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【摘要】：针对Android系统应用开发热点，遵循市场对人才培养的导向作用，结合大学本科生培养通识教育目标，利用图形化开发工具AppInventor2，建设了零基础Android应用开发课程。将知识点融合到移动应用开发实例中，综合运用基础理論知识讲授法、实验拓展训练法、综合应用开发分组讨论法、创新内容针对性指导法及高阶内容竞赛真题训练法等教学手段，展开递进式的、理论结合实践的教学方法和实训模式。为培养学生良好的计算思维能力和创新、创业意识奠定基础。
【关键词】： Android系统;App Inventor2;计算思维;通识教育
0引言
通识教育课程是非专业性的、非功利性的，是不直接为职业做准备的具有基础性、通识性、广博性的人文社会科学和自然科学的基础知识[1]。通识教育理念要求大学生在人文、社会和自然科学等多种知识领域进行广泛的学习，了解和掌握各门学科的基本内容和基本方法[2]。通识教育在“专才教育”和“素质教育”之间起到承上启下的作用，前者注重专业培养，后者偏于兴趣爱好，通识教育目的在于启发学生心智，促进学生思维，发展学生理性，以满足社会发展对人才全面素质发展的要求。
Android是Google公司推出的专门为移动设备开发的平台[3]，目前占世界上智能移动端操作系统的最大份额。市场推动着人才培养的导向，Android开发正被全世界重视。然而，Android应用开发方式多以JAVA语言为主，非计算机专业大学生对Android应用开发的热情往往受限于编程语言。加强通识教育已经成为当今世界高等教育改革的共同趋势建立Android应用开发通识教育课程能够完善大学通识教育课程结构，满足“教育需求、知识需求、社会需求”，符合我国当前对人才素质培养的教育理念。
App Inventor2是一款基于WEB、面向没有编程经验的初学者的Android应用开发工具[4]。基于App Inventor2开发Android应用的教学意义不仅在于其符合通识教育的特点，更重要的是培养大学生动手实践能力和计算思维能力，激发学生的学习兴趣，对学生进一步学习高级编程语言有抛砖引玉的作用。
1 App Inventor2简介
1.1 App Inventor发展
App Inventor最初是Google和MIT（麻省理工大学）联合开发的一个创新实验项目，是基于云计算服务器在线开发的Android程序开发环境[5]。2011年下半年，Google宣布投资创建MIT移动学习中心，并由该中心负责App Inventor的后续发展及运营维护。2013年12月6日发布了App Inventor 2，并将此前的版本命名为“经典App Inventor”，2016年2月MIT发布最近版的APP Inventor2（簡称AI2）版本，新版AI2改善了对多屏及组件自主设计的支持。2016年6月16日，MIT发布了官方认证支持的低功耗蓝牙组件（Bluetooth Low Energy，BLE），BLE组件将使App Inventor具备物联网（Inernet of Things， IOT）应用程序开发能力[x]，使AI具有更强大的开发能力。在AI的发展中，各国教育机构的重视起到了推波助澜的作用，拖拽式的编程方法，短时间就可以开发属于自己的APP，能够激发学生强烈的学习欲望。AI一经推出，立即引起了一股Android应用开发的热潮。在短短5年时间里，三星、摩托罗拉、乐高等世界知名手机厂商相继成为AI的投资方[6]。随着AI在世界范围内的推广，MIT不断的优化和设计AI的功能，新版AI2拥有70种开发组件，并支持自定义组件扩展，组件具备的事件类型、方法和属性也不断增加，使得一些快速开发功能越发完善，吸引着广大爱好者争相使用。
1.2AI2应用于教学的特点及推广情况
AI2基于模块化的设计理念，其可视化，可拖拽的编程特点，可以轻松的设计Android应用，使学生在创造中学习，而不是死记公式，增加学生学习的乐趣。AI2应用于教学主要有以下特点：
1、简单易学。对于初学者来说，编程最大的挫折在于两点，一是要输入代码，二是面对计算机弹出的令人费解的错误消息。AI2通过可视化模块和限定模块之间的匹配关系，将上述问题完美解决。
2、开发环境搭建简单。在有网络服务环境下，基于云服务器的支持，开发者只需要在装有JRE环境和Chrome浏览器的电脑上就能轻易的进行开发设计。在无网络服务的情况下，可以安装离线开发包，或者组件局域网络服务器完成开发。
3、组件类型丰富。组件是AI2开发应用的灵魂，AI2在组件面板栏将70种组件归类为：用户界面、界面布局、多媒体、绘图动画、传感器、社交应用、数据存储、通信连接、乐高机器人、试验性质和扩展组件11种类别。用户通过拖拽组件并设置其属性就能完成应用界面的设计，进而在逻辑设计界面，直接调用组件丰富的属性、事件和方法，直接实现设计的功能。
4、多种调试方式。AI2提供三种调试方式：wifi调试，模拟调试，和usb调试。根据不同的开发场景供开发者选择，并可以实现实时调试。
5、强大的网络资源支持。MIT App Inventor网站为开发者提供视频教程、说明文档、经典例程和论坛，2016年6月，AI教育者论坛（MIT App Inventor for Educations）开放，来自世界的AI2教育者在这里分享教学案例，教育理念，讨论教学方法，推动着教育一体化的进展。
AI2的上述特点，使其成为初级Android应用开发的理想工具。目前，Android开发的培训机构、培训课程多达几十种，国内浙江大学城市学院、中山大学、兰州大学、四川师范大学等高校，在Google大学计划的支持下，分别开设了基于Android应用开发的理论及实践教学环节[7.8]。AI爱好者网站统计显示，近3年来国内其他10多所中高等院校，先后开设了基于AI2开发，针对计算思维、轻游戏开发、Android基本应用的课程[9]。 2课程设计
2.1课程性质、目的和任务
2015年，经中国石油大学（华东）信息与控制工程学院根据学科发展规划及本科生培养计划，规划建设Android应用开发实验室，“零基础Android应用开发”是最基础的课程建设内容，同年，设立“基于Android平台的实验设計与开发”实验教改项目作为课程配套实验内容和拓展。经教务处审批，课程被设立为通识教育类课程，面向全校本科生开设，总学时为48学时，其中理论学时32学时，实验学时16学时，2学分。基于App Inventor2开发Android应用的教学意义在于它不仅仅是对计算机科学而言，对与数学、石油、钻井以及几乎任何其他学科学生来说，它都是一个易于实现的工具。开设课程的目的是培养大学生动手实践能力和计算思维能力，对學生进一步的高级语言学习有抛砖引玉的作用。
课程通过全面、系统地介绍App Inventor2开发环境、计算思维思想、程序开发过程以及相关实验案例等，帮助学生了解App Inventor2编程思想以及相关工具的使用，引导学生在课程内容基础上吸收创新，产生更多更好的移动应用。帮助学生了解计算思维相关概念，并将其应用于App Inventor2的使用过程中。
通过设计实验创新环节，引导学生进行科学研究，促使学生带着问题查阅国内、外文献资料并进行实践，加深对知识的理解，启发创造性思维方式，拓宽视野和知识面。在完成通识教学任务的前提下，加强学生的课外训练，通过项目来训练学生的动手能力，以市场需求和前沿热点来引导学生的兴趣和创新、创业意识。
2.2课程内容
基于实际应用项目开发的内容设计，结合App Inventor2的平台及组件特点，设计从简单到复杂，从单屏到多屏，从单纯响应到程序交互的教学和实践内容，将具体的组件所激发的事件和方法在以项目为背景的前提下进行展开和深入。每一章都涉及2-4个应用的设计及实现，激发学生深入学习的兴趣和创新设计能力，培养学生从功能设计、组件选择、块代码实现到实时调试的综合能力。课程设计内容如下：
3教学方式方法
课程综合运用基础理论知识讲授法、实验拓展训练法、综合应用开发分组讨论法、创新内容针对性指导法及高阶内容竞赛真题训练法等教学手段，展开递进式的、理论结合实践的教学方法和实训模式。
作为一门面向全校各个专业开设的通识教育类课程，通过对智能手机发展史，Android开发方式和系统基本构架，移动应用开发流程以及计算思维等基本理论介绍，在每一章节中重点讲授项目相关组件的使用及应用场合，抓住学生关注热点，激发学生深入学习的热情。实践是验证理论知识的最佳途径，课程设计了16学时的实验教学内容及4项拓展内容，学生组成项目开发小组，分工合作，迭代调试开发，对设计和开发具佳的项目内容，教师推荐为校级创新训练项目，并针对设计内容进行针对性指导，鼓励学生查阅历届Android设计大赛获奖内容及方向，总结提升，由浅入深，逐步掌握知识点和设计方法，激发学生自主深入学习Android开发的积极性。
4课程考核及效果评价
4.1 考核形式
中国石油大学（华东）已经在2015-2016-1学期（2015年秋季学期）和2015-2016-2学期（2016年春季学期）两次开设“零基础Android应用开发”课程。课程考核要求学生提交一份基于APP Inventor2设计的Android移动端应用，并填写相关设计、编程及调试说明;要求作品界面设计美观，组件布局合理，代码清晰，用户体验丰富。学生提交应用设计源文件、APK可安装文件及设计报告，并可以申请现场演示答辩，对优秀作品进行点评和试运行，充分调动学生的学习积极性和创作性。设计报告分为七个部分，分别是：
一、项目组信息。学生既可以独立创作，也可以团队创作，并要求学生填写“完成的主要任务”，并要求学生亲自签名。
二、APP名称及功能描述。考察学生对所设计APP是否思路清晰;
三、APP的主要改进及创新点描述。根据要求可以对课上所讲内容进行改进或者创新;
四、APP涉及的主要组件及列举其应用场合。组件是基础AI2设计应用的基础，根据所选组件考察学生对各个组件的掌握情况;
五、分层任务设计代码块实现，考察学生是否能够根据设计的功能及界面完成应用的实际功能;
六、根据完成和调试情况进一步提出改进、完善程序的思路;
七、学习体验及教学建议。针对学生提出的教学建议进一步完善课程构架和改进教学方法。
4.2 教学效果及分析
课程自2015年开设以来，来自全校10个学院的270人次选修了本课程，教学效果良好，教学成果显著，选课学生获得了与本课程相关的校级大学生创新训练项目2项、创业训练项目1项，其中一项中期审核优秀，被推荐为国家级大学生创新训练项目。
2015年秋季学期开设本课程之初设定的选课人数为120每班，2016年春季学期预选课人数达到260人，为了能够满足学生的学习热情，考虑教室容量和教学效果，教务处将选课人数开放为150人（2016年统计表中总数为148人，有两名同学为11级学生未列入统计表）。从统计表中可以看到，大二的学生选课热情最高，根据本科生培养计划，大二正是编程语言学习的关键时期，本课程能够很好的激发学生的学习热情，为良好的计算思维和编程习惯奠定基础。
部分学生作品展示
5结束语
以App Inventor2为开发工具，建立初级Android应用开发通识教育课程，满足各专业学生学习Android开发的热情，符合社会对热点人才的需求，符合国家关于加强素质教育的倡导，课程引导学生已开发者角度思考手机应用设计思路，普及智能移动终端基础知识，培养学生计算思维，锻炼学生创新、创业意识，激发学生对科学计算和高级语言学习的热情。
参考文献：
[1]彭寿清. 大学通识教育课程设计研究[D]. 西南大学， 2006.P22
[2]王宁宁. 通识教育演变与当代高校通识教育实践[D]. 复旦大学， 2007.
[3]Tyler J. App Inventor for Android： Build Your Own Apps-No Experience Required [M]. John Wiley & Sons， 2011.
[4]黄仁祥 金琦 易伟. 人人都能开发安卓App[M]. 机械工业出版社， 2014.
[5]卓树峰. 基于App Inventor的Android手机蓝牙通讯开发[J]. 福建信息技术教育， 2012（3）：25-30.
[6]http：//appinventor.mit.edu/explore/sponsors.html
[7]吴明晖. 面向计算思维的App Inventor课程建设与实践[J]. 杭州电子科技大学学报：自然科学版， 2015（2）：93-97.
[8]郭守超， 周睿， 邓常梅，等. 基于App Inventor和计算思维的信息技术课堂教学研究[J]. 中国电化教育， 2014（3）：91-96.
[9]http：//appinventor.mit.edu/explore/index-2.html
【关键词】： Android系统;App Inventor2;计算思维;通识教育
0引言
通识教育课程是非专业性的、非功利性的，是不直接为职业做准备的具有基础性、通识性、广博性的人文社会科学和自然科学的基础知识[1]。通识教育理念要求大学生在人文、社会和自然科学等多种知识领域进行广泛的学习，了解和掌握各门学科的基本内容和基本方法[2]。通识教育在“专才教育”和“素质教育”之间起到承上启下的作用，前者注重专业培养，后者偏于兴趣爱好，通识教育目的在于启发学生心智，促进学生思维，发展学生理性，以满足社会发展对人才全面素质发展的要求。
Android是Google公司推出的专门为移动设备开发的平台[3]，目前占世界上智能移动端操作系统的最大份额。市场推动着人才培养的导向，Android开发正被全世界重视。然而，Android应用开发方式多以JAVA语言为主，非计算机专业大学生对Android应用开发的热情往往受限于编程语言。加强通识教育已经成为当今世界高等教育改革的共同趋势建立Android应用开发通识教育课程能够完善大学通识教育课程结构，满足“教育需求、知识需求、社会需求”，符合我国当前对人才素质培养的教育理念。
App Inventor2是一款基于WEB、面向没有编程经验的初学者的Android应用开发工具[4]。基于App Inventor2开发Android应用的教学意义不仅在于其符合通识教育的特点，更重要的是培养大学生动手实践能力和计算思维能力，激发学生的学习兴趣，对学生进一步学习高级编程语言有抛砖引玉的作用。
1 App Inventor2简介
1.1 App Inventor发展
App Inventor最初是Google和MIT（麻省理工大学）联合开发的一个创新实验项目，是基于云计算服务器在线开发的Android程序开发环境[5]。2011年下半年，Google宣布投资创建MIT移动学习中心，并由该中心负责App Inventor的后续发展及运营维护。2013年12月6日发布了App Inventor 2，并将此前的版本命名为“经典App Inventor”，2016年2月MIT发布最近版的APP Inventor2（簡称AI2）版本，新版AI2改善了对多屏及组件自主设计的支持。2016年6月16日，MIT发布了官方认证支持的低功耗蓝牙组件（Bluetooth Low Energy，BLE），BLE组件将使App Inventor具备物联网（Inernet of Things， IOT）应用程序开发能力[x]，使AI具有更强大的开发能力。在AI的发展中，各国教育机构的重视起到了推波助澜的作用，拖拽式的编程方法，短时间就可以开发属于自己的APP，能够激发学生强烈的学习欲望。AI一经推出，立即引起了一股Android应用开发的热潮。在短短5年时间里，三星、摩托罗拉、乐高等世界知名手机厂商相继成为AI的投资方[6]。随着AI在世界范围内的推广，MIT不断的优化和设计AI的功能，新版AI2拥有70种开发组件，并支持自定义组件扩展，组件具备的事件类型、方法和属性也不断增加，使得一些快速开发功能越发完善，吸引着广大爱好者争相使用。
1.2AI2应用于教学的特点及推广情况
AI2基于模块化的设计理念，其可视化，可拖拽的编程特点，可以轻松的设计Android应用，使学生在创造中学习，而不是死记公式，增加学生学习的乐趣。AI2应用于教学主要有以下特点：
1、简单易学。对于初学者来说，编程最大的挫折在于两点，一是要输入代码，二是面对计算机弹出的令人费解的错误消息。AI2通过可视化模块和限定模块之间的匹配关系，将上述问题完美解决。
2、开发环境搭建简单。在有网络服务环境下，基于云服务器的支持，开发者只需要在装有JRE环境和Chrome浏览器的电脑上就能轻易的进行开发设计。在无网络服务的情况下，可以安装离线开发包，或者组件局域网络服务器完成开发。
3、组件类型丰富。组件是AI2开发应用的灵魂，AI2在组件面板栏将70种组件归类为：用户界面、界面布局、多媒体、绘图动画、传感器、社交应用、数据存储、通信连接、乐高机器人、试验性质和扩展组件11种类别。用户通过拖拽组件并设置其属性就能完成应用界面的设计，进而在逻辑设计界面，直接调用组件丰富的属性、事件和方法，直接实现设计的功能。
4、多种调试方式。AI2提供三种调试方式：wifi调试，模拟调试，和usb调试。根据不同的开发场景供开发者选择，并可以实现实时调试。
5、强大的网络资源支持。MIT App Inventor网站为开发者提供视频教程、说明文档、经典例程和论坛，2016年6月，AI教育者论坛（MIT App Inventor for Educations）开放，来自世界的AI2教育者在这里分享教学案例，教育理念，讨论教学方法，推动着教育一体化的进展。
AI2的上述特点，使其成为初级Android应用开发的理想工具。目前，Android开发的培训机构、培训课程多达几十种，国内浙江大学城市学院、中山大学、兰州大学、四川师范大学等高校，在Google大学计划的支持下，分别开设了基于Android应用开发的理论及实践教学环节[7.8]。AI爱好者网站统计显示，近3年来国内其他10多所中高等院校，先后开设了基于AI2开发，针对计算思维、轻游戏开发、Android基本应用的课程[9]。 2课程设计
2.1课程性质、目的和任务
2015年，经中国石油大学（华东）信息与控制工程学院根据学科发展规划及本科生培养计划，规划建设Android应用开发实验室，“零基础Android应用开发”是最基础的课程建设内容，同年，设立“基于Android平台的实验设計与开发”实验教改项目作为课程配套实验内容和拓展。经教务处审批，课程被设立为通识教育类课程，面向全校本科生开设，总学时为48学时，其中理论学时32学时，实验学时16学时，2学分。基于App Inventor2开发Android应用的教学意义在于它不仅仅是对计算机科学而言，对与数学、石油、钻井以及几乎任何其他学科学生来说，它都是一个易于实现的工具。开设课程的目的是培养大学生动手实践能力和计算思维能力，对學生进一步的高级语言学习有抛砖引玉的作用。
课程通过全面、系统地介绍App Inventor2开发环境、计算思维思想、程序开发过程以及相关实验案例等，帮助学生了解App Inventor2编程思想以及相关工具的使用，引导学生在课程内容基础上吸收创新，产生更多更好的移动应用。帮助学生了解计算思维相关概念，并将其应用于App Inventor2的使用过程中。
通过设计实验创新环节，引导学生进行科学研究，促使学生带着问题查阅国内、外文献资料并进行实践，加深对知识的理解，启发创造性思维方式，拓宽视野和知识面。在完成通识教学任务的前提下，加强学生的课外训练，通过项目来训练学生的动手能力，以市场需求和前沿热点来引导学生的兴趣和创新、创业意识。
2.2课程内容
基于实际应用项目开发的内容设计，结合App Inventor2的平台及组件特点，设计从简单到复杂，从单屏到多屏，从单纯响应到程序交互的教学和实践内容，将具体的组件所激发的事件和方法在以项目为背景的前提下进行展开和深入。每一章都涉及2-4个应用的设计及实现，激发学生深入学习的兴趣和创新设计能力，培养学生从功能设计、组件选择、块代码实现到实时调试的综合能力。课程设计内容如下：
3教学方式方法
课程综合运用基础理论知识讲授法、实验拓展训练法、综合应用开发分组讨论法、创新内容针对性指导法及高阶内容竞赛真题训练法等教学手段，展开递进式的、理论结合实践的教学方法和实训模式。
作为一门面向全校各个专业开设的通识教育类课程，通过对智能手机发展史，Android开发方式和系统基本构架，移动应用开发流程以及计算思维等基本理论介绍，在每一章节中重点讲授项目相关组件的使用及应用场合，抓住学生关注热点，激发学生深入学习的热情。实践是验证理论知识的最佳途径，课程设计了16学时的实验教学内容及4项拓展内容，学生组成项目开发小组，分工合作，迭代调试开发，对设计和开发具佳的项目内容，教师推荐为校级创新训练项目，并针对设计内容进行针对性指导，鼓励学生查阅历届Android设计大赛获奖内容及方向，总结提升，由浅入深，逐步掌握知识点和设计方法，激发学生自主深入学习Android开发的积极性。
4课程考核及效果评价
4.1 考核形式
中国石油大学（华东）已经在2015-2016-1学期（2015年秋季学期）和2015-2016-2学期（2016年春季学期）两次开设“零基础Android应用开发”课程。课程考核要求学生提交一份基于APP Inventor2设计的Android移动端应用，并填写相关设计、编程及调试说明;要求作品界面设计美观，组件布局合理，代码清晰，用户体验丰富。学生提交应用设计源文件、APK可安装文件及设计报告，并可以申请现场演示答辩，对优秀作品进行点评和试运行，充分调动学生的学习积极性和创作性。设计报告分为七个部分，分别是：
一、项目组信息。学生既可以独立创作，也可以团队创作，并要求学生填写“完成的主要任务”，并要求学生亲自签名。
二、APP名称及功能描述。考察学生对所设计APP是否思路清晰;
三、APP的主要改进及创新点描述。根据要求可以对课上所讲内容进行改进或者创新;
四、APP涉及的主要组件及列举其应用场合。组件是基础AI2设计应用的基础，根据所选组件考察学生对各个组件的掌握情况;
五、分层任务设计代码块实现，考察学生是否能够根据设计的功能及界面完成应用的实际功能;
六、根据完成和调试情况进一步提出改进、完善程序的思路;
七、学习体验及教学建议。针对学生提出的教学建议进一步完善课程构架和改进教学方法。
4.2 教学效果及分析
课程自2015年开设以来，来自全校10个学院的270人次选修了本课程，教学效果良好，教学成果显著，选课学生获得了与本课程相关的校级大学生创新训练项目2项、创业训练项目1项，其中一项中期审核优秀，被推荐为国家级大学生创新训练项目。
2015年秋季学期开设本课程之初设定的选课人数为120每班，2016年春季学期预选课人数达到260人，为了能够满足学生的学习热情，考虑教室容量和教学效果，教务处将选课人数开放为150人（2016年统计表中总数为148人，有两名同学为11级学生未列入统计表）。从统计表中可以看到，大二的学生选课热情最高，根据本科生培养计划，大二正是编程语言学习的关键时期，本课程能够很好的激发学生的学习热情，为良好的计算思维和编程习惯奠定基础。
部分学生作品展示
5结束语
以App Inventor2为开发工具，建立初级Android应用开发通识教育课程，满足各专业学生学习Android开发的热情，符合社会对热点人才的需求，符合国家关于加强素质教育的倡导，课程引导学生已开发者角度思考手机应用设计思路，普及智能移动终端基础知识，培养学生计算思维，锻炼学生创新、创业意识，激发学生对科学计算和高级语言学习的热情。
参考文献：
[1]彭寿清. 大学通识教育课程设计研究[D]. 西南大学， 2006.P22
[2]王宁宁. 通识教育演变与当代高校通识教育实践[D]. 复旦大学， 2007.
[3]Tyler J. App Inventor for Android： Build Your Own Apps-No Experience Required [M]. John Wiley & Sons， 2011.
[4]黄仁祥 金琦 易伟. 人人都能开发安卓App[M]. 机械工业出版社， 2014.
[5]卓树峰. 基于App Inventor的Android手机蓝牙通讯开发[J]. 福建信息技术教育， 2012（3）：25-30.
[6]http：//appinventor.mit.edu/explore/sponsors.html
[7]吴明晖. 面向计算思维的App Inventor课程建设与实践[J]. 杭州电子科技大学学报：自然科学版， 2015（2）：93-97.
[8]郭守超， 周睿， 邓常梅，等. 基于App Inventor和计算思维的信息技术课堂教学研究[J]. 中国电化教育， 2014（3）：91-96.
[9]http：//appinventor.mit.edu/explore/index-2.html