基于App inventor的试题库开发

高明华,杨根红,盖 帅,许丽金

（华东交通大学， 信息工程学院， 江西 南昌 330013）

[文章编号]1671-802X（2016）04-0023-06

基于App inventor的试题库开发

高明华,杨根红,盖 帅,许丽金

（华东交通大学， 信息工程学院， 江西 南昌 330013）

运用App Inventor开发工具，设计了一款TD-LTE系统试题库的安卓手机应用软件，成功实现了考前练习、考前模拟的高效学习效果，本试题库内包括单项选择题、判断题、多项选择题，并且可以达到几千道题的题库容量，是一款较为成熟的试题库学习软件。

App inventor；TD-LTE系统；试题库；移动学习

一、移动学习的发展趋势及题库类智能学习软件开发的重要性

移动互联网（MobileInternet）,是指将移动通信与互联网二者合为一体,它是一种通过智能移动终端,运用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业务。中国互联网络信息中心(CNNIC)2016年1月22日发布了第37次全国互联网发展统计报告,数据显示,截至2015年12月,中国手机网民规模达6.20 亿,网民中使用手机上网人群占比提升至90.1%。

由此可见,我们正逐步进入到移动互联网时代,移动互联概念不断的改造我们的生活和思维方式。同样,我们的学习方式也由相对固定的PC互联学习模式过渡到了如今的移动模式,并且智能手机这种移动终端已经非常普及,这让移动学习成为一种必然。海量资源和持续更新的特点为移动学习提供了丰富的资源支撑,利用现有的移动信息开发技术对海量资源进行整合再利用并且设计开发出来在智能手机上使用的学习APP软件,就能真正从空间和时间上实现学习方式的移动化和便捷化。

移动学习的片状化、移动性等特点,为在任何环境下进行学习工作提供了无限的可能。尤其适合小容量、小范围和短时间内的学习,所以各种题库类智能学习软件应运而生。目前,国外的许多大型公司的入职、认证考试等都已经开发出题库考试系统,形成了非常成熟的考核系统。比较著名的有微软的MCS、MCDBA等,IBM公司的XML认证、AIX190等。这些题库类考试系统的出现、发展和成熟,能够比较公正的检测出考生的真实水平,选拨人才更加公正。

虽然智能移动客户端在国内只是刚刚兴起,但是题库类考试系统在短时间内迅速崛起。最常见的就是机动车驾驶员考试系统,科目一考试采取在线答题考试的模式,运用广泛,不仅节省纸质试卷的答题做题时间,也节省了批卷阅卷时间,彼此双赢,实用性非常高。在平时的练习中,学员使用移动智能终端的APP,在线学习、练习、答题和考试,省时省力,而且随时随地学习,充分展现了移动学习的优越性。

在教育教学领域,同样有一些考试答题系统的存在,比如国家计算机等级考试,在高等学校里应用相当广泛。再如清华大学开发的“大物试题库”,针对于高数的试题库MATBAS,还有各种计算机语言的练习考试试题库等。就连针对小学生,中学生课程的各类题库都可以在应用商店里下载到,非常方便。

二、App inventor开发环境的介绍

APP Inventor是基于Android的应用开发平台,最初是谷歌实验室的一个创新项目,该项目由麻省理工学院(MIT)主导,于2011年启动,2012年1 月1日正式交付给麻省理工学院的麻省理工移动应用学习中心(MIT Center for Mobile Learning)使用,由MIT继续对App Inventor平台进行改善和开发,并于2012年3月份正式对外开发使用。虽然已经全面交付于MIT,但是仍然需要使用谷歌账号登录。2013年,MIT又推出了新的版本,即 App Inventor2以及新的App Inventor官方网站。

(一)App Inventor简介

这款全新的基于Android的移动应用开发平台被国内外所关注,MIT为支持App Inventor在国内的发展和推广,专门为国内使用者搭建了备用服务器以及推出中文版本App Inventor开发平台。本文所采用的是 App Inventor广州服务器。App Inventor2采用云端开发,即完全基于Web开发Android应用,使用类似于拼图和搭建乐高积木的方式来完成应用程序的开发。其主要有三个界面:

1.项目界面

项目界面的功能是来完成项目的建立、导入、导出、删除以及保存,其操作菜单集中于Project。

2.设计界面

设计界面即设计直接展示给用户看的程序外观,其包括四个栏目,分别是面板栏(Palette)、视图栏(Viewer）、组件栏(Components)、属性栏(Properties)。其中,面板栏(Palette)提供了User Interface、Layout、Media、Connectivity、Storage、Social、Sensors、Drawing and Animation 以 及 LEGO？MINDSTORMS？等组件项目。视图栏(Viewer）可以直接将手机屏幕的设计图展示给开发人员。组件栏(Components)展示已添加的项目组件,点击某个组件后,可以在属性栏(Properties)中设置其大小、颜色、位置等参数以及各个控件的特性参数,例如,针对Image（图片）组件,可以在这里设置图片的大小。

3.程序模块界面

单击右上角Blocks即可进入程序模块界面,它是App Inventor开发平台的精髓所在,也是程序代码编辑界面。在程序模块界面中,开发项目中所有的组件位于左侧模块栏(Blocks)中,被定义为Blocks色块。将所需要的色块拖拽到右侧视图栏编辑区域,并且将色块搭配组合和设置参数,来实现不同的逻辑和算法,以实现编程。

App Inventor之父HaroldAbelson 教授曾说过一句话:“App Inventor编写的应用程序或许不是很完美,但它们却是普通人都能做的,而且通常是在几分钟内就可完成。”充分地体现了App Inventor的如下特点。使得它尤其适合缺乏计算机编程专业基础的初学者发挥想象力,开发应用软件。

1.容易吸引初学者兴趣

随着安卓机的普及,移动应用市场迅速发展。App Inventor正是简单的Android移动应用开发工具,更容易激发初学者的兴趣。

2.开发环境的搭建简单

App Inventor采用浏览器+云服务的在线开发模式,只用一台能上网的电脑,一个账号(谷歌账号或者QQ账号)就能完成所有工作,没有复杂的开发环境。

3.开发过程简单

使用App Inventor的开发过程中,所开发APP的界面设计和逻辑开发都是通过可视化的拖放拼接组件来完成,无需复杂的逻辑语法编写。

4.组件模块内容丰富

在App Inventor中预先设置了各种不同类型的组件模块,如存储器类、多媒体类,或者传感器类组件。大可让开发者不用关心底层的设计实现细节,让开发者的设想创新得到更好的实现。

5.支持及时调试功能

在App Inventor中拥有多种的及时调试功能,在调试过程中程序的变更会及时、自动地同步到进行调试的模拟器或者安卓机器中,不用重新安装应用。这种在线调试模式可以让开发者更及时地了解模块的作用,从而做出反馈。

三、基于App Inventor的TD-LTE系统试题库智能学习软件的设计及测试

随着4G以及未来5G移动通信技术的迅猛发展,知识的更新换代,日新月异,通信专业的技术人才将面临更高的挑战。在当前的国际国内大环境下,通信专业将会迎来广阔的发展天地。但通信人才的短缺也制约着中国参与国际竞争的实力。因此,提高教育水平,重视通信人才的培养迫在眉睫。如果能把最新的通信相关学习资源整合在一起,设计成手机APP的形式,安装到随身携带的安卓智能终端-手机上,那么,人们对于知识的学习效果将会事半功倍。无论是高校学生,或是通信行业的企业员工,对于知识的渴求总是无止境的,不断更新的试题库能够满足他们随时随地的学习知识,提高能力的需求。

目前TD-LTE系统正影响着人们生活的方方面面,对于TD-LTE技术知识的熟悉与掌握对于通信专业人才也是必不可少的。因此,本文基于APP inventor 设计了一款TD-LTE系统试题库手机APP学习应用软件。

(一)试题库APP系统框架设计

该软件通过直接将题库数据导入手机存储器的模式,设计功能使APP能够读取数据库内容并完成答题功能。整体功能设计分为学习,练习,考试三种模式,具体题型由单项选择、判断正误、多项选择构成。具体框架安排如下:

1.学习模式

分为本地资料学习和网络资源学习。本地资料学习就类似于翻课本一般,逐字逐句,逐题学习。另外就是网上学习,该APP连接了百度搜索引擎,可随时随地实现上网查询功能。

2.练习模式

分别是三种题型的练习,点击选项作答,并可以实时获取答案。

3.考试模式

页面同练习模式相同,随机在题库中抽取20道单选、20道判断、10道多选组成一份考试试卷。总计满分100分。每种题型分别计分,并计算总分,公布答案。

结构框图如图1所示:

图1 APP整体结构框图

(二)试题库APP功能界面设计

此次设计的题库APP共分为四个屏幕,分别是欢迎界面,主界面,资料学习界面以及答题界面。其中答题界面既可以用作练习题库使用,又可以用作考试试题使用。欢迎界面类似于开机动画。结合市面上大多数应用程序界面的美观性,对打开程序之后的欢迎界面做了设计,并自动跳转至主界面。

从所设计APP在安卓设备上运行的屏幕截图可以看出,主界面共分为学习资料,练习题库,考试试题三个按钮以及一个存放“TD-LTE系统试题库”的标签,可以在三个按钮之间转换,分别切换到不同的学习模式,如图2所示。

学习界面主要实现本地学习资料阅读以及网络资料搜索功能。在屏幕中添加文件管理器,调用手机存储器中TXT格式化的文本文档,实现学习资料的阅读。在实现网络资源搜索功能时,通过添加Web浏览器的形式,设置百度主页为搜索页面,网络资源应有尽有。题库类APP的设计主要是实现单选,判断,多选的答题功能,在答题界面中,同样采用按钮,标签的方式,同时添加了复选框来实现选择功能,主要分为单项选择题、判断题、多项选择题、查看答案,以多项选择题界面为例,如图3所示。

图2 主界面

图3 多项选择题答题界面

如上图所示,分别点击单项选择,判断题,多项选择按钮进入相应的题型练习,点击屏幕下方的上一题,下一题按钮进入相应题目,答题过程中,点击屏幕下方中间显示答案的按钮会显示当前题目的正确答案,同样的,也可以在做完之后点击查看答案按钮进入新的标签查看正确答案。

在考试模式中,题目作答与答题模式相似。回答完考试题目,点击提交试卷按钮,会显示总成绩与单项选择得分,并显示正确答案,点击判断题和多项选择按钮,会显示相应的得分与正确答案。

(三)逻辑功能设计

采用App Inventor2设计安卓应用软件,主要包括界面组件设计和逻辑功能设计,根据需要的功能,将组建拖拽到屏幕上并进行页面布局,接下来最关键的就是逻辑功能设计,即赋予组件相应的功能,使之能够按照设想正确、流畅的运行。进行逻辑功能设计时,只需要将相应功能模块进行拼接搭建,符合逻辑设计要求,不需要编写逻辑语句。

1.学习功能

如图4所示,在学习功能界面,设置屏幕初始化并调用标签、按钮、背景颜色,并对颜色进行定义。然后定义按钮功能,显示相对应的页面。

图4 学习功能逻辑设计

2.练习功能

本次设计的题库APP将练习题库与考试试题放在了同一屏幕上,通过点击主页面的按钮来选择不同的功能。首先,将答题界面的组件全部排布在同一屏幕上,然后进行页面初始化设计。接着,定义屏幕内容,创建列表、标签、复选框等,其次,定义界面设计所需要的背景颜色等,最后初始化全部所需组件。具体设计见附件,本文以创建屏幕组件为例,如图5所示。

图5 创建屏幕组件

该题库APP主要是实现单项选择,判断题,多项选择的答题功能,主要通过复选框的形式实现选项的选择,再与正确答案对比,判断正误。

当从主页面进入练习题库,自动显示状态为单项选择模式,开始练习时,点击标有A、B、C、D的复选框,其状态改变,并在题目下方显示相应文本。在答题过程中,点击上一题与下一题中间的隐藏按钮,即可查看当前答案。查看答案也可以点击最上方的查看答案按钮,即可显示已作答题目的已选选项和正确选项。多选题目可以重复选择复选框,进行文本合并。而判断题则是设计了T、F两个按钮,答题时点击按钮,显示已作答的答案。其余功能与单选题类似。

3.考试功能

由于本次设计的题库APP将练习题库与考试试题放在了同一屏幕上,页面初始化内容在与答题功能相似。实现本题库的考试功能,在已有题目中分别选择适量的题目加入到考试试卷中,随机读取。在本次设计中设计了20道单选,15道判断和15道多选题。共计50道题目,每题2分,总共100分。其基本框架与练习模式相同,只是题目从题库中随机抽取了相应的单选、多选、判断题,并予以计分功能。

答题结束之后,点击提交试卷,系统会将用户所作答的答案与正确答案对比,如相同,则计入成绩。分别计分后,会将三种题型分数相加得到总成绩。以单选计分为例,其计分功能逻辑设计如图6所示。

(四)功能测试结果分析

APP逻辑功能设计完成,将打包好的apk格式的应用程序下载安装到10位同学的安卓手机中,根据软件功能设计要求,进行体验测试,并将结果反馈回来。

图6 单选计分

根据测试,本文开发的TD-LTE系统试题库APP各功能模块使用正常,各屏幕切换流畅,且显示效果较好。文件管理器能够较好地实现文档的读取功能,各标签项也能够完成文本的调用,且响应速度较快。但是,该软件与市面上较为流行的驾照科目一考试答题系统仍有差距。首先,没有题目分析模块,不能正确掌握错题的问题所在；其次,题库需要自行安装,不能一起打包下载,不是很方便。但该APP程序能够很好的满足用户对于本系统的需求。整个测试过程比较顺利。

四、总结

题库类APP的开发是一项非常繁琐的系统工程,从确定适用人群、系统框架设计、设计界面到逻辑功能开发,直至最后测试软件,工作量较大。本文设计的题库APP能够基本实现学习、答题、考试的功能,但仍然有不足之处。有待进一步加强。

在APP功能上,该应用软件只是基本实现了答题功能,对于进一步的错题收藏,错题纠错练习以及具体答案解析等实用性功能并未开发出来,结构功能不够完善。

在页面设计上,此次设计的APP只是简单将页面的布局稍作排版,加入了简单的色调充当文本颜色以及背景色。一款成熟的APP,除了要求功能的完善外,还需要良好的用户操作界面。

开发工具MIT App Inventor具有强大的组件库,但仍有待加强,组件的缺失,导致无法灵活运用该开发工具,有些功能无法实现。下一步继续MIT App Inventor的学习研究,希望开发出实用性更强,功能更加齐全完备的安卓APP应用。

题库类APP的开发仍然是一个严峻的考验。不过,随着研究开发的进一步进行,许多实用性功能会陆续添加进去,界面设计会越来越美观,最后可以设计出一款集强大功能与实用性,同时美观的安卓APP。

[1]中国互联网络信息中心(CNNIC).第37次全国互联网发展统计报告.[EB/OL]http://www.cnnic.cn/2016-1-22

[2]王佑镁,王 娟,等.近二十年我国移动学习研究现状与未来趋势—基于中西方对比的研究综述 [J].学术时空,2013, (1):49-54

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[4]孙 宇,管伟明.基于App Inventor的混合气体测爆仪研究[J].中州煤炭，2014,(6):38-42

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[7]江国粹.基于App Inventor 2应用环境的高校云资源开发研究[J].蚌埠学院学报,2014,(4):1-4

（责任编辑：魏树峰）

Development of Examination Database Based on App Inventor

GAO Ming-hua，YANG Gen-hong，GAI Shuai，XU Li-jin
(School of Information Engineering，East China Jiaotong University，Nanchang 330013，China)

Learning based on mobile terminalintelligentmobile phone isone ofimportantlearning approaches.App Inventor is a designing tool which can rapidly develop mobile phone application softwares. Based on the App Inventor development tool and the TD-LTE system，an Android mobile software of examination database isdesigned，which can successfully achieve efficientlearning effectsin doing exercises and simulations before exams.The examination database includes single choice，true or false，and multiple-choicequestions.Itcontainsthousandsofquestions，soitˊsamaturelearningsoftwareof examination database.

App inventor；TD-LTE system；examination database；mobile learning

TP319

A

2016-07-25

高明华(1966-),男,江西南昌人,副教授,研究方向:移动通信.Email:nc_ygh1991@163.com.

面向资源聚合与服务协同的云机器人系统架构模型及关键技术研究(61563014)；江西省教育厅教改项目:面向卓越工程师的移动通信课程教学改革（JXJG-13-5-30）；江西省科技支撑项目(20151BBE50095)