高校移動學(xué)習(xí)智能終端平臺的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

許 平，羅 坤

（江漢大學(xué) 數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430056）

0 引言

移動學(xué)習(xí)研究起源于信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的西方國家，到如今已經(jīng)形成了一個相對規(guī)范的研究體系。它是現(xiàn)代技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物，同時也是現(xiàn)代教育中數(shù)字化學(xué)習(xí)（e-learning）方式的一種［1］。

移動學(xué)習(xí)不僅在技術(shù)上對教育方式進(jìn)行了突破，而且在教育理念上實(shí)現(xiàn)了革新。傳統(tǒng)教育囿于課堂之內(nèi)，而函授之類卻是無法獲得及時溝通，不能獲得更好的指導(dǎo)說明［2］。而遠(yuǎn)程教育卻是耗資甚重。移動學(xué)習(xí)依托于現(xiàn)有無線移動電話網(wǎng)絡(luò)，不必耗費(fèi)大量資金打造基礎(chǔ)設(shè)施，節(jié)省資本。學(xué)生、老師均處于移動狀態(tài)，不再局限一時一地，實(shí)現(xiàn)了老師和學(xué)生的及時互動溝通［3］。

目前西方發(fā)達(dá)國家已率先在移動學(xué)習(xí)領(lǐng)域取得了一部分成果，他們的很多校園已經(jīng)覆蓋了相關(guān)的移動學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)［4］。而我國尚在起步階段，很多方面還在不斷建設(shè)之中，隨著3G移動通信技術(shù)的成熟，通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以及智能手機(jī)的普及，移動學(xué)習(xí)的硬件環(huán)境已初步具備，但是在我國與3G移動通信網(wǎng)絡(luò)相匹配的移動學(xué)習(xí)軟件平臺系統(tǒng)還非常缺乏。本文以開發(fā)基于Android技術(shù)的高校移動學(xué)習(xí)智能終端軟件平臺為目的，進(jìn)行了相關(guān)的研究開發(fā)與實(shí)踐探索。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

高校移動學(xué)習(xí)智能終端平臺是在智能手機(jī)終端上開發(fā)的一種移動學(xué)習(xí)軟件系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，高校學(xué)生和教師可以開展移動學(xué)習(xí)，同時可以作為常規(guī)學(xué)習(xí)的一種輔助手段。學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)生和教師之間可以進(jìn)行雙向交流，并且這種交互過程可以不受地域和時間的限制。

1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

該移動學(xué)習(xí)平臺軟件采用了Eclipse開發(fā)工具，結(jié)合Google Android SDK開發(fā)包來進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用研究［5］。其中移動學(xué)習(xí)小組交互功能利用Socket通信技術(shù)建立移動聊天服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)小組成員的雙向?qū)崟r交流。學(xué)習(xí)資料庫功能利用移動Web Service技術(shù)建立移動Web服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)學(xué)生通過智能手機(jī)客戶端對服務(wù)器端的學(xué)習(xí)資料庫的訪問和下載。資料檢索功能利用RSS和OCR技術(shù)實(shí)現(xiàn)對移動互聯(lián)網(wǎng)上的學(xué)習(xí)資料的解析以及對手機(jī)相機(jī)拍攝的關(guān)鍵字的解析。移動郵箱功能利用Android移動郵箱開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師的移動平臺下電子郵件的交流。

該移動學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)劃分為4個子模塊，總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 移動學(xué)習(xí)軟件平臺系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

1.2 系統(tǒng)功能模塊

1.2.1 學(xué)習(xí)小組模塊 基于Android平臺下移動興趣學(xué)習(xí)小組成員登錄移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)，成員之間能夠用消息機(jī)制進(jìn)行實(shí)時交流，彼此能夠通過地圖定位出對方所在的位置。通過興趣學(xué)習(xí)小組的設(shè)計，使小組成員更有效率地進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且形成一個有效的學(xué)習(xí)社交圈子，使得學(xué)習(xí)更有樂趣。

1.2.2 移動郵箱模塊 移動興趣學(xué)習(xí)小組的成員能夠彼此通過移動電子郵箱隨時隨地接收和發(fā)送電子郵件，及時交換相關(guān)學(xué)習(xí)要點(diǎn)、心得。

1.2.3 資料檢索模塊 本模塊通過SAX算法解析RSS源的XML數(shù)據(jù)格式，然后得到相關(guān)知識點(diǎn)的新聞或者信息列表，點(diǎn)擊感興趣的條目，即可進(jìn)入相關(guān)內(nèi)容。另外還可以通過智能手機(jī)拍攝關(guān)鍵字，利用OCR技術(shù)解析，然后借助移動互聯(lián)網(wǎng)及時搜索解析出的關(guān)鍵字，并得到相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資訊。

1.2.4 學(xué)習(xí)資料模塊 學(xué)習(xí)資料庫提供了各種學(xué)習(xí)資源的共享，它能夠分章節(jié)內(nèi)容下載，也能記錄學(xué)習(xí)的進(jìn)度，使得學(xué)習(xí)過程可控，同時可以便捷地獲取相關(guān)學(xué)習(xí)資源。

2 系統(tǒng)相關(guān)功能模塊詳細(xì)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)登錄注冊模塊設(shè)計

進(jìn)入登錄界面之前，首先從系統(tǒng)文件里讀取用戶以前登錄時保存的信息，如果用戶信息存在就直接顯示在登錄界面，不需要用戶重新輸入。登錄界面如圖2所示。

當(dāng)用戶在登錄界面點(diǎn)擊“注冊”按鈕時，進(jìn)入系統(tǒng)的注冊界面。用戶填寫了正確的信息后，點(diǎn)擊“確定”按鈕后系統(tǒng)將用戶的信息存入到系統(tǒng)文件，用戶返回到登錄界面時，不需要再次輸入信息。系統(tǒng)會進(jìn)入注冊成功界面，界面將顯示從服務(wù)器端返回的個人信息。

當(dāng)用戶在登錄界面輸入了合法的用戶信息，系統(tǒng)進(jìn)入菜單主界面。主界面有4大模塊：學(xué)習(xí)小組、移動郵箱、資料檢索和學(xué)習(xí)資料。系統(tǒng)主界面如圖3所示。

2.2 移動學(xué)習(xí)小組模塊設(shè)計

當(dāng)用戶在系統(tǒng)菜單主界面點(diǎn)擊了學(xué)習(xí)小組，系統(tǒng)進(jìn)入到學(xué)習(xí)小組主界面。主界面包含兩個功能：單人通信和群通信。學(xué)習(xí)小組主界面如圖4所示。當(dāng)用戶在學(xué)習(xí)小組主界面點(diǎn)擊了一個好友通信，系統(tǒng)會進(jìn)入到通信界面。后臺將首先向通信服務(wù)器發(fā)送一個第一次連接的信息，并在客戶端開啟一個線程與服務(wù)器保持通訊。

用戶可以與自己的好友進(jìn)行單人聊天。當(dāng)聊天服務(wù)器接收到從客戶端發(fā)送過來的信息時，會解析信息的接收人和發(fā)送人，然后得到接收人的通訊線程并將信息發(fā)送過去。單人通信界面如圖5所示。

2.3 移動郵箱模塊設(shè)計

用戶通過輸入收件人的郵箱地址、主題和內(nèi)容，然后點(diǎn)擊“發(fā)送”，即可完成對郵件的發(fā)送，發(fā)送完畢后，收件人能夠收到對方發(fā)送過來的郵件，這樣就可以通過收發(fā)郵件的方式完成學(xué)習(xí)上的交流（界面見圖6）。

2.4 資料檢索模塊設(shè)計

點(diǎn)擊資料檢索模塊，啟動RSS解析功能，相關(guān)界面如圖7所示。在編輯域中輸入RSS訂閱網(wǎng)址，點(diǎn)擊開始解析按鈕就可以解析RSS源的XML數(shù)據(jù)，然后在相關(guān)信息列表中顯示檢索到的內(nèi)容。

圖2 移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)登錄界面

圖3 移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)主界面

圖4 學(xué)習(xí)小組主界面

圖5 學(xué)習(xí)小組通信界面

圖6 移動電子郵箱模塊界面

圖7 RSS信息解析界面

打開手機(jī)攝像頭，啟動OCR功能程序，點(diǎn)擊快門按鈕，并將矩形方框?qū)?zhǔn)需要掃描識別的文字進(jìn)行拍照、識別。圖8顯示的是手機(jī)照相機(jī)的預(yù)覽模塊及其顯示結(jié)果的文本。進(jìn)行加載的是OCR模塊中最重要的類CaptureActivity.java，還有OcrRecognizeAsyncTask.java、CameraManager.java和capture.xml配置界面和功能。得到結(jié)果后還可以在EditText進(jìn)行略微調(diào)整，然后點(diǎn)擊search鍵，就可以調(diào)用自帶瀏覽器進(jìn)行上網(wǎng)搜索。

2.5 學(xué)習(xí)資料模塊設(shè)計

點(diǎn)擊“學(xué)習(xí)資料”的功能按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入移動學(xué)習(xí)資料庫服務(wù)器，在線瀏覽或下載相關(guān)學(xué)習(xí)資料章節(jié)到本地智能手機(jī)終端（見圖9）。學(xué)習(xí)資料庫功能是利用移動Web Service技術(shù)建立移動Web服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)學(xué)生通過智能手機(jī)客戶端對服務(wù)器端的學(xué)習(xí)資料庫的訪問和下載。

圖8 OCR資料檢索界面

圖9 學(xué)習(xí)資料模塊界面

3 關(guān)鍵模塊代碼實(shí)現(xiàn)

3.1 學(xué)習(xí)小組模塊關(guān)鍵代碼

小組成員發(fā)送一個Request請求到Web服務(wù)器。path參數(shù)為請求的路徑，params參數(shù)為傳給服務(wù)器的參數(shù)，enc參數(shù)為數(shù)據(jù)采用的格式。

通過發(fā)送path以及傳遞相應(yīng)的參數(shù)來向服務(wù)器發(fā)送請求，并得到返回的二進(jìn)制數(shù)組。

3.2 移動郵箱模塊關(guān)鍵代碼

郵件發(fā)送功能啟動EmailActivity類，同時調(diào)用相關(guān)的onClick方法的關(guān)鍵代碼如下：

3.3 資料檢索模塊OCR功能的關(guān)鍵代碼

3.4 學(xué)習(xí)資料模塊關(guān)鍵代碼

學(xué)習(xí)資料模塊啟動ContentActivity類，代碼如下：

調(diào)用MaterialActivity.java類獲取學(xué)習(xí)資料庫章節(jié)內(nèi)容。

4 結(jié)語

本文設(shè)計了一個高校移動學(xué)習(xí)軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)以基于Android的智能手機(jī)終端為載體，借助統(tǒng)一的教育資源平臺支持，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者隨時隨地獲取學(xué)習(xí)信息，進(jìn)行信息處理和交互會話，將高校學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)無限擴(kuò)展。作為傳統(tǒng)教學(xué)的一種新型的輔助學(xué)習(xí)手段，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和加強(qiáng)學(xué)生和教師的學(xué)習(xí)交流有較好的效果。

［1］李瑞，陳新，袁曉斌.移動學(xué)習(xí)資源建設(shè)策略探討［J］.現(xiàn)代教育科學(xué)，2007（6）：78-79.

［2］姚巍，林文婷.3G技術(shù)條件下的移動學(xué)習(xí)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用探究［J］.科技信息，2010（9）：142.

［3］傅鋼善，李婷.3G時代基于專家系統(tǒng)的移動學(xué)習(xí)模式［J］.中國電化教育，2010（4）：106-111.

［4］云玉芹.移動學(xué)習(xí)在高校教育中的應(yīng)用研究［J］.軟件導(dǎo)刊，2008（2）：33-35.

［5］吳亞峰，蘇亞光.Android應(yīng)用案例開發(fā)大全［M］.北京：人民郵電出版社，2011.