汽車發動機移動學習平臺的開發

劉曉東

摘要： 移動學習作為一種新的教學培訓方式，以其時間短，內容精等特點受到教育界的廣泛關注，正在逐漸的進入廣大的教學領域。移動教學系統不僅為教師提供了一個展現和提高自己的舞臺，同時也為廣大師生提供了一個教學資源的學習平臺。充分利用移動互聯網，實施移動教學與學習，是未來教育與培訓領域的發展方向。本論文重點研究移動教學平臺的設計與開發，并以軟件工程理論為指導，以云鵬汽修培訓中心汽車發動機移動學習平臺的開發為依托，展示了開發移動教學平臺的全過程。本文重點突出系統開發的需求分析，技術選擇以及系統設計。需求分析階段著重介紹需求分析采用的方法，得出的結論以及最終需求的表現形式。技術選擇階段重點介紹當前的主流技術，技術的選擇依據，系統設計部分強調系統的架構設計、功能設計以及數據庫設計等。

關鍵詞：移動學習；Android；軟件工程

1.研究背景

目前，職業技能培訓越來越得到社會各界的認可。為適應社會的發展，越來越的職場人士參加職業培訓。參加培訓的人員數量的數量在急劇攀升，而與之相對的職業培訓機構的數量與規模卻發展緩慢，尤其是專業的教師資源非常稀缺。這就導致了職業培訓中心教學資源短缺、教師工作繁重、學生數量龐大、資源配置不合理。其中，教學資源短缺與學生數量龐大的現狀不易改變，而改進教學模式是提升資源配置、提高教學質量的一個有效途徑。

移動學習平臺是利用移動互聯網，以通過移動設備為載體，通過教學主題相關的視頻、課件、互動作業的形式來集中處理學生在課程學習中的重難點。相比傳統的在線授課，移動學習平臺的形式更加靈活多樣，學生可以更加靈活的分配自己的學習時間，比如在等車的時候、自習的時候或者睡覺前進行自主學習。

在此背景下，開發汽車發動機移動學習平臺，以期多數學員能夠通過該平臺就可以得到很好的職業培訓，從而解決學員眾多與培訓資源有限之間的矛盾。

2. Android 平臺相關技術介紹

系統的開發是基于java技術，在MyEclipse開發環境下開發的，基于Android的手機應用。本章簡要介紹了系統開發的相關技術。

當前，移動互聯網技術實現了飛躍，智能手機越來越得到普及。在智能手機中，Android成了主流的操作系統，并占有80%以上的市場額。

Android，亦稱“安卓”，由安迪?魯賓等人研制開發，最初為數碼相機的操作系統。后來，經改良成為了智能手機的操作系統。Android經歷多個版本，每個版本均以食物名稱命名，而且每個版本的升級均是突出人性化與實用化的提升。Android平臺基于Linux操作系統，依據功能結構與人群劃分，可分為四個層級。分別為：應用程序、應用程序框架、系統運行庫與 Linux內核。應用程序為最高層，該層包括客戶端、日歷、瀏覽器、SMS短消息程序、地圖、聯系人管理程序等，應用程序通過JAVA編程實現。應用程序框架是核心層之一，體現Android 設計思想，該層簡化了組件的重用，為應用程序提供系統API 等組件。系統運行庫也是核心層之一，主要分為Android 運行時與系統類庫兩大部分。該層不僅是Linux核心層與框架層之間的橋梁，而且是JAVA程序在平臺中運行的基礎。Linux核心層位于最底層，亦作為硬件與軟件棧之間的抽象層，使得在應用程序開發過程中不用過多關注硬件，而與移動設備相關的驅動程序是 Android 需要的，主要的驅動包括顯示驅動、攝像驅動、藍牙驅動、Flash內存驅動、Binder驅動、USB驅動、鍵盤驅動、Wi-Fi 驅動、音頻驅動以及電源管理等。

3. 系統設計

3.1概要設計

基于本系統特點，系統移動客戶端采用C/S架構，需要下載App在手機上安裝。用戶在使用移動客戶端時，首先需要一部基于Android系統的智能手機，然后為手機安裝移動客戶端應用程序。移動端系統采用C/S架構，分為Android 客戶端與Web 服務器端兩部分。系統結構設計如圖3-1所示。

如圖3-2為本系統服務端的網絡架構圖，服務端采用三層 B/S架構。具體描述如下：一是客戶層。從技術層面現為CSS、AJAX與jQuery文件，通過Http協議向應用層發送數據請求。從執行層面體現為客戶端的瀏覽器、客戶端可以是個人電腦、專用電腦、終端等。

二是應用層。從技術層將應用層分為三個層次，分別為控制層、業務邏輯層與數據訪問層。三個層次由SSH（Struts、Spring、Hibernate）三個框架來實現。在控制層中使用MVC開發模式，通過組建Dispatcher Servlet 來與客戶層進行交互，并通過DAO實現與數據層的交互。從執行層面，應用層使用Tomcat服務器來實現。

三是數據層。從技術層面體現為SQL Server2008數據庫管理系統。

3.2功能架構設計

按照需求分析的結果，按功能將云鵬汽修培訓中心汽車發動機移動學習平臺劃分為移動客戶端與服務端。移動客戶端包括注冊登錄、課程信息、課程資源、練習測試、互動交流與學生成績六大功能模塊。服務端包括學生管理、課程管理、互動交流與系統管理四大功能模塊，如圖3-3所示。

4. 系統實現

在本系統的技術選擇中選中的比較流行的J2EE與J2ME技術。選擇Tomcat7.0+MyEclipe2013開發平臺和SQL Server 2008數據庫。

4. 1服務器處理客戶端請求的實現

本系統移動端通過加密的HTTPS來實現與服務器端的通信，通信要求客戶端攜帶證書、進行數據校驗，使用POST傳值。如圖4-1為本系統移動客戶端與服務器端接口之間的傳輸協議。接口數據采用JSON傳輸，當服務器接收移動端請求后，會作出相應的響應，并將請求數據返回給客戶端。

本系統Android移動客戶端通過HTTPS協議獲取服務器請求數據后，還需要進行解析才能顯示。

4.2客戶端主要功能模塊的實現

4.2.1登錄注冊模塊

移動客戶端的登錄界面如圖4-2，用于普通學生用戶與教師用戶。用戶憑借用戶名與密碼進行登錄驗證。教師用戶不需注冊，帳戶由云鵬汽修培訓中心統一配置。學生用戶必須注冊才能使用本系統。

4.2.3練習測試模塊

練習測試是系統重要的功能模塊，主要實現了學習者的習題練習和模擬考試，以便于在移動設備上操作的選擇題和判斷題為主，并且能夠對練習和考試情況進行統計和分析。練習測試模塊的主界面包含順序練習、隨機練習、模擬考試、統計、收藏、錯題本和考試成績七部分內容

4.3服務端主要功能模塊的實現

服務器端包括課程管理、學生管理、互動交流與系統管理模塊。課程管理主要實現對視頻學習資料和課件學習資料的基本的增、刪、改、查操作；學生管理主要實現對學生的基本的增、刪、改、查操作；互動交流的作用主要是管理教師用戶與學生用戶之間的交流互動，方便教師能迅速對學生的疑難問題做出解答，快速的了解學生的學習情況；系統管理是為了實現對系統的維護。

這里重點介紹課程管理中“視頻管理”子模塊。視頻管理功能包括上傳和刪除視頻，查詢視頻點擊率，設置視頻類別和查詢方法等功能。

（1）查詢視頻功能

視頻查詢功能窗體設計簡潔，主頁面推薦熱口影視及視頻內容，并推送新公告。查詢窗口主要輸入所需查詢內容的索引，按分類進行查詢，查詢方法與課程查詢方法一樣，這里不再贅述。

（2）觀看視頻功能

點擊“觀看視頻”鏈接后，首先進入視頻列表。列表頁設計不會太復雜，屏幕髙度也會控制在2屏高度內。它的整體布局和單獨視頻的布局一定要基本統一，因為用戶看視頻的習慣是固定的，如果列表的布局和單一視頻的布局差距過大，是非常不友好的設計。

總結

論文以汽車發動機移動學習平臺的開發為依托，以軟件工程思想為理論基礎，使用Java技術與統一建模語言展示了系統從提出到投入使用的全過程。開發的過程體現了軟件開發的生命周期，即將軟件開發分為需求分析、系統設計、系統實現與系統測試四個過程。

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