劉曉東

摘要： 移動學習作為一種新的教學培訓方式，以其時間短，內(nèi)容精等特點受到教育界的廣泛關注，正在逐漸的進入廣大的教學領域。移動教學系統(tǒng)不僅為教師提供了一個展現(xiàn)和提高自己的舞臺，同時也為廣大師生提供了一個教學資源的學習平臺。充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)，實施移動教學與學習，是未來教育與培訓領域的發(fā)展方向。本論文重點研究移動教學平臺的設計與開發(fā)，并以軟件工程理論為指導，以云鵬汽修培訓中心汽車發(fā)動機移動學習平臺的開發(fā)為依托，展示了開發(fā)移動教學平臺的全過程。本文重點突出系統(tǒng)開發(fā)的需求分析，技術選擇以及系統(tǒng)設計。需求分析階段著重介紹需求分析采用的方法，得出的結論以及最終需求的表現(xiàn)形式。技術選擇階段重點介紹當前的主流技術，技術的選擇依據(jù)，系統(tǒng)設計部分強調系統(tǒng)的架構設計、功能設計以及數(shù)據(jù)庫設計等。

關鍵詞：移動學習；Android；軟件工程

1.研究背景

目前，職業(yè)技能培訓越來越得到社會各界的認可。為適應社會的發(fā)展，越來越的職場人士參加職業(yè)培訓。參加培訓的人員數(shù)量的數(shù)量在急劇攀升，而與之相對的職業(yè)培訓機構的數(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。這就導致了職業(yè)培訓中心教學資源短缺、教師工作繁重、學生數(shù)量龐大、資源配置不合理。其中，教學資源短缺與學生數(shù)量龐大的現(xiàn)狀不易改變，而改進教學模式是提升資源配置、提高教學質量的一個有效途徑。

移動學習平臺是利用移動互聯(lián)網(wǎng)，以通過移動設備為載體，通過教學主題相關的視頻、課件、互動作業(yè)的形式來集中處理學生在課程學習中的重難點。相比傳統(tǒng)的在線授課，移動學習平臺的形式更加靈活多樣，學生可以更加靈活的分配自己的學習時間，比如在等車的時候、自習的時候或者睡覺前進行自主學習。

在此背景下，開發(fā)汽車發(fā)動機移動學習平臺，以期多數(shù)學員能夠通過該平臺就可以得到很好的職業(yè)培訓，從而解決學員眾多與培訓資源有限之間的矛盾。

2. Android 平臺相關技術介紹

系統(tǒng)的開發(fā)是基于java技術，在MyEclipse開發(fā)環(huán)境下開發(fā)的，基于Android的手機應用。本章簡要介紹了系統(tǒng)開發(fā)的相關技術。

當前，移動互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)了飛躍，智能手機越來越得到普及。在智能手機中，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)碼相機的操作系統(tǒng)。后來，經(jīng)改良成為了智能手機的操作系統(tǒng)。Android經(jīng)歷多個版本，每個版本均以食物名稱命名，而且每個版本的升級均是突出人性化與實用化的提升。Android平臺基于Linux操作系統(tǒng)，依據(jù)功能結構與人群劃分，可分為四個層級。分別為：應用程序、應用程序框架、系統(tǒng)運行庫與 Linux內(nèi)核。應用程序為最高層，該層包括客戶端、日歷、瀏覽器、SMS短消息程序、地圖、聯(lián)系人管理程序等，應用程序通過JAVA編程實現(xiàn)。應用程序框架是核心層之一，體現(xiàn)Android 設計思想，該層簡化了組件的重用，為應用程序提供系統(tǒng)API 等組件。系統(tǒng)運行庫也是核心層之一，主要分為Android 運行時與系統(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程序在平臺中運行的基礎。Linux核心層位于最底層，亦作為硬件與軟件棧之間的抽象層，使得在應用程序開發(fā)過程中不用過多關注硬件，而與移動設備相關的驅動程序是 Android 需要的，主要的驅動包括顯示驅動、攝像驅動、藍牙驅動、Flash內(nèi)存驅動、Binder驅動、USB驅動、鍵盤驅動、Wi-Fi 驅動、音頻驅動以及電源管理等。

3. 系統(tǒng)設計

3.1概要設計

基于本系統(tǒng)特點，系統(tǒng)移動客戶端采用C/S架構，需要下載App在手機上安裝。用戶在使用移動客戶端時，首先需要一部基于Android系統(tǒng)的智能手機，然后為手機安裝移動客戶端應用程序。移動端系統(tǒng)采用C/S架構，分為Android 客戶端與Web 服務器端兩部分。系統(tǒng)結構設計如圖3-1所示。

如圖3-2為本系統(tǒng)服務端的網(wǎng)絡架構圖，服務端采用三層 B/S架構。具體描述如下：一是客戶層。從技術層面現(xiàn)為CSS、AJAX與jQuery文件，通過Http協(xié)議向應用層發(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、客戶端可以是個人電腦、專用電腦、終端等。

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

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

3.2功能架構設計

按照需求分析的結果，按功能將云鵬汽修培訓中心汽車發(fā)動機移動學習平臺劃分為移動客戶端與服務端。移動客戶端包括注冊登錄、課程信息、課程資源、練習測試、互動交流與學生成績六大功能模塊。服務端包括學生管理、課程管理、互動交流與系統(tǒng)管理四大功能模塊，如圖3-3所示。

4. 系統(tǒng)實現(xiàn)

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

4. 1服務器處理客戶端請求的實現(xiàn)

本系統(tǒng)移動端通過加密的HTTPS來實現(xiàn)與服務器端的通信，通信要求客戶端攜帶證書、進行數(shù)據(jù)校驗，使用POST傳值。如圖4-1為本系統(tǒng)移動客戶端與服務器端接口之間的傳輸協(xié)議。接口數(shù)據(jù)采用JSON傳輸，當服務器接收移動端請求后，會作出相應的響應，并將請求數(shù)據(jù)返回給客戶端。

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

4.2客戶端主要功能模塊的實現(xiàn)

4.2.1登錄注冊模塊

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

4.2.3練習測試模塊

練習測試是系統(tǒng)重要的功能模塊，主要實現(xiàn)了學習者的習題練習和模擬考試，以便于在移動設備上操作的選擇題和判斷題為主，并且能夠對練習和考試情況進行統(tǒng)計和分析。練習測試模塊的主界面包含順序練習、隨機練習、模擬考試、統(tǒng)計、收藏、錯題本和考試成績七部分內(nèi)容

4.3服務端主要功能模塊的實現(xiàn)

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

這里重點介紹課程管理中“視頻管理”子模塊。視頻管理功能包括上傳和刪除視頻，查詢視頻點擊率，設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計簡潔，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

點擊“觀看視頻”鏈接后，首先進入視頻列表。列表頁設計不會太復雜，屏幕髙度也會控制在2屏高度內(nèi)。它的整體布局和單獨視頻的布局一定要基本統(tǒng)一，因為用戶看視頻的習慣是固定的，如果列表的布局和單一視頻的布局差距過大，是非常不友好的設計。

總結

論文以汽車發(fā)動機移動學習平臺的開發(fā)為依托，以軟件工程思想為理論基礎，使用Java技術與統(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)設計、系統(tǒng)實現(xiàn)與系統(tǒng)測試四個過程。

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