课程提醒工具设计与开发

摘 要

　　随着智能手机的普及以及Android技术的推广，人们在此基础上开发出了各种各样的应用程序，并被运用于生活中的各个领域当中。在教育领域，应用程序也得到了广泛的应用，课程提醒工具就是其中较受欢迎的一款应用。学生可以利用课程提醒工具随时随地的查询课程表和教务信息，同时还可以设置上课提醒，以避免错过上课时间。

　　目前，大多数在校大学生都配备有安卓手机。在大学相对宽松的教学环境下，忘记上课，记不住课表，是很多学生的困扰。同时，学生也经常因为不关注教务系统而错过一些通知。因此结合随身配备的手机开发一款课程提醒的手机工具，可以大大方便在校学生查询相关课程和教务信息。通过对某高校教务系统的使用调研和详细分析，发现将教务系统里的课程信息进行挖掘存储是可行的，因此本文设计并实现了一款课程提醒工具，其主要工作如下：

　　本文首先介绍了课程提醒工具的开发背景，所需要的相关技术与开发工具。

　　并对该工具进行了详细的需求分析，根据分析结果设计了总体框架和数据库。依据总体框架体系，对工具的各个功能模块的设计和实现做了详细的阐述。

　　主要运用http网络访问以及对html页面的分析技术挖取学生课程信息，并通过SQLite轻量级数据库存储相关数据，通过一次抓取存储数据库长期使用的方式实现了课程展示，同时利用Android的闹钟技术，实现课程提醒的功能。其次利用在线抓取数据再展现的方式实现了对某高校网站的学生周知展示。在此功能基础上，本文又重点对工具的UI进行了设计，大大提高了该工具的用户体验。这款工具大大减少了同学们查看课程和学生周知的流程，只需打开该工具就能查看相关信息，而不需要进行大量的浏览器操作。

　　通过对工具进行测试发现，该工具使用画面流畅，功能齐全，利用http网络访问和SQLite存储技术以及相关安卓技术的结合，可以快速的浏览学生周知和学生课表，并且能够准确的根据学生选课情况进行定时提醒上课，可以充分满足学生使用的需求。

　　关键词：课程提醒；安卓技术；SQLite

Abstract

　　With the popularity of smart phones and the promotion of Android technology, people have developed a variety of applications on this basis, and have been applied to various fields of life. In the field of education, the application has also been widely used, the course reminder tool is one of the more popular application. Students can use the course reminders to inquire course and educational information anytime Anywhere, students can also set up class reminders to avoid missing class time.

　　At present, most college students are equipped with Android mobile phones. In the relatively relaxed teaching environment of the university, it is a problem for many students to forget the class and forget the schedule. At the same time, students often miss out some notifications because they do not care about the educational system. So combining a mobile phone App with a mobile phone, it can make it easier for school students to find relevant courses and educational information.

　　This article first introduces the development background of the course reminder tool, the related technology and development tools. And the detailed analysis of the tool is carried out. On this basis, the design and implementation of each function module of the tool are expounded in detail.

　　Through the research and detailed analysis of the use of the educational system of the school, it is found that it is feasible to excavate and store the course information in the educational administration system. So this article uses http network access and html page analysis technology to extract student course information, and through the SQLite lightweight database storage data for App use. This APP is mainly in two parts, one is using online crawl to show college students known of a university as the official website show, the other is showing of course, and taking advantage of Android’s alarming technology to realize the function of course warning. The APP greatly reduced the process of checking courses and student knows. It is simple for students to check courses and student knows by opening this App rather than a large number of browser operations.

　　Through the testing of tools found that this tool has complete functions and works fluently, by using of HTTP network access , SQLite storage technology and Android technology, students can quickly scan course information and student know. Students also can according to the course information to set an alarm for reminding the class regularly, which can fully meet the needs of students.

　　Key Words：Course Warning；Technology of Android；SQLite

　　随着信息时代的到来，学校的学习形式已经变得多元化，网络教学在现代教育机制中的地位不断的得到提高，成为了现代高校教学中不可替代的组成部分。网络教学以其广泛性、普遍性的优点已被现在的学生所接受。如今，在教育系统领域，从教育管理、学校后勤服务到教师教学、学生学习等都可以在计算机网络上得到实现，计算机网络给高等学校的教学工作带来了极大的便利。高等学校的网络教育已经形成了很大的规模，并且逐渐形成了依托于计算机网络的教学与管理系统，同时还吸引了社会资金不断投入到网络教育当中，进一步加快了高校信息化建设的脚步。随着高校招生规模的不断扩大，教务工作日益繁重，而信息系统技术可以实现教务管理、学业管理的自动化，显着提高了学校教务管理效率。

　　目前，各个学校为了提高同学们学习的积极性，在选课系统上提供了各具特色的课程供大学生进行选择，这一方法在激发同学学习热情的同时也会产生一些问题。首先，大学上课不像初中高中那样集中，上课时间比较分散，这样会出现同学因为忘记上课时间而错过的情况；其次，因为大学上课的教室不是固定不变的，有时连续两节课的教室会相隔很远，所以总会有同学忘记上课教室的具体地址或者将教室记混等情况发生，这时就不得不打电话求助同学，或者随身携带打印的纸质课表，这样非常不方便。

　　随着移动设备和信息技术的不断发展，人们日常使用的智能移动设备（手机、平板电脑）的价格在不断下降，功能也越来越强大，这使得智能移动设备更加的普及。在中国，几乎每个人都有一台到两台智能移动设备，其中有一个重要的原因是因为中国国产厂商的迅速发展，例如中兴、华为、小米、魅族等等，这在很大程度上加快了智能移动设备的普及率。根据国际数据公司（IDC）的市场研究分析，2014 年智能设备出货量将达到 17 亿台，其中中国、印度、巴西和俄罗斯的联合出货量将超过 6.63 亿台，市值达到 2060 亿美元，超过美国、英国和日本等发达国家的 4 亿出货量与 2040 亿美元的总市值[1]。除了国产厂商的崛起，开源的免费操作系统（如 Android）和移动设备硬件技术的发展（芯片技术、液晶显示技术等）也是移动设备价格降低的一个重要原因。

　　当前，智能手机随处可见，Android 智能手机具有性价比高、款式多样、界面丰富、开源等优势，在大学生中使用率较高。同时，随着移动设备的普及与性能的提高，大量的移动应用也应运而生，这些应用涵盖了社会生活的方方面面，给人们的生活带来了极大的便利。现在大学生几乎人人都有至少一台智能移动设备，在大学相对宽松的教学环境下，有不少同学会忘记上课的时间或地点，而且当教务系统有新的通知发布时，有不少同学不能及时查看到从而影响接下来的生活学习。为了提高了学校教务管理效率，进一步的提高了同学们的学习热情和主动性，设计一个基于 Android 的课程提醒工具已成为必然。通过这个工具，学生们可以随时随地的进行个人课程查询，掌握课程教师、上课时间与地点等信息，并且可以通过该工具随时了解学院最新发布的公告与通知。课程管理系统（Course Management System，CMS）是指具有组织、呈现、管理和评价课程内容与教学活动，促进师生之间交互等一系列功能的计算机系统，它能够帮助教师利用信息技术支持课程教学，构建促进有效教学的信息化环境。

　　相较于国内，国外的教育信息化已经实现了很多年，在计算机还没有大面积普及的时候，美国就已经将计算机辅助教学了。根据一调查数据，在 2006 年终，尽管在数字化校园的发展过程中出现这样或者那样的一些问题，比如数据标准和接口问题，并且信息标准上还不一致，然而随着技术的发展，还是有越来越多的高校建立“数字校园”，很多学生开始使用信息技术感受信息技术带来的方便性。目前，国外发达国家数字化校园建设已经进入到了一个崭新的阶段，各类数字化校园应用包括多媒体技术，在线学习，虚拟现实，在线考试等已经得到了广泛应用[2]。智能课程提醒工具作为数字化校园的一部分，也有了一定的发展。

　　Google Calendar[3]是一款免费的日历软件，它可以用来记录生活中发生的一些重要的事件，例如上课、聚餐、生日等等。作为最传统的时间管理 App，受到了国外很多学生的青睐。学生们可以设置各个学期中各种考试、作业、投稿截止日期的提醒，同时可以随时随地查询，帮你合理规划时间。但相比专业的课程提醒 App，在记录课表方面还是有所欠缺。

　　iStudiez Pro 相比于 Google Calendar 而言是一款更专业、设计更华丽的课程管理软件，能够帮助你合理的分配时间，安排近期的计划，同时能及时的跟踪提醒计划的事件。用户可以定制自己的课程表，记录实验和会议的地址时间。除此之外，用户还可以记录每一门课程布置的作业以及每门作业的完成情况。

　　Handy Timetable 是一款专注于功能的课程表应用程序，设计简单，方便用户使用。其直观的界面让用户对课程表的内容一目了然，此外还加入了记录课程笔记和记录各课程作业、考试日程的功能。相比其他课程表软件，Handy Timetable可以通过区分单双周来编辑两种不同的课程表，并将编辑好的课程表通过电子邮件等社交软件分享给其他用户，或者将课程表转换成图像储存到相册中。

　　Class Timetable 是一款不仅仅可以记录课程信息，同时还可以添加每周活动安排的一款软件，同时该款软件具有丰富的色彩选择，用户可以自行选择不同的颜色来区分不同的课程，使得用户可以更加准确、快速的确定接下来所要上的课程，减少看错课表的情况发生。My Study Life 是一款专业的课程表应用程序，除了可以记录课程外，还可以添加任务、复习计划和考试时间等，其次可以按照固定课程或者轮换课程灵活的设置课程表，提高了软件的自定义程度。在设置作业复习任务时，还可以手动设置已完成的比例，同时可以与添加的考试计划相互配合来调整复习的进度安排。

　　除了手动设置课表，一些学校还支持自动导入课表。在国内，“数字校园”在近几年才逐步兴起，各高校相继开展建设，发展迅速。近年来，随着社会信息化程度的提高和我国教育体制改革的深入，数字化校园建设越来越受到重视，各高校纷纷搭建自己的信息高速公路，推进校园网络的发展。目前市场上存在的课程提醒应用当中，其主要的功能就只有根据课程表来对学生进行相应的提醒功能，而没有与学校教务系统实现消息同步的功能。

　　超级课程表[4-6]是一款面向大学生的兼有课程表提醒与校园社交功能的应用。用户能够授权该应用登录到学校教务系统中来获取该用户的课程信息（上课时间、上课地点、授课老师），同时也可以用户手动添加课程。用户还可以在同一门课程的空间内相互讨论和分享关于该门课程的知识、课程笔记和相关资料等。除此之外，因为具有社交功能，所以可以通过该应用结识具有同一门课的同学，方便同学之间交流。

　　课程格子[7,8]也是一款针对大学生开发的课程表与学习安排的应用，目前课程格子已经覆盖了全国 3000 所高校的包括 1000 万节课程。与超级课程表相比，它除了基本的课程表管理和网络社交功能外，还增加了考试倒计时与复习计划安排等功能。课程格子可以通过三种不同的方式来制作课程表，除了手动输入和从教务系统导入之外，还可以复制同学的课程表，这样省去了不少自己手动输入的时间。

　　文献[9]对传统的单一的课程表查询和提醒系统进行了改进，除了基础的课程表设置、查询和上课时间提醒这些基本功能外，还加入了事务查询功能。移动手机终端通过 GPRS 方式与服务器端进行连接，对各项教务教学活动进行实时查询。

　　同时通过实际测试，该系统能够达到预期的目标。苗广雁[10]等人设计了一款可以让用户自定义课程表，编辑课程信息的大学生课程表应用软件。该软件界面通过表格布局实现，用户可以通过点击某一门课程来显示课程名称、本门课程的相关简介和上课时间等信息。同时用户也可以选择观看该门课程的相关视频资料，能够让用户在短时间内了解到该门课程的基础信息，为选课提供帮助。文献[11]利用 Java 技术实现了手机移动课程表查询系统，该系统通过 MIDP开发包完成了系统的整体界面设计，对系统中各个按键设置了相应的事件响应，完成相应的操作。同时对系统存储数据特点进行了分析，实现了系统数据库的设计与实现。主要针对日期型数据做了特殊的存储设计，实现了数据之间的一致性。通过实际测试，该系统能够实现预期的各个功能。

　　课程提醒工具系统设计：

课程提醒应用的整体框架 UI（学生周知 UI）

学生周知详情

课程表（左）和课程详情页（右）

设置（左）和登录页面（右）

目 录

　　摘 要
　　Abstrac
　　第 1 章 绪 论
　　　　1.1 选题背景及意义
　　　　1.2 国内外发展现状
　　　　1.3 研究思路与方法
　　　　　　1.3.1 研究思路
　　　　　　1.3.2 研究方法
　　　　1.4 本文结构
　　第 2 章 相关技术
　　　　2.1 Java 编程
　　　　　　2.1.1 Java 的历史介绍
　　　　　　2.1.2 Java 工作原理
　　　　2.2 Android 基础
　　　　　　2.2.1 Android 简介
　　　　　　2.2.2 Android 版本
　　　　　　2.2.3 Android 功能
　　　　　　2.2.4 Android 的四大组件
　　　　　　2.2.5 Android 的架构
　　　　2.3 Android 里的 Java 编程
　　　　　　2.3.1 Android’s Dalvik Java 和 Java SE 的对比
　　　　　　2.3.2 Android 的内存管理和分配
　　　　　　2.3.3 注意事项
　　　　2.4 Android 里的多线程
　　　　2.5 Android 应用程序架构
　　　　2.6 SQLite 数据库
　　　　2.7 小结
　　第 3 章 课程提醒工具的需求分析
　　　　3.1 功能需求
　　　　3.2 基本的 UI 设计需求
　　　　3.3 用例分析
　　　　　　3.3.1 参与者定义
　　　　　　3.3.2 用例定义
　　　　3.4 性能需求
　　　　3.5 可靠性需求
　　　　　　3.5.1 容错需求
　　　　　　3.5.2 安全性需求
　　　　3.6 具体应用环境
　　　　3.7 系统目标
　　　　3.8 小结
　　第 4 章 系统设计
　　　　4.1 基本的页面设计
　　　　4.2 数据存储
　　　　　　4.2.1 SharedPreferences 数据存储
　　　　　　4.2.2 SQLite 数据存储
　　　　4.3 三个主要模块的自定义 View 的详细设计
　　　　　　4.3.1 TabNewsView（学生周知）
　　　　　　4.3.2 TabScheduleView（课程表）
　　　　　　4.3.3 TabSettingView（设置）
　　　　　　4.3.4 其他相关页面的详细设计
　　　　4.4 网络数据抓取模块的详细设计
　　　　4.5 提醒功能的详细设计
　　　　4.6 小结
　　第 5 章 系统实现
　　　　5.1 项目工程结构
　　　　5.2 UI 效果实现
　　　　　　5.2.1 主体框架的实现
　　　　　　5.2.2 学生周知模块相关页面的实现
　　　　　　5.2.3 课程表模块相关页面的实现
　　　　　　5.2.4 设置模块相关页面的实现
　　　　5.3 网络抓取数据功能实现
　　　　　　5.3.1 课程信息的抓取
　　　　　　5.3.2 学生周知信息的抓取
　　　　5.4 小结
　　第 6 章 系统测试
　　　　6.1 测试原则
　　　　6.2 测试目的
　　　　6.3 功能测试用例
　　　　6.4 性能测试用例
　　　　6.5 测试结果及分析
　　　　6.6 小结
　　结 论
　　参考文献
　　致 谢

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