摘 要

当今社会，信息技术高速发展，随着互联网的普及，当前课堂教学内容变得更加丰富多彩，对课堂上教师与学生之间的互动提出了更高的要求。传统的课堂教学一直以来都存在很大的局限性，比如：教学方式比较单调、与学生互动明显不足、对学生学习情况不够了解。我们开发基于智能手机的课堂互动系统就能够极大的丰富教学内容，在很大程度上弥补传统教学的缺陷，能极大地提高学生的学习兴趣，让他们以更大的热情投入到学习之中。

本次毕业设计是要开发一个基于Android的课堂互动系统,本系统中有两个角色：老师和学生，主要功能有：上课签到、课堂课后作业、发布课件和论坛讨论。本系统中老师可以发布相应课程的签到，以发布点为圆心，五十米以内的选课学生可以进行签到；老师可以以上传附件的形式发布课堂课后作业或上传课程相关资料；在论坛讨论区，所有用户可以随意发言，对相应问题进行讨论，极大地提高了课堂互动。

该系统的设计主要通过go语言和Java语言来实现，数据库用mysql进行管理，通过http协议进行服务器与客户端之间的通信，整个系统采用MVC设计模式，服务器采用beego框架，最终实现所需要的所有功能。经用户体验与测试所有功能均能正常运行，说明该系统具有比较强的实用性。

关键词：课堂互动；Android；MVC；beego

Abstract

In today's society, information technology develops fast. With the popularity of the Internet, current classroom teaching content have become more colorful, and increased demand for interaction between teachers and students in the classroom. Traditional classroom teaching has always been very limited, such as: the teaching method is relatively monotonous, insufficient interaction with students, insufficient understanding of student learning. Our development of a smart phone-based classroom interaction system can greatly enrich the teaching content, to a large extent make up for the shortcomings of traditional teaching, can greatly improve students’ interest in learning, and let them devote more enthusiasm to learning.

This graduation design is to develop an Android-based classroom interactive system, there are two roles in this system: teacher and student; the main functions are: class attendance, publish classroom work, upload courseware and forum discussions. Teachers in this system can post check-ins for the corresponding course, focus on the publishing point, fifty meters or less students can sign in; Teachers can publish class assignments or upload course related materials in the form of upload attachments; In forum discussion area, all users can speak freely, discuss the issue, greatly improved classroom interaction.

The design of this system is mainly realized through go language and Java language, database management with mysql, using the http protocol for communication between server and client, the entire system adopts the MVC design pattern, the server uses a beego framework , and finally achieved all the required functions. All functions can operate normally through user experience and testing, explain that the system has strong practicality. Explain that the system has strong practicality.

Keywords: class interaction; Android; MVC; beego

目录

第1章 绪论 1

1.1 项目背景 1

1.2 课堂教育现状 1

1.3 基于智能手机的课堂互动系统对教学的帮助 2

1.4 课堂互动系统的国内外研究现状 3

1.5 本次毕业设计主要内容及章节安排 3

第2章 主要使用的技术和工具 5

2.1 Android及其使用 5

2.2 主要开发技术 6

2.2.1 Java文件读写 6

2.2.2 Go语言 7

2.2.3 Volley框架 7

2.2.4 MVC设计思想与Beego框架 8

2.2.5 Beego的orm模块 9

2.3 开发前环境搭建 10

2.4 本章小结 10

第3章 课堂互动系统整体设计与功能 11

3.1 整体设计 11

3.1.1 需求分析 11

3.1.2 设计思想 11

3.1.3 系统功能设计 13

3.2 客户端实现 13

3.2.1 注册 13

3.2.2 登录 15

3.2.3 点名 15

3.2.4 作业与课程附件 16

3.2.5 论坛 17

3.3 服务器端实现 17

3.4 本章小结 19

第4章 系统使用体验 21

4.1 系统使用及功能测试 21

4.2 系统使用及测试结果 25

4.3 本章小结 25

第5章 总结与展望 26

致谢 28

参考文献 29

第1章 绪论

1.1 项目背景

当今社会，随着信息技术和信息产业的不断发展，特别是移动互联网的广泛应用，智能手机已经深入到我们日常生活之中，为我们的学习和生活提供了极大的便利。近些年来，移动设备上的软件开发和应用已经成为了信息产业发展中的主流行业，随着各种各样像GMS、GPRS、CDMA2001x、IEEE802.1lx这类的无线协议产品成功的运用到商用运营之中，便产生了各种各样的移动设备，也更加丰富了我们的日常生活，与此同时，也使得传统教育理念受到了极大的冲击。在这样的情况下，社会各界开始广泛关注基于移动设备的课堂学习研究。基于智能手机的课堂互动可以让教师更加确切的了解学生的学习情况，让学生更多的参与到教学活动中来，让学生能够随时随地进行学习和互动，很大程度上解决了传统教学中存在的死板、枯燥等问题。随着社会的进步，科技的发展，我们这个社会对人才的需求量越来越大，要求也越来越高，所以教育方式和方法也必须随着社会的进步而进步，要顺应社会对人才的需求。因此我们急需提升教育水平，开发新的教育模式，所以基于智能手机的课堂互动教学便由此产生。本次课程设计便是基于智能手机的课堂互动系统的设计开发，通过智能手机APP来实现学生与老师之间的交流。

1.2 课堂教育现状

传统教育主要是通过教师在课堂上面对面与学生交流来进行知识的传授，主要是以板书的形式，基本都是以教师讲述为主要方式，而学生则都是被动的去接收老师所灌输的知识。虽然现今已经引入了投影仪、PPT等各种新的方式，但是还是依然存在教学方式是“传递——接收”式的，老师在更多情况下是课堂的中心，学生则处于被引领的被动地位。传统教育中老师直接给学生传授了整个知识结构框架，但是学生到底能接收多少老师却不得而知。而基于智能手机的课堂交互系统这能加深学生与老师之间的交流，让学生和老师之间的相互了解更进一步。并且和谐、互动的师生关系有利于提高学生的学习兴趣，进而能提高课堂授课的效率，对于提升学生的知识水平有巨大的作用。

如今，传统的授课方式是教育界存在的一个很大的问题。传统授课方式已经明显落后于时代，不能满足于当今社会对于人才的需求。说到底，传统教育就是只传授了僵化死板的知识，而不重视学生综合能力的提高。教学模式总体比较单一，学生的创新性思维和创新能力都得不到提升。课堂上知识的来源这主要是课本，并且几乎是以老师的填压式授课为主，最终导致学生缺乏独立思考的能力，对知识的掌握非常死板，不会灵活运用。到面对考试的时候，几乎完全靠临时的死记硬背，并没有对所学知识有一个彻底的理解，没有形成自己的知识框架。传统的教学方式中老师与学生的交互完全不足，不能很好地了解学生的学习情况，从而也没办法针对学生的掌握情况进行针对性教学，查漏补缺，提升课堂学习的效率。授课本应该是一个相互的过程，是老师和学生在相互交流沟通中提升自己，而不仅仅是单方向的灌输。当今社会，我们需要的更多是创新型的人才，然而传统的教育模式却很少能培养出这样的人才，甚至会遏制很多人的创新能力。所以，我们可以很明显的看出，传统教育既不能满足学生自身发展的需要，也不能满足社会对人才的需求。所以传统的课堂存在着很大的问题，而改进这一现状则是本次课程设计的初衷。

1.3 基于智能手机的课堂互动系统对教学的帮助

智能手机的产生给了教育发展一个新的契机，特别是在如今智能手机的普及程度已经非常大的情况下，基于智能手机的课堂互动系统可以在很大程度上弥补传统教育所存在的不足。互联网技术还在不断地发展，而便随着其发展，基于各种移动设备的互动式教育已经成为了现今教育界的一个新的研究方向。基于智能手机APP的互动式教学继承了互联网的优势，信息传输快，互相交流便捷，极大的提高了学习的灵活性。如今我们怎样才能更好地将互联网技术、移动通信技术与在生活中广泛使用的智能手机相结合，并以此来推动课堂教育的进一步发展，这已经成为了现代教育发展的重要方向之一，是我们必须重视的研究领域。

当今社会，智能手机的普及程度可以说几乎到了全名使用的程度，我们研究基于智能手机的课堂互动系统，使用起来将会非常便捷，前景将会非常广阔。将智能手机APP应用于教学之中，将加深老师和学生之间的交流互动，并且是的交流不仅限于学生和老师之间，也不仅限于课堂之上的面对面交流，而是老师和同学们之间可以在任何时间、任何地点针对相应问题进行讨论。这样同时也使得学习将不再仅仅存在于课堂的45分钟，让学习变得更加方便和灵活。

以下简述基于智能手机的课堂互动系统的优点：

1、智能手机已经应用到了我们的日常生活之中，且普及程度很大，学生和老师都可以直接用自己的智能手机下载相应的APP来当作我们课堂互动系统的设备。

2、智能手机应用于课堂可以提高课堂的交互性，可以让那些在课堂上羞于表达自己的学生更多的参与到教学活动之中，并且老师也能够通过手机上的信息反馈更好的了解学生们的学习情况，从而有重点的进行针对性教学。

3、课堂互动系统同时还能便于老师的管理，其点名和课堂作业板块能够让老师更加方便的管理学生的学习活动，同时安排自己的教学活动。

4、将智能手机应用于教学之中，其最显著的优点便是其灵活性。有了基于智能手机的课堂互动系统的加入，学习将不再仅仅局限于教室以及课堂时间，学生可以在任何时间、任何地点完成学习任务，并于老师或者同学交流。

1.4 课堂互动系统的国内外研究现状

基于移动端的课堂互动学习方式最早发源于欧美发达国家，随着时间的推移，社会不断进步，如今这种基于智能终端的教育形式已经逐渐趋于成熟，在国内也同样作为今后教育发展的主要放开始进行了一系列的研究。在此我们了列举一些国内外比较著名研究：

1、英国Kingston大学的“ 短信息服务系统”

将移动终端的短信息服务应用于教学实践中是该系统的主要研究目的。可以将考试成绩和学校的通知公告等重要信息都通过短信的方式传达给学生，便于学生了解自己的学习状况和学校的一些重大事件。这种短信互动方式在实践中取得了意想不到的应用效果，引起了国际上众多学者和教育行业人群的关注。

2、欧洲、以色列和瑞士等国家地区的“MOBLLEARN项目”

如何人性化地设计和使用移动设备是MOBLLEARN项目主要研究目的：移动流媒体的传输、内容监控工具、参与对象如何在移动环境中进行很好的交流合作和学习等。

3、北京大学的“基于短信的移动教育系统”

北京大学于2001年12月在短信及串口通信的基础上研发了一套基于短信的移动教育系统。该系统以短信的方式实现师生之间的及时交流、资源的分享和信息的传递等，移动学习的效果得到了一定程度的实现。

目前，在对课堂互动系统的研究之中，大多数都还是基于Clicker的应用研究。但是，使用这种课堂互动系统，不仅要支付比较昂贵的设备采购和维护费用，而且还有着不能重复使用、应答器数量有限、空间位置限制等很多不可避免的问题。本研究就是针对现存的课堂互动系统存在的不足，充分利用教师和学生手中的移动智能手机等移动设备作为移动终端，设计一套既适应网络化学习环境，又克服传统的课堂互动系统的缺点的方便而且经济实惠的课堂应答系统。如何能在减轻校方购买教学设备经济负担的同时让大多数的学生能真正参与到课堂教学活动中来，是我们研究基于智能手机课堂互动系统的根本目的。

1.5 本次毕业设计主要内容及章节安排

本次毕业设计将基于Android平台，设计一款课堂互动系统，需要开发教师端和学生端的应用程序，实现课上签到、课上作业、课程资料、互动讨论等功能，用于实际互动教学，提高教学效率。

课上签到模块：数据使用Mysql进行数据库管理，包括学生学号、学生姓名、学生性别等信息，提供图形化的菜单功能。学生端可以在老师发起签到行动后进行签到，教师端可以发起签到。本系统利用智能手机自带的GPS功能，在方圆50米以内能进行签到。

课后作业与课程资料模块：教师端可以以附件的形式上传课后作业和课程资料；学生端则是可以下载附件进行学习并完成作业。

课程讨论区模块：该模块教师端和学生端都可以发表自己的观点，可以针对一些问题进行讨论，不受时间和地点的局限，实现了网上自由讨论的功能。

整个系统分为手机客户端、系统服务器和数据库三部分。手机客户端采用Android系统。手机通过HTTP协议与服务器连接，用户通过Android手机发送请求。后台服务器采用Beego框架搭建，用go语言进行开发。Android客户端利用Eclipse集成开发工具配合ADT、Android SDK等插件，采用Java语言编辑完成。

本次毕业设计论文章节安排如下：

第1章：本章对本次毕业设计项目的背景、意义、国内外研究现状以及大致内容进行简要说明。

第2章：本章对本次毕业设计主要使用的软件工具和技术手段进行了简要说明，包括开发所使用的主要技术、框架和设计思想。

第3章：本章对本次毕业设计整个项目从总体结构设计到各功能的具体实现进行了详细说明。

第4章：本章对本次毕业设计所设计的APP各功能进行了用户测试，对各部分UI界面进行了展示和说明，并对测试结果进行了分析和总结。

第5章：总结与展望，对本次毕业设计进行了系统性总结，提出了项目的部分不足和改进点，并对项目的发展前景做出了相应展望。

第2章 主要使用的技术和工具

2.1 Android及其使用

Android是专门为移动设备开发的系统平台，其中包括操作系统、中间件和核心应用等^[1]。Android是运行在Linux Kernel之上的系统，其中包括安全(Security),存储器管理（Memory Management），网络堆栈(Network Stack)和驱动程序模型（Driver Model）等。进行Android开发，即在相应开发环境中编写对应的程序后，生成以APK为后缀的文件，这便是Android程序安装包，将生成的APK文件下载到Android手机中，就可以直接在该手机上安装相应的应用程序。Android平台自底向上由以下四个层次组成：Linux内核层、Android运行时库和其他库层、应用框架层、应用程序层^[2]。Android是基于Linux系统之上的一款手机操作系统。Android系统中包含了很多基于C/C 的集成库， Android系统中的各种组件都可以调用这些库来完成一定的功能，开发者则可以进一步利用一些特定的框架来加载这些库，并用于他们的应用开发之中，从而实现Android应用程序的开发。

Activity ，Service，ContentProvide，BroadcastReceiver是我们所熟知的Android系统四大组件，这四大组件是Android核心组件具有非常重要的作用，所有这些核心组件都是由Android系统进行管理和维护的。如果我们要进行Android开发，我们则必须要非常详细的了解这些组件，并对其生命周期非常熟悉，以下我们对Android的四大组件进行简单地介绍：

1、Activity：我们都知道Activity的中文意思是活动，但是在Android系统中Activity确是代表着手机的一个显示屏幕或者是平板的一个显示窗口，简单的来说，一个Activity便是一个单独的界面，为用户提供了可视化界面。一般情况下，我们用Activity处理与UI有关的业务，里面包含了用户处理的事件，同时也包含了各种界面元素，一般用来作为联系用户和应用之间的交互窗口。Activity从其创建开始到其被销毁所执行的一系列的过程便是我们所说的生命周期，而我们通过对其内部逻辑的研究发现，为了保持各个界面的状态，我们必须非常Activity的周期方法，并依此设计一些跳转的逻辑，从而满足各种要求。

2、Service：简单地说，我们可以认为Service便是不需要界面交互的Activity，相当于是Activity的一种补充，它不需要可视化界面与外界进行联系，可以一直运行在后台，通过通信使得Activity进行相应的UI操作。Service服务层完全独立于系统,外部系统不需要关心其内部实现,只需要获取代理实例即可^[3]。其他的组件能够和一个Service相关联，随后通过调用远程服务器上的数据来调用这个方法^[4]。Service通常可以分为两种类型：started和bound，前一个应用程序组件是通过调用startService()方法来启动的服务，后一个应用程序组件则是通过调用bindService方法直接绑定到服务。前者由于是组件调用startService()而启动的服务，所以当服务器是处于这种状态下时，它的生命周期是完全跟启动它的组件没有关系的，不管启动它的组件是否被销毁，它都会在后台不断地运行下去，除非使用stopService()使其停止。而后者因为是将调用者直接和服务绑定了，所以只要调用者不在了或者被销毁了，服务都会立即停止。

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