元器件識別與檢測移動終端學習系統的設計與實現

陳敏敏

（汕尾職業技術學院，廣東 汕尾 516600）

計算機科學

元器件識別與檢測移動終端學習系統的設計與實現

陳敏敏

（汕尾職業技術學院，廣東 汕尾 516600）

隨著智能手機、平板電腦等移動終端設備的不斷普及和移動通信技術的發展，依托移動終端開發的APP學習系統越來越多.但是有關電子元器件識別與檢測的學習資源中只限于書面資料或者單機版課件，卻較少有應用于手持移動終端的動態資源提供給學習者共享，本系統的設計與實現可以填補該項空白，完善國內高職院校手持移動學習終端學習系統.

移動終端；APP；學習系統

近年來，隨著移動通信速率的提升以及移動設備計算性能與存儲能力的增強，人們口袋中的手機、掌上電腦等手持式移動設備，已經可以讓人們隨時隨地獲取、處理和發送信息，使交流無處不在，這也為依托手持式移動設備和無線網絡，開展教育活動提供了可能，也在一定程度上替代了電腦的作用[1].

基于手持移動學習終端的學習模式在國外發達國家已經發展到了相當高的程度，在我國部分高職院校中已經作為一種必要的教學模式存在，并且與之相應的開發出了不少軟件以及與之匹配的硬件設備，學生可以在課堂上使用手機來實時回答教師的問題，提高互動學習.

要成功開展手持移動學習，必然需要優質的學習資源和高效的學習系統的支持，這表明開展基于手持移動學習終端的學習模式和教學活動策略研究有著十分重要的意義和價值，能夠有效的提高教學質量和增加學生的自學能力以及提高學習興趣.目前，針對高職的教育類APP形式多樣，但有關電子元器件識別與檢測的學習資源中只限于書面資料或者單機版課件，卻較少有應用于手持移動終端的動態資源提供給學習者共享.本文設計開發了基于移動終端的學習系統，為高職電子專業學生創建良好的移動學習條件.

1 移動終端學習系統特性

如今我國移動通信發展趨勢良好，智能型移動終端設備擁有比例不斷上升的情況下，推廣手持移動學習終端學習系統已經非常成熟[2]，能很好地填補傳統學習方式遺留的空白，（1）讓學習者不受時間、地點的限制進行學習.（2）在教學中，學生可以有針對性的對課堂上老師講的內容與網絡聯系起來，更加有效地、更大容量的、更加準確學習，達到對印象模糊的知識點更好的理解.（3）學習者可以通過終端及時進行反饋問題，并且與其他學習者、教師進行交流探討.（4）相對于課本，軟件可以通過動畫更形象的展示知識點，增加學生的理解和興趣[3].

2 移動終端學習系統分析

2.1 移動終端學習系統的需求分析

掌握電子元器件的識別與檢測是高職院校電子專業學生必需掌握的基本技能[4]，但在學生的學習中存在以下幾個問題：（1）電子元器件種類較多，部分元件的識別和檢測的過程比較復雜，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，部分學生難以近距離觀察到元器件的檢測過程.（3）由于部分元件檢測過程比較繁瑣，大部分學生選擇記錄筆記，但是在檢測元件的過程中，學生一般都難于做到隨時攜帶筆記[5].

為了解決以上教學難題，本文設計開發了一款手機APP學習系統，將元器件的識別與檢測過程制作成動畫及視頻的形式，學習者可以享受到高質量的動畫圖片和視頻的講解以及重播，能夠輕松地學習接受和吸收知識.同時，一般手機學生都會隨身攜帶，APP既可以隨時隨地進行學習，也可以在檢測過程碰到問題時當作工具書查詢、解決問題[6].

2.2 相關技術分析

2.2.1 Android操作系統

本設計采用Android系統環境，該系統是目前全球使用人數最多的，2016年的統計市場占有率達到86%，在學生群體更是達到90%以上，故本系統選擇Android系統進行軟件的設計和開發.開發軟件采用google最近發布的app inventor，具有簡單、易用的特點.

2.2.2 服務器

服務器選擇新浪云服務器的MySQL數據庫，主要為app的登錄和交流區提供數據支持.MySQL是目前使用人數最多的關系型數據庫管理系統之一，其兼容性很好，現有的程序無須做任何改動，配置好hostname、用戶名、密碼、端口號即可使用.作為客戶端APP的數據服務器，主要為其提供圖片、視頻和其他數據內容.

3 移動終端學習系統設計

3.1 功能設計

移動終端學習系統可分為：主界面、學習系統區（包括學習圖文及視頻區、元件參數查詢小工具、習題區）、交流區、軟件使用和介紹區，具體功能模塊如圖1所示.每個模塊都有獨立的功能，同時模塊之間關系密切，學習者可以根據自己的學習興趣和目的選擇相應的功能進行個性化學習[7].

圖1 功能模塊圖

3.1.1 內容設計

“學習內容”是整個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別與檢測資源和圖片共享，能夠實時播放視頻學習資源，該模塊的學習資源是經過專業梳理的，將電子元器件分類，分為基本元件、半導體、敏感器件、諧振元件.每部分內容又分為識別部分和檢測部分，創建導航列表供學習者快速查找所需的知識.

采用圖文并茂的方式對常用元器件的類別和用途進行展示，直觀明了；檢測部分采用動畫視頻教學，細致、清晰地介紹元件檢測的整個過程和注意事項.如圖2所示.

3.1.2 查詢系統

在識別元器件、設計電子應用電路、程序的過程中，常常需要對元器件的參數進行查詢.為了方便學生能隨時隨地查詢參數，本系統設計了電阻、電容、數碼管斷碼的查詢小工具，只要學生在APP中輸入元件的色環或標識數字，便可查詢到該元件的參數，操作簡單明了.

3.1.3 交互環節

分為習題測試，交流區.習題測試主要是對學習效果進行檢測，功能有抽選題目，作答，評分，重做，查看答案，讓學生在學習之后能夠及時對學習結果進行自查.交流區，提供一個交互的平臺，處在不同地理位置的學生和老師可以在交流區進行線上提問和答疑，充分調動學生的積極性和主動性.

3.2 界面設計

圖2 學習內容界面

作為一款在線移動終端學習系統，其用戶群體主要是電子專業的大學生，人性化的界面交互設計給學習者愉悅新鮮的體驗感覺，并提高學習者對元器件識別與檢測知識的興趣[8].該系統的學習內容最終要呈現在手機或平板電腦的屏幕上，受屏幕尺寸的限制，界面的設計主要從以下三個方面考慮簡潔性：

3.2.1 導航設計

導航設計層級分明，簡單易懂.導航級數分為三級.一級導航內容有：知識簡介、學習內容、常用小工具、練習、交流區、使用說明、退出.其中學習內容的二級導航如圖2所示，在系統的每一頁都有首頁、返回上級、退出的導航，且標題顯示學習者所在的位置.

3.2.2 布局設計.

布局設計以屏幕尺寸為標準，將屏幕分為菜單、導航區和內容區.為適合學習者的視覺習慣，導航設計在屏幕的上方，菜單設計在屏幕的中間，內容區采用滾動顯示來顯示學習內容.為了使電子元器件的識別與檢測過程能更清晰地展示出來，播放動畫視頻時自動切換為橫屏模式，并設置有視頻的播放、暫停、重播、音量按鈕.

3.2.3 風格設計

界面的設計風格采用扁平化設計，扁平化設計可以減少不必要的視覺干擾，讓人更關注于內容本身.界面的主題顏色以淺藍色為主，整體風格和交互操作風格前后一致，相同的圖標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 程序設計

APP的設計采用Google的App Inventor編程，它是一個完全在線開發的Android編程環境，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起事件類型，當用戶單擊Button時，執行頁面之間的跳轉，語句使用when...Click、do...來實現設計，在設計播放視頻時，用VideoPlayer組件，對應的UI屬性設置width:Fill parent、Height:Fill parent.單擊視頻控制按鈕實現播放或暫停，同時獲取視頻的長度，播放完成后自動循環，這些功能程序上采用call Video-Player start、callVideoPlayer pause、call VideoPlayer GetDuration來實現，音量控制可以使用Slider組件.

圖3 主界面邏輯設計

4 總結與展望

利用手持移動終端進行學習是高職院校教育技術應用的發展趨勢.本文針對高職院校電子專業基礎課程傳統教學方式的局限性，設計出基于Android平臺的移動終端學習系統，該系統除了提供動態資源給電子愛好者，還可作為教師的輔助教學軟件，本系統將優先向國內同類院高職校電子專業學生及相近專業學生進行推廣，同時也將成果作為網絡資源對社會開放.

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

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

〔3〕王懷平，林剛勇.電工電子類課程群實驗教學改革與實踐[J].中國電力教育，2011（04）.

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

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

〔6〕袁勝超,魯貴東,伍文,等.基于Android平臺的《管理信息系統》移動學習課程開發[J].信息通信,2016,161（5）:271-274.

〔7〕劉清堂,向丹丹,面向3G手機的移動學習資源交互設計與實現 [J].中國電化教育,2011（11）: 72-75.

〔8〕程超,李玉香,韓慶山,基于校園網的高校移動教學系統研究[J].教育與職業,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 “元器件識別與檢測在手持移動終端學習系統的研究”（GDJY-2015-F-b013）