手持設備應用軟件的開(kāi)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內核的開(kāi)源手機操作系統，是HTC、Motorola、華為等企業(yè)多款智能手機的操作系統平臺。市場(chǎng)調研公司Canalys于2011年5月4日發(fā)布的一季度全球智能手機市場(chǎng)統計報告顯示，Android系統機型繼續領(lǐng)跑智能機市場(chǎng)，份額達到35%[1]。
手持設備應用軟件開(kāi)發(fā)課程是長(cháng)沙學(xué)院軟件工程專(zhuān)業(yè)嵌入式系統方向的限選課，以及其他專(zhuān)業(yè)方向的選修課。在過(guò)去幾年，該課程的教學(xué)內容是基于J2ME軟件開(kāi)發(fā)，教學(xué)沒(méi)有針對具體的硬件或系統平臺，實(shí)驗課沒(méi)有配備特定硬件設備，軟件僅在模擬器上運行，不適合進(jìn)行與硬件相關(guān)的程序設計。從2010年開(kāi)始，Google開(kāi)始與高校合作，幫助中國高校建立起智能手機移動(dòng)應用開(kāi)發(fā)課程體系，培養移動(dòng)應用開(kāi)發(fā)人才。在此戰略的推動(dòng)下，長(cháng)沙學(xué)院已經(jīng)于2011年上學(xué)年將該課程的教學(xué)內容更改為基于A(yíng)ndroid平臺的智能手機軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。
2教學(xué)方法的實(shí)施
2.1前期準備工作
1)師資培訓。近年來(lái)隨著(zhù)嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式系統平臺越來(lái)越豐富，如WindowsCE、Linux、Symbian、BlackBerry、Android、iPhoneOS等。通常，不同的系統平臺有不同的應用程序開(kāi)發(fā)技術(shù)，Android平臺出現的時(shí)間不長(cháng)，因此，目前國內熟練掌握Android平臺應用程序開(kāi)發(fā)技術(shù)的教師還很少，建議選派具有嵌入式系統和Java編程基礎的教師參加培訓和課程研討會(huì )，并與先期已開(kāi)設類(lèi)似課程的高校加強交流，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、硬件試驗平臺的配備。①開(kāi)發(fā)環(huán)境：IDE——Eclipse3.3，3.4，3.5，3.6(helios);Eclipseplug-in——ADT1.0或者http://dl-ssl.google.com/android/eclipse/;AndroidSDK;JDK5orJDK6(單獨的JRE不可以，必須要有JDK)。②A(yíng)ndroidSDK所支持的操作系統：WindowsXP(32-bit)orVista(32-or64-bit);MacOSX10.4.8orlater(x86only);Linux(testedonLinuxUbuntuDapperDrake);③智能手機：華為E8500;MotoMilestone。
2.2前期教學(xué)內容的組織
本課程的學(xué)習可以分為兩個(gè)階段：基礎知識學(xué)習階段和軟件開(kāi)發(fā)的項目教學(xué)法實(shí)施階段。在學(xué)習基于A(yíng)ndroid平臺的智能手機軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)之前，必須讓學(xué)生對Android平臺有宏觀(guān)上的認知。
1)Android的系統架構。Android是一個(gè)開(kāi)放的軟件系統，為用戶(hù)提供豐富的移動(dòng)設備開(kāi)發(fā)功能，從下至上包括4個(gè)層次：如圖1所示Android的系統架構。
第一層是Linux內核層，包括Linux操作系統及驅動(dòng)，依賴(lài)于Linux2.6內核。
第二層是核心的擴展類(lèi)庫，如SQLite、WebKit、OpenGL等，它們可以通過(guò)Java本地調用JNI(JavaNativeInterface)的接口函數實(shí)現和上層之間的通信。該層由Android的Java虛擬機Dalvik和基礎的Java庫為Java運行環(huán)境提供Java編程語(yǔ)言核心庫的大多數功能。
第三層是包含所有開(kāi)發(fā)所用的SDK類(lèi)庫和某些未公開(kāi)接口類(lèi)庫的框架層，是整個(gè)Android平臺核心機制的體現。
第四層是應用層。系統部分應用和第三方開(kāi)發(fā)的應用都位于該層，兩者不盡相同，其中系統應用會(huì )用一些隱藏的類(lèi)，而第三方應用是基于SDK基礎上開(kāi)發(fā)。一般Android開(kāi)發(fā)是在SDK基礎上用Java編寫(xiě)應用程序，但本機開(kāi)發(fā)程序包NDK提供應用層穿越Java框架層直接和底層包含JNI接口的C/C++庫直接通信的方法。
2)Java語(yǔ)言。Android所支持的Java語(yǔ)言是J2SE的子集，而J2ME的功能相對較弱。如果J2ME工程師想轉行做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(kāi)設時(shí)學(xué)生已經(jīng)具備J2EE的相關(guān)知識。
3)Android平臺具有的特點(diǎn)：與硬件交互方便，像攝像頭、GPS等，對其操作都較簡(jiǎn)單;具有自己的'運行時(shí)和虛擬機，以及優(yōu)秀的內存管理能力;提供豐富的界面控件供開(kāi)發(fā)者使用，允許可視化開(kāi)發(fā);提供輕量級的進(jìn)程間通信機制;支持無(wú)界面的后臺服務(wù)類(lèi)應用程序;支持高效、快速的數據存取。
4)Android應用程序的組成。嵌入式系統是各種資源受限的系統，應用程序的構成方式與基于PC機的應用程序有很大的不同。Android應用程序主要由4部分組成：活動(dòng)(Activity)，一個(gè)活動(dòng)就是手機屏幕的一屏;意圖(Intent)，一個(gè)意圖就是一次對將要執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(méi)有界面、后臺運行的程序，如音樂(lè )播放器;內容提供者(ContentProvider)，是封裝在自定義API中的一組數據，可以讀取該數據和向API中寫(xiě)入數據。例如，Google為聯(lián)系人程序提供一個(gè)內容提供者，任何需要使用聯(lián)系人信息的應用程序都可共享其中的所有信息，包括姓名、地址、電話(huà)號碼等。
5)獨特的編程風(fēng)格：用戶(hù)體驗至上原則。與其他應用程序開(kāi)發(fā)相比，對于智能手機軟件，用戶(hù)體驗凌駕于技術(shù)之上，優(yōu)秀的用戶(hù)體驗可以起到事半功倍的效果。對于同類(lèi)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(hù)用著(zhù)感覺(jué)最舒服的，哪怕它的功能并不比其他的產(chǎn)品出色。對于不同的觸摸屏的技術(shù)，相應的屏幕界面的設計風(fēng)格也不盡相同。對于電阻式觸摸屏，通常會(huì )用筆尖或指甲來(lái)點(diǎn)擊圖標，那么界面的圖標稍小、排列緊密可以容忍;而對于電容式觸摸屏，用戶(hù)更習慣使用指腹而非指甲點(diǎn)擊屏幕，這就要求界面圖標布局不太密、圖標較大，這樣不一定好看，但是好用。
在學(xué)生具備以上基礎知識以后，再通過(guò)實(shí)施項目教學(xué)法，培養學(xué)生的智能手機軟件開(kāi)發(fā)能力。
2.3項目教學(xué)法的實(shí)施
項目教學(xué)法是由美國教育家凱茲博士和加拿大教育家查德博士在合著(zhù)的《項目教學(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)生在教師的指導下親自處理一個(gè)項目的全過(guò)程，在這一過(guò)程中學(xué)習掌握教學(xué)內容。學(xué)生獨立組織、安排學(xué)習行為，解決在項目實(shí)施中遇到的困難，提高學(xué)習興趣，能調動(dòng)學(xué)習積極性。心理學(xué)研究結果表明：當感受類(lèi)型是“聽(tīng)”時(shí)，記憶保持率為20%;當感受類(lèi)型是“看”時(shí)，記憶保持率為30%;當感受類(lèi)型是“聽(tīng)+看”時(shí)，記憶保持率為50%;當感受類(lèi)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)項目：RSS閱讀器、豆瓣網(wǎng)客戶(hù)端、在線(xiàn)音樂(lè )播放器、手機短信查看軟件、個(gè)人移動(dòng)地圖。項目選取的原則是既要包含基本的教學(xué)知識點(diǎn)，又要難度適中，能調動(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。
項目教學(xué)法的教學(xué)過(guò)程分為7個(gè)步驟：明確任務(wù)、收集信息、制定計劃、進(jìn)行決策、組織實(shí)施、過(guò)程檢查、結果評估。
明確任務(wù)：教師指定教學(xué)項目，幫助學(xué)生理解任務(wù);學(xué)生知道自己要做什么，要學(xué)習哪方面的知識，要練習哪方面的技能。
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，補充必要的知識和技能，教師答疑解惑。
制定計劃：學(xué)生明確任務(wù)后組成學(xué)習小組，小組合作學(xué)習，制定可行的工作計劃。分組要注意基礎好和基礎一般學(xué)生的合理搭配，以便學(xué)生互相學(xué)習和項目的按時(shí)完成。
做出決定：各小組制定計劃、提出方案，由全班討論，教師適時(shí)評判，確立本項目的最佳實(shí)施方案。
組織實(shí)施：將大項目分成幾個(gè)模塊分別實(shí)現。項目實(shí)施時(shí)，教師在理論課上做示范，學(xué)生可以隨時(shí)提問(wèn)題，教師對學(xué)生提出的問(wèn)題做出解答;在實(shí)驗課上，學(xué)生根據計劃完成自己的任務(wù)，教師觀(guān)看、指導。學(xué)生按計劃實(shí)施，在實(shí)施過(guò)程中能具體地對自己所負責的項目模塊所涉及的知識點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習。
過(guò)程檢查：學(xué)生在完成項目的過(guò)程中，自己檢查工作過(guò)程、結果，出現問(wèn)題時(shí)請老師和同學(xué)幫助解決。
結果評估：學(xué)生完成項目后，對成果進(jìn)行展示與自我評價(jià)。教師對學(xué)生在整個(gè)學(xué)習過(guò)程中出現的問(wèn)題予以評價(jià)，對于學(xué)生在設計與實(shí)現過(guò)程中出現的問(wèn)題要及時(shí)糾正。
學(xué)生親身經(jīng)歷從項目規劃到生產(chǎn)出產(chǎn)品的整個(gè)過(guò)程，就能夠感受到成功的喜悅，激發(fā)自主學(xué)習的欲望，從而能以更大的熱情投入下一個(gè)項目的學(xué)習。
2.4教學(xué)效果的評價(jià)
考核方法以項目為主，體現能力培養特色�？己朔绞椒譃闃藴士己撕图臃謨煞N方法。標準考核通過(guò)者或免試資格獲得者即達到該課程的考核要求并獲得響應學(xué)分。標準考核為全面考核方式，總分值為100分，其中理論考試40分，項目完成情況60分。理論考試為閉卷考試，考試時(shí)間為1小時(shí)，著(zhù)重考核相關(guān)理論知識;在項目開(kāi)發(fā)環(huán)節，學(xué)生可根據自身在項目中擔任的角色和完成工作量的情況，獲得不同的分數。本課程鼓勵學(xué)生獨立或組隊參加校級以上學(xué)科競賽，在國內外相關(guān)競賽中的獲獎?wù)叨伎梢栽谄谀┛傇u成績(jì)中視獲獎情況酌情加分，省級以上相關(guān)競賽的獲獎?wù)呒纯傻玫奖菊n程的滿(mǎn)分成績(jì)。
3總結
教學(xué)實(shí)踐表明，實(shí)施該教學(xué)方法后，大多數學(xué)生的Android應用程序開(kāi)發(fā)能力得到較大提高，緊接著(zhù)還安排與該課程配合的課程設計培養環(huán)節，使學(xué)生基本具備Android應用程序開(kāi)發(fā)能力。目前，國內熟悉該開(kāi)發(fā)技術(shù)的人才還十分有限，企業(yè)對相關(guān)技術(shù)人才需求卻不斷增加，因此很多學(xué)生畢業(yè)后已在沿海地區從事Android應用程序開(kāi)發(fā)工作，待遇較好，這樣將更加激發(fā)下一屆學(xué)生對該課程的學(xué)習熱情。同時(shí)教師經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)水平也得到提高。
參考文獻
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