基于 Android 的网络课程移动学习辅助教学系统设计与应用

吴君胜，曾 海

基于 Android 的网络课程移动学习辅助教学系统设计与应用

吴君胜，曾 海

在分析 Android 系统层次架构的基础上，以广州市广播电视大学开放教育楼宇智能化工程专业《数字社区信息化系统工程》课程为例，提出了一种基于 Android 的网络课程移动学习辅助教学系统，阐述了该系统的分析、设计和实现的全过程。该系统通过开发 Android 应用程序以支持网络课程的移动学习，为网络课程快速实现移动学习提供了一种新的途径，具有较强的实用和参考价值。

移动学习；Android；网络课程

0 引言

Android 是一款由 Google 公司与硬件制造商、软件开发商及电信营运商共同研发改良基于 Linux 内核的智能移动终端操作系统和移动应用开发平台。自 2007 年发布以来Android 备受关注，根据 2013 年 10 月 31 日公布的全球智能手机市场调查结果显示，其市场份额已扩大到 81.3%，成为当前主流的移动终端操作系统。随着计算机技术、网络技术和通信技术的迅猛发展和融合，各类智能移动终端设备的快速普及，移动互联网时代对网络课程的学习提出了新的需求，为了适应新的需求，广州市广播电视大学开放教育楼宇智能化工程专业在 2011 年就开始为网络课程开发移动学习辅助教学系统。本文通过阐述 Android 平台的层次架构，以《数字社区系统工程》课程为例，从系统分析、设计、开发环境配置到程序编写的全过程，详细说明该平台下快速开发应用程序以支持网络课程移动学习的方法。

1 Android 系统层次架构

Android 系统平台由 5 个部分构成，从上到下分别是：应用程序、应用程序框架、系统库、Android 运行时和优化的 Linux 内核，如图1 所示：[2-3]

图1 Android 系统层次架构

（1）应用程序（Application）

Android 系统平台自带部分的核心应用程序，包括短信、联系人、地图、日历、浏览器、电子邮件等应用程序，这些应用程序由 JAVA 程序语言编写，开发者可以通过自己编写的应用程序进行替换。

（2）应用程序框架（Application Framework）

Android 应用程序开发基于应用程序框架，提供许多组件供应用程序调用，包括活动管理器、窗口管理器、内容提供器、视图系统、包管理器、电话管理器、资源管理器、位置管理器和通知管理器共9个部分。

（3）系统库（libraries）

应用程序框架下层是一套 C/C++函数库，其功能通过各种应用程序组件提供给开发者，包括显示管理器、媒体库、SQLite 数据库引擎、3D 图形库、字体引擎、WebKit浏览器引擎、2D 图形库、Internet安全的 SSL 和标准 C 函数库共 9个部分。

（4）Android 运行时（Android Runtime）

Android 运行时优化了 JAVA 程序的运行，包括核心库和 Dalvik 虚拟机两部分。

（5）Linux 内核（Linux Kernel）

Android 系统平台是基于 Linux 内核进行了优化，是介于硬件和软件之间连接层。包括了显示驱动、摄像头驱动、蓝牙驱动、闪存驱动、USB 驱动、进程间通信、键盘驱动、WiFi驱动、声音驱动、电源管理等，如图1 所示：

2 系统分析

2.1 网络课程的现状分析

在现成的许多功能完善的网络课程系统中都是基于Web 技术开发，以 B/S 模式在 PC 上利用浏览器打开课程网站进行学习。就分辨率而言，在移动设备中浏览电脑版的网络课程极其不便，局限在PC上进行课程学习已经不能满足当前移动互联网时代的需要。

2.2 网络课程移动学习需求

移动学习系统是利用无线移动通信技术和无线通信设备获得教育信息、教育资源和教育服务。实现移动学习的技术主要包括 SMS 技术、WAP 技术、C/S 技术[1]。其中采用C/S 技术的移动学习系统克服了前两者用户体验差的缺点，现有的移动学习系统将逐渐被 C/S 技术取代，利用腾讯的微信系统开发出的微课也是属于采用 C/S 技术范畴，开发功能完善的移动客户端网络课程则需要较高的开发成本。

为了能够实现随时随地为学习者提供学习资源，利用已建成的、完善的网络课程，快速建立网络课程移动学习辅助教学系统作为网络课程的补充是当前最有效的方法，也是满足学习者碎片学习、移动学习的最佳方案。广州市广播电视大学已于 2013 年底完成全校园范围内的无线 WIFI 网络覆盖，凭借当前硬件条件成熟的移动网络和智能手机的普及，移动学习需求将会不断增加。

2.3 移动学习辅助教学系统的平台选择

目前主流移动开发平台主要是三大阵营，谷歌 Android、苹果 iOS 和微软 Window Phone。在三大平台中 Android 系统平台就前述最新的市场份额情况而言，优先开发基于Android 系统平台的移动学习辅助教学系统是最佳选择，基于 Android 系统平台具有以下特点：

（1）支持多种移动设备。移动设备的便携性是 PC 所无法比拟的，客户端可运行在配置 Android 系统的手机、平板电脑以及其他便携式设备，甚至是智能电视。使用微软提供的转换工具，甚至还可以将 Android 应用程序转换到Windows Phone 7 或 8 应用程序。

（2）学习资源更新快速。学习资源可以通过客户端程序更新完成，在线更新和 PC 下载后拷贝到 SD 卡中更新均可，明显比苹果 iOS 方便。

3 系统设计

现有的网络课程是基于互联网和多媒体技术实现远程教学，而移动学习才是真正实现任何人在任何时间和任何地点都可以进行有效的学习方式，基于移动互联网的远程教学是未来的发展方向。根据需求，在充分利用网络课程的现有教学资源的前提下，系统采用 B/S 和 C/S 相结合的体系架构，如图2所示：

图2 系统体系架构

其中已建成的网络课程沿用 B/S 模式，开发网络课程移动学习辅助教学系统则采用 C/S 模式，当然移动设备同时也支持 B/S 模式。

4 系统开发环境构建

Android 系统平台支持在 Windows操作系统上开发 And roid 应用程序，通过下面 6 个步骤说明 Android 应用程序开发环境构建。

(1)安装 JDK。从 Oracal网站 http://www.oracle.com/techn etwork/java/javase/downloads/index.html下载 JDK 进行安装。

(2)安装 Eclipse。从 Eclipse 网站 http://www.eclipse.org/do wnloads 下载 Eclipse 程序包，解压到一个目录直接使用。

(3)安装 Android SDK 启动包。从网站 http://developer.an droid.com/sdk/index.html下载 Android SDK 启动包解压到默认或自定义的SDK安装目录。

(4)为 Eclipse 安装 ADT 插件。Eclipse 主菜单项中选择[H elp]-＞[Install New Software…]，在[Work with:]输入框中输入：https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/，搜索结束后勾选 Development Tools，完成安装后会重启 Eclipse。

(5)增加 Android SDK 的平台和其他包。选择[Windows]-＞[Preference]，选择左边选择 Android，然后在[SDK Locatio n:]中输入 Android SDK 的安装目录或找到之前 Android 安装的目录后确认。选择[Windows]-＞[Android SDK Manage r]，选择所要安装的软件包进行安装。配置环境变量，将 A ndroid SDK 安装目录下的 tools子目录加入到系统环境变量Path 中。

(6)配置 AVD。虚拟移动设备环境根据实际情况进行配置。

5 程序开发实例

网络课程移动学习辅助教学系统是针对现有的网络课程而建立的，对于已建成的网络课程都可快速实现移动学习。以《数字社区系统工程》课程为例，为该网络课程编写移动学习辅助教学系统，其中直播课堂的教学视频沿用网络课程中著名专家的 29 讲优质视频资源。下面简单说明Android 开发应用程序的一般步骤。

5.1 创建课程项目

在 Eclipse 下 创 建 基 于 Android2.3 版 本 的 新 项 目MyCourse。

5.2 建立用户界面。

按 照 课 程 讲 授 列 表 建 立 Android 程 序 用 户 界 面 的Activity，一个 Activity 就是一个页面，以教学视频页面为例，外 观 描 述 编 写 文 件 WebVideo.xml， 而 功 能 实 现 编 写WebVideo.java，每一讲的课程链接采用线性布局，xml代码如下：

＜LinearLayout

xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:orientation="vertical" andro

id:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent"＞

＜ListView android:id="@android:id/list"

android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent"＞＜/ListView＞

＜!-- android:id="@android:id/list" --＞

＜/LinearLayout＞

其中list.xml文件保存每一讲课程的界面布局，xml代码如下：

＜list＞

＜item＞

＜title＞第一讲 课程内容介绍＜/title＞

＜image＞＜/image＞

＜time＞29:44＜/time＞

＜url＞http://open.ougz.com.cn/szsqxtgc/1/contents.files/1/ video.wmv＜/url＞

＜/item＞

＜item＞

＜title＞第二讲 数字社区基本概念＜/title＞

......

＜/item＞

＜/list＞

添加每一讲的课程播放链接，WebVideo.java代码如下：public class Winson_video extends Activity {

private WebView webView;

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState){

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.web_video);

//返回键监听

webView = (WebView)findViewBy-Id(R.id.webView01);

String strURL =

("http://open.ougz.com.cn/szsqxtgc/2/contents.files/1/video.wm v");

webView.loadUrl(strURL);

}

public void onBackPressed(){...}

}

5.4 系统运行效果

在 Eclipse 中可以测试运行效果，通过启动一个 Android模拟器完成程序测试。效果如图3所示：

图3 课程教学视频界面

5.5 生成下载二维码

为了能够快速地让网络课程学习者快速获得客户端程序的下载链接，利用二维码的信息容量大、PC 端向移动端数据转移的特点，使用通用的二维码生成程序为课程生成客户端下载地址生成二维码图形，并放置在网络课程的首页明显处供学习者扫描。

6 系统应用效果

该系统在《数字社区系统工程》网络课程中使用属于创新性技术应用，并获得广州市多媒体教学软件评比的三等奖。从网站主页访问人次统计显示，截止至 2013 年 12 月底已达 25337 人次，学生表示该应用丰富了学习方式，提高了学习效率[4]。该课程的一般理论教学已实现了全面的远程教学和移动学习，使课程教学更多地着力于实践教学环节，为楼宇智能化工程专业省开课程实施全面的远程教学和移动学习迈出重要的步伐。

7 总结

本文针对现有网络课程的已有资源，设计开发了基于Android 平台的网络课程移动学习辅助教学系统，广泛应用于手机、平板电脑等便携式移动设备。接下来，我们计划对课程的视频长度、交互方式、学习评价等方面，按照移动学习、微学习等理念进一步梳理、优化，以及为了适应更多系统平台，陆续开发适用于 iOS、Windows Phone 等平台的客户端，并逐步完善解决视频暂存、大量用户并发等问题，实现系统的智能化、碎片化、跨平台。

我们认为，开发基于 Android 平台的网络课程移动学习辅助教学系统，对网络课程快速实现移动学习及微学习提供了一种新的途径，具有较强的实用和参考价值。

[1]夏帮贵，基于 Android 平台的移动学习系统，[J]西华大学学报，2011（5):81-84.

[2]李扬等，基于 Android 的多媒体应用开发与研究，[J]计算机与现代化，2011（4）：150-152.

[3]曾健平，Android 系统架构及应用程序开发研究，[J]微计算机信息，2011（9）.

[4]张育才，移动学习支持平台的设计与开发， [J]软件导刊·教育技术，2013(8)：7-9

Design and Application of Assistant Teaching System of Network Course and Mobile Learning Based on Android

Wu JunSheng, Zeng Hai
(Guangzhou Open University, Guangzhou510091, China)

This article analyses the basic of Android systems' administrative levels and structure. Taken Digital community information system engineering of Guangzhou open university as an example, this course proposes a assistant teaching system of network course and m-learning based on android, states the whole process of analyzing, design and actualization of this system. This system supports network course of m-learning by developing Android application program, which offers a new way of actualization of network course rapidly and has practical and reference value.

Information Security; Information Hiding; Text Digital Watermarking; Character Offset

TP311

A

1007-757X(2014)02-0018-03

2014.02.25)

基金項目：广州市高等学校第三批教育教学改革项目，（课题序号:35）；广东省教育科学“十二五”规划 2011 年度研究项目（课题批准号 2011TJK180）；

广东省高等学校继续教育体系建设与示范项目（粤高教函[2012]9 号）

吴君胜（1979-），男，广州市广播电视大学，讲师，硕士，研究方向：软件开发技术和软件项目管理等，广州，510091曾 海（1971-），男，广州市广播电视大学，副教授，硕士，研究方向：远程教育和计算机等，广州，510091