高校Android编程教材设计

摘 要：分析国内已有Android编程教材,指出高校Android课程必须掌握的知识,结合高校课堂教学特征,提出在建构主义相关理论指导下高校Android编程教材的结构和编写要点,阐述《Android应用开发教程》教材的特点和优势.

关 键 词：建构主义；Android编程；教材设计

0、引言

近年来,我国移动互联网迅猛发展,智能手机用户数量连年上升,已近4亿,其中,Android手机市场占有率超过80%,移动软件开发人员需求旺盛,因此许多高校开始尝试开设Android相关课程,但是,各高校普遍存在师资缺乏、适用教材难寻等问题.

教材作为体现教学理念、教学内容、教学要求、教学模式的知识载体,在教学过程中起着引导教学方向、保证教学质量的作用,因此,符合高校课堂教学需求的教材非常重要.目前已有的Android相关书籍大部分是技术参考书、培训用书或经典案例教程,大多不符合高校Android相关课程的教学需要.

Android编程课程重基础与实践,而且教学课时短,强调“师傅引进门、修行在个人”.建构主义认为,学习不是通过教师传授而来,而是学习者在一定的情境,即社会背景下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得的.它要求学生用探索法、发现法来建构知识,强调学习中的互助合作,要求学生主动收集和分析有关的信息和资料,对所学的内容进行建构.这一观点非常符合高校Android课程的教学特征,因此可以尝试从建构主义视角去分析和设计Android编程教材.

1.国内Android图书现状分析

1.1Android图书出版情况

笔者于2014年1月在当当网以“Android”为关键字对相关书籍进行搜索,共搜索到288本（有些Android书籍可能未在当当网上销售）,其中2009年出版的仅有7本,2010年出版的有22本,2011年出版的有54本,2012年出版的有113本,2013年出版的有92本,可知近两年出版的Android书籍很多（见图1）.

根据书籍主讲内容,我们可将288本书分为以下7类：Android应用开发入门、Android手机游戏开发、Android案例开发教程、Android手机操作、Android高级编程（如网络编程和3D编程等）、Android系统原理与内核、Android安全.其中,Android应用开发入门与Android手机游戏开发书籍居多,与人才市场上Android应用开发工程师和Android游戏开发工程师需求量相符.

根据内容介绍、目录以及编写体例等内容,图书可分为以下5类：①技术人员根据自己的开发经验和成果总结成的学习笔记或技术手册；②培训机构根据培训实践在培训讲义基础上整理的培训教材；③详细介绍经典案例的案例教程；④国外优秀Android书的翻译本或改编版；⑤高校教师设计和编写的教材.这些图书以面向就业、自学、培训导向居多,由教学经验丰富的高校教师根据高校培养目标和教学特点设计的面向高校学生的教材则非常少.

此外,封面上明确标明各级各类规划教材或系列教材的不到30本,说明多数教材为零散行为.从图书篇幅来看,技术手册、培训教材、案例教程篇幅往往较长,在500页左右,而高校教材的篇幅大部分在300页甚至200页以内.

1.2Android教材内容分析

笔者选取了10本Android应用开发入门教材（见表1）进行比较,以确定Android应用开发入门所需掌握的知识点,选取时主要参考以下4点：①封面标明XXX规划教材或XXX系列教材；②多个出版社出版的；③尽量最近出版；④销量比较大的（如已改版）.

表2所示为10本教材在所含知识点、教材阐述方式（如是否包含综合示例、章节小结和课后练习等）的统计.由表2可知,Android应用开发入门必须包含Android环境搭建、Android界面设计、Android事件处理、Handler消息处理等Android的四大组件,以及Intent、Android中数据的存储等知识点,而简单图形图像、Android资源介绍、网络编程、多媒体编程、游戏开发、NDK开发、位置怎么写作和地图、综合示例等可作为拓展知识,让学习者进行选择性的学习.

Android课程现有教材存在两种倾向：一种是过分强调实践,教材中详细列出了各个操作的步骤,缺乏必要的理论、原理的介绍,大部分学生根据教材讲解能够完成案例、实现功能,却不能举一反三,这种教材随着Android技术的更新与发展很容易被淘汰；另一种是过分强调理论的系统性、逻辑性,而忽视了实践能力培养,教材中详细列出了各个知识点的作用或功能说明,学生可以对Android有大致了解,明白如何做Android开发,但是要具体开发某个示例时,却无从下手.

由于Android编程是一门实践性、应用性非常强的新课程,理论与实践间需要有效平衡,因此有必要分析Android课程的特点、结合高校教学特色,探索和设计一本符合高校教学要求的Android优秀教材.

2.Android编程教材设计

2.1教材设计理念

Android编程是Android应用开发的入门级课程,除了要讲解Android应用开发理论基础,培养学生Android应用开发基本技能,更重要的是教会学生学习Android编程的方法,养成规范的代码编写习惯,为后续Android高级应用开发学习打好基础.因此,在教材设计时,理论与实践要对半分,理论部分本着常用、实用、够用原则来编写,实践部分注重运行效果、功能的分析,通过设问引发学生的思考.在教材中只列出一些关键代码,完整的功能实现则由学生自主完成.

高校课程教学与社会培训集中授课不同,具有课时少、间隔长、课堂教学内容有限、对学生课后要求不高等特点.通常,一门课程一个星期只上一次.若想让学生在有限的时间内学好课程,就需要激发他们的学习兴趣,让其主动地进行课后学习.因此教材中教学示例的选取要尽可能贴近学生生活,让学生在生活中再次遇到该情景时,会自然联想到课上所学的知识,有助于知识的迁移与巩固.教材中应多引导学生进行思考与讨论,只有学生积极参与课堂学习,印象才会深刻；同时,教材中应有明确的教学目标、清晰的知识结构图、简练的章节小结,以方便学生掌握重难点和复习.除此之外,教材设计时,还需注意学生的个性化需求,内容要有层次性；教材内容要与时俱进,基于最新版本,以市场需求为导向；教材篇幅要适中,以免给学生带来畏难情绪.

2.2教材体系结构设计

通过前面的分析,我们已确定Android编程必须包含的知识点以及一些可选的知识点,考虑到可选知识点之间相对独立、高校教学课时有限、教材篇幅不宜过长等问题,没必要将所有可选内容都放到教材中.根据市场需求和知识使用的频率,最终选取的可选知识包括简单图形图像、网络编程、位置怎么写作和地图、综合示例.对于相同的知识点,不同的教材组织顺序会有所不同,但有些知识点之间有严格的先后关系.知识点间的关系如图2所示.

组织教材内容时,主要参考知识点间内在的先后联系、知识点的难易程度以及知识点的使用频率.综合考虑教材单个章节的内容不宜过多（如将Android界面设计分为Android界面编程基础和Android界面编程高级两章）,知识对比学习（如将数据存储之SharedPreference、数据存储之文件存储、数据存储之SQLite数据库等合为一章）等因素,最终将教材分为三大部分：基础入门篇、技能提升篇和专题教学篇.

基础入门篇主要讲解Android编程最基础的知识,如界面设计、事件处理等.通过该部分的学习,学生能够设计出一些简单的手机软件界面,对手机软件有一个视觉感官体验,但不涉及业务逻辑处理,处于设计阶段.

技能提升篇主要讲解Android比较核心和特色的内容,如Android的四大组件、Android的数据存储等.通过该部分内容的学习,学生将对Android应用程序的开发步骤和执行原理有一个比较深的领会,能够自主开发一些有一定功能的应用程序.这部分的学习会经常设计业务逻辑代码,进入编程阶段.

专题教学篇主要是对Android应用开发中的高级部分进行专项学习,如网络编程、位置怎么写作等.这部分内容学生可根据兴趣以及实际需求进行选择性地学习.通过该部分内容的学习,学生将对某一块Android应用开发非常熟练.

教材设计时,考虑到学习者的个性化特征,可以将知识有针对性地分为基础、进阶、高级等,并在教材中给出明确标记,使不同层次、水平的学生都能够从教材中学习到相应的技能.同时,作为一本教材,学完每一章内容后,应及时进行总结,让学生从众多知识点中把握重难点,梳理知识点之间的逻辑关系.还应对学生所学内容进行形成性评价,以便及时获取学生的掌握效果,帮助教师调整教学方案和教学进度.因此,每章除了教学内容外,还包括章节小结和课后习题.Android手机编程教材最终的目录安排如表3所示.

2.3教材章节内容设计

教材每章内容包括：本章要点、本章知识结构图、本章示例截图、本章概况、知识点介绍、示例效果演示、示例界面分析、示例程序结构分析、关键代码展示、注意事项、问题与讨论、本章小结和课后练习.章节内容组织顺序如图3所示.

“本章要点”部分简要概括本章包含的知识点以及需要达到的目标,学生带着目的去学习,更能抓住重点；“本章知识结构图”部分则通过图解展现各知识点间的逻辑关系,一目了然,方便读者课后复习和回忆；“本章示例截图”部分展示本章将要实现的案例效果,给学生直观印象,使之明白学完本章内容后,能够做什么,吸引学生注意力；“本章概况”部分则用文字描述本章的主要内容,与前面所学知识点之间的关系,以及这些内容有什么作用、能够干什么、有哪些应用.“知识点介绍”部分讲解各知识点功能、如何使用等；接着通过一个具体的示例将相关知识点关联起来.示例设计以贴近学生生活实际、实用为原则,尽可能将前面所学内容添加进来,以方便学生复习、巩固.首先是“示例效果演示”,展示示例运行的效果图,以及用户操作后相关界面变化的效果图；然后用图解法对这些效果图的界面进行分析,使读者明白界面具体是如何实现的；接下来即可进行代码的编写.但教材不是视频,视频教学可以手把手教编写代码,而教材更多是教如何阅读已有的代码,它是一个展示代码的载体,应注重代码整体结构分析,使学生快速了解该程序包含哪些文件,每个文件的作用又是什么,使学生明白其原理,启发学生思考,而不应只列出长长的代码,让学生立即钻入代码实现的细节中,机械地记忆代码.

了解程序结构之后,下面就是对一些比较关键的代码进行详细说明.教材中不宜列出所有的代码,一方面容易使教材篇幅过长,另一方面不能为学生留下思考的余地.代码的表现形式要方便读者阅读和教材自身描述,主要采取以下措施：①显示代码所在文件的相对路径,方便学生快速定位；②对于部分关键语句给出必要注释；③为每行代码添加行号.即使关键代码也要符合代码编写规范.程序的完整代码可共享在网站上,由学生自由下载.学生通过书上给出的代码并不能运行得到结果,需要根据自己的理解,把代码补充完整,这也符合维果斯基的“最近发展区”理论.学生通过自己的努力实现效果,提高其成就感,确实做不出来时也可以下载和参考给出的代码,与之比较存在哪些差异,这也是一种提升的手段.

“注意事项”部分主要提示代码中一些容易出错的地方、程序运行中可能会出现的问题以及一些编码规范要求说明,在教材中以加粗、下划线或对话框的形式引起学生注意.同时对程序中的一些关键步骤和问题引发学生讨论,例如不这么做可不可以?如果要添加一个功能,怎么实现等.通过这种方式启发学生思考、课后实践、举一反三,促使学生知识的迁移.

“本章小结”回顾本章所学知识,突出本章的重点和难点,帮助学生梳理、复习所学知识.最后是“课后练习”,既包括基础概念题,也包括扩展实践题,对本章的示例效果给出建设性的修改意见,让学生课后自主实现,诱导学生去思考、探讨某些问题,方便教师及时检查学生知识的掌握程度,从而调整教学方式.学生也可在课后实践中提高自己的技能,巩固所学知识.

3.教材应用综述

《Android应用开发教程》教材编写后,经过内部试用、培训班讲义等多轮使用,再根据使用效果进行改编,并于2013年1月在江西高校出版社出版.该书出版一年来,被江西省11所高校选用,如江西师范大学、江西财经大学、东华理工大学、赣南师范学院等本科院校以及江西应用技术职业学院、南昌工学院、江西环境工程职业学院等多所专科院校,江西省外也有天津中德职业技术学院、厦门理工学院软件学院等十多所高校选用本书,累计已有2000多学生使用.本教材的出版,带动了部分高校开设Android相关课程,同时吸引了一批网友的关注.许多教师与网友反映,教材实用、通俗易懂、深入浅出、可读性强,特别适合于大学课堂教学和入门自学.

为了方便学校使用,我们还开发了教学大纲、电子课件、测试题库等一系列教辅资源,录制了“手把手教你学Android4.1”系列演示视频,建立了课后辅导答疑群.其中,教学视频完全公开于土豆网和传课网,单个视频累积播放最高达5000多次,该书的学习交流群（287966120）现有成员800余人,大多是看了网络视频资源后加入的,而且还在不断增长.很多自学者反映,自己看其他教材和视频看了很久都不理解的内容,听了本书的教学视频后,很快就懂了,并期望我们再开发Android高级编程教材及相关的应用视频.

美国纳斯达克上市公司弘成教育集团（Nasdaq：CEDU）下属弘成科技发展有限公司也与我们签约合作,在其远程教学平台上基于本教程开设Android编程的在线课程.

4.结语

随着Android系统在移动互联网领域的普及,将有越来越多的高校开设Android相关课程.一部好的教材对人才培养无疑起着重要的指导作用.Android教材设计需要结合课程特点和高校特色,借助多种媒体,从不同角度、不同层次开发.今后我们将继续探索和建设Android编程课的教学资源,开发融学习、训练、测试、辅导于一体的课程资源体系,使不同形式的教学资源互相支持,最大程度地方便教师授课以及学生学习.