曹津，陳軍

（中南大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心，湖南 長沙410083）

基于用戶體驗的多媒體教學(xué)設(shè)施預(yù)約服務(wù)系統(tǒng)研究

曹津，陳軍

（中南大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心，湖南 長沙410083）

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和高?！爸腔坌@”建設(shè)的不斷深入，以用戶為中心，以用戶體驗為核心的高校信息化建設(shè)理念，已成為高校信息化建設(shè)轉(zhuǎn)型過程中的共識和顯著特征。文章結(jié)合高校多媒體教學(xué)設(shè)施管理上的需求，通過分析、比較現(xiàn)有多媒體教學(xué)設(shè)施刷卡開機(jī)和手動開機(jī)兩種模式的特點和不足，提出了基于Android的多媒體教學(xué)設(shè)施移動預(yù)約服務(wù)系統(tǒng)的解決方案，方案將用戶體驗理論融入到高?！爸腔坌@”的信息化建設(shè)之中，有效地解決了傳統(tǒng)多媒體教學(xué)設(shè)施管理和服務(wù)中存在的弊端，促進(jìn)了課堂教學(xué)中多媒體教學(xué)設(shè)施的合理和高效利用，對提升高校個性化信息服務(wù)水平、服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗具有良好的示范作用。

用戶體驗；多媒體教學(xué)設(shè)施；預(yù)約服務(wù)；Android

一、引言

作為新思維和新技術(shù)的策源地之一，高校在信息化建設(shè)、科研創(chuàng)新等眾多領(lǐng)域正在向以用戶為中心的模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。多媒體教學(xué)設(shè)施作為高等學(xué)校教學(xué)活動的主要工具，得到了越來越廣泛的普及和應(yīng)用。然而，隨著多媒體教室中的投影系統(tǒng)、實物展示系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)、音響（拾音）系統(tǒng)、有線（無線）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、多媒體中控系統(tǒng)、考試屏蔽系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)時鐘系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)智能控制系統(tǒng)等數(shù)字設(shè)備的日益增多，眾多的數(shù)字設(shè)備給任課教師和管理人員都帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前，高校課堂教學(xué)普遍使用的多媒體教學(xué)設(shè)施大部分都是通過中控進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。每間教室的中控采用以太網(wǎng)互聯(lián)，從而組成一個統(tǒng)一可調(diào)配的中控系統(tǒng)。中控系統(tǒng)將多種信號的輸入、輸出以及對多媒體設(shè)備的控制融為一體，通過軟件模擬成計算機(jī)屏幕上的虛擬控制臺，管理人員就可以遠(yuǎn)程對這些多媒體教學(xué)設(shè)施進(jìn)行直觀的操作和控制。與此相對應(yīng)的是，任課教師在教室內(nèi)開啟多媒體設(shè)施一般采用刷卡開機(jī)或手動開機(jī)兩種模式，刷卡開機(jī)模式無法應(yīng)對教師忘記攜帶校園卡、校園卡失效、外聘教師無校園卡以及一門課程多位教師分別講授不同章節(jié)等各種特殊情況，其用戶體驗不佳，造成管理人員工作量大且工作效率低，常見教師因為上述原因或手動開機(jī)操作不當(dāng)而未能正常開啟多媒體教學(xué)設(shè)施的情況。這不僅在一定程度上影響了課堂教學(xué)的秩序與教學(xué)進(jìn)度，而且對多媒體教室管理人員而言，在開始上課之前的短暫時間內(nèi)，要應(yīng)對集中并發(fā)的服務(wù)呼叫和請求，也顯得力不從心，難以保證及時和有效的服務(wù)。

二、用戶體驗

用戶體驗（User Experience，簡稱UI）是指用戶在使用產(chǎn)品或接受服務(wù)過程中所產(chǎn)生的視覺、心理或生理感受，并能使用戶感知到產(chǎn)品或服務(wù)的內(nèi)在價值和享受超越產(chǎn)品或服務(wù)本身價值的體驗［1］。唐納德.諾曼在其代表作《設(shè)計心理學(xué)》中對人類認(rèn)知事物的層次進(jìn)行了探討，并從認(rèn)知心理學(xué)和行為學(xué)等多個視角將用戶體驗劃分為感官層、行為層和反思層［2］。其中，感官層體驗來源于產(chǎn)品或服務(wù)的外部形態(tài)以及產(chǎn)品的社會評價和大眾印象，產(chǎn)品或服務(wù)的表達(dá)方式、表現(xiàn)形式、感受和視覺等都是影響用戶感官層體驗的因素；行為層體驗來源于人與產(chǎn)品或服務(wù)之間的互動、互通，當(dāng)人與產(chǎn)品或服務(wù)之間形成了思想和情感相互交流的整體時，人與產(chǎn)品或服務(wù)之間便形成了一個和諧、有機(jī)的共同體；反思層體驗則是個體對產(chǎn)品或服務(wù)進(jìn)行體驗后，在對用戶的行為特征和使用習(xí)慣進(jìn)行統(tǒng)計、分析和歸納的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化產(chǎn)品或服務(wù)，使產(chǎn)品或服務(wù)更加人性化的過程［3］。

三、預(yù)約服務(wù)

第一代預(yù)約系統(tǒng)的研究始于上世紀(jì)九十年代末，被稱為“電子登記系統(tǒng)”，其典型特征為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式采用B/S架構(gòu)，表現(xiàn)層和邏輯層分離，數(shù)據(jù)需要進(jìn)行采集、存儲和檢索等處理［4］。21世紀(jì)初，許多IT公司、高校和科研機(jī)構(gòu)紛紛著手研究、開發(fā)第二代預(yù)約系統(tǒng)，該類系統(tǒng)的顯著特征是標(biāo)準(zhǔn)化，這類系統(tǒng)需要設(shè)計復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和事件觸發(fā)機(jī)制，實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)存儲與業(yè)務(wù)流程［5］。

隨著智能手機(jī)和其他移動智能終端的普及，人們逐漸接受并習(xí)慣通過移動智能終端來獲取信息和服務(wù)。移動互聯(lián)網(wǎng)正悄然改變著人們的生產(chǎn)和生活方式，例如，從通過預(yù)約呼叫的方式解決城市打車效率問題的滴滴打車和優(yōu)步Uber打車移動應(yīng)用，到通過在線預(yù)約服務(wù)可以提供醫(yī)院掛號、餐廳就餐、家政和美容美發(fā)等服務(wù)，基于移動智能終端的APP預(yù)約服務(wù)愈發(fā)完善，滲透到人們生活中的各個層面，并不斷轉(zhuǎn)移到更加高頻和生活化的場景中［6］。上述預(yù)約服務(wù)的顯著特征是用戶的高度參與、人機(jī)界面的交互性和操作流程的便捷性。預(yù)約服務(wù)優(yōu)化了線上線下的信息交互和用戶體驗環(huán)節(jié)，拓展了服務(wù)渠道，提供了更加精準(zhǔn)和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

四、系統(tǒng)總體設(shè)計

1.分層結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)分層的核心思想是將系統(tǒng)根據(jù)不同的功能組織成有序的層次結(jié)構(gòu)，其中，除最上層外，每一層只為其相鄰上層提供一系列服務(wù)，除最下層外，每一層只調(diào)用與其毗鄰的底層服務(wù)［7］。根據(jù)上述分層結(jié)構(gòu)設(shè)計思想，結(jié)合系統(tǒng)需求分析，本系統(tǒng)分為五層結(jié)構(gòu)，自上而下分別是用戶層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示，其核心部分是應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。

圖1　系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.數(shù)據(jù)交互設(shè)計

在系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，考慮系統(tǒng)各功能模塊之間的數(shù)據(jù)通信和傳輸方式，設(shè)計了系統(tǒng)運行時功能模塊之間的數(shù)據(jù)交互過程。良好的數(shù)據(jù)交互設(shè)計可以提高數(shù)據(jù)的傳輸效率，改善用戶體驗。系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)交互在Android移動客戶端、服務(wù)器端與TCP網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器三者之間進(jìn)行，如圖2所示。首先，任課教師利用移動客戶端通過HTTP協(xié)議向服務(wù)器端發(fā)送服務(wù)請求，服務(wù)器端接收到服務(wù)請求后執(zhí)行相應(yīng)的代碼，與后臺數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，響應(yīng)移動客戶端請求；其次，服務(wù)器端采集相關(guān)數(shù)據(jù)，與Android移動客戶端建立連接，向Android移動客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)并予以顯示；最后，服務(wù)器端接收并解析Android移動客戶端發(fā)送的控制命令。

圖2　系統(tǒng)功能模塊之間的數(shù)據(jù)交互

3.移動客戶端功能設(shè)計

本系統(tǒng)移動客戶端功能模塊分為身份認(rèn)證、消息通知、課表推送、預(yù)約服務(wù)以及個人設(shè)置五大模塊，Android移動客戶端功能模塊如圖3所示。

圖3　Android移動客戶端功能模塊

身份認(rèn)證模塊：首先任課教師輸入用戶名和登錄密碼進(jìn)行身份驗證，驗證成功后才能進(jìn)行各項操作。

消息通知模塊：系統(tǒng)自動發(fā)布和更新校內(nèi)新聞、推送預(yù)約成功通知，進(jìn)行預(yù)約信息數(shù)據(jù)的存儲和管理，確保信息發(fā)布的準(zhǔn)確性、有效性和實時性，方便任課教師對校園信息進(jìn)行動態(tài)查詢。

課表推送模塊：登錄驗證成功后，系統(tǒng)將根據(jù)任課教師的用戶名自動推送與之有關(guān)的學(xué)年、學(xué)期、周次和節(jié)次相對應(yīng)的課程表。任課教師可以提前了解與之有關(guān)的課程表的各種信息，實時獲得課程的上課時間、上課地點等動態(tài)信息。

預(yù)約服務(wù)模塊：任課教師可以根據(jù)自己的實際需求和課表安排，手動勾選預(yù)約開機(jī)服務(wù)。預(yù)約成功后，系統(tǒng)將自動生成預(yù)約成功的教師姓名、課程號、教室號、上課周數(shù)等預(yù)約信息。此外，任課教師還可以取消預(yù)約開機(jī)服務(wù)。

個人設(shè)置模塊：任課教師可以根據(jù)自己的使用需求，查看和修改個人資料，包括頭像、所在院系、聯(lián)系電話、電子郵箱等個人基本信息。同時，任課教師還可以自助修改登錄密碼。

4.服務(wù)器端功能設(shè)計

本系統(tǒng)服務(wù)器端功能模塊分為用戶信息管理、消息通知管理、課表管理和預(yù)約數(shù)據(jù)管理，服務(wù)器端功能模塊設(shè)計如圖4所示。

圖4　服務(wù)器端功能模塊

用戶信息管理：系統(tǒng)管理員可以添加、刪除用戶，維護(hù)用戶信息，查看、修改用戶賬號、用戶電話等個人基本信息。

消息通知管理：系統(tǒng)管理員通過本功能可以錄入、修改、更新、刪除、發(fā)布預(yù)約通知等基本信息，包括消息名稱、消息分類、發(fā)布時間等。

課表管理：系統(tǒng)管理員通過學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)接口同步課表信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，包括課程時間、課程名稱、任課教師、授課地點等信息，并可以對讀取的信息進(jìn)行查詢。

預(yù)約數(shù)據(jù)管理：系統(tǒng)管理員對預(yù)約數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包括預(yù)約課程、預(yù)約教室、預(yù)約地點、預(yù)約開機(jī)時間等信息，并對預(yù)約狀態(tài)進(jìn)行實時更新。

5.串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊及其TCP通信

多媒體中控系統(tǒng)廠商出于知識產(chǎn)權(quán)方面的考慮，不提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，因此本系統(tǒng)使用RS232/RS485串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊，搭建具體的軟、硬件環(huán)境來模擬多媒體教室中的投影機(jī)按照預(yù)約時間自動開啟。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊是連接串口設(shè)備和以太網(wǎng)的橋梁，該模塊搭載了ARM處理器，內(nèi)部集成了TCP/IP協(xié)議，其集成化程度高，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊采用TCPClient工作模式，模塊供電后按照事先的設(shè)置主動連接到指定的TCP Server服務(wù)器端，然后建立一個長連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的透明傳輸，其應(yīng)用連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5所示。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊的串口與被控制投影機(jī)的串口相連，網(wǎng)口與同一局域網(wǎng)的交換機(jī)連接。

圖5　預(yù)約服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

五、關(guān)鍵技術(shù)和主要功能

1.移動客戶端與服務(wù)器端的Servlet通信

Servlet是使用 Java Servlet應(yīng)用程序設(shè)計接口（API）及相關(guān)類和方法并運行于服務(wù)器端的Java程序，其具有跨服務(wù)器平臺的特性。當(dāng)Android移動客戶端和服務(wù)器端通過HTTP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸時，Servlet采用基于HTTP協(xié)議的HttpServlet類建立連接并傳輸數(shù)據(jù)。在HttpServlet類中分別提供了相應(yīng)的調(diào)用方法，它們是do Get（，do Post（，do Put（、do Delete（、do Head（、do Options（和do Trace（。HttpServlet容器響應(yīng)Android移動客戶端請求的流程如圖6所示。

圖6　HttpServlet容器響應(yīng)客戶端請求的流程

2.服務(wù)器端與TCP網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器的Socket通信

本系統(tǒng)Socket網(wǎng)絡(luò)通信編程基于客戶/服務(wù)器模型，實現(xiàn)客戶端和服務(wù)器端之間的通信，其模型如圖7所示。服務(wù)器端首先建立和初始化一個Server Socket對象，并且指定相應(yīng)的端口號。端口號一般使用大于1024的數(shù)字，然后接收并響應(yīng)客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，調(diào)用Server socket的accept（（方法與客戶端建立連接。accept（（方法當(dāng)沒有數(shù)據(jù)接收時處于阻塞等待狀態(tài)，一旦與客戶端建立連接，則阻塞等待狀態(tài)結(jié)束?？蛻舳私壎ㄒ粋€Socket對象，監(jiān)聽服務(wù)器端對應(yīng)的IP地址和端口號，然后通過inputstream讀取并響應(yīng)服務(wù)器端發(fā)送的數(shù)據(jù)，處理完后的數(shù)據(jù)通過outputstream寫入到服務(wù)器端，這樣就實現(xiàn)了TCP協(xié)議的socket數(shù)據(jù)傳輸。

圖7　客戶端/服務(wù)器端之間的通信

3.預(yù)約服務(wù)功能描述

當(dāng)任課教師在UI界面上勾選“預(yù)約”方框時，Android移動客戶端會自動彈出相應(yīng)的對話框，顯示預(yù)約課程的詳細(xì)信息，點擊對話框中的“確認(rèn)”按鈕，若用戶此前沒有預(yù)約過，系統(tǒng)不存在此預(yù)約信息，則預(yù)約成功；若用戶此前預(yù)約過，系統(tǒng)存在此預(yù)約信息，則預(yù)約失敗。預(yù)約服務(wù)流程如圖8所示。

圖8　預(yù)約服務(wù)流程

六、結(jié)束語

在移動互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的時代背景下，高校信息化建設(shè)呈現(xiàn)出以用戶為中心，以用戶體驗為核心的顯著特征。本文將用戶體驗的理論融入到高校“智慧校園”的信息化建設(shè)之中，以高校使用頻率高和應(yīng)用范圍廣的多媒體教學(xué)設(shè)施的信息化管理和服務(wù)為研究對象，研究、開發(fā)多媒體教學(xué)設(shè)施的預(yù)約服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了任課教師利用Android移動智能終端按照用戶預(yù)約的時間自動啟動多媒體教學(xué)設(shè)備并提供服務(wù)。通過預(yù)約服務(wù)將多媒體教學(xué)設(shè)施的服務(wù)前移，變被動服務(wù)為主動服務(wù)，變事后服務(wù)為事前服務(wù)，保證了課堂教學(xué)的有序進(jìn)行，有效緩解了多媒體教室管理人員短時間內(nèi)應(yīng)對集中并發(fā)服務(wù)請求的壓力，有效地提高了高等學(xué)校多媒體教學(xué)設(shè)施的管理效率和服務(wù)水平，改善了用戶體驗。這種預(yù)約服務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)使用戶在接受服務(wù)的過程中體驗參與感、獲得感和尊重感，消除了傳統(tǒng)多媒體教學(xué)設(shè)施管理、服務(wù)模式存在的弊端，挖掘了多媒體教學(xué)設(shè)施的潛在價值，拓展了高校信息化管理和服務(wù)的維度，提升了高校信息系統(tǒng)智能化和個性化的服務(wù)水平，對“智慧校園”的建設(shè)具有借鑒意義。

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（編輯：魯利瑞）

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