基于Android的家校交流平臺的設計與實現

申晉祥，鮑美英

（山西大同大學計算機與網絡工程學院，山西 大同 037009）

0 引言

百年大計，教育為本。一個國家的教育強則綜合國力強，教育的重要性是顯而易見的。但教育不僅僅是學校的責任，需要社會各界和多方面的共同努力，且為了更好地達到教育目的，家長和學校的交流溝通起著非常重要的作用。家校在教育方面能夠形成合力，對提高教育效果會有積極作用。通過相互溝通，家長能夠了解孩子在學校的各方面的表現，及時采取相應的教育措施。同時，老師也能夠了解學生的家庭教育環境、性格特點以及家長的意見和建議，增進彼此理解，開展具有針對性的教育。家校交流溝通對提高教育效果有積極作用。

智能手機已被人們廣泛使用，目前流行的智能手機的操作系統主要有Android（谷歌）、蘋果的iOS、Windows Phone（微軟）、Symbian（諾基亞）和Harmony（鴻蒙）等，其中Android操作系統在智能手機市場中占有很大比例，而且優勢仍在明顯擴大[1]?；贏ndroid的家校交流平臺的設計，通過智能手機為家校交流提供高效、便捷的互動服務。通過該平臺交流，能夠增進相互了解，有的放矢地實施教育目標，大大提升教育效果。

1 系統分析

基于Android設計并實現的這一款家校交流軟件，經過技術可行性分析、操作可行性分析和經濟可行性分析，結合系統功能需求進行開發設計，具有學生在校課程學習情況、作業完成情況、新聞公告、意見和建議、家長論壇等主要功能。平臺界面簡潔友好，智能手機便攜且使用方便，為用戶提供了一種全新的家校交流體驗，具有一定的實際應用價值。

平臺分為客戶端和后臺服務端，基于Android平臺開發，Android系統架構主要可分為五層，分別是Android應用層、Android應用構架層、Android系統運行庫層、硬件抽象層和Linux內核層[2]。運用了Eclipse、JSP、HTML5、MySQL、Tomcat等技術[3]，其中Eclipse使用Java語言開發，支持Android編程語言，可添加JDK，具有很強的兼容性，方便使用和開發[4]。JSP技術是以Java語言作為腳本語言且繼承了Java語言的特點與優勢。HTML5超文本標記語言是用來構建Web具體內容的一種語言標準和規范，互聯網上用戶瀏覽看到的網頁其實都是HTML格式的，其通過瀏覽器進行識別和轉換其中的標記，然后呈現給用戶[5]。MySQL是一種小型關系數據庫管理系統，體積小、速度快且成本較低[6]。Tomcat能夠運行J2EE中的Servlet規范所編寫的Java程序，是一個Web網站的應用服務器[7]。通過這些技術的綜合運用，實現了家校交流平臺的用戶注冊、用戶登錄、班級管理、課程管理、作業管理、意見建議和家長論壇等功能。

2 系統整體框架設計

家校交流系統整體劃分為客戶端和后臺服務端，后臺服務端的功能主要是對學生、教師的信息和平臺數據內容以及狀態進行管理。家校交流平臺的主要功能是通過客戶端來實現。

2.1 客戶端功能

平臺的客戶端直接面向用戶，用戶通過客戶端的具體操作來實現家長與學校的交流和溝通?？蛻舳嗽O計要考慮平臺各項功能能夠滿足用戶的使用需求，且界面簡潔、友好，便于操作。用戶通過智能手機使用平臺客戶端所提供的服務，首先需要通過注冊界面輸入用戶姓名、性別、昵稱、賬號、設置密碼、電子郵箱、電話號碼以及驗證碼等信息成為平臺的合法用戶。

由于用戶是通過智能手機使用交流平臺，因此平臺的客戶端設計就需要考慮智能手機的局限性。其一，智能手機一般屏幕較小，設計開發時要注意每頁顯示的內容信息不能過多；其二，智能手機屏幕會受到環境以及光線的較大影響，頁面設計時色彩不能過花；其三，智能手機受網絡流量限制，設計頁面中的圖片和樣式不能過多，以免影響用戶的使用體驗。

家校交流平臺的客戶端主要實現的功能包括客戶端APP首頁、班級課程、新聞公告、我的作業、意見建議和“我的”界面等。通過以上功能基本能夠滿足家長和學校的交流和溝通，增進雙方的了解?？蛻舳斯δ芙Y構如圖1所示。

圖1 客戶端功能結構圖

不同的功能模塊分別實現各自所包含的具體內容。注冊模塊主要是實現個人信息注冊完善以及密碼設置修改。注冊成功后，可通過登錄界面輸入用戶賬號和密碼進入系統首頁。首頁模塊主要實現平臺界面設計和多項功能的添加以及管理。班級課程模塊主要實現對班級和學生的信息進行增加、刪除、更改、查詢等，課程的開設情況、課程介紹等。新聞公告模塊實現校方信息發布、查詢、修改和刪除等。我的作業模塊實現所學課程和提交作業的瀏覽、作業批改情況、內容下載和查閱老師強調的課程和作業信息等。意見建議模塊實現意見的查看、建議列表、提交的日期、內容詳情、回復情況和狀態信息等。“我的”界面主要是用戶個人的應用，主要包括我的收藏、信息修改以及退出賬號等。

2.2 數據庫設計

系統的數據庫采用的是關系型數據庫管理系統MySQL，體積小、速度快，數據管理方便，易于實現。數據庫設計（database design）是根據系統具體應用環境，建立最優的數據模式實現有效存儲和管理數據，滿足系統的使用需求[8]。數據庫設計的過程可分為六步，包括系統需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實施和數據庫運行與維護[9]。

數據庫設計采用自頂向下、逐步求精的規則，將整體問題進行局部化，并且盡量避免局部問題對整體的影響[10]。數據庫設計步驟如圖2所示。

圖2 數據庫設計步驟

系統用到的表主要有學生表、教師表、課程表和班級表等。學生表包括學號、用戶ID、學生姓名、出生日期、所屬班級等字段。教師表主要包括教師號、用戶ID、教師姓名、出生日期、參加工作日期、所帶課程等字段。班級表主要包括班級編號、班級名稱以及班級介紹等字段。涉及的實體主要有管理員、學生、教師、班級和作業等。其中管理員用例如圖3所示。

圖3 管理員用例圖

3 系統實現

家校交流平臺具體實現過程：首先制定整體系統開發計劃，在現有系統開發和設計的技術以及平臺支撐的基礎上，進一步把握和實施系統的開發技術方案，大致確定概要計劃；然后詳細完成系統的調研以及需求分析工作，即深入實際環境調研并分析家校交流平臺的工作細節，以便對平臺的各功能模塊進行設計和完善，實現各功能模塊要完成的具體工作內容；有了具體的設計思路，下一步就是系統各功能模塊和實現方式的組織規劃設計、平臺向用戶展示的界面設計以及平臺其他部分的設計；依據系統詳細的功能設計和實現規劃，接下來就可進入系統的程序編碼階段，搭建系統開發環境并完成相應服務的配置工作；最后，進行家校交流平臺的測試和運行維護，通過測試和不斷調整維護來確定系統的穩定性、安全性、完整性以及可擴展性等。

家校交流系統：客戶端主要實現了用戶注冊、用戶登錄、首頁設計、班級管理、課程管理、作業管理、新聞公告、意見建議和家校論壇9個功能模塊；后臺服務器端主要實現個人中心、首頁輪播管理、學生管理、老師管理以及平臺數據狀態管理等12個功能模塊。系統的實現為用戶提供了友好的溝通和交流的服務平臺。

3.1 注冊登錄模塊

用戶使用家校交流系統，首先需要在手機進行注冊，點擊登錄界面中的“注冊”，進入“注冊”界面，用戶需要輸入用戶賬號、設置密碼、昵稱、性別、電子郵箱、聯系電話以及上傳頭像等基本信息。注冊成功后，在登錄界面輸入賬號和密碼進行登錄，登錄成功后進入系統主界面?；贏ndroid的注冊和登錄界面設計以及密碼找回的核心代碼如下。

3.2 課程和作業模塊

用戶進入課程管理界面，可以查看所學的課程名稱、課程內容和教學視頻，并可以瀏覽和下載。進入作業管理界面，可以上傳附件提交作業、界面顯示提交作業的日期、作業內容說明、教師批改作業評分、信息回復和作業狀態情況。作業提交界面如圖4所示。

圖4 作業提交界面

3.3 意見建議和論壇模塊

在系統意見建議界面中，可以查看或刪除意見建議列表，整理并收集意見建議。意見建議提交的日期、內容詳情、回復情況和狀態信息都可以顯示出來。論壇模塊能夠實現家長和學校之間的相互溝通交流，家長可以提出自己的意見和建議，學校能夠更多地知道家長的想法，從而學校和家長之間增進了解，產生教育合力。論壇詳情界面如圖5所示。

圖5 論壇詳情界面

4 系統測試與分析

系統測試的主要方法可分為黑盒測試法和白盒測試法[11]，黑盒測試法即將系統當成一個黑盒子一樣，看不到里面的細節情況，也不必考慮系統內部的程序結構和模塊特征，測試者僅從測試用例對系統的輸入數據和輸出數據的特征來確定系統是否能夠完成預設的功能。白盒測試法也稱為結構測試法，需要清楚系統的內部結構和模塊間邏輯關系，針對性地設計測試用例和數據，對具體程序完成測試以驗證系統的效果。

系統整體進行測試的過程：首先對系統各個功能模塊分別進行測試，驗證各個功能模塊能夠獨立正常地運行；然后再將各個功能模塊按照一定的預設規則和系統要求進行組合，集成各個功能模塊后再進行集成測試，以驗證各個功能模塊間接口設計的正確性；集成測試通過后，接下來將整體系統軟件以及運行系統所需要的硬件配置和網絡環境進行整體搭建，對系統在具體環境中整體進行測試，以驗證系統功能的完整性和穩定性，能否滿足系統為用戶所提供服務的各項要求；最后，需要進行系統其他方面的測試，例如設計測試用例來測試系統的軟件兼容性和環境兼容性，系統運行時間復雜度以及運行系統所需內存空間大小等。同時在測試過程中要特別關注系統運行時的主要“瓶頸”所在，并針對具體問題進一步采取措施以完善系統。

基于Android的家校交流平臺的設計采用Eclipse集成開發工具進行設計，基于Java語言的Android進行開發，數據庫采用關系型數據庫管理系統MySQL實現。在移動終端的智能手機（型號：OPPO Reno，CPU頻率2.2GHz，高通Adreno616八核，RAM容量6GB，ROM容量128GB，操作系統Android9.0，主屏尺寸6.4英寸）對系統各項功能進行了測試。用戶注冊功能測試：測試目的是通過注冊界面能否成功注冊，結果是在注冊界面輸入賬號和密碼并正確填寫注冊界面中的其他信息后，經過測試可以成功注冊。用戶登錄功能測試：測試目的是輸入正確的賬號和密碼能夠成功登錄，輸入不存在的賬號或賬號密碼錯誤時，登錄會出現什么結果；經過測試，正確輸入賬號和密碼能夠成功登錄，否則會出現一個對話框提示：“賬號和密碼錯誤，請重新輸入。”新聞公告功能測試：測試目的是能夠添加新聞公告信息，同時測試重復的新聞公告不能添加；經過測試能夠正常添加新聞公告信息，重復的新聞公告添加會出現對話框提示：“新聞公告已存在”。對其他各個功能模塊分別設計測試用例來進行測試，測試結果表明，家校交流系統預設的各項功能都能夠正常使用，系統整體運行良好。

5 結語

基于Android的家校交流平臺實現了用戶注冊、用戶登錄、首頁設計、班級管理、課程管理、作業管理、新聞公告、意見建議和家校論壇等9個具體功能，通過實驗測試表明，家校交流平臺能夠基本滿足家長和學校之間的相互交流和溝通要求。系統為孩子的成長教育、提高教育效果具有積極作用，但系統的部分功能模塊仍存在不完善的地方，其優化效果將在進一步的研究中設計實現。