基于智能手机的家校沟通系统设计与实现_kaic

摘  要
随着Android系统以及iOS系统出现和普及，人们的生活与移动互联网联系变得更加密切，手机等移动终端上应用软件的功能也更加全面、实用与方便。学生的学习情况是每个家长最为关注的，因此老师与家长的信息交互方式成为了老师和家长之间最为关心的话题。为了适应移动互联网技术给人们带来的巨大便利，本文设计并实现了一款基于 Android平台的家长与学校之间信息交互的通讯软件。它提高了家长与学校沟通的效率，有助于孩子的学习和生活。
本文首先阐述了课题的研究背景，以及目前移动终端家校系统软件在国内外的发展状况， 分析了基于Android平台的家校信息交互通讯系统应用软件开发的可行性。本文研究了XMPP即时通讯协议，并使用XMPP即时通讯协议作为通讯的基本协议，该系统使用 MYSQL数据库存储用户数据，利用HTTP协议请求服务器中的数据库并返回JSON数据给客户端处理！
本系统通过判断使用者的身份，使用家长、老师不同的界面及功能系统。家长除了可以在线与老师、其他家长聊天，还可以接收老师发送的通知、作业、查询成绩单以及查看班级其他学生基本信息。老师可以及时发布通知、作业、公布学期成绩及各科老师评语，并能与家长在线实时交流。软件设计完成后对系统做了功能与性能测试，包括后台数据库及客户端两个部分，测试结果表明系统运行良好，基本达到了预期的效果。

关键词：家校合作；家校互动系统；Android平台；移动互联网 
Abstract
With the emergence and popularity of Android systems and iOS systems，people`s life is more closely linked with the mobile Internet.Application software functions such as mobile phones are more practical and convenient. The students' learning life is of the greatest concern to every parent. Therefore，the way teachers and parents interact with each other has become the topic of concern school teachers and parents.In order to adapt to the great convenience brought by mobile Internet technology，this article designed a parent and school information communication software based on the Android platform.It improves the efficiency of parent-school communication and helps children's learning and life.
This article first elaborated the research background of the topic，and the development status of the mobile terminal home school system software at home and abroad，and analyzed the feasibility of the application software development of the home-school information based on the Android platform.This article studies the XMPP instant messaging protocol and uses the XMPP instant messaging protocol as the basic protocol of communication.The system uses a MYSQL database to store user data，uses the HTTP method to request the server database and returns the JSON value to the client!
The system uses the different interfaces and functional systems of parents and teachers by judging the identity of the user.In addition to chatting online with teachers and other parents，Teachers can publish notices，publish semester grades，and can communicate with parents online in real time.After the software design is completed，the function and performance tests are performed on the system，including the background database and the client.The test results show that the system runs well and basically achieves the desired results.

Key words: Home-school cooperation; Home-school interactive system; Android platform; Mobile Internet 
目录
1 绪论
1.1 目的意义
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的目标及研究内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
2 系统及相关技术研究
2.1 Android系统
2.1.1 Android系统架构
2.1.2 Android四大核心组件
2.2 即时通讯协议
2.2.1 XMPP协议简介
2.2.2 XMPP协议网络结构
2.2.3 XMPP协议地址空间
2.2.4 XML数据传输结构
2.2.4 XMPP通信连接过程
2.3 MySQL数据库
2.3.1 MySQL数据库介绍
2.3.2 MySQL存储引擎
2.4 HTTP协议
2.5 JSON数据格式
2.6 本章小结
3 系统总体设计
3.1 设计原则
3.2 系统总体架构设计
3.3 Android客户端的MVC模式设计
3.4 数据库概要设计
3.5 客户端与服务端的数据交互设计
3.5.1 系统交互方式设计
3.5.2 数据格式与解析设计
3.6 本章小结
4 系统详细设计
4.1 系统开发环境及平台搭建
4.2 后台数据库详细设计
4.3 登录及注册功能详细设计
4.4 教师客户端界面及功能详细设计
4.4.1 教师主界面及功能详细设计
4.4.2 教师个人功能模块界面及功能详细设计
4.4.3 教师班级模块界面及功能详细设计
4.4.4 教师进入学生界面及功能详细设计
4.4.5 教师成绩批量录入模块界面及功能详细设计
4.5 家长客户端界面及功能详细设计
4.5.1 家长客户端班级界面及功能详细设计
4.5.2 家长客户端通知及作业界面及功能详细设计
4.5.3 家长客户端成绩查询界面功能详细设计
4.5.4 家长客户端学生信息修改界面功能详细设计
4.6 聊天模块详细设计
4.7 本章小结
5 系统平台功能测试
5.1 注册登录模块测试
5.2作业的布置与接收模块测试
5.3通知的发布与接收模块测试
5.4 即时聊天模块功能测试
5.5 本章小结
6 总结与展望
参考文献
谢辞
 
1 绪论
1.1 目的意义
移动互联网技术的不断发展和普遍应用，为现代教育带来了新的生机和活力。同样，在家校合作理论的持下，家校互动的方式也在现代信息技术的支持下发生着改变，打破了传统效率低下的家校沟通方式，使得家校沟通可以在任何时间、任何地点进行，促进了教育的创新和变革。“移动互联网技术”与“家校互动”的联结是信息时代家校互动重要的发展方向，搭建起了家庭、学校之间沟通的桥梁，形成教育合力，充分整合家庭和学校的教育资源，解决孩子的教育问题提供更为广阔的平台，使学生在家校双方的共同努力下，受到良好的素质教育[1]。
针对教师而言，利用家校沟通系统能够从繁琐的家访、家长会等事务当中脱身，更好的从事教育教学工作，同时还能够多渠道将学生学习情况反馈给家长。在此过程中，还可以从家长那里获得学生在家的表现情况，有针对性的开展学校教育工作。除此之外，家校沟通并不会加重教师的工作量，原因在于相关数据信息通过自动化办公系统发掘与采集，可以和校校通数据同步。
针对家长而言，借助于家校沟通系统可以及时、客观的掌握孩子的在校学习情况，包括德、智、体、美、劳等多方面内容，如果有意见与建议则可以通过互联系统与教师、校方进行沟通交流，给孩子健康成长创造良好的教育环境。基于不同的信息种类，家长可以采取访问互联网站来浏览由教师发布的作业各种信息，包括家庭作业、学习成绩、活动通知等。
针对学生而言，借助于家校互联系统能够随时了解自身情况，同时还可以获知学校、班级、同学的相关情况，在做出对比之后，及时发现不足并做出改进。而且在平台上面还可以把平时不愿意面对面表达的想法表述给家长或者是老师，促进了沟通的流畅性。
本文研究目的是根据调查一些学校的现有情况，尝试利用管理信息系统的思想，基于 Internet建立B/S结构的驾校沟通系统，通过信息高速公路实现老师、家长、学生的信息互通，达到学校教育和家庭教育融合的目的[2]。
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 国外研究现状
总体来讲，国外的家校互动研究较早，比如美国、英国、法国、日本等发达国家这些国家的家校互动应用比较成熱，理论方面也比较完善，已经逐步走向科学化和系统化。下面对这些国家的发展现状进行简单介绍。
十九世纪，美国的家校合作伴随着公立学校的成立而不断发展、壮大和完整起来，在学校和孩子教育中扮演着越来越重要的角色，因而家校合作得到了社会的重视和关注，成为美国教育界研究和探讨的热门话题。在不断的发展和实践中，家校合作逐渐走向成熟和体系化阶段，为了使得家校合作正规化发展，二十世纪六十年代，美国政府颁布了一系列法律条文及规定，使得家校合作正式进入学校教育领域，成为学校教育的重要组成部分，给学校教育的改革和发展提供更全面的指导和建议。美国认为家长参与子女的教育能够很好地提高子女在校的表现，增强子女的自信心，通过测试表明，家长若能参与到学校中来，其子女在校将会有更好的表现，这种综合能力的提升有利于子女在未来取得更大的成功。Berger认为，以家庭为基础的教育合作项目是为了达成五个目的：一是家长是孩子在日常生活中最有效的教师，其言行直接影响到孩子的成长；二是使得家长更加关注孩子的成长和生活，将孩子的成长融入到整个家庭生活中很重要的一部分；三是强调家长责任感的意识，孩子的健康成长和发展离不开家长的参与；四是通过提前交流，能够发现孩子的一些问题，及早引导孩子向着正确的方向发展；五是反馈家庭情况，改善家庭环境，让孩子在身体、精神及心理等各个层面能够健康成长。1998年美国教育部的“家庭参与教育”的一项调查中发现低于25%的家长通过信息技术手段获得学校的消息，比如学校网站、相关教育机构等方面。大部分的家长对学校的最新信息一无所知，也更谈不上关心学校的发展，由此看出很多的美国家长对学校的教育实践活动参与度不足，学校和家长的互动交流太少，仅仅停留在被动的参与水平上。这项调查获得了美国教育管理机构的高度重视，在随后的几年里，美国的家校互动获得了飞速发展，无论是在基础设施还是互动内容上，都产生了很多的研究成果，为其他国家的家校互动提供了借鉴。在英国，学校中家长的参与被看作是一种权利，学校会为家长提供一份学生在校期间课程完成情况的汇总报告，一场家长与授课教师的见面会，还有一份校园手册，从而让家长在各个层面和渠道了解学校的具体情况，让其意识到孩子的成长离不开家长的参与。校园手册的内容包括校历表、课程表，本校教育特色和传统，院校历史学校校训等等，增进家长对学校的整体和全局性的了解。与此同时，英国有些院校还会从学生家长中聘请课堂教学的协助人员，称为“学习支持助手（Leaming Supporting Assistant）”，他们的主要工作是在学校和家长之间起到协调的作用，以便加强家长参与学校活动、家长日等活动的力量，家长的参与被各个学校看作是对社会资助者负责任的一种手段，提供了一个家长能够参与学校教育的机会，这样的做法使得学校和家庭的互动交流更加密切、相互理解更加充分。在一定程度上，这种参与模式很值得借鉴在家校合作过程中，家长的工作岗位、背景等存在很大的差别，而这种差别也导致了在教育子女中的差异性，因此法国特别重视不同阶层的家长参会比例是否平衡，并鼓励和指导家长以不同的方式、方法和措施参与学校的教育管理。相关研究表明，家长的教育层次影响到其对子女教育的自信心，从而映射到他们的具体教育行为和方式。当然，这不是绝对的，比如也有相关机构的研究表明，家长的教育层次和背景对子女的教育不会产生很大的差异，这些家长的教育方式都会对子女的健康发展产生非常积极的作用。不管是前者还是后者，都有必要让家长參与到学校的教育中来，所以法国的家校合作提出了非常重要的一点就是，鼓励更多的家长参与到学校教育中，根据他们自身的理解，提出更多更好的建议，使家长和学校之间建立起和谐、发展的合作关系
在日本，家校合作的一大特色就是家长与教师组成的联合会（Parent- Tencher Associatian，简称PTA），其目的是为学生营造一个适宜其成长的家庭和学校环境，使家庭教育与学校教育密切结合，在推动日本基础教育的发展方面发挥了重要的作用。日本PTA有四级结构形式，分别是班级PTA、学校PTA、地方或社区PTA、日本PTA全国协议会，通过这四级结构为学校的综合学习课程提供支援，并为学校教育提供建设性建议，促进学生健康成长和能力发展。日本PTA的成人教育活动最为重要的方式是讲座，有教养讲座、文化讲座、家长班级以及特别讲座，这些讲座增加了学校与社区居民的沟通，提高了居民的教育意识，在PTA的组织下，家长及社区通常可以参与到学校的管理、学校的教学、学校的各种日常活动，深入到教师的教学和学生的学习活动中，以此结合各方的资源，并不断地利用这些资源增强其作用，与教师积极合作，共同培养孩子。日本PTA提出：家校互动需要的就是学校与家庭进行互动交流，学校把家校合作纳入日常工作，同时家长也对学校的规范条例理解，将好的想法传达给学校，从而建立家庭教育与学校教育的信任关系，使得家庭与学校的合作更加紧密，从而实现学校、社会、家庭一体化的教育模式。
从国外相关研究得出，家校合作的实施是在不同国家不同背景下产生的，在实践和研究过程中相关理论逐步趋于成熟，并根据各国的具体情况形成了各自鲜明的特点，但是对培养孩子的成长方面起到非常重要的作用，对我国的家校合作发展提供了非常重要的借鉴作用。
1.2.2 国内研究现状
与国外相比，国内关于家校合作的理论和实践都比较晚。在信息化浪潮下，我国家校合作平台在2002年后逐渐兴起，在此后的几年中，诞生了几种主流的家校通平台，其中“校讯通”平台发展最快，在技术上“校讯通”平台是利用智能IC卡、Intemet技术和手机短信相结合，但是，在此期间，家校合作注重形式，实质内容偏少，而且“校讯通”的实施在地区性上差异很大。在功能上，“校讯道”平台包括学校新闻发布和公告、成绩发布与查询，信息沟通、光荣榜展示，收发邮件等几大功能。这些基础的设计与开发在一定程度上实现了学校教师与家长之间的交流互动，打造了一个有效的教育环境，促进了学生的健康成长。
早在2002年8月，浙江大学首先开展了家校互动合作，率先投资架设了“家校互联”加盟方案，以促使家庭教育观念的转变，让家庭参与到学校教育中来。家校互动信息平台整合了学校与家庭两方面的教育资源，形成了教育合力，充分发挥了学校教育和家庭教育的优势。利用家校互动平台能够及时、有效地促进学校与家庭的有效沟通，促进学生健康成长，更难能可费的是，通过家庭教育，能够实现学生差别化的教育。2007年4月17日，上海市政府正式启动“家校互动”实事项日，其主要功能有三点：一是互动，教师、学生和家长可以通过“家校互动”系统进行双向交流，这种双向交流引导的是一种主动的交流而非被动的交流，让家长主动参与进来。
教师通过“家校互动”系统，向家长传达正确的教育理念，介绍好的教育方式和方法，同时发送学校课程安排和教学信念以及学生综合素质评价等，以便让家长和学生及时了解和关注自身的具体情况：三是服务，学生通过“家校互动”系统获取教育资源，包括正常的上课资源和网上的优质教学资源，而家长通过“家校互动”系统接受家庭教育指导，同时反过来向学校提供有意义和有价值的意见和建议。通过“家校互动”系统，激发家长参与的积极性和主动性，让家长意识到家庭教育是孩子成长过程中的重要组成部分，有利于引导家长配合学校共同营造学生健康成长的校内外环境。可以说，家校互动从传统的面对面沟通，拓展到了互联网平台，方便各方面获取个性化的教学信息。可以说，教师、学生和家长在该平台上各取所需，其同受益，总之，家校互动平台创建了一个全新的沟通模式。
在台湾，家校合作的具体形式是家长委员会，其主要功能是提升教育品质、促使家长和教育者相互理解和支持。家长委员会从最初的发展到目前的规范化、制度化，经历了一个漫长的发展过程，最终被写进了法律法规。从目前来看，家长委员会的特点是：组织机构比较健全，发挥的作用非常广泛，并且各项工作在法律的范围内依法办事。在学校教育中，家长委员会参与学校课程发展委员会的工作，参与学校校务会议、参与学校教育评审委员会的工作、参与校长甄选委员会的工作。总之，家长委员会使得家长教育权得到重视，并参与到学校教务等诸多方面，已经发展成为学校教育不可分割的部分[3]。
由此可见，国内目前正在开展的研究方向大多是家校互联网络平台的搭建，其目的是让家长参与到孩子的教育过程中。但是在实际应用中，有支持也有反对，有优点也有缺点，比如说，从教师层面来看，通过互动平台可以及时发布相关信息，大大减轻了工作量，节约了时间，然而从家长层面来看，他们是被动的接受信息，互动很少，而且没有看到学校重视家庭教育的任何做法。所以，家校合作更多的是体现在形式上，从真正发挥的功能来看，还有待进一步的完善。与内陆相比，像香港、台湾的家校互动形式更为成熟，家校合作的理论更为丰富。在家校互动系统的推广和使用过程中，大部分的家校合作平台并没有将学生、家长、学校三方互通起来，没有真正认识到家校合作的真正意义。因此，创建一个符合各方需求的家校互动系统，真正关注孩子的健康教育和长远发展，对国内研究者而言尚有很大的发展空间。
1.3 本文的目标及研究内容
1.3.1 研究目标
通过研究现在的家校互动系统的使用情况与功能上的不足，采用基于Android平台的移动开发技术，并以家校互动理论为支撑，设计和开发移动环境下的家校互动系统，构建一个科学、高效的互动平台，推动家长深度参与教育，扩大多方参与的教育生态体系，将家庭教育和学校教育有机结合，形成统一的教育合力，帮助孩子健康成长。
1.3.2 研究内容
利用XMPP推送信息，可以很快地开发出内容丰富，实用性强的应用程序，通过该应用程序可以将信息及时准确地推送到家长手机，使得老师、家长之间的沟通更加顺畅。比如今天老师通过客户端发布了家庭作业，家长的手机可以查看到今天的作业有哪些，也避免了学生因为某种原因忘记了做该项作业：又比如老师希望知道学生在家里的表现，就可以通过聊天互动等形式了解学生的情况。这样，家长及时掌握孩子在校学习生活情况、老师也可以了解孩子在家的表现，通过这种互动的形式，有利于孩子健康成长。
本课题从市场实际需求出发，打破传统的几乎都以短信电话形式实现家长与学校信息沟通的方式，具有很强的市场实用性，同时也提升了校园信息化水平，是让教育从新的渠道全方位、多层次地关心每一个孩子的成长。
本项目主要内容为设计并实现了基于Android系统的家长校园信息交互软件系统，分为客户端与后台部分，其中客户端部分分为教师端和家长端两个不同的模块，后台主要是数据库服务器与即时通讯服务器，该系统主要实现了作业发布与查看，通知发布与查看，成绩录入与查询和实时聊天互动平台。