基于Android 的計算機學習APP的設計與應用研究

簡玖林 歐陽根明 趙亞慧 趙琳琳＊

（延邊大學工學院計算機系智能信息處理研究室，吉林 延吉 133000）

0 引言

隨著智能科技的迅猛發展、 信息社會向知識社會的轉變， 人們逐漸在頭腦中形成終身學習、 社會學習的觀念。 在此背景下，移動教育具有界面美觀、交互性良好等特點更是使之受到學習者的青睞， 推動了教學方式的創新發展。 教育部辦公廳制定的《2019 年教育信息化和網絡安全工作要點》中明確指出，將“拓展網絡學習空間應用廣度與深度， 培養提升教師和學生的信息素養”[1]。 截至2018 年6 月，我國手機網民規模達7.88 億，中國在線教育用戶規模達1.72 億，其中手機在線教育用戶規模為1.42 億， 規模保持穩健增長[2]。線上線下教育相融合必是未來教育的發展趨勢， 在此背景下將移動終端設備APP 技術輔助于教學活動，研發計算機課程學習APP 具有重要的實踐意義。

1 設計目標與原則

《計算機程序設計》是高校大學生必修的一門公共基礎課，存在教學內容多、課時少、教學方式單一、學生人數多且水平參差不齊、 大班環境下的師生互動較為缺乏等現狀問題。 針對課程特點， 在設計開發時適宜采用建構主義理論， 堅持以學生為中心， 注重培養學生的個性發展，總體設計原則包括以下三個方面：

（1）學習內容模塊化根據教材的知識結構， 打破以章節為單位的教學內容形式， 梳理建構形成以課程知識點為單位， 一個模塊對應一個精煉知識點， 優化課堂教學資源。 模塊化的知識結構有助于激發學生的學習積極性， 同時也有助于建立模塊化的知識內容與整體知識結構鏈的對應關系，便于學生理解。

（2）界面設計規范化

界面是軟件與用戶交互的通道，設計合理、良好的界面能夠引領用戶完成相應的操作， 并能夠給用戶帶來輕松愉悅的感受。 在設計界面時充分考慮用戶的使用習慣，在合理的交互基礎上，注重易用性、規范性、合理性及美觀的視覺效果。

（3）學生學習個性化

資源共享為學生提供了自主學習環境， 能夠更好地滿足學生在自主性、 探究性等多樣化的學習背景下開展個性化學習，使學生形成自主、有序的學習態勢，讓每一個而學生真正體驗到學習的快樂和意義。

2 模塊設計與實現

學習類APP 這一移動學習模式與大學生的身心發展相符合， 在設計時遵循教學設計相關理論， 充分發揮無線移動技術的優勢； 圍繞學習者的學習需求進行模塊設計， 將學習內容模塊化； 為學生優化整合教學資源，期以達到最優個性化移動學習的效果。

（1）功能模塊設計

根據移動學習的特點和用戶需求， 進行移動學習APP 的功能模塊設計，客戶端由用戶中心、課程公告、學習寶典、模擬測試、留言互動等五個功能模塊組成，總體設計如圖1 所示。

圖1 客戶端功能模塊結構圖

課程公告模塊具有通知消息的功能， 同時兼具操作簡單、 界面美觀等特點。 該模塊對后臺管理端的老師而言， 功能主要包括發布公告與修改公告， 客戶端的學生可通過課程公告模塊對課程的相關信息進行瀏覽。

學習寶典模塊包括在線學習和筆記記錄兩個功能，在線學習是該APP 的主要功能。 學生可以通過檢索選擇所學課程， 為了能夠最大程度地利用碎片化的時間， 基本操作應包括學習資源緩存和課程回放，筆記記錄功能可以使學生在對應視頻的區域內實時記錄學習心得。

教師在后臺管理端可以在模擬測試進行模塊編輯、發布模擬測試等操作，為了便于批改，測試的題型以客觀題為主， 題量不宜過多。 客戶端可以在該模塊進行答題， 提交之后能夠第一時間看到測試成績以及答案解析， 以客觀地了解自己的學習情況。 該模塊還有數據統計功能， 方便老師分析學生的成績水平，從而可以相應地修改測試內容。

師生交流是學習過程中必不可少的部分， 此模塊是拓展了大班教學的師生互動途徑的有效方式， 因此在設計時提供文字和圖片結合的留言方式。

（2）APP 實 現

本次設計選擇C/S 結構，技術采用Android SDK 開發包、MyEclipse 集成開發環境和Tomcat8.0 服務器，數據庫軟件選擇MySQL Server， 使用Java 語言進行編程開發。學生在Android 智能移動終端安裝APP 后進行自主學習、 測驗和留言， 同時將測試和留言等信息反饋到服務器端的數據庫。

3 實驗測試與分析

對高校學生《計算機程序設計》學習APP 的使用情況與反饋進行跟蹤調查， 能夠幫助研究者和任課教師更有效地開展教學活動， 促進學生自主學習， 從而提高學生的程序設計能力和水平。 本研究選取我校2018級3 個班共267 名學生作為實驗班， 實施傳統教學和APP 輔助教學；其余班級作為傳統班，實施傳統教學。實驗班的學生下載安裝《計算機程序設計》學習APP，完成自主學習和相關模擬測試， 任課教師在后臺負責管理。 學期結束后對成績進行對比分析， 經比較得出實驗班的成績明顯優于傳統班。 在實驗班中隨機進行問卷調查，收回有效調查問卷123 份。

（1）學習態度方面。 調查表明，高校學生對學習類APP 普遍持肯定和支持的態度。 81.7%學生喜歡APP學習方式，16.2%學生認為無所謂，2.1%學生表示不喜歡。 學生對移動學習方式表現出非常高的熱情，同時56.8%學生希望使用其他課程的學習APP 進行輔助學習。

（2）學習時間方面。 在學習時間的安排上，43.8%學生能夠堅持每天使用APP 自主學習，32.7%學生一周登錄APP 三次以上，15.3%學生一周登錄一至兩次，5.2%學生一周登錄一次，3%學生幾乎不登錄。 APP 的運用使得傳統課堂教學延伸到課堂外自主學習， 彌補了教學課時數不足的短板， 充分利用了學生的碎片化時間，培養了學生的綜合學習能力。

（3）學習效果方面。 在學習效果方面，83.2%學生認為該APP 對學習有幫助，87.6%學生認為學習方式便利、效率高，46.7%學生認為學習寶典模塊的資料適合于課后反復學習，76.8%學生認為使用該APP 使自己的程序設計能力得到了一定的提升， 只有16.4%的學生認為幫助不大。

經過教學實踐測試，這款學習APP 運行穩定，其功能和學習內容設計基本合理， 可以滿足學習者在計算機程序設計知識學習過程中的自主學習需求， 且基本的功能模塊和界面操作都達到了設定的目標， 實現了輔助教學的效果， 彌補了教學課時不足和大班授課的短板，為學習者提供了一個方便快捷的學習途徑。

4 結語

將教學與移動終端設備進行有機整合， 充分利用了Android 移動終端設備便攜性和交互性的優勢，實現了學習模式的創新， 輔助師生不再局限時空限制，可以進行輔助教學活動和獲取學習資源等相關服務。 針對計算機課程學習類APP 的研究為教學提供了更加靈活多樣的學習方式， 并能夠為其它教育學習類APP的設計開發提供重要的實踐價值。 該APP 也有不盡完善的地方，如交互性、資源多樣化等，這在后續將嘗試做進一步優化和改進。