基于理工科学生考研辅导类APP的开发设计探究

郭屹坚 游子毅 周训年 龚涛 彭政

摘  要：科技的进步使得移动设备进入人们的生活，也使就业压力不断增大，越来越多的人为了提高个人竞争力加入考研大军。在此背景下，考研在线教育行业取得了一定市场规模。而理工科硕士研究生招生比例占据硕士研究生招生总数的半边天，考研在线教育市场却缺少对理工科学生考研专业课的辅导课程，这为理工科考研辅导APP的发展提供了一定空间。本文通过对理工科考研辅导APP进行设计分析，从兼容性、维护性、成本和APP要求三个角度得出web APP开发方式非常适用于理工科学生考研辅导类APP的开发，使用Bmob云数据库对数据进行管理，拉流端以LSS推流SDK发起课程在线直播。播放端采用RTMP协议进行拉流，保证课程视频回放，并结合开发实例加以说明，证明其可行性。

关键词：理工科  APP  设计探究  在线教育  考研

中图分类号：TP391                             文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2020）07（b）-0227-05

Abstract： With the progress of science and technology， mobile devices have entered people's lives， and the pressure of employment has been increasing. More and more people join the army of postgraduate entrance examination in order to improve their personal competitiveness. In this context， the online education industry of postgraduate entrance examination has achieved a certain market scale.The enrollment proportion of master of science and engineering students accounts for half of the total enrollment of master of science and engineering students. However， the online education market of postgraduate entrance examination lacks the guidance courses for the professional courses of postgraduate entrance examination of science and engineering students， which provides a certain space for the development of the guidance app of postgraduate entrance examination of science and engineering. Based on the design and analysis of the tutoring app for the postgraduate entrance examination of science and engineering， this paper concludes that the web app development mode is very suitable for the development of tutoring app for the postgraduate entrance examination of science and engineering students from the perspectives of compatibility， maintainability， cost and app requirements. Bmob cloud database is used to manage the data， and LSS streaming SDK is used to launch the online live broadcast of the course. The player uses RTMP protocol to pull the stream to ensure the playback of the course video. The feasibility of the protocol is proved by an example.

Key Words： Science and engineering; APP; Design exploration; Online education; Postgraduate entrance examination

随着社会的不断进步，在各项科学技术大力发展的条件下移动设备得到了快速的普及和发展，智能手机已经成为人们沟通交流的必需品，我国移动APP的使用范围越来越广泛[1]，为移动设备的使用提供了极大的便利，同时也促进了移动设备APP行业的发展[2]。现阶段APP的发展趋于社交化、本地化和移动化。根据CNNIC统计数据，自2011年至2019年，中国移动网民规模不断增大（见图1），到2019年已到达7.8亿人，为APP的行业发展提供了巨大空间。而目前国家经济处于转型期，社会就业压力愈加增大，直接表现在高校本科毕业生就业率逐年降低，各行各业对学生水平的要求逐步提高，在加之本科生的数量剧增，本科学历已经不满足社会要求，越来越多的高校生甚至在职人员参与考研，以提升个人竞争力[3]。在此背景下，越来越多的高校生加入考研的隊伍。根据研招网的统计数据（见图2），自2016年后，每年报考研究生考试的人数呈现暴增趋势，2019年报名人数已超过340万，尤其在理工科专业招生中，占据约46.5%的招生比例，竞争空前激烈。

手机APP的发展再加上社会就业压力倍增，一定程度上促进了在线教育类APP发展。在线教育线上授课相比于传统线下授课，更具有便捷性，不受时间和空间的限制，只需要一部智能手机，安装相应的APP ，便可进行在线教育，节省了大量的人力、物力和财力，这是传统线下授课模式所达不到的优点。特别是对于考研学生来说，无论是在校考生还是在职考生，时间都显得非常宝贵，在线教育很大程度上为备考学生节省了消耗在路程上的时间，大大提高的时间利用率。

特别是对于报考理工科专业的学生来说，更需要一款理工科专业课程在线辅导的APP存在。理工科科目本身具有一定难度，需要反复思考知识才能进一步掌握，在线教育APP中的回放功能就满足了理工科考研学生的这一需求，大大提高了学习效率。

1  考研辅导类APP的市场现状

在移动设备的普及化和报考研究生人数不断增多的背景下，促生了在线考研教育机构，涌现出新东方在线、考虫、爱启航、海文考研、海天考研和文都教育等考研培训机构开设的线上课程，每年具有数十万备考学生报名相关辅导课程，各考研培训机构及公司之间的竞争日益激烈，为占据更大的市场，各机构不断加大品牌营销力度[4]，进行大量的宣传和采取一系列优惠政策吸引客流，其中新东方在线和考虫分别凭借其过硬的质量和亲民的价格占据了较大的市场，线上考研辅导教育类APP对线下考研培训机构产生了极大的冲击。相比于传统教学模式，线上课程可以进一步整合优质资源，开发一款基于IOS或Android平台具有观看录播视频、直播课程和预览下载等功能的理工科学生考研辅导类APP，能够让理工科考研学生更加高效地学习[5]。考研辅导线上课程对考研学生属于硬性需求品，会有大量学生为提高成绩选择购买课程，具有广阔的市场发展空间。而理工科科目本身难度大，且理工科硕士招生占比大，故理工科辅导同样具有大量市场。市面上并未存在针对理工科学生考研辅导类APP，这为此类理工科考研辅导APP的发展提供了一定空间。

2  理工科学生考研辅导类APP设计原则

APP的开发通常满足移动性、友好交互性和平台一致性[6]，根据APP针对的使用者进行合理化设计，不断完善软件功能和提高体验度，具体特点如下分析。

2.1 移动性

在线课程的最大特点就在于其自身具备的移动性，使用者仅需一部移动设备，就可以随时随地使用APP进行在线学习，具有极高的实用性。相比于传统的课堂教学模式，在线课程更灵活、方便，在此的条件下，线上授课人员更应该根据线上教学的特点，合理地将知识切片化，提高学生的学习效率。

2.2 友好交互性

理工科学生考研辅导类APP设计需要遵循友好交互性，在APP的UI设计上做到简洁明了，呈现出高质量图文并茂的界面，加强用户的舒适体验感。同时，还应该尽可能减少APP对移动设备空间的占用和减少APP卡顿现象。

2.3 平台一致性

现阶段常用的移动设备分别为平板电脑和智能手机，平台操作系统以IOS和安卓为主，设计时必须充分考虑不同设备中呈现的差异化，尽可能通过技术手段解决差异化问题，方便后期的维护、更新。

3  理工科学生考研辅导类APP设计

3.1 开发中的总体架构

基于移动终端开发的APP系统开发方式（见图3）分为：原生开发、混合开发和web APP。原生开发：基于objcective-C语言的IOS平台开发和基于JAVA语言的Android平台开发。此方法可根据不同平台分别进行差异化个性设计，但是开发成本较高。混合开发：上层通过使用程序语言和网页语言进行开发，底层依赖于容器UI Webview进行开发。通过混合开发的APP层次多样化，在各种移动设备使用时具有高度一致性，开发时相对节约成本，但是混合开发在用户体验方面稍处下风，不一定能使使用者达到满意。webAPP：通过JAVA和超文本标记语言进行UI布局，服务器端采用ASP技術实现。虽然web APP在原生性体验效果较差，但是从兼容性、维护性、成本和APP要求三个角度出发分析，web APP非常适用于理工科学生考研辅导类APP设计。

3.2 理工科学生考研辅导类APP功能分类

理工科学生考研辅导类APP面对对象为学生，功能模块分为个人中心、首页、我的课程和购物车（见图4）。“个人中心”模块中（见图5），用户在此进行注册/登录、查看/管理账户信息。使用者注册/登录成功后，在个人中心页面中可查看/管理账户信息：系统发放的优惠券、订单、定金、地址管理和在线客服。后台数据库对此统一进行管理，数据库动态监控用户信息，一旦用户修改个人信息，数据库内及时更新，做到同步。由于人工客服工作人员数量有限且不能应对同时出现大量咨询者的情况，理工科学生考研辅导类APP推出智能客服功能，通过意图识别、多轮会话和自动记录上下文信息保证智能客服系统能够正常运转。紧密结合前沿神经网络技术，在亿万级数据集上训练得到的意图识别模型 能够自动抽取使用者问句中的时间、地点、人名等关键性信息，自动识别同一意思的不同问法，正确理解使用者的意图。在此基础上使用者只需要在后台绘制业务逻辑，即可自主定制多轮会话，实现流畅的交互效果，支持对接业务接口、一次性输入多个信息、中途打断、修改等复杂逻辑。系统在与使用者的交流中机器人在聊天过程中，自动记录上下文信息。当使用者再询问该信息相关的其他问题时，自动补全已记录信息，给出更准确的答案，使机器人交互更加自然顺畅。

“首页”模块中（见图6），使用者可通过搜索功能查找意向内容，还可使用智能题库进行训练，后台根据大数据分析技术，系统自动帮助使用者分析专业课错题，并整理错题，稳步提高成绩。同时，可以通过数据挖掘，得出使用者的课程偏好，结合人工智能的智能推荐技术，及时根据用户喜好，在首页为用户推荐个性化内容。

“我的课程”模块中（见图7），分为每日任务、课程安排和课程服务。每日任务中，使用者可查看购买课程当日的直播安排。课程安排中，使用者可点击进入已购置课程的内部查看详细信息。而在课程服务中，使用者进入学习情况统计，通过由大数据分析技术整理的个人学习记录，进行使用者学习效果评估，找到特定使用者的最佳学习方案;可以通过实时的扩展性数据监测，获得在线率、每节课分别的听课率、课后练习易错题等等，以此达到督促对应学员按时听课、按时学习、按时作业，从而使得教学效果更加高效，并提高使用者的自律学习能力。在资料下载中下载购置课程的电子版资料，也可进入班级群交流沟通学习心得。

“购物车”模块中（见图8），使用者可购置考研理工科专业课辅导在线课程和理工类考研书籍。购置理工科专业课辅导在线课程成功后，会在“我的课程”模块中出现，课程相应纸质版资料通过快递公司进行配送，使用者可在“个人中心”模块中的“我的快递”查看物流信息。

3.3 后台服务端

后台服务端主要用于对Bmob云数据库的数据进行管理。根据设计，后台服务端（见图9）分为系统管理和审核管理两大模块。系统管理保证智能题库、课程直播和回看录播等功能正常运行。审核管理功能对平台中用户的评论综合管理，维护APP的基本秩序。

3.4 平台功能与实现

理工科学生考研辅导类APP开发主要分为web APP和Java Web后台服务端。客户端通过Bmob云数据库的API接口进行客户端与后台云的数据交互，服务端通过Bmob云数据库提供的REST API对后端云数据库的数据进行管理[6]。当用户进行注册或登录时， APP使用signUp和login方法将用户注册或登录时所输入的信息传输至Bmob云数据库，通过回调函数判断使用者注册或登录是否成功。以SharePreferences作为轻储量集存储实现保存使用者密码。若用户需要找回密码，可通过填入预留邮箱接收Java Web后台服务端的信息修改密码。另外，理工科学生考研辅导类APP具有直播和视频模块，此模块具体由拉流端和播放端组成。其中拉流端以LSS推流SDK发起课程在线直播。播放端采用RTMP协议进行拉流，进而使用者可查看课程视频回放。

4  结语

本文在移动设备普及化的背景下，通过分析对比现有考研在线教育的市场，得出开发设计探究理工科学生考研辅导类APP的必要性和存在的合理性。并通过一定的设计分析，描述出理工科学生考研辅导类APP的总体架构、功能分类、后台服务端和具体实现，给出了一套合理的设计方案，进一步说明其可行性。

参考文献

[1] 张勃.移动APP的信息安全问题与开发策略研究[J].信息通信，2019（12）：250-251.

[2] 郝雅静.创新创业环境中的手机APP开发应用[J]. 科技创新导报，2019，9（a）：200-201.

[3] 王晓悦，马晓芬.“互联网+”大数据时代下大学生就业创业状况分析[J].黑河学院学报，2019，8（45）：121-122.

[4] 韓永波.HW考研教育培训公司品牌营销策略的探究[D].北京：北京工业大学，2018.

[5] 叶为正，黄伟杰，李晶.基于 Android的高校学习App设计与应用[J].现代计算机， 2018，26（18）：87-91.

[6] 殷卫霞.高校专业课程学习APP系统设计探析[J].鄂州大学学报，2018，25（3）：100-102.