曹津，陳軍

（中南大學信息與網(wǎng)絡中心，湖南 長沙410083）

基于用戶體驗的多媒體教學設施預約服務系統(tǒng)研究

曹津，陳軍

（中南大學信息與網(wǎng)絡中心，湖南 長沙410083）

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和高校“智慧校園”建設的不斷深入，以用戶為中心，以用戶體驗為核心的高校信息化建設理念，已成為高校信息化建設轉(zhuǎn)型過程中的共識和顯著特征。文章結合高校多媒體教學設施管理上的需求，通過分析、比較現(xiàn)有多媒體教學設施刷卡開機和手動開機兩種模式的特點和不足，提出了基于Android的多媒體教學設施移動預約服務系統(tǒng)的解決方案，方案將用戶體驗理論融入到高校“智慧校園”的信息化建設之中，有效地解決了傳統(tǒng)多媒體教學設施管理和服務中存在的弊端，促進了課堂教學中多媒體教學設施的合理和高效利用，對提升高校個性化信息服務水平、服務質(zhì)量和用戶體驗具有良好的示范作用。

用戶體驗；多媒體教學設施；預約服務；Android

一、引言

作為新思維和新技術的策源地之一，高校在信息化建設、科研創(chuàng)新等眾多領域正在向以用戶為中心的模式進行轉(zhuǎn)變。多媒體教學設施作為高等學校教學活動的主要工具，得到了越來越廣泛的普及和應用。然而，隨著多媒體教室中的投影系統(tǒng)、實物展示系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、音響（拾音）系統(tǒng)、有線（無線）網(wǎng)絡系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、多媒體中控系統(tǒng)、考試屏蔽系統(tǒng)、網(wǎng)絡時鐘系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)智能控制系統(tǒng)等數(shù)字設備的日益增多，眾多的數(shù)字設備給任課教師和管理人員都帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。目前，高校課堂教學普遍使用的多媒體教學設施大部分都是通過中控進行協(xié)調(diào)控制。每間教室的中控采用以太網(wǎng)互聯(lián)，從而組成一個統(tǒng)一可調(diào)配的中控系統(tǒng)。中控系統(tǒng)將多種信號的輸入、輸出以及對多媒體設備的控制融為一體，通過軟件模擬成計算機屏幕上的虛擬控制臺，管理人員就可以遠程對這些多媒體教學設施進行直觀的操作和控制。與此相對應的是，任課教師在教室內(nèi)開啟多媒體設施一般采用刷卡開機或手動開機兩種模式，刷卡開機模式無法應對教師忘記攜帶校園卡、校園卡失效、外聘教師無校園卡以及一門課程多位教師分別講授不同章節(jié)等各種特殊情況，其用戶體驗不佳，造成管理人員工作量大且工作效率低，常見教師因為上述原因或手動開機操作不當而未能正常開啟多媒體教學設施的情況。這不僅在一定程度上影響了課堂教學的秩序與教學進度，而且對多媒體教室管理人員而言，在開始上課之前的短暫時間內(nèi)，要應對集中并發(fā)的服務呼叫和請求，也顯得力不從心，難以保證及時和有效的服務。

二、用戶體驗

用戶體驗（User Experience，簡稱UI）是指用戶在使用產(chǎn)品或接受服務過程中所產(chǎn)生的視覺、心理或生理感受，并能使用戶感知到產(chǎn)品或服務的內(nèi)在價值和享受超越產(chǎn)品或服務本身價值的體驗［1］。唐納德.諾曼在其代表作《設計心理學》中對人類認知事物的層次進行了探討，并從認知心理學和行為學等多個視角將用戶體驗劃分為感官層、行為層和反思層［2］。其中，感官層體驗來源于產(chǎn)品或服務的外部形態(tài)以及產(chǎn)品的社會評價和大眾印象，產(chǎn)品或服務的表達方式、表現(xiàn)形式、感受和視覺等都是影響用戶感官層體驗的因素；行為層體驗來源于人與產(chǎn)品或服務之間的互動、互通，當人與產(chǎn)品或服務之間形成了思想和情感相互交流的整體時，人與產(chǎn)品或服務之間便形成了一個和諧、有機的共同體；反思層體驗則是個體對產(chǎn)品或服務進行體驗后，在對用戶的行為特征和使用習慣進行統(tǒng)計、分析和歸納的基礎上，不斷優(yōu)化產(chǎn)品或服務，使產(chǎn)品或服務更加人性化的過程［3］。

三、預約服務

第一代預約系統(tǒng)的研究始于上世紀九十年代末，被稱為“電子登記系統(tǒng)”，其典型特征為網(wǎng)絡結構模式采用B/S架構，表現(xiàn)層和邏輯層分離，數(shù)據(jù)需要進行采集、存儲和檢索等處理［4］。21世紀初，許多IT公司、高校和科研機構紛紛著手研究、開發(fā)第二代預約系統(tǒng)，該類系統(tǒng)的顯著特征是標準化，這類系統(tǒng)需要設計復雜的數(shù)據(jù)庫結構和事件觸發(fā)機制，實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)存儲與業(yè)務流程［5］。

隨著智能手機和其他移動智能終端的普及，人們逐漸接受并習慣通過移動智能終端來獲取信息和服務。移動互聯(lián)網(wǎng)正悄然改變著人們的生產(chǎn)和生活方式，例如，從通過預約呼叫的方式解決城市打車效率問題的滴滴打車和優(yōu)步Uber打車移動應用，到通過在線預約服務可以提供醫(yī)院掛號、餐廳就餐、家政和美容美發(fā)等服務，基于移動智能終端的APP預約服務愈發(fā)完善，滲透到人們生活中的各個層面，并不斷轉(zhuǎn)移到更加高頻和生活化的場景中［6］。上述預約服務的顯著特征是用戶的高度參與、人機界面的交互性和操作流程的便捷性。預約服務優(yōu)化了線上線下的信息交互和用戶體驗環(huán)節(jié)，拓展了服務渠道，提供了更加精準和優(yōu)質(zhì)的服務。

四、系統(tǒng)總體設計

1.分層結構設計

系統(tǒng)分層的核心思想是將系統(tǒng)根據(jù)不同的功能組織成有序的層次結構，其中，除最上層外，每一層只為其相鄰上層提供一系列服務，除最下層外，每一層只調(diào)用與其毗鄰的底層服務［7］。根據(jù)上述分層結構設計思想，結合系統(tǒng)需求分析，本系統(tǒng)分為五層結構，自上而下分別是用戶層、網(wǎng)絡層、應用層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。系統(tǒng)分層結構設計如圖1所示，其核心部分是應用層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。

圖1　系統(tǒng)分層結構設計

2.數(shù)據(jù)交互設計

在系統(tǒng)分層結構設計的基礎上，考慮系統(tǒng)各功能模塊之間的數(shù)據(jù)通信和傳輸方式，設計了系統(tǒng)運行時功能模塊之間的數(shù)據(jù)交互過程。良好的數(shù)據(jù)交互設計可以提高數(shù)據(jù)的傳輸效率，改善用戶體驗。系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)交互在Android移動客戶端、服務器端與TCP網(wǎng)絡通信服務器三者之間進行，如圖2所示。首先，任課教師利用移動客戶端通過HTTP協(xié)議向服務器端發(fā)送服務請求，服務器端接收到服務請求后執(zhí)行相應的代碼，與后臺數(shù)據(jù)庫進行連接，響應移動客戶端請求；其次，服務器端采集相關數(shù)據(jù)，與Android移動客戶端建立連接，向Android移動客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)并予以顯示；最后，服務器端接收并解析Android移動客戶端發(fā)送的控制命令。

圖2　系統(tǒng)功能模塊之間的數(shù)據(jù)交互

3.移動客戶端功能設計

本系統(tǒng)移動客戶端功能模塊分為身份認證、消息通知、課表推送、預約服務以及個人設置五大模塊，Android移動客戶端功能模塊如圖3所示。

圖3　Android移動客戶端功能模塊

身份認證模塊：首先任課教師輸入用戶名和登錄密碼進行身份驗證，驗證成功后才能進行各項操作。

消息通知模塊：系統(tǒng)自動發(fā)布和更新校內(nèi)新聞、推送預約成功通知，進行預約信息數(shù)據(jù)的存儲和管理，確保信息發(fā)布的準確性、有效性和實時性，方便任課教師對校園信息進行動態(tài)查詢。

課表推送模塊：登錄驗證成功后，系統(tǒng)將根據(jù)任課教師的用戶名自動推送與之有關的學年、學期、周次和節(jié)次相對應的課程表。任課教師可以提前了解與之有關的課程表的各種信息，實時獲得課程的上課時間、上課地點等動態(tài)信息。

預約服務模塊：任課教師可以根據(jù)自己的實際需求和課表安排，手動勾選預約開機服務。預約成功后，系統(tǒng)將自動生成預約成功的教師姓名、課程號、教室號、上課周數(shù)等預約信息。此外，任課教師還可以取消預約開機服務。

個人設置模塊：任課教師可以根據(jù)自己的使用需求，查看和修改個人資料，包括頭像、所在院系、聯(lián)系電話、電子郵箱等個人基本信息。同時，任課教師還可以自助修改登錄密碼。

4.服務器端功能設計

本系統(tǒng)服務器端功能模塊分為用戶信息管理、消息通知管理、課表管理和預約數(shù)據(jù)管理，服務器端功能模塊設計如圖4所示。

圖4　服務器端功能模塊

用戶信息管理：系統(tǒng)管理員可以添加、刪除用戶，維護用戶信息，查看、修改用戶賬號、用戶電話等個人基本信息。

消息通知管理：系統(tǒng)管理員通過本功能可以錄入、修改、更新、刪除、發(fā)布預約通知等基本信息，包括消息名稱、消息分類、發(fā)布時間等。

課表管理：系統(tǒng)管理員通過學校教務系統(tǒng)的相關接口同步課表信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，包括課程時間、課程名稱、任課教師、授課地點等信息，并可以對讀取的信息進行查詢。

預約數(shù)據(jù)管理：系統(tǒng)管理員對預約數(shù)據(jù)進行管理，包括預約課程、預約教室、預約地點、預約開機時間等信息，并對預約狀態(tài)進行實時更新。

5.串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊及其TCP通信

多媒體中控系統(tǒng)廠商出于知識產(chǎn)權方面的考慮，不提供相應的數(shù)據(jù)接口，因此本系統(tǒng)使用RS232/RS485串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊，搭建具體的軟、硬件環(huán)境來模擬多媒體教室中的投影機按照預約時間自動開啟。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊是連接串口設備和以太網(wǎng)的橋梁，該模塊搭載了ARM處理器，內(nèi)部集成了TCP/IP協(xié)議，其集成化程度高，系統(tǒng)穩(wěn)定性強。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊采用TCPClient工作模式，模塊供電后按照事先的設置主動連接到指定的TCP Server服務器端，然后建立一個長連接進行數(shù)據(jù)的透明傳輸，其應用連接拓撲結構如圖5所示。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊的串口與被控制投影機的串口相連，網(wǎng)口與同一局域網(wǎng)的交換機連接。

圖5　預約服務系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲

五、關鍵技術和主要功能

1.移動客戶端與服務器端的Servlet通信

Servlet是使用 Java Servlet應用程序設計接口（API）及相關類和方法并運行于服務器端的Java程序，其具有跨服務器平臺的特性。當Android移動客戶端和服務器端通過HTTP協(xié)議進行網(wǎng)絡傳輸時，Servlet采用基于HTTP協(xié)議的HttpServlet類建立連接并傳輸數(shù)據(jù)。在HttpServlet類中分別提供了相應的調(diào)用方法，它們是do Get（，do Post（，do Put（、do Delete（、do Head（、do Options（和do Trace（。HttpServlet容器響應Android移動客戶端請求的流程如圖6所示。

圖6　HttpServlet容器響應客戶端請求的流程

2.服務器端與TCP網(wǎng)絡通信服務器的Socket通信

本系統(tǒng)Socket網(wǎng)絡通信編程基于客戶/服務器模型，實現(xiàn)客戶端和服務器端之間的通信，其模型如圖7所示。服務器端首先建立和初始化一個Server Socket對象，并且指定相應的端口號。端口號一般使用大于1024的數(shù)字，然后接收并響應客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，調(diào)用Server socket的accept（（方法與客戶端建立連接。accept（（方法當沒有數(shù)據(jù)接收時處于阻塞等待狀態(tài)，一旦與客戶端建立連接，則阻塞等待狀態(tài)結束?？蛻舳私壎ㄒ粋€Socket對象，監(jiān)聽服務器端對應的IP地址和端口號，然后通過inputstream讀取并響應服務器端發(fā)送的數(shù)據(jù)，處理完后的數(shù)據(jù)通過outputstream寫入到服務器端，這樣就實現(xiàn)了TCP協(xié)議的socket數(shù)據(jù)傳輸。

圖7　客戶端/服務器端之間的通信

3.預約服務功能描述

當任課教師在UI界面上勾選“預約”方框時，Android移動客戶端會自動彈出相應的對話框，顯示預約課程的詳細信息，點擊對話框中的“確認”按鈕，若用戶此前沒有預約過，系統(tǒng)不存在此預約信息，則預約成功；若用戶此前預約過，系統(tǒng)存在此預約信息，則預約失敗。預約服務流程如圖8所示。

圖8　預約服務流程

六、結束語

在移動互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的時代背景下，高校信息化建設呈現(xiàn)出以用戶為中心，以用戶體驗為核心的顯著特征。本文將用戶體驗的理論融入到高?！爸腔坌@”的信息化建設之中，以高校使用頻率高和應用范圍廣的多媒體教學設施的信息化管理和服務為研究對象，研究、開發(fā)多媒體教學設施的預約服務系統(tǒng)，實現(xiàn)了任課教師利用Android移動智能終端按照用戶預約的時間自動啟動多媒體教學設備并提供服務。通過預約服務將多媒體教學設施的服務前移，變被動服務為主動服務，變事后服務為事前服務，保證了課堂教學的有序進行，有效緩解了多媒體教室管理人員短時間內(nèi)應對集中并發(fā)服務請求的壓力，有效地提高了高等學校多媒體教學設施的管理效率和服務水平，改善了用戶體驗。這種預約服務系統(tǒng)的實現(xiàn)使用戶在接受服務的過程中體驗參與感、獲得感和尊重感，消除了傳統(tǒng)多媒體教學設施管理、服務模式存在的弊端，挖掘了多媒體教學設施的潛在價值，拓展了高校信息化管理和服務的維度，提升了高校信息系統(tǒng)智能化和個性化的服務水平，對“智慧校園”的建設具有借鑒意義。

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（編輯：魯利瑞）

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1673-8454（2016）16-0080-04