技術(shù)報(bào)告基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的課程教學(xué)輔助系統(tǒng)的構(gòu)建及應(yīng)用

1、計(jì)劃類別 項(xiàng)目編號(hào) 項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告課題名稱 項(xiàng)目主持人 承擔(dān)單位 題目：基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的課程教學(xué)輔助系統(tǒng)的構(gòu)建及應(yīng)用進(jìn)入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，智能設(shè)備已經(jīng)逐漸普及到校園，對(duì)教育領(lǐng)域來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的基于WEB的課程教學(xué)輔助系統(tǒng)已不適應(yīng)當(dāng)前教與學(xué)的要求。有鑒于此，構(gòu)建了一個(gè)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的課程輔助教學(xué)系統(tǒng)，并就該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、主體功能、總體構(gòu)建、核心模塊進(jìn)行了詳盡的闡述。開發(fā)實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各類課程教學(xué)資源的優(yōu)化運(yùn)用，為課程課堂外的學(xué)習(xí)提供了一個(gè)全新、便捷的手段，具有較好的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。關(guān)鍵詞：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)輔助系統(tǒng)；構(gòu)建及應(yīng)用1 引言（Introduction）隨著互

2、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，4G、Wi-Fi技術(shù)和智能手機(jī)的普及，推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，極大地方便了人們的生活1，2?？萍歼M(jìn)步也相應(yīng)的促進(jìn)了高校教育方式和學(xué)習(xí)方式的改變。教育類APP作為信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，迅速成為一類頗受歡迎的數(shù)字化教學(xué)、學(xué)習(xí)方式，為移動(dòng)學(xué)習(xí)的開展提供了有力的設(shè)備支持，正成為教師和學(xué)生日常工作、學(xué)習(xí)的必備工具和主要學(xué)習(xí)平臺(tái)3，4。本系統(tǒng)主要根據(jù)高校課程特點(diǎn)，構(gòu)建出一個(gè)通用型課程輔助教學(xué)系統(tǒng)，作為對(duì)課堂教學(xué)的補(bǔ)充和拓展。通過(guò)多類學(xué)習(xí)資源和助學(xué)方式的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)生之間導(dǎo)與學(xué)的有效互動(dòng)，有效調(diào)動(dòng)教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，并使課堂教學(xué)之外的輔助環(huán)節(jié)更為有

3、效，切實(shí)提高了教學(xué)效率和教學(xué)效果5。2 移動(dòng)課程教學(xué)系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)（The overall framework design of the mobile curriculum teaching assistant system）基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的通用型課程教學(xué)輔助系統(tǒng)，旨在為學(xué)生提供多樣性的學(xué)習(xí)服務(wù)，增加學(xué)習(xí)中的樂(lè)趣，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，讓課程學(xué)習(xí)無(wú)處不在6。2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的移動(dòng)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)框架是基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)或接入網(wǎng)絡(luò)的高可靠性和高數(shù)據(jù)傳輸速率進(jìn)行設(shè)計(jì)的，移動(dòng)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)終端的絕大多數(shù)功能都需要通過(guò)一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)。移動(dòng)課堂系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖1所示。2.

4、2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)移動(dòng)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)由Android移動(dòng)客戶端程序和Web服務(wù)器端管理系統(tǒng)兩部分組成。根據(jù)系統(tǒng)前期對(duì)高職院校課程教學(xué)調(diào)研分析可得，移動(dòng)客戶端的功能包括用戶注冊(cè)、用戶登錄、用戶信息修改、課程資源下載、實(shí)時(shí)提問(wèn)、在線測(cè)試等主要功能。服務(wù)器端功能包括用戶管理、課程管理、資源管理、資源分類管理、測(cè)試管理、提問(wèn)回復(fù)、管理等功能。如圖2所示。3 系統(tǒng)核心功能模塊的實(shí)現(xiàn)（The realization of the system core function module）基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的課程教學(xué)富足系統(tǒng)主要基于目前流行的Android開發(fā)技術(shù)和JSP WEB開發(fā)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)平臺(tái)選用E

5、clipse集成開發(fā)環(huán)境，Eclipse是一款非常優(yōu)秀的開源IDE，在大量插件配合下，完全可以滿足從企業(yè)級(jí)Java應(yīng)用到手機(jī)終端Java軟件的開發(fā)7，8。數(shù)據(jù)庫(kù)選擇MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)軟件輕巧、方便、功能強(qiáng)大。3.1 客戶端核心功能實(shí)現(xiàn)（1）客戶端界面美化作為一款實(shí)用型APP，并要求能吸引學(xué)生的注意力，愿意使用這個(gè)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，必然要對(duì)系統(tǒng)的美工、界面進(jìn)行一些優(yōu)化，使之美觀、大方。移動(dòng)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)客戶端界面的設(shè)計(jì)為達(dá)到這個(gè)目的，做了很多的工作，除制作了一些測(cè)試用的視頻、課件外，還確立了一個(gè)統(tǒng)一的風(fēng)格，對(duì)應(yīng)風(fēng)格設(shè)計(jì)制作了自定義背景圖片，采用ImageButton和ImageView控件代替普通的控件

6、，并導(dǎo)入一些圖片資源并設(shè)置為控件的底紋。整體布局設(shè)計(jì)上，使用布局框?qū)φw界面進(jìn)行宏觀調(diào)控，混合使用線性布局、相對(duì)布局和絕對(duì)布局來(lái)調(diào)節(jié)頁(yè)面及各個(gè)控件。（2）客戶端界面跳轉(zhuǎn)客戶端程序定義了一個(gè)枚舉類型的全局變量WhichView來(lái)記錄當(dāng)前顯示的頁(yè)面狀態(tài)，當(dāng)點(diǎn)擊返回按鈕或者左右標(biāo)簽切換按鈕時(shí)，判斷當(dāng)前顯示頁(yè)面，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)做出相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)，退出或者切換等。核心代碼如下：public boolean onKeyDown（int keyCode，KeyEvent e）/返回按鍵事件if（keyCode！=4）/4為返回鍵的鍵碼return false；/如果按下返回鍵，不做任何響應(yīng)/用戶登錄，注冊(cè)，信息修

7、改等頁(yè)面跳轉(zhuǎn)else if（curr=WhichView.ALLRESOURCE_VIEW）gotoMainView（）；/當(dāng)前頁(yè)面為資源庫(kù)界面返回到首頁(yè)return true；/其他功能界面返回設(shè)置else if（curr=WhichView.EXAMINATION_VIEW| curr=WhichView.CHECKEXAM_VIEW）gotoMainView（）；/當(dāng)前頁(yè)面為測(cè)試或查看測(cè)試結(jié)果界面返回到首頁(yè)return true；return false；（3）客戶端課程資源列表顯示移動(dòng)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)的核心模塊-資源顯示界面，列舉出服務(wù)器上所有的可供下載的課程資源，用戶可以直接在客戶端

8、上查看資源的詳細(xì)信息，方便用戶查詢并根據(jù)自己的要求下載所需的資源。核心代碼如下： public void initListViewf（String msgStr，int list） resourceNameArray=msgStr.split（|）；/切割內(nèi)容字符串final int count=resourceNameArray.length/4；/獲取資源的行數(shù)BaseAdapter ba=new BaseAdapter（） public int getCount（） /重寫getCount方法return count；/ 總共4個(gè)選項(xiàng)public View getView（int arg

9、0，View arg1，ViewGroup arg2） /重寫getView方法LinearLayout ll=new LinearLayout（MainActivity.this）；ll.setOrientation（LinearLayout.HORIZONTAL）；/設(shè)置朝向ll.setPadding（5，5，5，5）；/設(shè)置留白TextView tv=new TextView（MainActivity.this）；/初始化tv.setWidth（60）；tv.setText（resourceNameArrayarg0*4）；/設(shè)置內(nèi)容tv.setTextColor（getResource

10、s（）.getColor（R.color.black）；ll.addView（tv）；/將TextView添加到LinearLayout/界面多個(gè)控件初始化，并添加到布局容器return ll；if（list=Constant.ALLRESOURCELISTVIEW01）ListView lv=（ListView） findViewById（R.id.allresourceListView01）；lv.setAdapter（ba）；/設(shè)置適配器lv.setOnItemClickListener（new OnItemClickListener（） /設(shè)置監(jiān)聽(tīng)器public void onItem

11、Click（AdapterView arg0，View arg1，int arg2，long arg3） rgid=resourceNameArrayarg2*4；/獲取資源名稱gotoResourceDetail（rgid）；/返回到資源庫(kù)界面）；3.2 服務(wù)器端核心功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)WEB服務(wù)器端采用JSP WEB開發(fā)技術(shù)，采用MySQL數(shù)據(jù)管理軟件。服務(wù)器端程序主要用來(lái)給系統(tǒng)管理員，主要是教師實(shí)現(xiàn)用戶管理、課程管理、資源管理、測(cè)試管理、提問(wèn)管理等。（1）數(shù)據(jù)庫(kù)連接應(yīng)用系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)一般采用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行保存，維護(hù)，連接數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)疑是一個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提。本系統(tǒng)調(diào)用MySQL的JDBC包來(lái)連接數(shù)據(jù)庫(kù)

12、的，通過(guò)加載驅(qū)動(dòng)，調(diào)用相應(yīng)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接。核心代碼如下所示。Class.forName（com.mysql.jdbc.Driver）；String url=jdbc：mysql：/localhost/teachsys；con=DriverManager.getConnection（url，root，123456）；（2）數(shù)據(jù)庫(kù)更新機(jī)制各類應(yīng)用系統(tǒng)的操作，無(wú)外乎就是數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的查詢、更新操作。數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作，有多種實(shí)現(xiàn)機(jī)制，對(duì)于實(shí)用型系統(tǒng)，數(shù)據(jù)更新需要滿足數(shù)據(jù)的批量更新操作，這樣最常用的辦法就是采用事務(wù)處理機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)批量更新，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)更新部分核心代碼如下。con=DB.getCon

13、（）；/得到數(shù)據(jù)庫(kù)連接con.setAutoCommit（false）；/禁止自動(dòng)提交，開始一個(gè)事務(wù)stat=con.createStatement（）；String sql=new String（sqla.getBytes（），iso8859-1）；/轉(zhuǎn)碼stat.executeUpdate（sql）；/執(zhí)行更新sql=new String（sqlb.getBytes（），iso8859-1）；/轉(zhuǎn)碼stat.executeUpdate（sql）；/執(zhí)行更新mit（）；/將事務(wù)提交con.setAutoCommit（true）；/恢復(fù)自動(dòng)提交模式3.3 網(wǎng)絡(luò)通信模塊實(shí)現(xiàn)Android對(duì)于ht

14、tp網(wǎng)絡(luò)通信，提供了標(biāo)準(zhǔn)的java接口：httpURLConnection接口和httpclient接口9。本系統(tǒng)通信模塊采用的是httpclient接口，它的功能更豐富有效。http通信分為post和get方式，其中傳輸數(shù)據(jù)量比較大的是post方式，而且它的安全性更高，本系統(tǒng)采用post方式。以下是本模塊的核心代碼。public static String postWithoutFile（String actionUrl，Map params） HttpClient httpclient=new DefaultHttpClient（）；HttpPost httppost=new HttpPo

15、st（actionUrl）；List nameValuePairs=new ArrayList（params.size（）；for （Map.Entry entry：params.entrySet（）/構(gòu)建表單字段內(nèi)容nameValuePairs.add（new BasicNameValuePair（entry.getKey（），MyConverter.escape（entry.getValue（）；httppost.setEntity（new UrlEncodedFormEntity（nameValuePairs）；HttpResponse response；response=httpcli

16、ent.execute（httppost）；InputStream in=response.getEntity（）.getContent（）；ByteArrayOutputStream baos=new ByteArrayOutputStream（）；int ch=0；while（ch=in.read（）！=-1）baos.write（ch）；byte data=baos.toByteArray（）；baos.close（）；return MyConverter.unescape（new String（data）.trim（）；4 系統(tǒng)應(yīng)用（Application of system）基于移動(dòng)

17、網(wǎng)絡(luò)的課程輔助教學(xué)系統(tǒng)基于主流的移動(dòng)終端設(shè)備，并選用了主流的WEB服務(wù)端開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了客戶端的方便使用和服務(wù)端資源的快速、便捷管理，此類系統(tǒng)的應(yīng)用為學(xué)生實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)提供了支撐平臺(tái)，目前該系統(tǒng)已完成了服務(wù)器端的部署和真實(shí)移動(dòng)設(shè)備的測(cè)試使用，向?qū)嵱眯瓦~出了一大步，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，并將在今后進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化、改進(jìn)，并有望在投入正式實(shí)用。系統(tǒng)測(cè)試截圖如圖3和圖4所示。5 結(jié)論（Conclusion）隨著網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，如何讓零散而大量的課程資源有效利用起來(lái)，設(shè)計(jì)構(gòu)建實(shí)用性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)化課程教學(xué)支撐平臺(tái)已成為重中之重。進(jìn)入移動(dòng)智能時(shí)代，信息的獲取手段已經(jīng)變得更加便捷，基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

18、和智能終端設(shè)備的課程教學(xué)輔助平臺(tái)已成為迫切需要10。目前，關(guān)于移動(dòng)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論研究較多，但具體的移動(dòng)學(xué)習(xí)類軟件相對(duì)較少，因此，開發(fā)符合所在高校實(shí)際需求，實(shí)用性好的移動(dòng)APP教學(xué)軟件，輔助教學(xué)，方便學(xué)生學(xué)習(xí)，將具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)（References）1 Kang H，et al.Real-Time Motion Control on Android PlatformJ.Journal of Supercomputing，2016，72（1）：196-213.2 Cho H，et al.Anti-Debugging Scheme for Protecting Mobile Apps on Android Platfor