數(shù)據(jù)完成業(yè)務(wù)操作。

3.1 Android系統(tǒng)架構(gòu)

Android的系統(tǒng)架構(gòu)采用了分層架構(gòu)的思想，如圖2所示。從底層到上層共包括三大部分共四層。底層部分是Linux內(nèi)核和硬件抽象層，核心部分是核心類庫、Android運行時庫和應(yīng)用框架層，應(yīng)用部分是應(yīng)用程序程序?qū)印?/p>

在此，重點介紹應(yīng)用程序?qū)拥暮诵膬?nèi)容。應(yīng)用程序?qū)犹峁┮恍┖诵膽?yīng)用程序包，例如聯(lián)系人管理、瀏覽器、日歷、地圖、短信和電子郵件等。同時，開發(fā)者可以利用Java語言設(shè)計和編寫應(yīng)用程序，編寫的程序與核心應(yīng)用程序彼此平等、友好共處。主要包括以下部分：

活動（Activity）——應(yīng)用程序的表示層。應(yīng)用程序的每個界面都將是Activity類的擴(kuò)展。Activity用視圖（View）構(gòu)成GUI來顯示信息、響應(yīng)用戶操作。

服務(wù)（Services）——應(yīng)用程序中的隱形工作者。Service組件在后臺運行，更新數(shù)據(jù)源和可見的Activities，觸發(fā)通知（Notification）。在應(yīng)用程序的Activities不激活或不可見時，用于執(zhí)行依然需要繼續(xù)的長期處理。

內(nèi)容提供器（Content Providers）——可共享的數(shù)據(jù)存儲。Content Providers用于管理和共享應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫。

意向（Intents）——應(yīng)用程序間（inter-application）的消息傳遞框架。使用Intents你可以在系統(tǒng)范圍內(nèi)廣播消息或者對一個目標(biāo)Activity或Service發(fā)送消息，來表示要執(zhí)行一個動作。

小部件（Widgets）——可以添加到主屏幕界面（home screen）的可視應(yīng)用程序組件。作為Broad caseReceiver的特殊變種，widgets可以為用戶創(chuàng)建可嵌入到主屏幕界面的動態(tài)的、交互的應(yīng)用程序組件。

通知（Notifications）——用戶通知框架。Notification不必竊取焦點或中斷當(dāng)前Activities就能通知用戶。

3.2服務(wù)器端與客戶端數(shù)據(jù)交互

Web Service是一種基于SOAP協(xié)議的遠(yuǎn)程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)。SOAP協(xié)議使用基于XML的數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)和超文本傳輸協(xié)議（HTTP）的組合定義了一個標(biāo)準(zhǔn)方法來使用Internet上各種不同操作環(huán)境中的分布式對象。使用Web Service通過HTTP POST方式接受客戶的請求，使用soap協(xié)議傳輸xml數(shù)據(jù)，既保證了數(shù)據(jù)的安全性和封裝性，又具有可擴(kuò)展性。

通過Web Service可以將不同操作系統(tǒng)平臺，不同語言、不同技術(shù)整合到一起。在Android SDK中并沒有提供調(diào)用Web Service的庫，因此，需要使用第三方類庫（KSOAP2）來調(diào)用Web Service。

在android客戶端開發(fā)中調(diào)用服務(wù)端web service的步驟如下：

//指定Web Service的命名空間和調(diào)用的方法名

Soap Object request = new Soap Object（"http：//service"， "get Name"）；

//設(shè)置調(diào)用方法的參數(shù)值

request.addProperty（"param1"， "value1"）；

//生成調(diào)用WebService方法的SOAP請求信息

SoapSerializationEnvelope envelope = new

SoapSerializationEnvelope（SoapEnvelope.VER11）；

envelope.bodyOut = request；

//創(chuàng)建Http TransportSE對象。通過Http TransportSE類的構(gòu)造方法可以指定

//Web Service的WSDL文檔的URL

HttpTransportSE ht = new

HttpTransportSE（"http：//service/axis2/services/SearchProductService？wsdl"）；

//使用call方法調(diào)用WebService方法

ht.call（null， envelope）；

//使用getResponse方法獲得WebService方法的返回結(jié)果

SoapObject soapObject = （SoapObject） envelope.getResponse（）；

在使用多線程獲取到后臺數(shù)據(jù)之后，在客戶端將數(shù)據(jù)解析出來，然后將這些信息排版并顯示到activity（界面）上，同時將一些不變的數(shù)據(jù)存到android自帶的sqlite數(shù)據(jù)庫，下次即使是離線也可以使用其中部分功能。

在后臺服務(wù)端開發(fā)，開放出這些功能的接口，供客戶端調(diào)用。本系統(tǒng)主要使用的是php語言，用“正則表達(dá)式”解析出教學(xué)資源平臺上提供的一些資源，然后變成以web service需要xml數(shù)據(jù)格式，使用soap協(xié)議將數(shù)據(jù)返回給客戶端。同樣客戶端使用soap協(xié)議上傳用戶信息到服務(wù)端后，使用php提供的數(shù)據(jù)庫操作類結(jié)合sql語言對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行增、刪、改、查的操作，本系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫是mysql。這樣客戶端與后臺的交換就完成了。 3.3“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP平臺界面設(shè)計在進(jìn)行課程APP界面設(shè)計時，一要特別注意界面的簡潔明了，學(xué)生不需要過多的思考就能知道各個按鈕的功能，不需要過多的培訓(xùn)就知道如何使用，盡量減少用戶點擊的次數(shù)；二要注意課程平臺設(shè)計需綜合考慮色彩、噪音、時限和其他各種感官感受；三是界面操作便捷?！按髮W(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP學(xué)習(xí)資源平臺界面如圖3所示。 4結(jié)束語

本文介紹了基于android系統(tǒng)的“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程APP學(xué)習(xí)資源平臺的架構(gòu)，分析了APP功能模塊、服務(wù)器端和客戶端數(shù)據(jù)交換方式和后臺管理模塊的功能特點和技術(shù)實現(xiàn)要點，并得到如下結(jié)論：（1）課程APP是一個充滿活力、擁有廣泛應(yīng)用前景的研究領(lǐng)域，而與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程的結(jié)合，必將為學(xué)生提供了優(yōu)質(zhì)便捷的學(xué)習(xí)途徑；（2）編寫移動應(yīng)用程序時，應(yīng)注意使用多線程技術(shù)，這樣避免程序發(fā)生堵塞而對用戶操作失去響應(yīng)，導(dǎo)致手機(jī)“死機(jī)”的問題；（3）由于學(xué)生使用的移動終端設(shè)備不同，應(yīng)開發(fā)不同系統(tǒng)版本的課程APP，這樣定會增加軟件開發(fā)成本；（4）教學(xué)課程APP的開發(fā)工作必將引起高校教學(xué)工作者的高度關(guān)注。

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基金項目：成都理工大學(xué)2013-2016年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目階段成果（項目編號：13JGY64）。