元器件识别与检测移动终端学习系统的设计与实现

陈敏敏

（汕尾职业技术学院，广东 汕尾 516600）

计算机科学

元器件识别与检测移动终端学习系统的设计与实现

陈敏敏

（汕尾职业技术学院，广东 汕尾 516600）

随着智能手机、平板电脑等移动终端设备的不断普及和移动通信技术的发展，依托移动终端开发的APP学习系统越来越多.但是有关电子元器件识别与检测的学习资源中只限于书面资料或者单机版课件，却较少有应用于手持移动终端的动态资源提供给学习者共享，本系统的设计与实现可以填补该项空白，完善国内高职院校手持移动学习终端学习系统.

移动终端；APP；学习系统

近年来，随着移动通信速率的提升以及移动设备计算性能与存储能力的增强，人们口袋中的手机、掌上电脑等手持式移动设备，已经可以让人们随时随地获取、处理和发送信息，使交流无处不在，这也为依托手持式移动设备和无线网络，开展教育活动提供了可能，也在一定程度上替代了电脑的作用[1].

基于手持移动学习终端的学习模式在国外发达国家已经发展到了相当高的程度，在我国部分高职院校中已经作为一种必要的教学模式存在，并且与之相应的开发出了不少软件以及与之匹配的硬件设备，学生可以在课堂上使用手机来实时回答教师的问题，提高互动学习.

要成功开展手持移动学习，必然需要优质的学习资源和高效的学习系统的支持，这表明开展基于手持移动学习终端的学习模式和教学活动策略研究有着十分重要的意义和价值，能够有效的提高教学质量和增加学生的自学能力以及提高学习兴趣.目前，针对高职的教育类APP形式多样，但有关电子元器件识别与检测的学习资源中只限于书面资料或者单机版课件，却较少有应用于手持移动终端的动态资源提供给学习者共享.本文设计开发了基于移动终端的学习系统，为高职电子专业学生创建良好的移动学习条件.

1 移动终端学习系统特性

如今我国移动通信发展趋势良好，智能型移动终端设备拥有比例不断上升的情况下，推广手持移动学习终端学习系统已经非常成熟[2]，能很好地填补传统学习方式遗留的空白，（1）让学习者不受时间、地点的限制进行学习.（2）在教学中，学生可以有针对性的对课堂上老师讲的内容与网络联系起来，更加有效地、更大容量的、更加准确学习，达到对印象模糊的知识点更好的理解.（3）学习者可以通过终端及时进行反馈问题，并且与其他学习者、教师进行交流探讨.（4）相对于课本，软件可以通过动画更形象的展示知识点，增加学生的理解和兴趣[3].

2 移动终端学习系统分析

2.1 移动终端学习系统的需求分析

掌握电子元器件的识别与检测是高职院校电子专业学生必需掌握的基本技能[4]，但在学生的学习中存在以下几个问题：（1）电子元器件种类较多，部分元件的识别和检测的过程比较复杂，难以记牢.（2）大部分电子元器件的体型很小，教师讲解演示时，部分学生难以近距离观察到元器件的检测过程.（3）由于部分元件检测过程比较繁琐，大部分学生选择记录笔记，但是在检测元件的过程中，学生一般都难于做到随时携带笔记[5].

为了解决以上教学难题，本文设计开发了一款手机APP学习系统，将元器件的识别与检测过程制作成动画及视频的形式，学习者可以享受到高质量的动画图片和视频的讲解以及重播，能够轻松地学习接受和吸收知识.同时，一般手机学生都会随身携带，APP既可以随时随地进行学习，也可以在检测过程碰到问题时当作工具书查询、解决问题[6].

2.2 相关技术分析

2.2.1 Android操作系统

本设计采用Android系统环境，该系统是目前全球使用人数最多的，2016年的统计市场占有率达到86%，在学生群体更是达到90%以上，故本系统选择Android系统进行软件的设计和开发.开发软件采用google最近发布的app inventor，具有简单、易用的特点.

2.2.2 服务器

服务器选择新浪云服务器的MySQL数据库，主要为app的登录和交流区提供数据支持.MySQL是目前使用人数最多的关系型数据库管理系统之一，其兼容性很好，现有的程序无须做任何改动，配置好hostname、用户名、密码、端口号即可使用.作为客户端APP的数据服务器，主要为其提供图片、视频和其他数据内容.

3 移动终端学习系统设计

3.1 功能设计

移动终端学习系统可分为：主界面、学习系统区（包括学习图文及视频区、元件参数查询小工具、习题区）、交流区、软件使用和介绍区，具体功能模块如图1所示.每个模块都有独立的功能，同时模块之间关系密切，学习者可以根据自己的学习兴趣和目的选择相应的功能进行个性化学习[7].

图1 功能模块图

3.1.1 内容设计

“学习内容”是整个APP的最主要模块，它为电子爱好者提供各种常用电子元器件的识别与检测资源和图片共享，能够实时播放视频学习资源，该模块的学习资源是经过专业梳理的，将电子元器件分类，分为基本元件、半导体、敏感器件、谐振元件.每部分内容又分为识别部分和检测部分，创建导航列表供学习者快速查找所需的知识.

采用图文并茂的方式对常用元器件的类别和用途进行展示，直观明了；检测部分采用动画视频教学，细致、清晰地介绍元件检测的整个过程和注意事项.如图2所示.

3.1.2 查询系统

在识别元器件、设计电子应用电路、程序的过程中，常常需要对元器件的参数进行查询.为了方便学生能随时随地查询参数，本系统设计了电阻、电容、数码管断码的查询小工具，只要学生在APP中输入元件的色环或标识数字，便可查询到该元件的参数，操作简单明了.

3.1.3 交互环节

分为习题测试，交流区.习题测试主要是对学习效果进行检测，功能有抽选题目，作答，评分，重做，查看答案，让学生在学习之后能够及时对学习结果进行自查.交流区，提供一个交互的平台，处在不同地理位置的学生和老师可以在交流区进行线上提问和答疑，充分调动学生的积极性和主动性.

3.2 界面设计

图2 学习内容界面

作为一款在线移动终端学习系统，其用户群体主要是电子专业的大学生，人性化的界面交互设计给学习者愉悦新鲜的体验感觉，并提高学习者对元器件识别与检测知识的兴趣[8].该系统的学习内容最终要呈现在手机或平板电脑的屏幕上，受屏幕尺寸的限制，界面的设计主要从以下三个方面考虑简洁性：

3.2.1 导航设计

导航设计层级分明，简单易懂.导航级数分为三级.一级导航内容有：知识简介、学习内容、常用小工具、练习、交流区、使用说明、退出.其中学习内容的二级导航如图2所示，在系统的每一页都有首页、返回上级、退出的导航，且标题显示学习者所在的位置.

3.2.2 布局设计.

布局设计以屏幕尺寸为标准，将屏幕分为菜单、导航区和内容区.为适合学习者的视觉习惯，导航设计在屏幕的上方，菜单设计在屏幕的中间，内容区采用滚动显示来显示学习内容.为了使电子元器件的识别与检测过程能更清晰地展示出来，播放动画视频时自动切换为横屏模式，并设置有视频的播放、暂停、重播、音量按钮.

3.2.3 风格设计

界面的设计风格采用扁平化设计，扁平化设计可以减少不必要的视觉干扰，让人更关注于内容本身.界面的主题颜色以浅蓝色为主，整体风格和交互操作风格前后一致，相同的图标按钮具有相同的功能，且清新的界面使平面变得更有空间延展的感觉.

3.3 程序设计

APP的设计采用Google的App Inventor编程，它是一个完全在线开发的Android编程环境，使用积木式的堆叠法来完Android程序.

在主页的逻辑组件上采用用户发起事件类型，当用户单击Button时，执行页面之间的跳转，语句使用when...Click、do...来实现设计，在设计播放视频时，用VideoPlayer组件，对应的UI属性设置width:Fill parent、Height:Fill parent.单击视频控制按钮实现播放或暂停，同时获取视频的长度，播放完成后自动循环，这些功能程序上采用call Video-Player start、callVideoPlayer pause、call VideoPlayer GetDuration来实现，音量控制可以使用Slider组件.

图3 主界面逻辑设计

4 总结与展望

利用手持移动终端进行学习是高职院校教育技术应用的发展趋势.本文针对高职院校电子专业基础课程传统教学方式的局限性，设计出基于Android平台的移动终端学习系统，该系统除了提供动态资源给电子爱好者，还可作为教师的辅助教学软件，本系统将优先向国内同类院高职校电子专业学生及相近专业学生进行推广，同时也将成果作为网络资源对社会开放.

〔1〕高校信息化教学的有效性研究——基于设计的研究[J].电化教育研究,2010(1).

〔2〕信息化教学过程的有效性策略研究[J].中国远程教育,2010(19).

〔3〕王怀平，林刚勇.电工电子类课程群实验教学改革与实践[J].中国电力教育，2011（04）.

〔4〕孟秀芝，王宗省，高丽丽.电工电子技术多样化教学方式的研究[J].科技信息，2011（02）.

〔5〕蒋敏，李彦成.高职学校电工电子技术课程的设置与教法探讨[J].黑龙江科技信息，2011（05）.

〔6〕袁胜超,鲁贵东,伍文,等.基于Android平台的《管理信息系统》移动学习课程开发[J].信息通信,2016,161（5）:271-274.

〔7〕刘清堂,向丹丹,面向3G手机的移动学习资源交互设计与实现 [J].中国电化教育,2011（11）: 72-75.

〔8〕程超,李玉香,韩庆山,基于校园网的高校移动教学系统研究[J].教育与职业,2010（5）:174-176.

TP273+.22

A

1673-260X（2017）07-0008-03

2017-04-07

2015年度广东省教育研究院教育研究课题 “元器件识别与检测在手持移动终端学习系统的研究”（GDJY-2015-F-b013）