基于Android的微課平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李凡

摘? 要： “微課”作為一種新興的教學(xué)模式，較傳統(tǒng)教學(xué)具有更高的便利性、應(yīng)用性和針對性。文章圍繞教學(xué)領(lǐng)域闡述移動學(xué)習(xí)的背景和意義，提出了微課學(xué)習(xí)平臺的開發(fā)設(shè)計(jì)思路、總體架構(gòu)和系統(tǒng)功能模塊，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了微課學(xué)習(xí)平臺。測試結(jié)果表明，該平臺滿足了微課移動學(xué)習(xí)應(yīng)具備的基本功能。

關(guān)鍵詞： Android; 微課; 移動學(xué)習(xí); 教學(xué)

中圖分類號：TP399? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(yè)市場分析預(yù)測及發(fā)展趨勢研究報告》顯示，在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”政策的推動下，在線教育將持續(xù)發(fā)展，并逐漸朝移動端發(fā)展[1]。2021年中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心（CNNIC）發(fā)布的第47次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報告》統(tǒng)計(jì)我國使用手機(jī)網(wǎng)民達(dá)9.86億，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)70.4%，其中使用移動教育人數(shù)將近3億，移動端學(xué)習(xí)的使用率超過80%[2]。本文基于Android環(huán)境設(shè)計(jì)開發(fā)教學(xué)平臺，試圖為微課平臺建設(shè)帶來啟發(fā)。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 流媒體技術(shù)

流媒體技術(shù)也稱流式媒體技術(shù)，是指將視頻、音頻等媒體文件經(jīng)過相應(yīng)格式壓縮處理，存放在存儲器中，根據(jù)用戶需要隨時請求下載使用。在Android系統(tǒng)中應(yīng)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(shí)現(xiàn)[3]。

1.2 數(shù)據(jù)緩存技術(shù)

數(shù)據(jù)緩存是指從網(wǎng)絡(luò)接收的數(shù)據(jù)下載到本地存儲。Android數(shù)據(jù)緩存主流方式，一是以數(shù)據(jù)庫的形式進(jìn)行保存，二是以文件的形式進(jìn)行緩存[4]。數(shù)據(jù)庫的緩存方式具有完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，管理便捷，但緩存數(shù)據(jù)長期在移動終端設(shè)備上占用內(nèi)存嚴(yán)重，需要及時清理;文件形式緩存可以將大量數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存管理，對系統(tǒng)運(yùn)行影響較小，相比較而言，實(shí)現(xiàn)簡單快捷，時效性強(qiáng)。因此本文是在文件緩存技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的數(shù)據(jù)緩存。

2 總體設(shè)計(jì)

運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)編程和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實(shí)現(xiàn)基于C/S結(jié)構(gòu)（客戶端/服務(wù)器）的移動學(xué)習(xí)平臺。系統(tǒng)開發(fā)遵守軟件工程的設(shè)計(jì)方式，采用Java作為開發(fā)語言，使用SQLite數(shù)據(jù)庫存儲本地的信息。

2.1 總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和原則

2.1.1 總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

總體設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：利用結(jié)構(gòu)化方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，即主要性、可靠性、工作效率、工作質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性等。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指標(biāo)是衡量系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 總體設(shè)計(jì)原則

利用系統(tǒng)工程的方法設(shè)計(jì)和建立目標(biāo)系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)代碼和組織方法;采用模塊化結(jié)構(gòu)，對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)，增強(qiáng)系統(tǒng)適應(yīng)性、靈活性和實(shí)用性[5]。

2.2 開發(fā)設(shè)計(jì)思路

⑴ 盡量的使用現(xiàn)有軟硬件環(huán)境，以及先進(jìn)的開發(fā)方案，從而達(dá)到充分利用已有的資源，提高系統(tǒng)的開發(fā)水平和應(yīng)用效果的目的。

⑵ 系統(tǒng)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，滿足運(yùn)行需要，并要達(dá)到操作過程中直觀、方便、實(shí)用、安全等要求。

⑶ 系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)的三層體系結(jié)構(gòu)，即客戶端和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。

⑷ 系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計(jì)的方法，既便于系統(tǒng)功能的各種組合和修改，又便于未參與開發(fā)的技術(shù)的人員對于系統(tǒng)的維護(hù)補(bǔ)充和維護(hù)。

⑸ 系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)庫維護(hù)的功能，及時根據(jù)需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行的添加、刪除、修改等操作。

2.3 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，運(yùn)用一套標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和工具，采用模塊的方法，進(jìn)行新系統(tǒng)控制層次關(guān)系和模塊化分解設(shè)計(jì)，把數(shù)據(jù)流程圖表示的系統(tǒng)邏輯模型轉(zhuǎn)變?yōu)镠IPO圖和控制結(jié)構(gòu)圖，以及用流程圖或偽碼表示程序模塊結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)應(yīng)用一套標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和工具，把系統(tǒng)分析階段得出的系統(tǒng)邏輯模型擴(kuò)展并優(yōu)化處理，在數(shù)據(jù)流程圖的基礎(chǔ)上構(gòu)成系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)。這一階段通常采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，即SD（Structured Design）方法。采用模塊化自頂向下設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行新系統(tǒng)控制層次關(guān)系和模塊分解設(shè)計(jì)，顯著提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可修改性，同時為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了方便。

2.4 系統(tǒng)功能模塊

根據(jù)需求階段調(diào)研所得結(jié)論，對微課移動學(xué)習(xí)平臺的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了分析和整合后，將系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理以數(shù)據(jù)流程圖的形式體現(xiàn)出來，之后，針對用戶所提供的原始功能需求，結(jié)合系統(tǒng)的特點(diǎn)以及開發(fā)任務(wù)分配方式，現(xiàn)將基于Android的微課平臺的入口，設(shè)計(jì)為用戶登陸的方式。系統(tǒng)的主要功能模塊如圖1所示。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測試

3.1 開發(fā)工具簡介

系統(tǒng)采用Eclipse開發(fā)平臺，使用MVC架構(gòu)，運(yùn)用SQLite、JSON解析、Fragment+ViewPager等技術(shù)完成了基于C/S模型的微課移動學(xué)習(xí)平臺。下面主要技術(shù)進(jìn)行簡要介紹。

3.1.1 SQLite簡介

SQLite是輕小型數(shù)據(jù)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(shè)備中，僅僅只需要幾百字節(jié)的內(nèi)存，它的處理速度比MySQL和PostgreSQL還要快。SQLite具有以下特點(diǎn)。

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(shù)據(jù)庫。

⑶ 數(shù)據(jù)庫文件可以在不同字節(jié)順序的機(jī)器間自由的共享。

⑷ 比一些流行的數(shù)據(jù)庫在大部分普通數(shù)據(jù)庫操作要快。

⑸ 支持多種開發(fā)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(shù)據(jù)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(fā)接口的調(diào)用時，常常使用JSON來解析數(shù)據(jù)。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(fā)中使用了JSONObject、JSONArray，下面對如何使用JSONObject和JSONArray進(jìn)行講解：

⑴ JSONObject的使用：在解析JSON串時，如果要解析的內(nèi)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(nèi)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(shí)現(xiàn)

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(jī)號和密碼，并且手機(jī)號和密碼相匹配。

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

3.2.2 微課學(xué)習(xí)模塊實(shí)現(xiàn)

微課學(xué)習(xí)流程：當(dāng)用戶登錄成功時，首先進(jìn)入微課導(dǎo)航頁面，當(dāng)點(diǎn)擊某一類微課時，會彈出提示框，選擇其中一門課程進(jìn)入微課學(xué)習(xí)頁面，點(diǎn)擊開始學(xué)習(xí)。微課導(dǎo)航頁面，如圖2所示。

3.3 系統(tǒng)測試

3.3.1 測試目標(biāo)

⑴ 測試的目的在于發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤而執(zhí)行程序的過程。

⑵ 好的測試方案是很可能發(fā)現(xiàn)到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試方案。

⑶ 成功的測試是發(fā)現(xiàn)了到迄今為止還沒有發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試。

3.3.2 測試方案及結(jié)論

根據(jù)預(yù)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(shù)據(jù)與預(yù)期的結(jié)果校對分析，分別使用模塊測試、集成測試、驗(yàn)收測試、平行運(yùn)行等多種測試方案和測試用例。經(jīng)測試，本系統(tǒng)滿足微課移動學(xué)習(xí)平臺應(yīng)具備的基本功能。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)高校教學(xué)的實(shí)際需要，利用移動設(shè)備與先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合軟件工程思想設(shè)計(jì)開發(fā)一款基于Android的微課移動端學(xué)習(xí)平臺，本平臺為學(xué)生提供了一個可以自由交互的課程學(xué)習(xí)、課程記錄和學(xué)習(xí)拓展的平臺，使學(xué)習(xí)不再受時間和空間的限制。

系統(tǒng)使用Eclipse作為開發(fā)平臺，SQLite、JSON解析、Fragment+ViewPager等技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于C/S模型的移動學(xué)習(xí)平臺。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對系統(tǒng)功能進(jìn)行了測試，運(yùn)行穩(wěn)定順暢，但由于前期需求和時間問題，系統(tǒng)仍然存在不足之處：①缺乏對美學(xué)的研究，以及專業(yè)的技術(shù)，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(tǒng)暫未提供在線交流功能，有待今后完成。

參考文獻(xiàn)（References）：

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

[2] 中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心.第47次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報告》[R].中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心，2021

[3] 李德.基于Android客戶端的微課平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].湖南大學(xué)，2019

[4] Android.developer.Application Fundame，2012

[5] 呂俊逸.基于Android的泛在學(xué)習(xí)平臺的研究[D].北京交通大學(xué)，2015