基于Android的高校學習App設計與應用

葉為正，黃穎杰,李晶

（中山大學新華學院管理學院，東莞 523133）

Android SDK；高校學習；云平臺

0 引言

隨著以智能手機和平板電腦為代表的移動設備迅速普及，移動教育已經成為當今教育領域發展的新趨勢，而大學教育更強調的是課堂學習向課外學習的延伸，移動學習App恰好符合大學教育的這一特性，彌補了傳統課堂教學的不足，進一步整合網絡學習資源，開發一款基于Android平臺的高校學習App，具有專業課輔導視頻觀看與下載、課程文檔資料預覽下載以及直播功能，讓大學生能夠更加深入地學習專業知識[1-4]。移動教育App在各個教育領域有著廣泛的應用與發展前景,因此筆者認為，采用各種云服務和SDK組合開發，能夠針對不同教育領域與教師需求，快速開發出簡單易用、運行穩定的移動App。

1 相關技術介紹

1.1 百度云

百度云音視頻直播LSS（Live Streaming Service）是一個直播PaaS服務平臺，LSS提供直播“采集端-服務端-播放端”全套定制開發能力，采集端從直播源獲取直播推流送到LSS服務端，LSS服務端完成直播流的處理，播放端進行播放。

百度VOD（Video On Demand）是百度云提供的面向音視頻點播的PaaS服務平臺，為開發者提供音視頻文件的存儲、管理及播放服務。

百度云文檔服務DOC（Document Service）是百度云提供的面向文檔處理的PaaS服務平臺，為開發者提供Office、WPS等多種格式的文檔存儲、管理及在線瀏覽服務。

1.2 BBmmoobb后端云

Bmob后端云是全方位一體化的后端服務平臺，無需再造應用后端服務，輕松擁有開發中需要的各種后端能力。它提供可視化的云端數據表設計界面，輕松建庫建表。支持10種不同數據類型存儲，例如字符串、整型、數組等[5]。

2 平臺系統結構設計

本平臺采用C/S模式，前端也就是客戶端采用An?droid應用程序的方式，后端采用Bmob云數據庫。前端通過Bmob云數據庫提供的API接口進行數據交互，使用Struts2+REST API+JSP搭建后臺管理系統，管理員可以直接通過后臺管理系統對Bmob云數據庫進行數據的管理。

客戶端采用Android平臺，包括登錄注冊、在線直播、輔導視頻以及文檔資料等模塊?？蛻舳伺c服務器采用HTTP協議通信，數據通信的格式是JSON格式。前后端通過調用Bmob SDK相關訪問接口以及回調接口即可實現數據的交互，進而完全消除開發者編寫服務器代碼以及維護服務器的操作。平臺系統結構設計如圖1所示。

圖1 高校學習平臺系統結構圖

3 平臺功能模塊設計

Android客戶端模塊設計：用戶通過登錄或者注冊進入到App時，首先會進入到首頁，首頁主要有兩個功能：一個是推薦課程輪播圖片，另外一個是官方公告。通過底部導航用戶可以進入到課程頁面，該頁面主要包含三個模塊：在線直播、輔導視頻學習和文檔資料。其中視頻課程和文檔資料可以下載到本地，在手機不聯網的情況下也可以隨時隨地進行學習，本地學習與在線學習相結合更加體現了移動學習隨時隨地的特性。

圖2 平臺功能模塊設計

4 系統的數據庫設計

在設計該在線學習系統時，需要考慮到對于不同數據采用不同的存儲方案。如在存儲登錄的用戶名和密碼時采用SharedPreferences，主要用于保存應用的一些常用配置，雖然整體效率來看不是特別的高，對于常規的輕量級而言比SQLite要好不少。本項目主要的數據存儲在Bmob云數據庫上，具有低成本，除去復雜的后端開發。數據庫表有MyUser用戶信息表、Video錄播信息表、ZhiBo直播信息表、Doc文檔信息表、Chat直播互動表、Banner首頁圖片輪播信息表等，由于每個業務之類均沒有聯系，故每個表都是單表。

5 平臺功能設計與實現

5.1 關鍵技術

高校學習平臺開發主要包含兩個部分：Android客戶端和Java Web后臺服務端?？蛻舳送ㄟ^Bmob提供的API接口進行客戶端與后端云的數據交互，服務端通過Bmob提供的REST API對后端云數據庫的數據進行管理[10]。

5.2 登錄模塊

用戶在使用該平臺時，需要輸入用戶名和密碼，若是第一次使用該平臺，則需要進行注冊。App通過調用BmobUser類的signUp和login方法，將用戶輸入的數據封裝好并傳輸到Bmob后端云，通過回調函數判斷注冊、登錄的成功與否。記住密碼通過SharedPrefer?ences輕量級儲存類實現，根據Context獲取Shared?Preferences對象，利用 edit（）方法獲取 Editor對象，通過Editor對象存儲key-value鍵值對數據，最后通過commit（）方法提交數據。當用戶忘記密碼后，可以在忘記密碼模塊填入注冊時所填寫的郵箱，系統便會將重置密碼的鏈接發送到用戶郵箱。

5.3 直播與視頻模塊

本模塊分為兩部分：推流端與播放端，其中拉流端使用LSS推流SDK實現發起直播[6]（如圖3所示），采用RTMP協議將直播視頻推流到百度LSS媒體中心進行處理。播放端同時適用于直播與輔導視頻的觀看與互動（如圖4所示），采用RTMP/RTSP/HLS等協議進行拉流[7]，用戶登錄到直播與視頻系統后可以在直播頁面選擇其喜歡的直播間與視頻進行學習，同時，輔導視頻支持下載離線緩存（如圖5所示）。在線互動功能通過創建BmobRealTimeData對象，然后調用start方法連接服務器，該方法中的ValueEventListener參數用于監聽連接成功和數據變化的回調，當有數據變化時會通過onDataChange回調方法反饋到客戶端，從而模擬實現在線實時互動功能。

圖3 推流界面 圖4在線播放與互動界面 圖5視頻緩存界面

5.4 文檔資料模塊

本模塊借助百度云DOC面向文檔處理的PaaS服務平臺，為用戶提供文檔的預覽和下載功能，學生通過閱讀文檔資料，鞏固所學知識。用戶通過底部導航進入到課程，切換到文檔列表頁面，可以選擇其需要的文檔進行學習（如圖6所示）。文檔列表主要通過query.findObjects（）向Bmob云數據庫發起請求，通過該回調方法完成數據的交互，當用戶點擊某個文檔，通過In?tent傳遞文檔的URL到WebViewActivity，進入該文檔預覽與下載頁面，當用戶點擊下載文檔時，項目中的下載方法通過繼承AsyncTask實現下載。由于下載操作是耗時任務，所以將耗時操作寫在doInBackground（Params...）方法中，確保在該方法中的所有代碼都會在子線程中運行，任務一旦完成就可以通過return語句來將任務的執行結果進行返回（如圖7所示）。文檔緩存將通過 Environment.getExternalStorageDirectory（）.ge?tAbsolutePath（）方法獲得緩存路徑，將緩存路徑傳入file，并創建 File file=new File（path）;通過調用 File[]files=file.listFiles（）;實現本地緩存文件的查看與管理（如圖8所示）。

5.5 Javaa WWeebb后臺服務端

后臺服務端主要用于對Bmob云數據庫的數據進行管理。根據相關功能，后臺服務端主要分為系統管理和審核管理兩大模塊。系統管理模塊用于發布官方公告、增加直播頻道、輔導視頻以及資料文檔。審核管理用于審核用戶提交的輔導視頻與資料文檔，當管理員在后臺同意審核請求，即可實現用戶分享的輔導視頻和文檔資料的發布。

圖6 文檔列表界面 圖7文檔預覽界面 圖8文檔緩存界面

通過Struts2+Bmob REST API+JSP架構實現服務端的功能[9]，假設功能是：刪除官方公告，當管理員點擊刪除操作時，首先請求首先被核心控制器（StrutsPre?pare AndExecuteFilter）攔截，核心控制器讀取Struts.xml配置文件[8]，根據用戶發送的刪除請求，找到處理刪除業務的Action，在刪除方法中，首先執行Bmob.initBmob（appid,restkey）方法完成管理員的權限的驗證，實現了modelDriven接口的Action，可以在Action中直接獲得例如HomeEntity對象，它會將ObjectgetModel（）取得的HomeEntity放到 ValueStack中,通過 model.getId（）獲得相應的objectId參數，并將其填入Bmob.delete（"Ho?meEntity",objectId）方法即可實現數據的刪除,實現代碼如下。其他功能的實現，只需要編寫相應的REST API業務代碼即可實現。

public String delete（）{

initBmob（）;//初始化 Bmob

String objectId=null;

BSONObject where1=new BSONObject（Where.less（10））;

BSONObject where=new BSONObject（）;

where.put（"id",model.getId（））;

String result=Bmob.find（"HomeEntity",where.toString（）,0,50,"order"）;//獲得該實體列表

JsonParser parser=new JsonParser（）;

JsonObject object=（JsonObject）parser.parse（result）;

JsonArray jsonArray=object.getAsJsonArray（"results"）;

for（int i=0;i＜ jsonArray.size（）;i++）{

JsonObject subObject=jsonArray.get（i）.getAsJson Object（）;

objectId=subObject.get（"objectId"）.getAsStr-ing（）;

}

Bmob.delete（"HomeEntity",objectId）;//進行刪除操作

return"toList";

}

6 系統測試與運行

該平臺開發完成后，在小米5S手機（四核，高通驍龍 821，內存 3GB，5.15 英寸屏幕，Android OS v7.0）對各項功能進行了測試，客戶端運行良好，可以實現正常登錄、注冊，直播、輔導視頻的播放以及直播推流等功能，能夠達到在線學習的功能[11]。后臺服務端可以實現對Bmob云數據庫的管理，能夠對數據進行增刪改查的操作。

7 結語

在本項目研究中，采用了MyEclipse和Android Studio開發了基于Android高校在線學習App，使用百度云SDK與Bomob后端云數據庫，快速搭建了一個具有完整前后端的在線學習App，通過應用手機直播、視頻輔導、分享文檔資料等方式實現對課程教學模式的創新，充分利用該軟件，有利于提高學生學習積極性，調動課堂與課下學習氛圍，在學校課堂的實踐中能夠滿足日常的直播教學需求，充分提升了互聯網與教學的協同創新運用。