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)核的開源手機操作系統(tǒng)，是HTC、Motorola、華為等企業(yè)多款智能手機的操作系統(tǒng)平臺。市場調(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市場統(tǒng)計報告顯示，Android系統(tǒng)機型繼續(xù)領(lǐng)跑智能機市場，份額達到35%[1]。
手持設(shè)備應(yīng)用軟件開發(fā)課程是長沙學(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)沒有針對具體的硬件或系統(tǒng)平臺，實驗課沒有配備特定硬件設(shè)備，軟件僅在模擬器上運行，不適合進行與硬件相關(guān)的程序設(shè)計。從2010年開始，Google開始與高校合作，幫助中國高校建立起智能手機移動應(yīng)用開發(fā)課程體系，培養(yǎng)移動應(yīng)用開發(fā)人才。在此戰(zhàn)略的推動下，長沙學(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平臺的智能手機軟件開發(fā)技術(shù)。
2教學(xué)方法的實施
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)平臺越來越豐富，如WindowsCE、Linux、Symbian、BlackBerry、Android、iPhoneOS等。通常，不同的系統(tǒng)平臺有不同的應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)，Android平臺出現(xiàn)的時間不長，因此，目前國內(nèi)熟練掌握Android平臺應(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，并與先期已開設(shè)類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)。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：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)可以分為兩個階段：基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)階段和軟件開發(fā)的項目教學(xué)法實施階段。在學(xué)習(xí)基于Android平臺的智能手機軟件開發(fā)技術(shù)之前，必須讓學(xué)生對Android平臺有宏觀上的認知。
1)Android的系統(tǒng)架構(gòu)。Android是一個開放的軟件系統(tǒng)，為用戶提供豐富的移動設(shè)備開發(fā)功能，從下至上包括4個層次：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，依賴于Linux2.6內(nèi)核。
第二層是核心的擴展類庫，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)實現(xiàn)和上層之間的通信。該層由Android的Java虛擬機Dalvik和基礎(chǔ)的Java庫為Java運行環(huán)境提供Java編程語言核心庫的大多數(shù)功能。
第三層是包含所有開發(fā)所用的SDK類庫和某些未公開接口類庫的框架層，是整個Android平臺核心機制的體現(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++庫直接通信的方法。
2)Java語言。Android所支持的Java語言是J2SE的子集，而J2ME的功能相對較弱。如果J2ME工程師想轉(zhuǎn)行做Android，那么他要付出的代價比J2SE或J2EE工程師要大得多。最理想的情況是，該課程開設(shè)時學(xué)生已經(jīng)具備J2EE的相關(guān)知識。
3)Android平臺具有的特點：與硬件交互方便，像攝像頭、GPS等，對其操作都較簡單;具有自己的'運行時和虛擬機，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);提供輕量級的進程間通信機制;支持無界面的后臺服務(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(Activity)，一個活動就是手機屏幕的一屏;意圖(Intent)，一個意圖就是一次對將要執(zhí)行的操作的抽象描述;服務(wù)(Service)，一個服務(wù)就是一個沒有界面、后臺運行的程序，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、電話號碼等。
5)獨特的編程風(fēng)格：用戶體驗至上原則。與其他應(yīng)用程序開發(fā)相比，對于智能手機軟件，用戶體驗凌駕于技術(shù)之上，優(yōu)秀的用戶體驗可以起到事半功倍的效果。對于同類軟件，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。對于不同的觸摸屏的技術(shù)，相應(yīng)的屏幕界面的設(shè)計風(fēng)格也不盡相同。對于電阻式觸摸屏，通常會用筆尖或指甲來點擊圖標(biāo)，那么界面的圖標(biāo)稍小、排列緊密可以容忍;而對于電容式觸摸屏，用戶更習(xí)慣使用指腹而非指甲點擊屏幕，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)知識以后，再通過實施項目教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的智能手機軟件開發(fā)能力。
2.3項目教學(xué)法的實施
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(dǎo)下親自處理一個項目的全過程，在這一過程中學(xué)習(xí)掌握教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生獨立組織、安排學(xué)習(xí)行為，解決在項目實施中遇到的困難，提高學(xué)習(xí)興趣，能調(diào)動學(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，記憶保持率為20%;當(dāng)感受類型是“看”時，記憶保持率為30%;當(dāng)感受類型是“聽+看”時，記憶保持率為50%;當(dāng)感受類型是“親身實踐”時，記憶保持率為90%[3]。
可選用以下幾個案例程序作為教學(xué)項目：RSS閱讀器、豆瓣網(wǎng)客戶端、在線音樂播放器、手機短信查看軟件、個人移動地圖。項目選取的原則是既要包含基本的教學(xué)知識點，又要難度適中，能調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，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)過程分為7個步驟：明確任務(wù)、收集信息、制定計劃、進行決策、組織實施、過程檢查、結(jié)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(xí)哪方面的知識，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(xí)小組，小組合作學(xué)習(xí)，制定可行的工作計劃。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)和項目的按時完成。
做出決定：各小組制定計劃、提出方案，由全班討論，教師適時評判，確立本項目的最佳實施方案。
組織實施：將大項目分成幾個模塊分別實現(xiàn)。項目實施時，教師在理論課上做示范，學(xué)生可以隨時提問題，教師對學(xué)生提出的問題做出解答;在實驗課上，學(xué)生根據(jù)計劃完成自己的任務(wù)，教師觀看、指導(dǎo)。學(xué)生按計劃實施，在實施過程中能具體地對自己所負責(zé)的項目模塊所涉及的知識點進行學(xué)習(xí)。
過程檢查：學(xué)生在完成項目的過程中，自己檢查工作過程、結(jié)果，出現(xiàn)問題時請老師和同學(xué)幫助解決。
結(jié)果評估：學(xué)生完成項目后，對成果進行展示與自我評價。教師對學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題予以評價，對于學(xué)生在設(shè)計與實現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題要及時糾正。
學(xué)生親身經(jīng)歷從項目規(guī)劃到生產(chǎn)出產(chǎn)品的整個過程，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項目的學(xué)習(xí)。
2.4教學(xué)效果的評價
考核方法以項目為主，體現(xiàn)能力培養(yǎng)特色�？己朔绞椒譃闃�(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，項目完成情況60分。理論考試為閉卷考試，考試時間為1小時，著重考核相關(guān)理論知識;在項目開發(fā)環(huán)節(jié)，學(xué)生可根據(jù)自身在項目中擔(dān)任的角色和完成工作量的情況，獲得不同的分數(shù)。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(nèi)外相關(guān)競賽中的獲獎?wù)叨伎梢栽谄谀┛傇u成績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程的滿分成績。
3總結(jié)
教學(xué)實踐表明，實施該教學(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，國內(nèi)熟悉該開發(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(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)生對該課程的學(xué)習(xí)熱情。同時教師經(jīng)過教學(xué)實踐，教學(xué)水平也得到提高。
參考文獻
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[2]肖勝陽.在計算機課程教學(xué)中開展項目教學(xué)法的研究[J].電化教育研究,2003(10):72-76
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[4]靳巖,姚尚朗.GoogleAndroid開發(fā)入門與實戰(zhàn)[M].北京:人民郵電出版社,2009
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