基于Android的微課平臺設計與實現

李凡

摘? 要： “微課”作為一種新興的教學模式，較傳統教學具有更高的便利性、應用性和針對性。文章圍繞教學領域闡述移動學習的背景和意義，提出了微課學習平臺的開發設計思路、總體架構和系統功能模塊，設計并實現了微課學習平臺。測試結果表明，該平臺滿足了微課移動學習應具備的基本功能。

關鍵詞： Android; 微課; 移動學習; 教學

中圖分類號：TP399? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）01-110-03

Design and implementation of an Android micro course platform

Li Fan

（Armed Police Command College， Tianjin 300000， China）

Abstract： As a new teaching mode， "micro course" has higher convenience， application and pertinence than traditional teaching. This paper expounds the background and significance of mobile learning around the teaching field， puts forward the development and design idea， overall architecture and system function modules of micro course learning platform， and designs and implements the platform. The test results show that the platform meets the basic functions of micro course mobile learning.

Key words： Android; micro course; mobile learning; teaching

0 引言

《2020-2026年中國在線教育行業市場分析預測及發展趨勢研究報告》顯示，在“互聯網+教育”政策的推動下，在線教育將持續發展，并逐漸朝移動端發展[1]。2021年中國互聯網信息中心（CNNIC）發布的第47次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》統計我國使用手機網民達9.86億，互聯網普及率達70.4%，其中使用移動教育人數將近3億，移動端學習的使用率超過80%[2]。本文基于Android環境設計開發教學平臺，試圖為微課平臺建設帶來啟發。

1 關鍵技術

1.1 流媒體技術

流媒體技術也稱流式媒體技術，是指將視頻、音頻等媒體文件經過相應格式壓縮處理，存放在存儲器中，根據用戶需要隨時請求下載使用。在Android系統中應用流媒體文件只需要在幀布局控件FrameLayout中嵌套視頻播放控件VideoView即可實現[3]。

1.2 數據緩存技術

數據緩存是指從網絡接收的數據下載到本地存儲。Android數據緩存主流方式，一是以數據庫的形式進行保存，二是以文件的形式進行緩存[4]。數據庫的緩存方式具有完整的數據結構，管理便捷，但緩存數據長期在移動終端設備上占用內存嚴重，需要及時清理;文件形式緩存可以將大量數據進行緩存管理，對系統運行影響較小，相比較而言，實現簡單快捷，時效性強。因此本文是在文件緩存技術基礎上進行的數據緩存。

2 總體設計

運用網絡編程和數據庫技術來實現基于C/S結構（客戶端/服務器）的移動學習平臺。系統開發遵守軟件工程的設計方式，采用Java作為開發語言，使用SQLite數據庫存儲本地的信息。

2.1 總體設計指導思想和原則

2.1.1 總體設計指導思想

總體設計的指導思想是：利用結構化方法，實現系統的各項指標，即主要性、可靠性、工作效率、工作質量和經濟性等。系統設計的指標是衡量系統設計好壞的標準。

2.1.2 總體設計原則

利用系統工程的方法設計和建立目標系統，使整個系統構建統一的數據代碼和組織方法;采用模塊化結構，對系統進行設計、調試和維護，增強系統適應性、靈活性和實用性[5]。

2.2 開發設計思路

⑴ 盡量的使用現有軟硬件環境，以及先進的開發方案，從而達到充分利用已有的資源，提高系統的開發水平和應用效果的目的。

⑵ 系統應符合相關規定，滿足運行需要，并要達到操作過程中直觀、方便、實用、安全等要求。

⑶ 系統采用C/S架構的三層體系結構，即客戶端和服務器結構。

⑷ 系統采用模塊化程序設計的方法，既便于系統功能的各種組合和修改，又便于未參與開發的技術的人員對于系統的維護補充和維護。

⑸ 系統應具備數據庫維護的功能，及時根據需求對數據進行的添加、刪除、修改等操作。

2.3 總體架構設計

結合結構化系統設計技術，運用一套標準的設計準則和工具，采用模塊的方法，進行新系統控制層次關系和模塊化分解設計，把數據流程圖表示的系統邏輯模型轉變為HIPO圖和控制結構圖，以及用流程圖或偽碼表示程序模塊結構。本系統應用一套標準設計準則和工具，把系統分析階段得出的系統邏輯模型擴展并優化處理，在數據流程圖的基礎上構成系統的模塊結構。這一階段通常采用結構化程序設計方法，即SD（Structured Design）方法。采用模塊化自頂向下設計方法，進行新系統控制層次關系和模塊分解設計，顯著提高了系統的可維護性和可修改性，同時為系統設計提供了方便。

2.4 系統功能模塊

根據需求階段調研所得結論，對微課移動學習平臺的業務流程進行了分析和整合后，將系統對數據的處理以數據流程圖的形式體現出來，之后，針對用戶所提供的原始功能需求，結合系統的特點以及開發任務分配方式，現將基于Android的微課平臺的入口，設計為用戶登陸的方式。系統的主要功能模塊如圖1所示。

3 系統實現及測試

3.1 開發工具簡介

系統采用Eclipse開發平臺，使用MVC架構，運用SQLite、JSON解析、Fragment+ViewPager等技術完成了基于C/S模型的微課移動學習平臺。下面主要技術進行簡要介紹。

3.1.1 SQLite簡介

SQLite是輕小型數據庫，它的第一個Alpha版本于2000年5月誕生。SQLite占用的資源非常低，在嵌入式設備中，僅僅只需要幾百字節的內存，它的處理速度比MySQL和PostgreSQL還要快。SQLite具有以下特點。

⑴ 零配置、無需安裝和管理配置。

⑵ 存儲在單一磁盤文件中的一個完整的數據庫。

⑶ 數據庫文件可以在不同字節順序的機器間自由的共享。

⑷ 比一些流行的數據庫在大部分普通數據庫操作要快。

⑸ 支持多種開發語言C，C++，PHP，Java，C#，Python，Ruby等。

3.1.2 JSON解析簡介

一種輕量級的數據交換格式，具有良好的可讀和便于快速編寫的特性。在Android開發接口的調用時，常常使用JSON來解析數據。JSON采用兼容性很高的文本格式，同時也具備類似于C語言體系的行為。在本次開發中使用了JSONObject、JSONArray，下面對如何使用JSONObject和JSONArray進行講解：

⑴ JSONObject的使用：在解析JSON串時，如果要解析的內容外層是“{}”，就使用JSONObject。

⑵ JSONArray的使用：在解析JSON串時，如果要解析的內容外層是“[]”，就使用JSONArray。

3.1.3 Fragment簡介

Fragment是界面的一個片段，是Activity的一部分，它不能脫離Activity而存在。Fragment的使用方法有兩種：一是Fragment+Activity（API Level值在11以上），二是FragmentActivity+v4.Fragment。Fragment還有它特有的生命周期。

3.2 主要功能模塊實現

3.2.1 登錄注冊模塊

⑴ 用戶登錄流程：用戶登錄時，需要輸入手機號和密碼，并且手機號和密碼相匹配。

⑵ 手機號快捷登錄：用戶登錄時，需要輸入手機號（手機號格式必須正確），點擊獲取驗證碼就會發送一個短信驗證碼，輸入驗證碼，如果驗證碼輸入正確，則登錄成功。

3.2.2 微課學習模塊實現

微課學習流程：當用戶登錄成功時，首先進入微課導航頁面，當點擊某一類微課時，會彈出提示框，選擇其中一門課程進入微課學習頁面，點擊開始學習。微課導航頁面，如圖2所示。

3.3 系統測試

3.3.1 測試目標

⑴ 測試的目的在于發現程序中的錯誤而執行程序的過程。

⑵ 好的測試方案是很可能發現到目前為止尚未發現的錯誤的測試方案。

⑶ 成功的測試是發現了到迄今為止還沒有發現的錯誤的測試。

3.3.2 測試方案及結論

根據預定要測試的功能，利用黑盒測試和白盒測試原理對輸入的測試數據與預期的結果校對分析，分別使用模塊測試、集成測試、驗收測試、平行運行等多種測試方案和測試用例。經測試，本系統滿足微課移動學習平臺應具備的基本功能。

4 結束語

本文根據高校教學的實際需要，利用移動設備與先進互聯網技術，結合軟件工程思想設計開發一款基于Android的微課移動端學習平臺，本平臺為學生提供了一個可以自由交互的課程學習、課程記錄和學習拓展的平臺，使學習不再受時間和空間的限制。

系統使用Eclipse作為開發平臺，SQLite、JSON解析、Fragment+ViewPager等技術，設計開發了基于C/S模型的移動學習平臺。在實驗室環境下對系統功能進行了測試，運行穩定順暢，但由于前期需求和時間問題，系統仍然存在不足之處：①缺乏對美學的研究，以及專業的技術，所以對界面的美化效果不夠好，界面看起來生硬不美觀。②系統暫未提供在線交流功能，有待今后完成。

參考文獻（References）：

[1] 智研咨詢.《2020-2026年中國在線教育行業市場分析預測及發展趨勢研究報告》[R]. https：//www.chyxx.com/research/201806/652483.html.

[2] 中國互聯網信息中心.第47次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》[R].中國互聯網信息中心，2021

[3] 李德.基于Android客戶端的微課平臺設計與實現[D].湖南大學，2019

[4] Android.developer.Application Fundame，2012

[5] 呂俊逸.基于Android的泛在學習平臺的研究[D].北京交通大學，2015