汽車發(fā)動(dòng)機(jī)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺的開發(fā)

劉曉東

摘要： 移動(dòng)學(xué)習(xí)作為一種新的教學(xué)培訓(xùn)方式，以其時(shí)間短，內(nèi)容精等特點(diǎn)受到教育界的廣泛關(guān)注，正在逐漸的進(jìn)入廣大的教學(xué)領(lǐng)域。移動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)不僅為教師提供了一個(gè)展現(xiàn)和提高自己的舞臺，同時(shí)也為廣大師生提供了一個(gè)教學(xué)資源的學(xué)習(xí)平臺。充分利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)施移動(dòng)教學(xué)與學(xué)習(xí)，是未來教育與培訓(xùn)領(lǐng)域的發(fā)展方向。本論文重點(diǎn)研究移動(dòng)教學(xué)平臺的設(shè)計(jì)與開發(fā)，并以軟件工程理論為指導(dǎo)，以云鵬汽修培訓(xùn)中心汽車發(fā)動(dòng)機(jī)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺的開發(fā)為依托，展示了開發(fā)移動(dòng)教學(xué)平臺的全過程。本文重點(diǎn)突出系統(tǒng)開發(fā)的需求分析，技術(shù)選擇以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。需求分析階段著重介紹需求分析采用的方法，得出的結(jié)論以及最終需求的表現(xiàn)形式。技術(shù)選擇階段重點(diǎn)介紹當(dāng)前的主流技術(shù)，技術(shù)的選擇依據(jù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)學(xué)習(xí)；Android；軟件工程

1.研究背景

目前，職業(yè)技能培訓(xùn)越來越得到社會(huì)各界的認(rèn)可。為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，越來越的職場人士參加職業(yè)培訓(xùn)。參加培訓(xùn)的人員數(shù)量的數(shù)量在急劇攀升，而與之相對的職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的數(shù)量與規(guī)模卻發(fā)展緩慢，尤其是專業(yè)的教師資源非常稀缺。這就導(dǎo)致了職業(yè)培訓(xùn)中心教學(xué)資源短缺、教師工作繁重、學(xué)生數(shù)量龐大、資源配置不合理。其中，教學(xué)資源短缺與學(xué)生數(shù)量龐大的現(xiàn)狀不易改變，而改進(jìn)教學(xué)模式是提升資源配置、提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)有效途徑。

移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺是利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，以通過移動(dòng)設(shè)備為載體，通過教學(xué)主題相關(guān)的視頻、課件、互動(dòng)作業(yè)的形式來集中處理學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)。相比傳統(tǒng)的在線授課，移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺的形式更加靈活多樣，學(xué)生可以更加靈活的分配自己的學(xué)習(xí)時(shí)間，比如在等車的時(shí)候、自習(xí)的時(shí)候或者睡覺前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

在此背景下，開發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺，以期多數(shù)學(xué)員能夠通過該平臺就可以得到很好的職業(yè)培訓(xùn)，從而解決學(xué)員眾多與培訓(xùn)資源有限之間的矛盾。

2. Android 平臺相關(guān)技術(shù)介紹

系統(tǒng)的開發(fā)是基于java技術(shù)，在MyEclipse開發(fā)環(huán)境下開發(fā)的，基于Android的手機(jī)應(yīng)用。本章簡要介紹了系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)技術(shù)。

當(dāng)前，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了飛躍，智能手機(jī)越來越得到普及。在智能手機(jī)中，Android成了主流的操作系統(tǒng)，并占有80%以上的市場額。

Android，亦稱“安卓”，由安迪?魯賓等人研制開發(fā)，最初為數(shù)碼相機(jī)的操作系統(tǒng)。后來，經(jīng)改良成為了智能手機(jī)的操作系統(tǒng)。Android經(jīng)歷多個(gè)版本，每個(gè)版本均以食物名稱命名，而且每個(gè)版本的升級均是突出人性化與實(shí)用化的提升。Android平臺基于Linux操作系統(tǒng)，依據(jù)功能結(jié)構(gòu)與人群劃分，可分為四個(gè)層級。分別為：應(yīng)用程序、應(yīng)用程序框架、系統(tǒng)運(yùn)行庫與 Linux內(nèi)核。應(yīng)用程序?yàn)樽罡邔樱搶影蛻舳恕⑷諝v、瀏覽器、SMS短消息程序、地圖、聯(lián)系人管理程序等，應(yīng)用程序通過JAVA編程實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用程序框架是核心層之一，體現(xiàn)Android 設(shè)計(jì)思想，該層簡化了組件的重用，為應(yīng)用程序提供系統(tǒng)API 等組件。系統(tǒng)運(yùn)行庫也是核心層之一，主要分為Android 運(yùn)行時(shí)與系統(tǒng)類庫兩大部分。該層不僅是Linux核心層與框架層之間的橋梁，而且是JAVA程序在平臺中運(yùn)行的基礎(chǔ)。Linux核心層位于最底層，亦作為硬件與軟件棧之間的抽象層，使得在應(yīng)用程序開發(fā)過程中不用過多關(guān)注硬件，而與移動(dòng)設(shè)備相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序是 Android 需要的，主要的驅(qū)動(dòng)包括顯示驅(qū)動(dòng)、攝像驅(qū)動(dòng)、藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)、Flash內(nèi)存驅(qū)動(dòng)、Binder驅(qū)動(dòng)、USB驅(qū)動(dòng)、鍵盤驅(qū)動(dòng)、Wi-Fi 驅(qū)動(dòng)、音頻驅(qū)動(dòng)以及電源管理等。

3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1概要設(shè)計(jì)

基于本系統(tǒng)特點(diǎn)，系統(tǒng)移動(dòng)客戶端采用C/S架構(gòu)，需要下載App在手機(jī)上安裝。用戶在使用移動(dòng)客戶端時(shí)，首先需要一部基于Android系統(tǒng)的智能手機(jī)，然后為手機(jī)安裝移動(dòng)客戶端應(yīng)用程序。移動(dòng)端系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，分為Android 客戶端與Web 服務(wù)器端兩部分。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3-1所示。

如圖3-2為本系統(tǒng)服務(wù)端的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，服務(wù)端采用三層 B/S架構(gòu)。具體描述如下：一是客戶層。從技術(shù)層面現(xiàn)為CSS、AJAX與jQuery文件，通過Http協(xié)議向應(yīng)用層發(fā)送數(shù)據(jù)請求。從執(zhí)行層面體現(xiàn)為客戶端的瀏覽器、客戶端可以是個(gè)人電腦、專用電腦、終端等。

二是應(yīng)用層。從技術(shù)層將應(yīng)用層分為三個(gè)層次，分別為控制層、業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)訪問層。三個(gè)層次由SSH（Struts、Spring、Hibernate）三個(gè)框架來實(shí)現(xiàn)。在控制層中使用MVC開發(fā)模式，通過組建Dispatcher Servlet 來與客戶層進(jìn)行交互，并通過DAO實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)層的交互。從執(zhí)行層面，應(yīng)用層使用Tomcat服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)。

三是數(shù)據(jù)層。從技術(shù)層面體現(xiàn)為SQL Server2008數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

3.2功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

按照需求分析的結(jié)果，按功能將云鵬汽修培訓(xùn)中心汽車發(fā)動(dòng)機(jī)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺劃分為移動(dòng)客戶端與服務(wù)端。移動(dòng)客戶端包括注冊登錄、課程信息、課程資源、練習(xí)測試、互動(dòng)交流與學(xué)生成績六大功能模塊。服務(wù)端包括學(xué)生管理、課程管理、互動(dòng)交流與系統(tǒng)管理四大功能模塊，如圖3-3所示。

4. 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在本系統(tǒng)的技術(shù)選擇中選中的比較流行的J2EE與J2ME技術(shù)。選擇Tomcat7.0+MyEclipe2013開發(fā)平臺和SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫。

4. 1服務(wù)器處理客戶端請求的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)移動(dòng)端通過加密的HTTPS來實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器端的通信，通信要求客戶端攜帶證書、進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，使用POST傳值。如圖4-1為本系統(tǒng)移動(dòng)客戶端與服務(wù)器端接口之間的傳輸協(xié)議。接口數(shù)據(jù)采用JSON傳輸，當(dāng)服務(wù)器接收移動(dòng)端請求后，會(huì)作出相應(yīng)的響應(yīng)，并將請求數(shù)據(jù)返回給客戶端。

本系統(tǒng)Android移動(dòng)客戶端通過HTTPS協(xié)議獲取服務(wù)器請求數(shù)據(jù)后，還需要進(jìn)行解析才能顯示。

4.2客戶端主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)

4.2.1登錄注冊模塊

移動(dòng)客戶端的登錄界面如圖4-2，用于普通學(xué)生用戶與教師用戶。用戶憑借用戶名與密碼進(jìn)行登錄驗(yàn)證。教師用戶不需注冊，帳戶由云鵬汽修培訓(xùn)中心統(tǒng)一配置。學(xué)生用戶必須注冊才能使用本系統(tǒng)。

4.2.3練習(xí)測試模塊

練習(xí)測試是系統(tǒng)重要的功能模塊，主要實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)者的習(xí)題練習(xí)和模擬考試，以便于在移動(dòng)設(shè)備上操作的選擇題和判斷題為主，并且能夠?qū)毩?xí)和考試情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。練習(xí)測試模塊的主界面包含順序練習(xí)、隨機(jī)練習(xí)、模擬考試、統(tǒng)計(jì)、收藏、錯(cuò)題本和考試成績七部分內(nèi)容

4.3服務(wù)端主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)

服務(wù)器端包括課程管理、學(xué)生管理、互動(dòng)交流與系統(tǒng)管理模塊。課程管理主要實(shí)現(xiàn)對視頻學(xué)習(xí)資料和課件學(xué)習(xí)資料的基本的增、刪、改、查操作；學(xué)生管理主要實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的基本的增、刪、改、查操作；互動(dòng)交流的作用主要是管理教師用戶與學(xué)生用戶之間的交流互動(dòng)，方便教師能迅速對學(xué)生的疑難問題做出解答，快速的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；系統(tǒng)管理是為了實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的維護(hù)。

這里重點(diǎn)介紹課程管理中“視頻管理”子模塊。視頻管理功能包括上傳和刪除視頻，查詢視頻點(diǎn)擊率，設(shè)置視頻類別和查詢方法等功能。

（1）查詢視頻功能

視頻查詢功能窗體設(shè)計(jì)簡潔，主頁面推薦熱口影視及視頻內(nèi)容，并推送新公告。查詢窗口主要輸入所需查詢內(nèi)容的索引，按分類進(jìn)行查詢，查詢方法與課程查詢方法一樣，這里不再贅述。

（2）觀看視頻功能

點(diǎn)擊“觀看視頻”鏈接后，首先進(jìn)入視頻列表。列表頁設(shè)計(jì)不會(huì)太復(fù)雜，屏幕髙度也會(huì)控制在2屏高度內(nèi)。它的整體布局和單獨(dú)視頻的布局一定要基本統(tǒng)一，因?yàn)橛脩艨匆曨l的習(xí)慣是固定的，如果列表的布局和單一視頻的布局差距過大，是非常不友好的設(shè)計(jì)。

總結(jié)

論文以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺的開發(fā)為依托，以軟件工程思想為理論基礎(chǔ)，使用Java技術(shù)與統(tǒng)一建模語言展示了系統(tǒng)從提出到投入使用的全過程。開發(fā)的過程體現(xiàn)了軟件開發(fā)的生命周期，即將軟件開發(fā)分為需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)測試四個(gè)過程。

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