移動應用軟件開發(fā)課程案例教學實踐論文
針對“移動應用軟件開發(fā)”課程知識新、內(nèi)容廣、工程性強的特點，課程教學中提出引入案例教學，以提高學生的學生興趣，激發(fā)其學習潛能，教師能講授更多知識點。案例教學實踐中，做到實驗準備充分、精選案例、有效引導、創(chuàng)新性訓練、合理評價。實踐表明，案例教學能提高學生工程素質(zhì)和能力，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。
案例教學法作為一種基于互動、源于啟發(fā)式教學、與實踐緊密結(jié)合的教學方法，能充分調(diào)動學生積極性，最大限度地發(fā)揮學生學習潛能，它已在商學、管理學、法學和醫(yī)學教學中取得巨大成功[1]。近年，由于案例的“真實性”特性，能培養(yǎng)學生工程素質(zhì)和能力，已被逐步引入工程教育中，本文討論它在“移動應用軟件開發(fā)”課程教學中的應用方式。
1 課程教學現(xiàn)狀
1.1 課程起源與課程定位
隨移動通信技術的發(fā)展，特別是3G、4G移動網(wǎng)絡的部署，移動網(wǎng)絡的傳輸能力大大增強，以移動通信網(wǎng)絡為平臺開展的移動增值業(yè)務也越來越多。相應地，在智能手機制造、智能手機應用軟件開發(fā)、移動增值應用開發(fā)和移動WAP網(wǎng)站建設等企業(yè)從事軟件產(chǎn)品開發(fā)、軟件工程實施、系統(tǒng)測試和移動WAP網(wǎng)站制作等工作的人才成為了急需人才，據(jù)最新行業(yè)統(tǒng)計，缺口在100萬左右�；谌瞬判枨�，軟件工程、計算機應用和通信工程等本科專業(yè)也就逐步發(fā)展出移動技術應用專業(yè)方向，或者叫移動互聯(lián)網(wǎng)及應用技術專業(yè)方向。
“移動應用軟件開發(fā)”是移動技術應用的重要專業(yè)方向限選課，課程教學目標是培養(yǎng)移動終端應用產(chǎn)品開發(fā)能力和測試能力。課程主要教學內(nèi)容是：移動智能終端硬件組成及結(jié)構、移動終端嵌入式操作系統(tǒng)、移動智能終端上應用的各種主流技術、移動應用軟件的設計開發(fā)流程和方法。預俢課程主要有：計算機基礎與C++程序設計、Java程序設計、嵌入式操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡通信、移動通信原理、語音信號處理、數(shù)字圖像信號處理等。
1.2 課程特點
概括起來，“移動應用軟件開發(fā)”課程主要具有以下特點：
1.知識內(nèi)容新。智能手機終端是伴隨新一代移動通信網(wǎng)絡出現(xiàn)的，因此它自身技術出現(xiàn)得比較晚，并且還處在不停的發(fā)展過程中。正因為如此，所以本課程直到2009年才在浙江大學等7所高校中首次開設[2]，目前，也只有不到30所普通高校開設該門課程。課程本身還處在建設與完善過程中，其教學規(guī)律還未完全掌握。
2. 知識涉及面廣。一方面手機開發(fā)平臺多樣化，主要有Sybian、iOS、 webOS 、Android、Linux、Windows phone7、Windows CE等，主流的有Google公司的 Android和蘋果公司的iOS等。其中，iOS相對來說性能穩(wěn)定，但由于其開發(fā)方式的密閉性，使用受限;Android是基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)，其顯著特性是開放性和服務免費[3]，它是一個對第三方軟件完全開放的平臺，開發(fā)者在為其開發(fā)應用程序時擁有更大的自由度，因而廣受歡迎并迅速占領了市場，所以在教學過程中普遍選擇Android作為開發(fā)平臺。另一方面，在學習移動應用開發(fā)技術過程中，需要多種知識，包括編程知識、通信知識、網(wǎng)絡知識、數(shù)據(jù)庫知識、信息安全知識等，特別強調(diào)的是，由于移動智能終端通常要處理多媒體業(yè)務，所以還應該掌握語音編碼、圖像/視頻編碼等信息處理知識。
3.工程真實性。一方面所開發(fā)的移動應用軟件都是和我們的日常生活密切相關的，體現(xiàn)出實用性，學生也能感受得到它的用處。這樣能提高學生學習積極性，激發(fā)其工程創(chuàng)新能力。另一方面開發(fā)的移動應用軟件都是一個個軟件工程，需要采用工程的觀念和方式來應對。
2 案例教學的必要性與可行性分析
從上述課程特點看，本課程知識新、內(nèi)容廣、工程性強，采用傳統(tǒng)的講授和演示教學方法，難以使學生在短時間內(nèi)接受紛繁復雜的知識;如果沒有工程實踐訓練，學生仍然不知道所學知識如何使用，不具備工程實踐能力。因此，這樣一門工程性極強的課程需要采用適應工程教育的教學方法，比如案例教學等可以和工程實踐緊密結(jié)合的新型教學方法。
工程類案例具有真實性、綜合性、完整性、啟發(fā)性和實踐性特點[4]。案例內(nèi)容具有知識遷移性，通過案例教學過程，可以達到預定教學目標，使學生獲取知識并提高能力。案例教學的實施過程是一個交流、討論、分析問題的過程，不是滿堂灌的過程，容易為學生所接受，也能促使學生主動學習�！耙苿討密浖_發(fā)”的每一個章節(jié)基本上是一個主題，都可以用一個案例來說明并實踐。案例教學在本課程中實施時，研討部分只提供一種實際工程的情境，用于討論軟件項目總體設計和難點問題的解決，實踐過程在實驗室完成或者在學生寢室完成(只需將開發(fā)平臺安裝在自己電腦上)，能延長實踐教學時間，提高課堂教學效率�？傊�，在本課程中實施案例教學是可行的。
3 案例教學實踐
3.1 案例準備
案例教學的前提是高質(zhì)量的案例。編制的案例可以來自教師自己的工程實踐、合作企業(yè)的實際項目，也可以是來自是相關書箱提供的案例，但要注意選擇，并進行適度修剪。所有案例級聯(lián)能覆蓋全課內(nèi)容，形成知識構建。具體案例要有一定規(guī)模，不是停留在舉例說明的水平，可以給學生思索、發(fā)揮的空間;案例通常應有多個知識點，一方面能覆蓋整堂課的教學內(nèi)容，也能涉及已學知識，起到鞏固知識的目的。比如多媒體開發(fā)一節(jié)教學內(nèi)容，實用的手機多媒體程序很多，側(cè)重點不一樣，綜合教學內(nèi)容后，設置的案例如表1所示。
表1 “多媒體開發(fā)”一節(jié)案例設計
案例名稱 音/視頻錄播機
程序功能描述 ① 實現(xiàn)音樂播放器、視頻播放器、錄音和攝像;
�、� 存儲音視頻文件;
�、� 上傳下載音視頻文件。
教學內(nèi)容 多媒體開發(fā)
教學知識點 VideoView類、MediaRecorder類、MediaPlayer類
鞏固知識點 數(shù)據(jù)庫存儲與訪問、網(wǎng)絡通信、Activity和Intent
3.2 實驗條件
“移動應用軟件開發(fā)”是一門工程性課程，需要在授課前進行一定的實驗與實踐設備平臺準備。主要設備內(nèi)容有：開發(fā)用計算機、開發(fā)軟件、 Android實驗箱、外圍設備模塊(包括手機射頻模塊、WIFI模塊、藍牙模塊、攝像頭模塊、GPS模塊、RFID模塊、單片機模塊、DSP模塊、 FPGA模塊、ZigBee模塊等)。因為移動應用程序主要訓練的是移動客戶端程序，為使開發(fā)的程序能得到驗證，教師要準備好相應的服務器程序。
3.3 教學過程
具體教學過程包括教師講解、課程討論、上機實踐和總結(jié)評價。仍然以多媒體開發(fā)一節(jié)的教學過程來說明。
1.教師講解
首先將案例項目列出，明確待開發(fā)程序的功能要求。再將智能手機中和本案例相關的通用程序進行演示，如錄音機、音樂、視頻、照相機等軟件，這些程序和案例程序雖相關但不一樣，放在這里演示，可以引起學生學習興趣，也可以給學生提供直觀的感受。
接下來，在演示程序中，找到對應的知識點的關鍵程序進行基礎性的講解說明，例如實現(xiàn)音頻及視頻的錄制的調(diào)用方法步驟說明如下：⑴創(chuàng)建 record()方法，調(diào)用MediaRecorder的start()方法錄制，同時使錄制按鈕失效，使停止按鈕生效;⑵創(chuàng)建stop()方法，調(diào)用 MediaRecorder的sttop()方法停止錄制;⑶創(chuàng)建error()方法捕獲異常;⑷創(chuàng)建setPath()方法，設置錄音文件的存儲位置;⑸創(chuàng)建setProperty()方法，設置MediaRecorder的屬性，包括用 MediaRecorder.setAudioSource()方法來設置音頻源，用MediaRecorder.setOutputFormat()方法來設置輸出文件格式;⑹創(chuàng)建setup()方法，使錄制按鈕生效，使停止按鈕失效;⑺為錄制按鈕添加單擊事件，調(diào)用play()方法錄制;⑻為停止按鈕添加單擊事件，調(diào)用stop()方法停止錄制;⑼當實現(xiàn)的MediaRecorder類完成音頻的捕捉后，調(diào)用release()方法。
在工科教學中，對新知識的學習，講解是必要的。但在講解過程中，要由淺入深、循序漸進，注意知識點的融合與比較，做到理論聯(lián)系實際[5]。
2.課程討論
案例教學的一個重要環(huán)節(jié)是課程討論，可以培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。在這一過程中，教師要注意引導，提示案例的“陷阱”所在，即技術難點和疑義問題。在本堂課中，主要疑義問題有：①同一界面，有多個子界面顯示，如何布局?②播放視頻時使用VideoView類和MediaPlayer 類有何區(qū)別?③登陸服務器以哪種方式更合理?④當針對通話狀態(tài)及播放音頻時的錄音、播放視頻時的錄像，如何解決程序狀態(tài)?程序之間如何聯(lián)絡?⑤以流媒體形式播放存儲的網(wǎng)絡視頻時，如何保障視頻質(zhì)量?
教師提出的討論問題也應該由易至難，先全局后局部。討論過程中，教師也不能放任自流，注意掌控討論方向。對舊知識點內(nèi)容提示為主，對新知識點內(nèi)容，可以再度講解、解釋。課堂討論時間是有限的，也不是必須解決所有問題，特別是一些需要學習新知識的問題，可以提出問題，給出解決問題的方向，列出參考書目，一些學有余力的學生可以利用課后時間來進行深層次的學習。在本堂課中，比如Android并不支持所有格式的音視頻的編解碼，對于一些特殊格式的音視頻的編解碼需要去學習相關知識，并用C++開發(fā)相應的庫函數(shù)，再由Jave通過JNI機制調(diào)用。
3.實踐與評價
工程教育不能停留在思辨階段，最終需要通過實踐來獲得知識和能力�！耙苿討密浖_發(fā)”是要開發(fā)應用程序的，一定要通過上機實踐來驗證自己的設計方案。簡單程序可以獨自承擔，綜合性的大型程序可以2-3人組成團隊開發(fā)。學生實踐過程中，教師只能給出指導性建議，而不是要求學生按標準性流程跟蹤完成，即所有的實踐要求是創(chuàng)新性完成。
實踐完成后，學生要提交總結(jié)性的實驗報告。雖然案例教學主張實施方案是無標準的，沒有統(tǒng)一答案，但教師還是可以根據(jù)學生在整個教學過程中的表現(xiàn)、完成程序效果、實驗報告質(zhì)量給出一個等級性的綜合評價。
4 結(jié)語
在“移動應用開發(fā)”這門課程中采用案例教學的方式，是一次有益的嘗試。讓教師在有限的課堂教學時間里講授更多的知識點，提高了教學效果;有效地解決了傳統(tǒng)教學中學生興趣低、參與性差，解決實際工程問題能力弱的問題，全面提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量，對移動技術應用專業(yè)方向“移動應用軟件開發(fā)”課程的教學和實踐提供了示范性方法。
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