手持設(shè)備應(yīng)用軟件的開發(fā)課程教學(xué)研究論文
1前言
Android是Google于2007年11月推出的基于Linux內(nèi)核的開源手機(jī)操作系統(tǒng)，是HTC、Motorola、華為等企業(yè)多款智能手機(jī)的操作系統(tǒng)平臺(tái)。市場(chǎng)調(diào)研公司Canalys于2011年5月4日發(fā)布的一季度全球智能手機(jī)市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，Android系統(tǒng)機(jī)型繼續(xù)領(lǐng)跑智能機(jī)市場(chǎng)，份額達(dá)到35%[1]。
手持設(shè)備應(yīng)用軟件開發(fā)課程是長(zhǎng)沙學(xué)院軟件工程專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向的限選課，以及其他專業(yè)方向的選修課。在過去幾年，該課程的教學(xué)內(nèi)容是基于J2ME軟件開發(fā)，教學(xué)沒有針對(duì)具體的硬件或系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)課沒有配備特定硬件設(shè)備，軟件僅在模擬器上運(yùn)行，不適合進(jìn)行與硬件相關(guān)的程序設(shè)計(jì)。從2010年開始，Google開始與高校合作，幫助中國(guó)高校建立起智能手機(jī)移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)課程體系，培養(yǎng)移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)人才。在此戰(zhàn)略的推動(dòng)下，長(zhǎng)沙學(xué)院已經(jīng)于2011年上學(xué)年將該課程的教學(xué)內(nèi)容更改為基于Android平臺(tái)的智能手機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)。
2教學(xué)方法的實(shí)施
2.1前期準(zhǔn)備工作
1)師資培訓(xùn)。近年來隨著嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)越來越豐富，如WindowsCE、Linux、Symbian、BlackBerry、Android、iPhoneOS等。通常，不同的系統(tǒng)平臺(tái)有不同的應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)，Android平臺(tái)出現(xiàn)的時(shí)間不長(zhǎng)，因此，目前國(guó)內(nèi)熟練掌握Android平臺(tái)應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)的教師還很少，建議選派具有嵌入式系統(tǒng)和Java編程基礎(chǔ)的教師參加培訓(xùn)和課程研討會(huì)，并與先期已開設(shè)類似課程的高校加強(qiáng)交流，課程資料還可以從http://www.google.com/intl/zh-CN/corporate/university/courses.html處下載。
2)軟件、硬件試驗(yàn)平臺(tái)的配備。①開發(fā)環(huán)境：IDE——Eclipse3.3，3.4，3.5，3.6(helios);Eclipseplug-in——ADT1.0或者h(yuǎn)ttp://dl-ssl.google.com/android/eclipse/;AndroidSDK;JDK5orJDK6(單獨(dú)的JRE不可以，必須要有JDK)。②AndroidSDK所支持的操作系統(tǒng)：WindowsXP(32-bit)orVista(32-or64-bit);MacOSX10.4.8orlater(x86only);Linux(testedonLinuxUbuntuDapperDrake);③智能手機(jī)：華為E8500;MotoMilestone。
2.2前期教學(xué)內(nèi)容的組織
本課程的學(xué)習(xí)可以分為兩個(gè)階段：基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)階段和軟件開發(fā)的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施階段。在學(xué)習(xí)基于Android平臺(tái)的智能手機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)之前，必須讓學(xué)生對(duì)Android平臺(tái)有宏觀上的認(rèn)知。
1)Android的系統(tǒng)架構(gòu)。Android是一個(gè)開放的軟件系統(tǒng)，為用戶提供豐富的移動(dòng)設(shè)備開發(fā)功能，從下至上包括4個(gè)層次：如圖1所示Android的系統(tǒng)架構(gòu)。
第一層是Linux內(nèi)核層，包括Linux操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)，依賴于Linux2.6內(nèi)核。
第二層是核心的擴(kuò)展類庫(kù)，如SQLite、WebKit、OpenGL等，它們可以通過Java本地調(diào)用JNI(JavaNativeInterface)的接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)和上層之間的通信。該層由Android的Java虛擬機(jī)Dalvik和基礎(chǔ)的Java庫(kù)為Java運(yùn)行環(huán)境提供Java編程語(yǔ)言核心庫(kù)的大多數(shù)功能。
第三層是包含所有開發(fā)所用的SDK類庫(kù)和某些未公開接口類庫(kù)的框架層，是整個(gè)Android平臺(tái)核心機(jī)制的體現(xiàn)。
第四層是應(yīng)用層。系統(tǒng)部分應(yīng)用和第三方開發(fā)的應(yīng)用都位于該層，兩者不盡相同，其中系統(tǒng)應(yīng)用會(huì)用一些隱藏的類，而第三方應(yīng)用是基于SDK基礎(chǔ)上開發(fā)。一般Android開發(fā)是在SDK基礎(chǔ)上用Java編寫應(yīng)用程序，但本機(jī)開發(fā)程序包NDK提供應(yīng)用層穿越Java框架層直接和底層包含JNI接口的C/C++庫(kù)直接通信的方法。
2)Java語(yǔ)言。Android所支持的Java語(yǔ)言是J2SE的子集，而J2ME的功能相對(duì)較弱。如果J2ME工程師想轉(zhuǎn)行做Android，那么他要付出的代價(jià)比J2SE或J2EE工程師要大得多。最理想的情況是，該課程開設(shè)時(shí)學(xué)生已經(jīng)具備J2EE的相關(guān)知識(shí)。
3)Android平臺(tái)具有的特點(diǎn)：與硬件交互方便，像攝像頭、GPS等，對(duì)其操作都較簡(jiǎn)單;具有自己的'運(yùn)行時(shí)和虛擬機(jī)，以及優(yōu)秀的內(nèi)存管理能力;提供豐富的界面控件供開發(fā)者使用，允許可視化開發(fā);提供輕量級(jí)的進(jìn)程間通信機(jī)制;支持無界面的后臺(tái)服務(wù)類應(yīng)用程序;支持高效、快速的數(shù)據(jù)存取。
4)Android應(yīng)用程序的組成。嵌入式系統(tǒng)是各種資源受限的系統(tǒng)，應(yīng)用程序的構(gòu)成方式與基于PC機(jī)的應(yīng)用程序有很大的不同。Android應(yīng)用程序主要由4部分組成：活動(dòng)(Activity)，一個(gè)活動(dòng)就是手機(jī)屏幕的一屏;意圖(Intent)，一個(gè)意圖就是一次對(duì)將要執(zhí)行的操作的抽象描述;服務(wù)(Service)，一個(gè)服務(wù)就是一個(gè)沒有界面、后臺(tái)運(yùn)行的程序，如音樂播放器;內(nèi)容提供者(ContentProvider)，是封裝在自定義API中的一組數(shù)據(jù)，可以讀取該數(shù)據(jù)和向API中寫入數(shù)據(jù)。例如，Google為聯(lián)系人程序提供一個(gè)內(nèi)容提供者，任何需要使用聯(lián)系人信息的應(yīng)用程序都可共享其中的所有信息，包括姓名、地址、電話號(hào)碼等。
5)獨(dú)特的編程風(fēng)格：用戶體驗(yàn)至上原則。與其他應(yīng)用程序開發(fā)相比，對(duì)于智能手機(jī)軟件，用戶體驗(yàn)凌駕于技術(shù)之上，優(yōu)秀的用戶體驗(yàn)可以起到事半功倍的效果。對(duì)于同類軟件，在互聯(lián)網(wǎng)上的軟件下載排行中，下載量最大的，一定是讓用戶用著感覺最舒服的，哪怕它的功能并不比其他的產(chǎn)品出色。對(duì)于不同的觸摸屏的技術(shù)，相應(yīng)的屏幕界面的設(shè)計(jì)風(fēng)格也不盡相同。對(duì)于電阻式觸摸屏，通常會(huì)用筆尖或指甲來點(diǎn)擊圖標(biāo)，那么界面的圖標(biāo)稍小、排列緊密可以容忍;而對(duì)于電容式觸摸屏，用戶更習(xí)慣使用指腹而非指甲點(diǎn)擊屏幕，這就要求界面圖標(biāo)布局不太密、圖標(biāo)較大，這樣不一定好看，但是好用。
在學(xué)生具備以上基礎(chǔ)知識(shí)以后，再通過實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的智能手機(jī)軟件開發(fā)能力。
2.3項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施
項(xiàng)目教學(xué)法是由美國(guó)教育家凱茲博士和加拿大教育家查德博士在合著的《項(xiàng)目教學(xué)法》中共同提出的一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法[2]，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下親自處理一個(gè)項(xiàng)目的全過程，在這一過程中學(xué)習(xí)掌握教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生獨(dú)立組織、安排學(xué)習(xí)行為，解決在項(xiàng)目實(shí)施中遇到的困難，提高學(xué)習(xí)興趣，能調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。心理學(xué)研究結(jié)果表明：當(dāng)感受類型是“聽”時(shí)，記憶保持率為20%;當(dāng)感受類型是“看”時(shí)，記憶保持率為30%;當(dāng)感受類型是“聽+看”時(shí)，記憶保持率為50%;當(dāng)感受類型是“親身實(shí)踐”時(shí)，記憶保持率為90%[3]。
可選用以下幾個(gè)案例程序作為教學(xué)項(xiàng)目：RSS閱讀器、豆瓣網(wǎng)客戶端、在線音樂播放器、手機(jī)短信查看軟件、個(gè)人移動(dòng)地圖。項(xiàng)目選取的原則是既要包含基本的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，又要難度適中，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，在教學(xué)中還要注重師生共同參與。
項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)過程分為7個(gè)步驟：明確任務(wù)、收集信息、制定計(jì)劃、進(jìn)行決策、組織實(shí)施、過程檢查、結(jié)果評(píng)估。
明確任務(wù)：教師指定教學(xué)項(xiàng)目，幫助學(xué)生理解任務(wù);學(xué)生知道自己要做什么，要學(xué)習(xí)哪方面的知識(shí)，要練習(xí)哪方面的技能。
獲取信息：教師提供相關(guān)參考資料供學(xué)生查閱以獲取有關(guān)信息，補(bǔ)充必要的知識(shí)和技能，教師答疑解惑。
制定計(jì)劃：學(xué)生明確任務(wù)后組成學(xué)習(xí)小組，小組合作學(xué)習(xí)，制定可行的工作計(jì)劃。分組要注意基礎(chǔ)好和基礎(chǔ)一般學(xué)生的合理搭配，以便學(xué)生互相學(xué)習(xí)和項(xiàng)目的按時(shí)完成。
做出決定：各小組制定計(jì)劃、提出方案，由全班討論，教師適時(shí)評(píng)判，確立本項(xiàng)目的最佳實(shí)施方案。
組織實(shí)施：將大項(xiàng)目分成幾個(gè)模塊分別實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，教師在理論課上做示范，學(xué)生可以隨時(shí)提問題，教師對(duì)學(xué)生提出的問題做出解答;在實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生根據(jù)計(jì)劃完成自己的任務(wù)，教師觀看、指導(dǎo)。學(xué)生按計(jì)劃實(shí)施，在實(shí)施過程中能具體地對(duì)自己所負(fù)責(zé)的項(xiàng)目模塊所涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。
過程檢查：學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中，自己檢查工作過程、結(jié)果，出現(xiàn)問題時(shí)請(qǐng)老師和同學(xué)幫助解決。
結(jié)果評(píng)估：學(xué)生完成項(xiàng)目后，對(duì)成果進(jìn)行展示與自我評(píng)價(jià)。教師對(duì)學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題予以評(píng)價(jià)，對(duì)于學(xué)生在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題要及時(shí)糾正。
學(xué)生親身經(jīng)歷從項(xiàng)目規(guī)劃到生產(chǎn)出產(chǎn)品的整個(gè)過程，就能夠感受到成功的喜悅，激發(fā)自主學(xué)習(xí)的欲望，從而能以更大的熱情投入下一個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。
2.4教學(xué)效果的評(píng)價(jià)
考核方法以項(xiàng)目為主，體現(xiàn)能力培養(yǎng)特色。考核方式分為標(biāo)準(zhǔn)考核和加分兩種方法。標(biāo)準(zhǔn)考核通過者或免試資格獲得者即達(dá)到該課程的考核要求并獲得響應(yīng)學(xué)分。標(biāo)準(zhǔn)考核為全面考核方式，總分值為100分，其中理論考試40分，項(xiàng)目完成情況60分。理論考試為閉卷考試，考試時(shí)間為1小時(shí)，著重考核相關(guān)理論知識(shí);在項(xiàng)目開發(fā)環(huán)節(jié)，學(xué)生可根據(jù)自身在項(xiàng)目中擔(dān)任的角色和完成工作量的情況，獲得不同的分?jǐn)?shù)。本課程鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立或組隊(duì)參加校級(jí)以上學(xué)科競(jìng)賽，在國(guó)內(nèi)外相關(guān)競(jìng)賽中的獲獎(jiǎng)?wù)叨伎梢栽谄谀┛傇u(píng)成績(jī)中視獲獎(jiǎng)情況酌情加分，省級(jí)以上相關(guān)競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)?wù)呒纯傻玫奖菊n程的滿分成績(jī)。
3總結(jié)
教學(xué)實(shí)踐表明，實(shí)施該教學(xué)方法后，大多數(shù)學(xué)生的Android應(yīng)用程序開發(fā)能力得到較大提高，緊接著還安排與該課程配合的課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，使學(xué)生基本具備Android應(yīng)用程序開發(fā)能力。目前，國(guó)內(nèi)熟悉該開發(fā)技術(shù)的人才還十分有限，企業(yè)對(duì)相關(guān)技術(shù)人才需求卻不斷增加，因此很多學(xué)生畢業(yè)后已在沿海地區(qū)從事Android應(yīng)用程序開發(fā)工作，待遇較好，這樣將更加激發(fā)下一屆學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)教師經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)水平也得到提高。
參考文獻(xiàn)
[1]曉明.Android智能機(jī)一季度全球份額升至35%[EB/OL].
[2]肖勝陽(yáng).在計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中開展項(xiàng)目教學(xué)法的研究[J].電化教育研究,2003(10):72-76
[3]劉衛(wèi)珍.項(xiàng)目教學(xué)法[EB/OL].
[4]靳巖,姚尚朗.GoogleAndroid開發(fā)入門與實(shí)戰(zhàn)[M].北京:人民郵電出版社,2009
【手持設(shè)備應(yīng)用軟件的開發(fā)課程教學(xué)研究論文】相關(guān)文章：
軟件開發(fā)相關(guān)課程項(xiàng)目式教學(xué)研究論文07-26
基于手持設(shè)備的智能球研究與設(shè)計(jì)論文11-02
新課程開發(fā)論文04-12
課程資源的開發(fā)與利用-論文06-16
建設(shè)工程監(jiān)理課程教學(xué)研究論文11-08
建設(shè)工程監(jiān)理課程的教學(xué)研究論文11-08
職教課程開發(fā)研究論文11-03