基于用户体验的多媒体教学设施预约服务系统研究

曹津，陈军

（中南大学信息与网络中心，湖南 长沙410083）

基于用户体验的多媒体教学设施预约服务系统研究

曹津，陈军

（中南大学信息与网络中心，湖南 长沙410083）

随着移动互联网的不断发展和高校“智慧校园”建设的不断深入，以用户为中心，以用户体验为核心的高校信息化建设理念，已成为高校信息化建设转型过程中的共识和显著特征。文章结合高校多媒体教学设施管理上的需求，通过分析、比较现有多媒体教学设施刷卡开机和手动开机两种模式的特点和不足，提出了基于Android的多媒体教学设施移动预约服务系统的解决方案，方案将用户体验理论融入到高校“智慧校园”的信息化建设之中，有效地解决了传统多媒体教学设施管理和服务中存在的弊端，促进了课堂教学中多媒体教学设施的合理和高效利用，对提升高校个性化信息服务水平、服务质量和用户体验具有良好的示范作用。

用户体验；多媒体教学设施；预约服务；Android

一、引言

作为新思维和新技术的策源地之一，高校在信息化建设、科研创新等众多领域正在向以用户为中心的模式进行转变。多媒体教学设施作为高等学校教学活动的主要工具，得到了越来越广泛的普及和应用。然而，随着多媒体教室中的投影系统、实物展示系统、计算机系统、音响（拾音）系统、有线（无线）网络系统、一卡通系统、多媒体中控系统、考试屏蔽系统、网络时钟系统、视频监控系统、空调智能控制系统等数字设备的日益增多，众多的数字设备给任课教师和管理人员都带来了严峻的挑战。目前，高校课堂教学普遍使用的多媒体教学设施大部分都是通过中控进行协调控制。每间教室的中控采用以太网互联，从而组成一个统一可调配的中控系统。中控系统将多种信号的输入、输出以及对多媒体设备的控制融为一体，通过软件模拟成计算机屏幕上的虚拟控制台，管理人员就可以远程对这些多媒体教学设施进行直观的操作和控制。与此相对应的是，任课教师在教室内开启多媒体设施一般采用刷卡开机或手动开机两种模式，刷卡开机模式无法应对教师忘记携带校园卡、校园卡失效、外聘教师无校园卡以及一门课程多位教师分别讲授不同章节等各种特殊情况，其用户体验不佳，造成管理人员工作量大且工作效率低，常见教师因为上述原因或手动开机操作不当而未能正常开启多媒体教学设施的情况。这不仅在一定程度上影响了课堂教学的秩序与教学进度，而且对多媒体教室管理人员而言，在开始上课之前的短暂时间内，要应对集中并发的服务呼叫和请求，也显得力不从心，难以保证及时和有效的服务。

二、用户体验

用户体验（User Experience，简称UI）是指用户在使用产品或接受服务过程中所产生的视觉、心理或生理感受，并能使用户感知到产品或服务的内在价值和享受超越产品或服务本身价值的体验［1］。唐纳德.诺曼在其代表作《设计心理学》中对人类认知事物的层次进行了探讨，并从认知心理学和行为学等多个视角将用户体验划分为感官层、行为层和反思层［2］。其中，感官层体验来源于产品或服务的外部形态以及产品的社会评价和大众印象，产品或服务的表达方式、表现形式、感受和视觉等都是影响用户感官层体验的因素；行为层体验来源于人与产品或服务之间的互动、互通，当人与产品或服务之间形成了思想和情感相互交流的整体时，人与产品或服务之间便形成了一个和谐、有机的共同体；反思层体验则是个体对产品或服务进行体验后，在对用户的行为特征和使用习惯进行统计、分析和归纳的基础上，不断优化产品或服务，使产品或服务更加人性化的过程［3］。

三、预约服务

第一代预约系统的研究始于上世纪九十年代末，被称为“电子登记系统”，其典型特征为网络结构模式采用B/S架构，表现层和逻辑层分离，数据需要进行采集、存储和检索等处理［4］。21世纪初，许多IT公司、高校和科研机构纷纷着手研究、开发第二代预约系统，该类系统的显著特征是标准化，这类系统需要设计复杂的数据库结构和事件触发机制，实现实时的数据存储与业务流程［5］。

随着智能手机和其他移动智能终端的普及，人们逐渐接受并习惯通过移动智能终端来获取信息和服务。移动互联网正悄然改变着人们的生产和生活方式，例如，从通过预约呼叫的方式解决城市打车效率问题的滴滴打车和优步Uber打车移动应用，到通过在线预约服务可以提供医院挂号、餐厅就餐、家政和美容美发等服务，基于移动智能终端的APP预约服务愈发完善，渗透到人们生活中的各个层面，并不断转移到更加高频和生活化的场景中［6］。上述预约服务的显著特征是用户的高度参与、人机界面的交互性和操作流程的便捷性。预约服务优化了线上线下的信息交互和用户体验环节，拓展了服务渠道，提供了更加精准和优质的服务。

四、系统总体设计

1.分层结构设计

系统分层的核心思想是将系统根据不同的功能组织成有序的层次结构，其中，除最上层外，每一层只为其相邻上层提供一系列服务，除最下层外，每一层只调用与其毗邻的底层服务［7］。根据上述分层结构设计思想，结合系统需求分析，本系统分为五层结构，自上而下分别是用户层、网络层、应用层、业务逻辑层和数据访问层。系统分层结构设计如图1所示，其核心部分是应用层、业务逻辑层和数据访问层。

图1　系统分层结构设计

2.数据交互设计

在系统分层结构设计的基础上，考虑系统各功能模块之间的数据通信和传输方式，设计了系统运行时功能模块之间的数据交互过程。良好的数据交互设计可以提高数据的传输效率，改善用户体验。系统运行的数据交互在Android移动客户端、服务器端与TCP网络通信服务器三者之间进行，如图2所示。首先，任课教师利用移动客户端通过HTTP协议向服务器端发送服务请求，服务器端接收到服务请求后执行相应的代码，与后台数据库进行连接，响应移动客户端请求；其次，服务器端采集相关数据，与Android移动客户端建立连接，向Android移动客户端发送数据并予以显示；最后，服务器端接收并解析Android移动客户端发送的控制命令。

图2　系统功能模块之间的数据交互

3.移动客户端功能设计

本系统移动客户端功能模块分为身份认证、消息通知、课表推送、预约服务以及个人设置五大模块，Android移动客户端功能模块如图3所示。

图3　Android移动客户端功能模块

身份认证模块：首先任课教师输入用户名和登录密码进行身份验证，验证成功后才能进行各项操作。

消息通知模块：系统自动发布和更新校内新闻、推送预约成功通知，进行预约信息数据的存储和管理，确保信息发布的准确性、有效性和实时性，方便任课教师对校园信息进行动态查询。

课表推送模块：登录验证成功后，系统将根据任课教师的用户名自动推送与之有关的学年、学期、周次和节次相对应的课程表。任课教师可以提前了解与之有关的课程表的各种信息，实时获得课程的上课时间、上课地点等动态信息。

预约服务模块：任课教师可以根据自己的实际需求和课表安排，手动勾选预约开机服务。预约成功后，系统将自动生成预约成功的教师姓名、课程号、教室号、上课周数等预约信息。此外，任课教师还可以取消预约开机服务。

个人设置模块：任课教师可以根据自己的使用需求，查看和修改个人资料，包括头像、所在院系、联系电话、电子邮箱等个人基本信息。同时，任课教师还可以自助修改登录密码。

4.服务器端功能设计

本系统服务器端功能模块分为用户信息管理、消息通知管理、课表管理和预约数据管理，服务器端功能模块设计如图4所示。

图4　服务器端功能模块

用户信息管理：系统管理员可以添加、删除用户，维护用户信息，查看、修改用户账号、用户电话等个人基本信息。

消息通知管理：系统管理员通过本功能可以录入、修改、更新、删除、发布预约通知等基本信息，包括消息名称、消息分类、发布时间等。

课表管理：系统管理员通过学校教务系统的相关接口同步课表信息存储在数据库中，包括课程时间、课程名称、任课教师、授课地点等信息，并可以对读取的信息进行查询。

预约数据管理：系统管理员对预约数据进行管理，包括预约课程、预约教室、预约地点、预约开机时间等信息，并对预约状态进行实时更新。

5.串口转以太网模块及其TCP通信

多媒体中控系统厂商出于知识产权方面的考虑，不提供相应的数据接口，因此本系统使用RS232/RS485串口转以太网模块，搭建具体的软、硬件环境来模拟多媒体教室中的投影机按照预约时间自动开启。串口转以太网模块是连接串口设备和以太网的桥梁，该模块搭载了ARM处理器，内部集成了TCP/IP协议，其集成化程度高，系统稳定性强。串口转以太网模块采用TCPClient工作模式，模块供电后按照事先的设置主动连接到指定的TCP Server服务器端，然后建立一个长连接进行数据的透明传输，其应用连接拓扑结构如图5所示。串口转以太网模块的串口与被控制投影机的串口相连，网口与同一局域网的交换机连接。

图5　预约服务系统网络拓扑

五、关键技术和主要功能

1.移动客户端与服务器端的Servlet通信

Servlet是使用 Java Servlet应用程序设计接口（API）及相关类和方法并运行于服务器端的Java程序，其具有跨服务器平台的特性。当Android移动客户端和服务器端通过HTTP协议进行网络传输时，Servlet采用基于HTTP协议的HttpServlet类建立连接并传输数据。在HttpServlet类中分别提供了相应的调用方法，它们是do Get（，do Post（，do Put（、do Delete（、do Head（、do Options（和do Trace（。HttpServlet容器响应Android移动客户端请求的流程如图6所示。

图6　HttpServlet容器响应客户端请求的流程

2.服务器端与TCP网络通信服务器的Socket通信

本系统Socket网络通信编程基于客户/服务器模型，实现客户端和服务器端之间的通信，其模型如图7所示。服务器端首先建立和初始化一个Server Socket对象，并且指定相应的端口号。端口号一般使用大于1024的数字，然后接收并响应客户端发送的数据，调用Server socket的accept（（方法与客户端建立连接。accept（（方法当没有数据接收时处于阻塞等待状态，一旦与客户端建立连接，则阻塞等待状态结束。客户端绑定一个Socket对象，监听服务器端对应的IP地址和端口号，然后通过inputstream读取并响应服务器端发送的数据，处理完后的数据通过outputstream写入到服务器端，这样就实现了TCP协议的socket数据传输。

图7　客户端/服务器端之间的通信

3.预约服务功能描述

当任课教师在UI界面上勾选“预约”方框时，Android移动客户端会自动弹出相应的对话框，显示预约课程的详细信息，点击对话框中的“确认”按钮，若用户此前没有预约过，系统不存在此预约信息，则预约成功；若用户此前预约过，系统存在此预约信息，则预约失败。预约服务流程如图8所示。

图8　预约服务流程

六、结束语

在移动互联网蓬勃发展的时代背景下，高校信息化建设呈现出以用户为中心，以用户体验为核心的显著特征。本文将用户体验的理论融入到高校“智慧校园”的信息化建设之中，以高校使用频率高和应用范围广的多媒体教学设施的信息化管理和服务为研究对象，研究、开发多媒体教学设施的预约服务系统，实现了任课教师利用Android移动智能终端按照用户预约的时间自动启动多媒体教学设备并提供服务。通过预约服务将多媒体教学设施的服务前移，变被动服务为主动服务，变事后服务为事前服务，保证了课堂教学的有序进行，有效缓解了多媒体教室管理人员短时间内应对集中并发服务请求的压力，有效地提高了高等学校多媒体教学设施的管理效率和服务水平，改善了用户体验。这种预约服务系统的实现使用户在接受服务的过程中体验参与感、获得感和尊重感，消除了传统多媒体教学设施管理、服务模式存在的弊端，挖掘了多媒体教学设施的潜在价值，拓展了高校信息化管理和服务的维度，提升了高校信息系统智能化和个性化的服务水平，对“智慧校园”的建设具有借鉴意义。

［1］Jennifer Peerce，Yvonne Rogers，Helen Sharp.超越人机交互［M］.北京：电子工业出版社，2003：18-19.

［2］［美］唐纳德·A·诺曼著，梅琼译.设计心理学［M］.北京：中信出版社，2010.

［3］Portugal C.Design，User-Experience and Teaching-Learning［M］.Springer International Publishing，2014：230-241.

［4］孙宇，高禄梅，任金妮，赵韫哲，贾申利.大型设备预约管理系统新一代用户体验模型构建［J］.实验室研究与探索，2013（3）：239-242.

［5］李张永，陈和平，顾进广.跨平台移动Web开发框架与数据交互方法［J］.计算机工程与设计，2014（5）：1827-1832.

［6］Shen J，Qiu F，LiW，etal.Exploring the Effectof the Telephone Online Booking System on TaxiService：Case Study of Suzhou City in China［C］.Cictp.2015.

［7］周著荣，陈涛.基于分层的软件架构设计研究［J］.科学时代，2014（21）.

［8］W u J，Guo X.Online booking system design and experimental realization［C］.International Conference on Electricaland Control Engineering.IEEE，2011：3556-3560.

［9］刘欢，陈洁，陈建香，刘畅，卢蓓蓉.技术视角下的高校信息化应用用户体验研究［J］.华东师范大学学报（自然科学版），2015（S1）：283-288.

（编辑：鲁利瑞）

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1673-8454（2016）16-0080-04