基于情境感知的移動教學APP的設計與實現

付志文，巫景華

（仲愷農業工程學院，廣東 廣州 510225）

基于情境感知的移動教學APP的設計與實現

付志文，巫景華

（仲愷農業工程學院，廣東 廣州 510225）

結合情境感知技術和LBS技術的手機應用軟件已經融入人們的生活中，但是在移動學習APP這一塊，尤其是針對高校農學類專業的APP比較缺乏相關的產品。文章設計了一個用于支持農學專業教學實踐的智慧化移動教學系統，該系統分為學生Android客戶端和后臺管理系統。Android客戶端用于學生戶外實踐探索與學習，并完成相關任務，后臺管理系統用于配置和管理教學任務。系統通過LBS感知學習環境并推薦相應的學習資源，給學習者開展移動學習提供了良好的支持。

情境感知；移動學習；LBS；Android

隨著智能手機的發展，當前高校教學中應用手機APP輔助師生的教學是大勢所趨，然而實踐中只有一些通用課程如外語、經濟、金融等熱門學科才有相應的學習APP，為農業類專業學生定制的學習APP可謂少之又少。本研究結合農業高等院校教學的實際需求，開發一款具有情境感知功能的智慧化移動學習APP，為農業類專業學生的實踐教學提供移動化支持平臺。情境感知（Context Awareness，CA）是指通過傳感器等設備或技術使得計算機能夠對使用者當前所處的環境有所“認識”，并根據環境的不同做出不同響應的技術[1]。

本文通過基于位置的服務（Location Based Services，LBS）感知學習者所處地理環境，根據不同的位置為學習者推薦不同的學習資源。

1 軟件設計

智慧化農學移動學習APP由服務端和Android客戶端構成，其中服務器端采用C/S的架構，使用Eclipse開發工具方式開發，后臺頁面采用JQueryEasyUI框架，數據庫使用Mysql，整體采用MVC架構。Android客戶端采用Android Studio進行開發，整個客戶端開發也采用MVC架構。系統的功能結構如圖1所示。

圖1 系統的功能結構

1.1 Web服務端

服務端用于對APP的信息進行管理和配置，核心功能包括專題任務管理模塊、實踐基地管理、LBS資源管理，各項功能分別對應農學實踐教學的各項需求。

（1）配置教學基地功能：教師需在學生開展實踐教學前配置好教學基地的信息，如花卉苗圃基地、稻米種植基地、蔬菜基地、稻米加工基地等，用于客戶端展示。

（2）配置專題任務：教師根據實踐教學要求，設置不同的學習任務。根據農業專業不同教學實踐內容，學生會在不同的教學實踐基地開展實習活動，登錄APP獲取到教學指導信息、要開展的活動內容都有所不同。

（3）配置LBS資源：在百度地圖上獲取每個實踐基地的地理位置（經度、緯度）信息，在不同的基地教師上傳不同的學習資源。

1.2 Android客戶端

Android客戶端用于學生開展移動學習，需要學生下載并安裝在自己的手機上。APP具有注冊登錄、主頁和側滑菜單、LBS定位服務、專題學習（學習計劃、搜集證據、小組交流、成果展示、專題學習狀態）等功能。

（1）選擇分組：學生可以根據教師配置好的分組信息進行加入小組。如果教師端未配置分組，或者配置自由選擇分組，那么將由APP自動分配分組。

（2）定位功能：通過獲取用戶當前所處位置的經緯度信息，上傳經緯度到服務器來獲取教師在服務器配置的數據，從而獲取對應的基地學習內容頁面。

（3）展示專題功能：通過點擊基地，彈出專題列表，專題列表的每一個專題都有起止日期。

（4）選擇任務：在專題列表里彈出的專題，學生可以自由選擇其中一個，作為自己的學習任務。

（5）專題詳情功能：通過加入專題，便會打開主題的詳情頁面，頁面包括任務簡介功能、前測活動、實地觀測基地、網絡數據探索、提交作業等。

（6）掃碼拍照功能：此功能主要是記錄實地觀測基地功能所產生的數據。

2 LBS與情境感知模塊實現

本文所設計的APP通過LBS技術來獲取地理位置信息，根據不同的地理位置給學習者推薦學習資源。實現這一過程有兩個步驟，首先是教師在管理端配置地理位置信息以及對應的學習資料，然后是客戶端感知學習者所處位置獲取相應的學習資源。

2.1 LBS資源管理模塊實現

LBS資源管理模塊中添加LBS資源的界面如圖2所示。該頁面用來配置LBS資源，教師首先把基地的地理位置輸入百度地圖上，獲取經緯度坐標，把經緯度信息以“經度—緯度”的形式，填寫入所在位置，客戶端可以在讀取到location這個字段的時候，獲取到對應的位置信息，根據LBS定位成功的位置信息與配置的位置信息進行比較，從而完成定位。準確的位置信息就可以獲取LBS資源，以供參考和學習。

2.2 LBS客戶端情境感知模塊實現

學生啟動APP之后選擇自己所在的實踐教學基地后，APP會進行LBS定位，當定位成功且位置信息在服務端教師配置的信息范圍內，就會獲取該基地下的所有情境感知服務的資源，然后顯示該基地下的專題列表，根據該基地活動要求參與相應實踐專題。當學生點擊某一專題，此時會向服務端發送HTTP請求，并把專題名當作參數，請求獲取專題數據。然后在APP界面顯示對應的數據。情境感知模塊流程如圖3所示。運行效果如圖4所示。

3 結語

本文設計了一款基于Java語言開發的教育教學類移動應用軟件，其主要特色在于應用LBS精準推送學習資源，將其應用于農學實踐探究教學中，可實時顯示與反應學生所處的環境特征，有利于提高學生的空間認知與推理的能力。基于LBS的學習資源推送，有助于解決農科類學生在開展實踐教學環節中教師指導不夠及時的問題。

圖2 LBS資源管理添加

圖3 LBS定位獲取學習任務流程

圖4 Android客戶端運行專題學習界面

[1] 趙海燕，詹永照，王傳安.基于情境感知和本體的E-Learning系統研究[J].計算機工程與應用，2012（16）：51-56.

Design and implementation of a mobile learning APP based on context awareness

Fu Zhiwen, Wu Jinghua
（Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China）

APPs combining context awareness and location based services have been integrated into people’s life. But APPs which suitable for mobile learning, especially for the university of agronomy professional students still relatively lack of related products. This paper designs an intelligent mobile teaching system to support the teaching practice of agronomy specialty. The system can be divided into student Android client and management system. Android client is used for students to explore and study outdoor practice, and complete the related tasks. The background management system is used to con fi gure and manage teaching tasks. The system senses the learning environment through LBS and recommends corresponding learning resources, which provides a good support for learners to carry out mobile learning.

context awareness; mobile learning; LBS; Android

2016年度廣東省高等教育教學研究和改革項目；項目名稱：面向創新創業能力培養的網絡探究教學改革研究與實踐；項目編號：285。2015年度廣東省高校教育技術教學改革研究項目；項目名稱：農學智慧化教育資源體系構建及應用研究；項目編號：2015061。

付志文（1982— ），男，廣東河源人，實驗師，碩士；研究方向：網絡與移動教學。