物联网专业技能竞赛——智能终端APP开发赛项设置研究

张昊月

（集美工业学校，福建 厦门 361022）

1 前言

随着智能手机、平板电脑等智能终端的快速普及，无线网络的全面覆盖，手机APP已经成为人们生活中重要的组成部分。物联网专业技能竞赛——智能终端APP开发赛项的设置，利用技能大赛的示范引领作用，构建在技能竞赛背景下高效、实效的物联网专业建设。该项比赛紧密结合产业技术发展，比赛内容面向物联网产业核心岗位，紧跟产业发展新技术新趋势，依托参加大赛的院校和企业合作伙伴，形成产学研共同体，围绕物联网产业人才培养需求，促进职业教育成效。

2 研究结论

中职物联网专业学生具备一定的理论水平和技能水平，但研发能力不足，选用APP Inventor2进行APP开发，能够使学生快速上手，增强自信心。同时，通过App开发过程中对接硬件设备，有助于学生对物联网基本技术的理解，有利于学生就业和职业生涯发展，满足服务社会经济、产业振兴规划、产业结构调整、经济转型升级、科学技术进步以及人才市场用人需求，增强就业创业能力。

2.1 APP Inventor2介绍

App Inventor最初是谷歌实验室（Google Lab）于2009年开始，由麻省理工学院（MIT）主导的一个实验项目。与传统的代码不同，App Inventor中程序是通过可视化的指令模块来实现的，并用模块定义不同的功能。 2012年3月4日，MIT App Inventor开放使用。2013年12月，麻省理工学院推出了新的App Inventor版本——App Inventor 2（简称AI2）。 AI2是完全基于开发安卓应用的（也叫做云端开发）的工具，使用者可以用电子邮箱申请账号，成功登录后，显示页面如图1所示。

App Inventor2界面有3个，第1个为项目界面。在项目界面可以完成项目的新建、删除、导入、导出等操作。如图2所示。

App Inventor2第2个界面为设计界面。该设计界面也称UI界面，也就是设计用户直接看到的界面，该界面有4栏。

第1栏为组件面板，用于选择组件，选取所需组件拖曳至第2栏。第2栏为工作面板，是用户直接面对的项目外观。第3栏上方为组件列表，显示已添加的组件；下方为素材栏，用来上传声音、图片等素材。第4栏为组件属性栏，用于设置组件的属性。新建或单击任一项目后会进入该界面，如图3所示。

第3个界面为程序模块界面，单击UI界面右上角的“逻辑设计”进入，左侧为模块栏，选取所需模块拖曳到工作面板。工作面板为程序核心，各程序模块需拼接在一起。视图栏左下角显示警告信息，右下角为垃圾桶，可以将不用的模块拖到垃圾桶删除。如图4所示。

模块操作有几个快捷键，如“Ctrl+C”复制、“Ctrl+V”粘贴、“Delete”删除，“Ctrl+”鼠标滚轮可放大缩小视图。将鼠标悬停在模块上，会出现模块使用说明。

App inventor2完全基于浏览器开发安卓应用（也叫做云端开发），开发者除了浏览器不需要额外安装任何软件。访问AI2云端官方服务器http：//app.gzjkw.net，再通过以下三种方式之一，就可以快速开发一个安卓应用。

方式一：使用无线网络和安卓设备（安卓手机或平板电脑）开发（App Inventor官方推荐）。这种方式是直接在云端服务器上开发，它不需要计算机下载任何额外的软件，通过在安卓设备上安装MIT App Inventor Companion配套App进行实时调试，如图5所示。

方式二：安装并运行AI2模拟器。这种方式使用AI2模拟器来调试App。AI2提供了一个安卓模拟器（与安卓设备一样），它需要在计算机上运行。很多学校或课后兴趣小组都使用模拟器这种方式来开发。需要注意的是模拟器与真机在部分组件测试时可能有所不同。使用模拟器来开发，需要首先在计算机上安装相应的软件。

方式三：使用USB数据线连接安卓手机或平板电脑。有一些场所不提供Wi-Fi网络，或者禁止连接Wi-Fi网络的设备彼此通信，为此App Inventor还提供了使用USB数据线来连接安卓手机或平板电脑的方式，如图6所示。

2.2 App Inventor2的Web客户端组件的使用方法

App Inventor2的Android应用开发可以拓展到智能家居领域，此时Android手机成为智能家居的控制终端。例如，我们要通过Web 客户端实现网关中继电器开关的控制。

在这个项目中，要实现软件对硬件的控制，首先需要建立一个通信过程。App Inventor2用于实现通信连接的组件有蓝牙客户端、蓝牙服务器以及Web客户端。其中蓝牙组件实现近距离的控制，而实现远程控制的组件只有Web客户端组件。它通常包括Web服务器和Web客户端两部分。控制器本身内置一个简单的Web服务器，基于这个接口，使用App Inventor的Web客户端功能建立通信连接，以实现对硬件设备的控制。

图7所示中的 Web 客户端1为APP Inventor连接网关的网络通信组件，通信的网址为网关中IP地址和开启Web服务的端口号，格式为：http：//+网关IP地址+冒号+网关开启的Web服务端口号。具体的参数值根据网关的设置情况而定，符号要求为英文符号。 APP Inventor 逻辑设计为检测继电器按键的动作，通过 Web 客户端实现网关中继电器开关的控制如图8所示。

2.3 中职物联网专业APP开发课程调查

2.3.1 物联网专业App开发课程开设情况调查

在一定范围内对若干所中等职业学校物联网专业就App开发方面的课程开设情况进行了问卷调查，结果如下。

目前中等职业学校物联网专业APP开发课程尚未开设，主要原因是物联网专业开设时间较短，课程还在调整之中。如果开设APP开发课程，大部分教师认为应该选择适合中职生特点的开发平台，同时能符合物联网专业要求，实现一定的物联网应用。中职生思维活跃，但编程水平相对较弱。

2.3.2 学校上网机房情况调查

目前厦门市各个中等职业学校都有专门的上网机房，可以满足物联网专业班级学生上网的需要。

2.3.3 学生安卓手机使用情况调查

当前，物联网专业的所有学生都配备了智能手机，88%的同学使用的是安卓手机。85%的同学非常期待能够在自己的智能手机上安装自己开发的App，8%的同学表示无所谓，7%的同学觉得不可能。

App Inventor2为我们提供了一个很容易上手地开发安卓应用的工具。在App Inventor中，与传统编程不同，代码变成了一个一个可拼接的“块”，编写程序就是将这些“块”拼装在一起，代码的编写过程简直就像玩拼图游戏；加上经过字斟句酌、反复磨合的汉化版本，编程变得轻松愉快。使用App Inventor开发移动应用时，可以不懂程序设计语言，不用编写代码，采用搭积木的方式，短时间内就可以完成一个应用，例如智能家居控制程序等，对中职生很有吸引力；同时，完成的成果可以直接下载到Android手机进行展示，有利于学生产生成就感，增强自信。此外，App Inventor2与arduino的完美结合，就能够较好地实现物联网的应用。总之，App Inventor2是一款适合中职物联网专业学生进行APP开发的平台。

3 研究总结

针对物联网专业技能竞赛——智能终端APP开发赛项设置的研究进行了企业调研，了解物联网发展的现状和趋势，以及企业的岗位需求。同时，调研了中职校应对职业技能竞赛、课程开设开展情况，结合本校实际选取物联网专业作为研究对象，通过备战职业技能竞赛，对赛项设置的依据、必要性和重要性、赛项参赛对象的特点、赛项设备、赛项评价、赛项组织以及赛项创新等方面开展实践研究。

研究结果显示：中职物联网专业学生具备一定的理论水平和技能水平，但是总体研发能力不足，选用APP Inventor2进行APP开发，能够快速上手，增强他们的自信心。同时通过App开发过程中对接硬件设备，有助于学生对物联网基本技术的理解，有利于学生就业和职业生涯发展，满足服务社会经济、产业振兴规划、产业结构调整、经济转型升级、科学技术进步以及人才市场用人需求，增强就业创业能力。