基于Android的家校交流平台的设计与实现

申晋祥，鲍美英

（山西大同大学计算机与网络工程学院，山西 大同 037009）

0 引言

百年大计，教育为本。一个国家的教育强则综合国力强，教育的重要性是显而易见的。但教育不仅仅是学校的责任，需要社会各界和多方面的共同努力，且为了更好地达到教育目的，家长和学校的交流沟通起着非常重要的作用。家校在教育方面能够形成合力，对提高教育效果会有积极作用。通过相互沟通，家长能够了解孩子在学校的各方面的表现，及时采取相应的教育措施。同时，老师也能够了解学生的家庭教育环境、性格特点以及家长的意见和建议，增进彼此理解，开展具有针对性的教育。家校交流沟通对提高教育效果有积极作用。

智能手机已被人们广泛使用，目前流行的智能手机的操作系统主要有Android（谷歌）、苹果的iOS、Windows Phone（微软）、Symbian（诺基亚）和Harmony（鸿蒙）等，其中Android操作系统在智能手机市场中占有很大比例，而且优势仍在明显扩大[1]。基于Android的家校交流平台的设计，通过智能手机为家校交流提供高效、便捷的互动服务。通过该平台交流，能够增进相互了解，有的放矢地实施教育目标，大大提升教育效果。

1 系统分析

基于Android设计并实现的这一款家校交流软件，经过技术可行性分析、操作可行性分析和经济可行性分析，结合系统功能需求进行开发设计，具有学生在校课程学习情况、作业完成情况、新闻公告、意见和建议、家长论坛等主要功能。平台界面简洁友好，智能手机便携且使用方便，为用户提供了一种全新的家校交流体验，具有一定的实际应用价值。

平台分为客户端和后台服务端，基于Android平台开发，Android系统架构主要可分为五层，分别是Android应用层、Android应用构架层、Android系统运行库层、硬件抽象层和Linux内核层[2]。运用了Eclipse、JSP、HTML5、MySQL、Tomcat等技术[3]，其中Eclipse使用Java语言开发，支持Android编程语言，可添加JDK，具有很强的兼容性，方便使用和开发[4]。JSP技术是以Java语言作为脚本语言且继承了Java语言的特点与优势。HTML5超文本标记语言是用来构建Web具体内容的一种语言标准和规范，互联网上用户浏览看到的网页其实都是HTML格式的，其通过浏览器进行识别和转换其中的标记，然后呈现给用户[5]。MySQL是一种小型关系数据库管理系统，体积小、速度快且成本较低[6]。Tomcat能够运行J2EE中的Servlet规范所编写的Java程序，是一个Web网站的应用服务器[7]。通过这些技术的综合运用，实现了家校交流平台的用户注册、用户登录、班级管理、课程管理、作业管理、意见建议和家长论坛等功能。

2 系统整体框架设计

家校交流系统整体划分为客户端和后台服务端，后台服务端的功能主要是对学生、教师的信息和平台数据内容以及状态进行管理。家校交流平台的主要功能是通过客户端来实现。

2.1 客户端功能

平台的客户端直接面向用户，用户通过客户端的具体操作来实现家长与学校的交流和沟通。客户端设计要考虑平台各项功能能够满足用户的使用需求，且界面简洁、友好，便于操作。用户通过智能手机使用平台客户端所提供的服务，首先需要通过注册界面输入用户姓名、性别、昵称、账号、设置密码、电子邮箱、电话号码以及验证码等信息成为平台的合法用户。

由于用户是通过智能手机使用交流平台，因此平台的客户端设计就需要考虑智能手机的局限性。其一，智能手机一般屏幕较小，设计开发时要注意每页显示的内容信息不能过多；其二，智能手机屏幕会受到环境以及光线的较大影响，页面设计时色彩不能过花；其三，智能手机受网络流量限制，设计页面中的图片和样式不能过多，以免影响用户的使用体验。

家校交流平台的客户端主要实现的功能包括客户端APP首页、班级课程、新闻公告、我的作业、意见建议和“我的”界面等。通过以上功能基本能够满足家长和学校的交流和沟通，增进双方的了解。客户端功能结构如图1所示。

图1 客户端功能结构图

不同的功能模块分别实现各自所包含的具体内容。注册模块主要是实现个人信息注册完善以及密码设置修改。注册成功后，可通过登录界面输入用户账号和密码进入系统首页。首页模块主要实现平台界面设计和多项功能的添加以及管理。班级课程模块主要实现对班级和学生的信息进行增加、删除、更改、查询等，课程的开设情况、课程介绍等。新闻公告模块实现校方信息发布、查询、修改和删除等。我的作业模块实现所学课程和提交作业的浏览、作业批改情况、内容下载和查阅老师强调的课程和作业信息等。意见建议模块实现意见的查看、建议列表、提交的日期、内容详情、回复情况和状态信息等。“我的”界面主要是用户个人的应用，主要包括我的收藏、信息修改以及退出账号等。

2.2 数据库设计

系统的数据库采用的是关系型数据库管理系统MySQL，体积小、速度快，数据管理方便，易于实现。数据库设计（database design）是根据系统具体应用环境，建立最优的数据模式实现有效存储和管理数据，满足系统的使用需求[8]。数据库设计的过程可分为六步，包括系统需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施和数据库运行与维护[9]。

数据库设计采用自顶向下、逐步求精的规则，将整体问题进行局部化，并且尽量避免局部问题对整体的影响[10]。数据库设计步骤如图2所示。

图2 数据库设计步骤

系统用到的表主要有学生表、教师表、课程表和班级表等。学生表包括学号、用户ID、学生姓名、出生日期、所属班级等字段。教师表主要包括教师号、用户ID、教师姓名、出生日期、参加工作日期、所带课程等字段。班级表主要包括班级编号、班级名称以及班级介绍等字段。涉及的实体主要有管理员、学生、教师、班级和作业等。其中管理员用例如图3所示。

图3 管理员用例图

3 系统实现

家校交流平台具体实现过程：首先制定整体系统开发计划，在现有系统开发和设计的技术以及平台支撑的基础上，进一步把握和实施系统的开发技术方案，大致确定概要计划；然后详细完成系统的调研以及需求分析工作，即深入实际环境调研并分析家校交流平台的工作细节，以便对平台的各功能模块进行设计和完善，实现各功能模块要完成的具体工作内容；有了具体的设计思路，下一步就是系统各功能模块和实现方式的组织规划设计、平台向用户展示的界面设计以及平台其他部分的设计；依据系统详细的功能设计和实现规划，接下来就可进入系统的程序编码阶段，搭建系统开发环境并完成相应服务的配置工作；最后，进行家校交流平台的测试和运行维护，通过测试和不断调整维护来确定系统的稳定性、安全性、完整性以及可扩展性等。

家校交流系统：客户端主要实现了用户注册、用户登录、首页设计、班级管理、课程管理、作业管理、新闻公告、意见建议和家校论坛9个功能模块；后台服务器端主要实现个人中心、首页轮播管理、学生管理、老师管理以及平台数据状态管理等12个功能模块。系统的实现为用户提供了友好的沟通和交流的服务平台。

3.1 注册登录模块

用户使用家校交流系统，首先需要在手机进行注册，点击登录界面中的“注册”，进入“注册”界面，用户需要输入用户账号、设置密码、昵称、性别、电子邮箱、联系电话以及上传头像等基本信息。注册成功后，在登录界面输入账号和密码进行登录，登录成功后进入系统主界面。基于Android的注册和登录界面设计以及密码找回的核心代码如下。

3.2 课程和作业模块

用户进入课程管理界面，可以查看所学的课程名称、课程内容和教学视频，并可以浏览和下载。进入作业管理界面，可以上传附件提交作业、界面显示提交作业的日期、作业内容说明、教师批改作业评分、信息回复和作业状态情况。作业提交界面如图4所示。

图4 作业提交界面

3.3 意见建议和论坛模块

在系统意见建议界面中，可以查看或删除意见建议列表，整理并收集意见建议。意见建议提交的日期、内容详情、回复情况和状态信息都可以显示出来。论坛模块能够实现家长和学校之间的相互沟通交流，家长可以提出自己的意见和建议，学校能够更多地知道家长的想法，从而学校和家长之间增进了解，产生教育合力。论坛详情界面如图5所示。

图5 论坛详情界面

4 系统测试与分析

系统测试的主要方法可分为黑盒测试法和白盒测试法[11]，黑盒测试法即将系统当成一个黑盒子一样，看不到里面的细节情况，也不必考虑系统内部的程序结构和模块特征，测试者仅从测试用例对系统的输入数据和输出数据的特征来确定系统是否能够完成预设的功能。白盒测试法也称为结构测试法，需要清楚系统的内部结构和模块间逻辑关系，针对性地设计测试用例和数据，对具体程序完成测试以验证系统的效果。

系统整体进行测试的过程：首先对系统各个功能模块分别进行测试，验证各个功能模块能够独立正常地运行；然后再将各个功能模块按照一定的预设规则和系统要求进行组合，集成各个功能模块后再进行集成测试，以验证各个功能模块间接口设计的正确性；集成测试通过后，接下来将整体系统软件以及运行系统所需要的硬件配置和网络环境进行整体搭建，对系统在具体环境中整体进行测试，以验证系统功能的完整性和稳定性，能否满足系统为用户所提供服务的各项要求；最后，需要进行系统其他方面的测试，例如设计测试用例来测试系统的软件兼容性和环境兼容性，系统运行时间复杂度以及运行系统所需内存空间大小等。同时在测试过程中要特别关注系统运行时的主要“瓶颈”所在，并针对具体问题进一步采取措施以完善系统。

基于Android的家校交流平台的设计采用Eclipse集成开发工具进行设计，基于Java语言的Android进行开发，数据库采用关系型数据库管理系统MySQL实现。在移动终端的智能手机（型号：OPPO Reno，CPU频率2.2GHz，高通Adreno616八核，RAM容量6GB，ROM容量128GB，操作系统Android9.0，主屏尺寸6.4英寸）对系统各项功能进行了测试。用户注册功能测试：测试目的是通过注册界面能否成功注册，结果是在注册界面输入账号和密码并正确填写注册界面中的其他信息后，经过测试可以成功注册。用户登录功能测试：测试目的是输入正确的账号和密码能够成功登录，输入不存在的账号或账号密码错误时，登录会出现什么结果；经过测试，正确输入账号和密码能够成功登录，否则会出现一个对话框提示：“账号和密码错误，请重新输入。”新闻公告功能测试：测试目的是能够添加新闻公告信息，同时测试重复的新闻公告不能添加；经过测试能够正常添加新闻公告信息，重复的新闻公告添加会出现对话框提示：“新闻公告已存在”。对其他各个功能模块分别设计测试用例来进行测试，测试结果表明，家校交流系统预设的各项功能都能够正常使用，系统整体运行良好。

5 结语

基于Android的家校交流平台实现了用户注册、用户登录、首页设计、班级管理、课程管理、作业管理、新闻公告、意见建议和家校论坛等9个具体功能，通过实验测试表明，家校交流平台能够基本满足家长和学校之间的相互交流和沟通要求。系统为孩子的成长教育、提高教育效果具有积极作用，但系统的部分功能模块仍存在不完善的地方，其优化效果将在进一步的研究中设计实现。