移动开发类实验教学探讨

肖逸飞，吉家成,黄飞虎

（电子科技大学，成都611731)

移动开发类实验教学探讨

肖逸飞，吉家成,黄飞虎

（电子科技大学，成都611731)

随着移动互联网、互联网+的飞速发展，计算机技术人才的市场需求与高校学生的培养方式发生了重大偏移，如何将学生的培养融合人才市场的需求成为高校亟需解决的问题。其中，移动开发类实验课程符合当前市场需求，但在国内鲜有涉猎，学生普遍缺乏移动开发理论及认知。鉴于此，提出了一门全新的实验课程——基于Android的嵌入式开发综合实验，提出“实验三步走”的教学理念，通过讲教结合、软硬结合的教学方式提升学生对移动开发的兴趣与水平。通过实践证明，该课程对学生掌握移动开发概念、提高移动开发水平，起到积极的作用。

移动开发；实验课程；教学改革；Android

0 引言

随着移动互联网[1]、互联网+[2]的飞速发展，计算机技术人才的市场需求与高校学生的培养方式发生了重大偏移，如何将学生培养成为具有综合素质和实践能力的创新型人才，以适应当前社会的发展，是高校亟需解决的问题，也是高校当前不断探索的主要教学改革课题[3]。

自2007年推出移动智能终端以来，移动应用规模盛况空前，2013年底，苹果App Store及谷歌Google Play应用下载量均达到500亿次，应用规模均超过100万个。同时，根据国际电信联盟的数据显示，截止到2013年9月，全球移动互联网用户数接近全球人口数，达到了71亿。据CIRP报道，截至2017年初，谷歌的Android和苹果iOS两个操作系统总共占据了美国移动市场98%的份额，剩下少得可怜的2%则由Windows手机和其他一些平台所瓜分[4]，如图1所示。仅7年时间，ICT核心的技术平台体系完成从PC（Wintel）到智能手机（Android&iOS+ARM）的转移，软件架构模式已由传统互联网下的C/S、B/S模式向移动互联网下的Web+App模式倾斜。

图1 美国移动市场操作系统份额

1 国内外现状

为适应主流软件开发技术向移动互联网倾斜这一趋势，计算机科学与技术专业的嵌入式开发课程改革已经在世界范围内展开。全球知名高校斯坦福大学、麻省理工大学、卡内基梅隆大学早在2007年左右已经对计算机类课程进行了改革，为学生开设诸如“开发iPhone与iPad应用”、“iPhone应用开发”等移动应用课程[5]。与此同时，国内诸多高校也纷纷加入改革队伍，2010年以来，Google正式启动Google校企共建Android类实用课程项目，与北京大学、西安交通大学、厦门大学等国内知名高校建立校企合作关系[6]。然而，虽然国内高校对移动开发课程改革响应迅速，但总体上仍然缺乏从全方位专业建设角度进行的调整，难以为高校学生建立全面的移动应用知识框架。因此，面对国内移动互联网、互联网+的浪潮，国内计算机科学与技术专业课程改革依然迫在眉睫。

国内计算机实验类课程普遍属于基础类、通识类实验课，所用计算机相关技术过于老旧，缺乏与时俱进的新技术及新思想。例如，计算机图形学普遍采用MFC进行图形化软件绘制，MFC是微软于1992年发布的一个类库，用于面向Windows的软件开发。虽然MFC有面向对象的思想，并且源代码开源。但MFC的一些封装过程过于复杂，对于大二、大三学生来讲，很难在短时间内快速掌握MFC的应用程序框架，以及在调试中定位问题的位置。这对于学生提高编程积极性，增强学生的自信心是有负面影响的。

2 目前实验教学存在的问题

2.1 基础薄弱

按照电子科技大学计算机学院的本科培养计划，该课程的先修课程《Java程序设计》属于选修课，并且Java语言只是入门，缺乏实际的开发经验，但在本课程中，除了少量UI及配置相关代码采用非Java形式，其他代码均采用Java，可以说，Java是学习本门课程的核心。

2.2 Android S tudio零基础

Android开发在2014年以前主要采用Eclipse+插件，或者ADT集成开发环境进行开发，然而随着Jet-Brains公司的强势崛起，基于JetBrains的IDEA，Google于2014年发布了Android Studio，由于其运行速度更快、自动补全更智能、依赖管理更方便等优势，迅速占领市场，成为当前最流行的集成开发环境[7]。

然而，学生对于Android Studio一无所知，没有任何一门相关的先行课程使用Android Studio作为开发环境，与其稍微有关的开发环境是学习Java语言所采用的Eclipse。但是，两者在视图和使用上差距较大，需要花较长时间学习，才能初步掌握其使用方法。因此，要求学生在很短的时间内掌握较为困难。

2.3 实验设备老旧

众所周知，高校的机房普遍配置较差、一般与当前主流的计算机配置差5-8年，由于Android基于Java，采用Java虚拟机运行，开发过程中对系统资源消耗较大，尤其是CPU和内存开销。若在开发过程中，开启手机模拟器，则CPU和内存基本属于跑满状态，这对学生开发的效率及学习的心态影响较大。

2.4 实验抄袭现象严重

众所周知，高校普遍存在学生抄袭现象，在实验教学方面也不例外。高校普遍采用的实验教学考核方式是实验报告，然而实验报告格式雷同，差异性小，不容易捕捉到抄袭的真伪，加之实验报告的评判属于定性判断，学生的真实表现不容易从成绩中体现。

3 实验教学改进

基于当前国内移动应用教学改革现状，考虑到以上教学存在的问题，本文基于Android平台开设了一门嵌入式课程——《基于Android的嵌入式开发综合实验》，课程采用讲教结合、由浅入深的教学方式，实现“实验三步走”，设计了3个小实验：1）Android入门2）简易计算器3）2048游戏开发。

3.1 实验三步走

Android开发实验课在国内高校属于初探阶段，由于技术较为新颖、相关理论课未及时跟进，因此该类实验课程极少，在电子科技大学计算机学院未有涉及。本课程的教学目标是为学生开发移动应用提供理论与实践相结合的基础平台，由于学生缺乏相关理论知识、对开发环境较为陌生，因此，本课程采取“实验三步走”的设计思路（如图2）：第一步，了解开发环境，通过“手把手教学”一步步现场演示及讲解，指导学生如何进行实际操作、如何配置及使用Android Studio开发环境，了解Android理论知识架构及基本控件的使用方法，学生通过投影仪，可以清晰地看到老师的操作方法及操作技巧，结合幻灯片的内容，可以更加紧密的将理论与实践结合起来。第二步，掌握开发流程。虽说开发的难度及规模大小不一，但任何编程语言的开发都遵循一套开发流程，本课程通过开发小小的“简易计算器”，使学生在很短的时间内了解Android平台开发的基本流程，对于学生树立开发的自信心也是大有裨益。很多学生对于开发有所抵触，由于曾经做的项目难度偏大、程序较为复杂，对程序出现bug更是容易惊慌失措，本课程通过手把手教学，从简单的小项目里带领学生解决一些程序错误，树立学生的自信。第三步，提升开发难度，本课程的最后一个小实验是开发Android版的2048游戏[8]，这款游戏曾经在网络上风靡一时，被学生群体所熟知，加之在游戏领域其开发难度较低，玩法也简单有趣，因此，较为适合作为一个实验项目。通过2048游戏的开发，学生不仅掌握了Android游戏开发的基本概念，也对Android开发及相关技术有了更深层次的理解。通过“实验三步走”，学生逐步掌握了基本的Android开发技巧，丰富了自己对移动应用背后原理的探索。实践证明，该方案的效果良好，得到了学生们的肯定与好评。

图2 实验三步走流程图

3.2 软硬结合

本课程属于嵌入式实验课程，软件+硬件是本课程的一大特色。本课程系统开发环境如下：

（1）操作系统：Windows7

（2）代码编辑 IDE：Android Studio 2.3

（3）代码调试：Android 4.0+手机

由前文可知，移动互联网目前有70%左右的手机是Android系统，在学生群体中也是如此。因此，本课程不需要额外配置硬件，只需学生自己携带个人手机及数据线即可。这样不仅节约了高校硬件资源的成本，学生不使用Android仿真模拟器调试代码，也降低了开发过程中对计算机CPU、内存等资源的消耗，同时应用安装在学生手机中，方便学生可以随时浏览自己的劳动成果，这样可以激发学生的开发兴趣、提升学生的成就感。

相较于传统的嵌入式开发实验，如计算机组成原理、数字逻辑实验等，其课程难度较大[9]，学生虽掌握其结果，但疏于其过程及原理。本课程虽同属于软件+硬件，但在硬件方面的调试可以完全忽略，只是需要打开手机授权即可。这样学生可以集中注意力到软件的实现上，对于过程及原理的掌握是非常有帮助的。

3.3 手把手教学

传统的实验课程中，老师不一定会带着学生一步一步操作，虽说是依葫芦画瓢，但在基础较差、概念不清的学生眼中，手把手教学可以让他们对理论如何应用于实际有更清晰的认识，课程同时配合教学讲解，学生可以快速理解，并达到推左及右、举一反三的效果。本课程采用讲教结合的方式，一边讲解，一边带着学生手把手教学，这样的方式不仅可以帮助学生在短时间内掌握理论知识的一套实践技巧，也可以促进学生模仿老师，养成良好的代码风格及习惯，同时，对于当下提倡的“实验教学+”的教学培养模式[11]，引导学生在实验课程中自主创新，提升学生的创新能力和创新意识，起到了一定的铺垫作用。

3.4 完善实验评价

如前所述，实验报告存在大量抄袭现象，复制粘贴的学生大有人在，这种考核方式无法保证学生的成绩与实际的水平相当[10]。鉴于此，本课程在最后一节实验课，增加项目验收的环节，让学生打开手机应用，现场讲解应用的实现流程及采用的Android技术，一定程度上，避免了抄袭现象，促使学生真正学有所得。本课程考核标准如表1所示：

表1 课程考核评价标准

4 结语

通过开设新实验课程，本文对移动开发类实验如何实施进行了简要介绍，提出了“实验三步走”的实验教学理念，通过手把手教学、软硬结合的实验方式，使学生了解移动开发的概念及背后的原理，掌握基本的Android开发技巧，实验报告中的学生反馈信息也印证了这一点。实验教学是对理论知识运用到实际的平台，同时也应是学生在入职之前的培训场所，如何做好实验课程，使学生在接触社会之前具备相关的经验和技巧是高校所关注的。随着移动互联网的快速发展，企业对相关的移动应用人才也会趋之若鹜，合理利用实验教学，将新技术与新思想运用到学生的教学中去，无疑对学生日后的发展会有所帮助。

[1]向文杰.移动互联网发展的回顾与展望[J].电信技术,2009(1)：66-69.

[2]CIRP.https：//www.cirpllc.com/.

[3]杨栋梁.移动互联网发展趋势的研究[J].电脑知识与技术,2012(2X)：1039-1042.

[4]王俊生,王春霞,耿大勇,等.电工电子实习教学改革与实践[J].实验科学与技术,2017,15(2)：102-105.

[5]杨庚宇,邢红宇,秦柱秋.美国,加拿大教育技术与远程教育考察报告[J].教育信息技术,2005(8)：28-30.

[6]Elite，http：//www.google.cn/university/curriculum/elite.html

[7]刘万辉.微课开发与制作技术[J].2015.

[8]UDACITY.https：//cn.udacity.com/course/.

[9]米源,吉家成,吴淮.《计算机组成原理》实验教学探讨[J].实验科学与技术,2013,11(6)：278-280.

[10]尹立苹,刘雁红,韩聪.高校实验教学考核模式的研究与探索[J].实验科学与技术,2009,7(5)：73-75.

[11]俞丽珍,宁春花,左晓兵,等.设计性,研究性实验教学探索与实践[J].实验科学与技术,2017,15(1)：117-119.

肖逸飞（1989-），男，四川成都人，硕士研究生，助理实验师，研究方向为云计算调度、网络安全态势

Exploration of Experiment Teaching on Mobile Development

XIAO Yi-fei，JIJia-cheng，HUANG Fei-hu
（University ofElectronic Science and Technology，Chengdu 611731）

With the rapid developmentofmobile Internetand Internet Plus,the marketdemand ofcomputer technology talents has a greatdeviation from the training mode ofcollege students.It's importantto consider the needs oftalenttraining marketinto studenttraining.Among which,the mobile developmentof experimentalcourses meets the current market demand,but there is almost no such course in China,students generally lack oftheoreticalknowledge and related concepts.Therefore,presents a new experimentalcourse,Embedded Comprehensive Experiment Based on Android Platform,puts forward the experimental three-step teaching philosophy,with the combination of teaching and training,uses the teaching method ofsoftware-hardware combination to improve the mobile development interestand level of students.The practice proves that the course can help students to master the concept of mobile development,and improve the level of mobile development.

Mobile Development;ExperimentalCourse;Teaching Reform;Android

1007-1423（2017）30-0081-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.30.018

2017-10-12

修稿日期：2017-10-22