時東曉 羅偉雄 劉嵐

摘 ?要： 需求決定了信息系統(tǒng)的技術(shù)路線選擇與方案設(shè)計。高等職業(yè)院校在辦學(xué)規(guī)模、人才培養(yǎng)目標、資源條件等方面有其自身特點，本文從高職院校的需求出發(fā)，通過分析移動App的三種開發(fā)模式，探討了各種開發(fā)模式的優(yōu)缺點，提出了以混合開發(fā)模式構(gòu)建高職移動門戶平臺App，并與以中間件模式開發(fā)的校園移動門戶融合，以低門檻、跨平臺的方式構(gòu)建高職移動門戶App的解決方案。該方案已在廣州城市職業(yè)學(xué)院成功應(yīng)用，證明了混合App開發(fā)模式在高職移動校園建設(shè)上的可行性。

關(guān)鍵詞： 信息技術(shù);混合開發(fā)模式;移動門戶;移動中間件

中圖分類號： TP311 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.05.027

本文著錄格式：時東曉，羅偉雄，劉嵐，等. 基于Hybrid的高校移動門戶設(shè)計與開發(fā)[J]. 軟件，2019，40（5）：140146

【Abstract】： Demand determines the technical route selection and design of information system. Vocational colleges in scale， personnel training target， resource conditions， such as has its own characteristics， in this paper， starting from the demand of higher vocational colleges， through the analysis of the three development modes of mobile App， this paper discusses the advantages and disadvantages of various patterns of development， put forward how to set up mobile portal platform App mixed development mode， and with the development of the campus mobile portal integration middleware model， built in the form of low threshold， cross-platform mobile portal App solution in high vocational colleges. The scheme has been applied to Guangzhou City Polytechnic success， proved that the hybrid App development mode in higher vocational moves the feasibility on the campus construction.

【Key words】： Information technology; Mixed development mode; Mobile portal; Mobile middleware

0 ?引言

隨著無線網(wǎng)絡(luò)、4G/5G、智能手機終端、云計算等技術(shù)的發(fā)展，各種依托智能移動終端的APP憑借其不受時空約束、交互功能強大、使用便利、學(xué)習(xí)資源豐富、用戶體驗良好等優(yōu)勢，迅速被廣大師生所樂于接受。而傳統(tǒng)數(shù)字校園必須依托接入寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電腦為用戶終端，師生訪問數(shù)字校園辦理事務(wù)、獲取服務(wù)或資源必定受到時間、空間的限制，便利性大打折

扣，高效率無從談起。于是，將傳統(tǒng)數(shù)字校園通過移動終端為師生們提供便捷服務(wù)，成為高職院校信息化建設(shè)的迫切需求和必選項目。但這并不是簡單地復(fù)制和遷移，而是必須充分利用云計算技術(shù)和移動軟件開發(fā)技術(shù)，開發(fā)出基于云端資源、適合移動終端運行，并且與PC端數(shù)字校園門戶同步訪問數(shù)字校園共享資源的APP，從而使廣大師生與時俱進地享受到技術(shù)發(fā)展帶來的便利與高效。本文就如何開展移動校園門戶的設(shè)計與開發(fā)做了一些探索。

1 ?高職高專院校對移動門戶應(yīng)用的要求

高等職業(yè)院校移動門戶應(yīng)用指高職高專院校利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)為用戶在移動終端場景下使用的門戶信息系統(tǒng)。高職高專院校利用該系統(tǒng)實現(xiàn)促進自身建設(shè)、使之適應(yīng)在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下對高職教育的新要求，為其人才培養(yǎng)目標服務(wù)。高職院校移動門戶，既有“教育”屬性，又有“技術(shù)”屬性。

1.1 ?“教育”屬性要求移動門戶應(yīng)用廣而全

高等職業(yè)教育，在教育上一方面強調(diào)“職業(yè)”性，另外一方面區(qū)別于其他職業(yè)教育需要體現(xiàn)“高等”性。在就業(yè)導(dǎo)向的指揮棒下，高職院校在辦學(xué)實踐中均非常強調(diào)“職業(yè)性”，重視職業(yè)技能培養(yǎng)，并為之配套了學(xué)習(xí)系統(tǒng)、實訓(xùn)系統(tǒng)、實驗仿真系統(tǒng)、教學(xué)資源系統(tǒng)、圖書館系統(tǒng)等信息化手段。區(qū)別于其他職業(yè)教育，高等職業(yè)教育還需要培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和未來發(fā)展能力。社團活動、校園文化、心理健康等人文素質(zhì)培養(yǎng)，也大量使用了信息化手段。

高職院校移動門戶承載著在移動場景下，學(xué)校應(yīng)用的集成與分發(fā)功能，是學(xué)校教學(xué)平臺、服務(wù)平臺和管理平臺的集合體。這對移動門戶應(yīng)用的集成能力提出了很高的要求，需要能夠支持各式各樣的垂直領(lǐng)域內(nèi)的移動應(yīng)用。

1.2 ?“技術(shù)”屬性要求移動門戶小而靈

根據(jù)《高等教育信息化發(fā)展研究報告（2015）》，2014年度高職高專在校園網(wǎng)建設(shè)方面投入平均數(shù)為323萬元，遠低于一般本科院校的863萬及211院校的1433萬。高職高專院校在信息化建設(shè)中面臨資源有限、人才不足、師生應(yīng)用水平較低的情況。以何種技術(shù)構(gòu)建高職院校移動應(yīng)用門戶，同時滿足學(xué)習(xí)曲線平滑、開發(fā)成本低、能夠快速迭代、廣泛支持各種技術(shù)路線的移動應(yīng)用的集成與分發(fā)則尤為重要。低門檻、跨平臺、模塊化、松耦合、接口集成、各子應(yīng)用可以獨立迭代，均是在技術(shù)上對移動門戶應(yīng)用的重要要求。

本文旨在結(jié)合廣州城市職業(yè)學(xué)院移動門戶項目，通過應(yīng)用場景分析及功能需求分析，采用混合開發(fā)模式，并與移動門戶中間件相融合，以一種低門檻、跨平臺的混合移動開發(fā)策略對校園移動門戶APP進行設(shè)計與開發(fā)。

2 ?主流移動應(yīng)用開發(fā)模式

目前主流的開發(fā)模式包括原生應(yīng)用程序、基于HTML5的WebAPP及基于第三方移動應(yīng)用框架的混合開發(fā)模式[1]。三種方式各有利弊，在不同的應(yīng)用場景各有所長：

2.1 ?原生應(yīng)用程序開發(fā)模式

這是官方的開發(fā)方式，采用官方指定的開發(fā)語言（ObjectC/Swift、Java）、指定的SDK、指定的API開發(fā)符合規(guī)范的APP[2]。此類應(yīng)用優(yōu)點是：可調(diào)用幾乎所有的手機硬件計算資源（GPS、攝像頭、通訊錄、文件系統(tǒng)等）;APP運行速度快、性能高、用戶體驗好;可離線使用;可發(fā)布到應(yīng)用商店。缺點：原生雖然應(yīng)用在用戶體驗上有著良好的表現(xiàn)，但是原生應(yīng)用存在著開發(fā)困難、更新維護周期長等問題使得不能在短時間內(nèi)快速推出不同功能的產(chǎn)品來適應(yīng)用戶的需求和變化，這成了移動信息化的瓶頸和難題[3]。

2.2 ?Web App開發(fā)模式

Web App是基于Web的系統(tǒng)和應(yīng)用，是指通過使用Web和Web瀏覽器技術(shù)，跨越網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)）完成一個或多個任務(wù)的應(yīng)用程序，通常需要使用Web瀏覽器[4]。Web技術(shù)包括有：HTML5、CSS3、Javascript等。Web APP的優(yōu)勢：開發(fā)成本較低;學(xué)習(xí)門檻不高，一般會開發(fā)網(wǎng)頁的程序員都能夠開發(fā)Web APP;適配多種移動設(shè)備;成本低;跨平臺和跨終端;迭代更容易;無需安裝成本。缺點：Web APP自身的能力不全面;無法全部調(diào)用手機的全部硬件功能，會受到權(quán)限限制;用戶很難沉淀下來建立較為穩(wěn)固的聯(lián)系。

2.3 ?Hybrid APP開發(fā)模式

Hybrid App混合開發(fā)模式是指，采用Web技術(shù)開發(fā)的Web App，通過打包程序封裝成原生App，同時也可以通過開發(fā)原生插件的方式調(diào)用移動設(shè)備上的硬件資源。Hybrid App 綜合使用了原生技術(shù)與Web技術(shù)，既實現(xiàn)了設(shè)備功能的調(diào)用，又在一定程度上保證了跨平臺的特性[5]，因此Hybrid App在當今App開發(fā)解決方案中得到了廣大開發(fā)者的青睞。Hybrid的優(yōu)點是：主要采用Web技術(shù)（HTML5、CSS、Javascript）開發(fā)，開發(fā)門檻較低，基本懂得開發(fā)網(wǎng)頁的程序員都可以參與開發(fā);幾乎擁有原生應(yīng)用的所有特性;具有跨平臺特性;開發(fā)成本較低，只需要一次開發(fā);容易維護等。缺點：性能沒有原生應(yīng)用高;用戶體驗略低于原生應(yīng)用。

3 ?高職院校移動門戶APP設(shè)計與實現(xiàn)

移動門戶是指以校園網(wǎng)與移動通信網(wǎng)協(xié)同為基礎(chǔ)，將學(xué)校原有信息子系統(tǒng)的服務(wù)職能進行有效的轉(zhuǎn)型，利用已建設(shè)的校園數(shù)據(jù)中心，以手機為移動終端為高校師生提供全方位的服務(wù)和管理。移動校園的服務(wù)功能包括從吃飯到上課、自修到住宿所有工作學(xué)習(xí)生活娛樂社交，從入校報到至離校就業(yè)的全程校園服務(wù)，為提高校園管理和服務(wù)水平搭建平臺，實現(xiàn)“一人一機，走遍校園”便捷的、一站式、全方位、個性化、主動式的現(xiàn)代化高校服務(wù)管理理念。移動校園以手機為移動終端充分發(fā)揮其隨身攜帶的特點，在一定程度上突破了時域和地域的限制，真正做到任何時間、任何地點。

鑒于學(xué)校自身的技術(shù)能力、維護能力、運維能力，移動校園APP采用Hybrid App開發(fā)模式無疑是一個較為合適的開發(fā)模式。目前主流的Hybrid App一般由前端UI框架開發(fā)結(jié)合打包工具來實現(xiàn)，前端UI框架包括有SenchaTouch、jQueryMobile、Angular ionic、Framework7、React等，而打包工具主要有AppCan、PhoneGap、Cordova、Hbuilder等。

下面以廣州城市職業(yè)學(xué)院移動門戶App為例，探討移動門戶APP設(shè)計與實現(xiàn)。廣州城市職業(yè)學(xué)院移動門戶App采用了SenchaTouch作為前端開發(fā)框架，結(jié)合了PhoneGap作為打包應(yīng)用開發(fā)工具，而內(nèi)容提供方面在校園應(yīng)用與App客戶端之間架設(shè)了Kurogo移動中間件，通過中間件把來自各個校園應(yīng)用所提供的數(shù)據(jù)接口（通常是JSON格式的數(shù)據(jù)）匯聚在一起，最終呈現(xiàn)在移動門戶App上。以下是移動移動門戶APP包含的各種技術(shù)框架、技術(shù)路線介紹（圖1）。

3.1 ?總設(shè)計框架

3.1.1 ?智能終端訪問層

智能終端訪問層包含iPhone、AndroidPhone富客戶端應(yīng)用程序，并支持主流的智能手機平臺如Windows Phone、BlackBerry等以Web瀏覽的方式來獲取平臺的服務(wù)。該層提供了新生報到、校園新聞、學(xué)院概況、校園地圖、校園分光、圖書館等應(yīng)用模塊，充分發(fā)揮移動的優(yōu)勢，滿足師生教學(xué)、學(xué)習(xí)、生活等需求。

3.1.2 ?網(wǎng)絡(luò)接入層

網(wǎng)絡(luò)接入層是智能終端和應(yīng)用服務(wù)平臺通訊的物理基礎(chǔ)，目前可以利用運營商移動網(wǎng)絡(luò)或校園網(wǎng)wifi接入。

3.1.3 ?平臺服務(wù)層

平臺服務(wù)層涵蓋了用戶身份認證、手機信息維護、權(quán)限分配管理、應(yīng)用升級發(fā)布、通知實時傳遞、OA辦公、社區(qū)應(yīng)用、財務(wù)應(yīng)用、教學(xué)應(yīng)用、迎新應(yīng)用、綜合校情、科研應(yīng)用、宿舍管理、資助獎評、畢業(yè)就業(yè)、人事管理、教學(xué)分析、校外特色應(yīng)用等豐富的功能，使學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、廣大學(xué)生、教師以及相關(guān)的校友或家長在這些領(lǐng)域內(nèi)享受豐富的信息化服務(wù)以及生動有趣的特色增值服務(wù)。

3.1.4 ?數(shù)據(jù)持久/支撐層

數(shù)據(jù)持久/支撐層為平臺核心組件、業(yè)務(wù)應(yīng)用、增值應(yīng)用一個高層、統(tǒng)一、安全和并發(fā)的數(shù)據(jù)持久機制。完成對各種數(shù)據(jù)進行持久化的編程工作，并為平臺服務(wù)層提供服務(wù)。

移動校園門戶的主要目的是在移動平臺上提供學(xué)院現(xiàn)有數(shù)字校園的各種服務(wù)，在上述框架圖中，第三層和第四層采用私有云（Private Cloud）的部署模型。私有云具備許多公用云環(huán)境的優(yōu)點，例如彈性、適合提供服務(wù)，兩者差別在于私有云服務(wù)中，數(shù)據(jù)與程序皆在組織內(nèi)管理，不會受到網(wǎng)絡(luò)帶寬、安全疑慮、法規(guī)限制影響;此外，私有云服務(wù)讓供應(yīng)者及用戶更能掌控云基礎(chǔ)架構(gòu)、改善安全與彈性[6]。

通過數(shù)據(jù)持久/支撐層，我們可以將學(xué)院現(xiàn)有數(shù)字校園中各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的各項服務(wù)進行拆分重組，以WebService、DB、XML等各種接口方式向平臺服務(wù)層提供訪問服務(wù)。

3.2 ?移動門戶APP客戶端設(shè)計與實現(xiàn)

3.2.1 ?Web App前端開發(fā)框架SenchaTouch

廣州城市職業(yè)學(xué)院移動門戶APP采用了SenchaTouch作為前端UI開發(fā)框架[7]。Sencha Touch是一個集用戶界面與交互組件Javascippt UI庫，能夠構(gòu)建類似原生APP應(yīng)用，它提供了優(yōu)秀的MVC編程模式[8]、模塊化、及JavaScript類系統(tǒng)等特性，有利于團隊協(xié)作開發(fā)與快速構(gòu)建類App應(yīng)用風(fēng)格的可交互式界面。這些特性全部都是基于HTML5和CSS3的WEB標準，能夠全面兼容Android和iOS移動設(shè)備。

其特點特性包括：

1）基于最新的WEB2.0標準：HTML5，CSS3，JavaScript。

2）良好的跨平臺支持，能夠支持Android和iOS系統(tǒng)的移動設(shè)備。

3）豐富的前端組件：日歷、菜單、App布局、標簽等，開發(fā)時只需要適當?shù)呐渲帽隳芡度胧褂谩?/p>

4）數(shù)據(jù)集成，提供了強大的數(shù)據(jù)包，能夠通過Ajax、jsonP、YQL等方式綁定到組件模板，寫入本地離線存儲[9]。

3.2.2 ?打包工具PhoneGap

PhoneGap是目前最受歡迎的跨平臺開發(fā)工具之一，它能夠讓W(xué)eb開發(fā)者使用HTML5、JavaScript和CSS快速開發(fā)出跨平臺移動應(yīng)用程序。它幾乎覆蓋了所有主流智能終端平臺，包括iOS、Android、Blackberry、Symbian、Bada以及Windows Phone等[10]。PhoneGap最初是來自于開源項目Cordova，目前由著名的軟件公司Adobe公司收購，因此在后來的發(fā)展上得到了很好的支持，并提供了很多調(diào)用原生移動操作系統(tǒng)計算資源的插件。

移動門戶APP通過了PhoneGap的封裝打包，轉(zhuǎn)換成適合安裝在各種手機操作平臺的APP應(yīng)用，目前主要是Android和iOS兩個主流平臺，并能發(fā)布到應(yīng)用市場，提供給廣大的師生下載與使用。

3.3 ?移動中間件平臺

上面3.2提到的兩點主要是Hybrid APP的客戶端部分的實現(xiàn)，下面看一下客戶端數(shù)據(jù)支撐部分是如何實現(xiàn)的。

移動門戶的數(shù)據(jù)支撐部分，主要采用了移動中間件Kurogo。Kurogo來自于2008年MIT的移動校園項目。Kurogo提供靈活的架構(gòu)，用以驅(qū)動內(nèi)容豐富、多方位的移動網(wǎng)站和本地移動應(yīng)用。移動中間件強調(diào)干凈的整合、卓越的跨平臺用戶體驗和深度的定制性。經(jīng)過多年的開發(fā)，Kurogo 框架已經(jīng)幫助國內(nèi)外例如哈佛、清華等多所院校建立了移動門戶。

Kurogo是基于PHP語言開發(fā)，PHP的特點是安全性高、容易上手、執(zhí)行速度快、跨平臺、模板化，例如kurogo當中的模塊就是使用了PHP的Smarty模版語言。kurogo是一個輕量級應(yīng)用，只需要簡單的搭建一個Apache服務(wù)器就能運行起來。

移動門戶系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層三部分組成。下面是移動中間件平臺的整體設(shè)計圖（圖2）。

由整體設(shè)計圖可以看出，移動門戶中間件平臺分為了三個組成部分：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層。

3.3.1 ?中間件表示層

中間件通過HTML模板轉(zhuǎn)換引擎，以及設(shè)備檢測技術(shù)，能夠生成適應(yīng)不同終端的響應(yīng)式Web Apps，同時，這些Web App能夠無縫地在社交網(wǎng)絡(luò)App中顯示與傳播，此外，中間件也提供了支持移動應(yīng)用App的接口，讓App能夠與中間件進行數(shù)據(jù)的交換。

3.3.2 ?中間件業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層中間件的核心部分，主要功能有：接收從各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的提供的標準數(shù)據(jù)源（例如是xml、json），通過模塊解析機制轉(zhuǎn)換成展現(xiàn)內(nèi)容;提供了眾多的基礎(chǔ)模塊支持，例如校園地圖、人物簡介、新聞、相冊等等，通過這些基礎(chǔ)模塊支持，讓整個平臺能夠快速的搭建起來，通過簡單的配置就能夠投入使用;它提供了認證與授權(quán)功能，能夠?qū)覥AS、LDAP等認證與用戶數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)用戶信息提供模塊訪問控制;提供模板引擎、設(shè)備檢測技術(shù)以及App接口，對表示層進行有效的支援。

3.3.3 ?中間件數(shù)據(jù)層

在數(shù)據(jù)層這里，我們可以看到中間件本身不處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)大部分都是來源于各個子的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，中間件把這些從各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的標準數(shù)據(jù)源匯聚起來，通過自身的模塊轉(zhuǎn)換并呈現(xiàn)給用戶。

3.4 ?消息推送

移動門戶APP消息推送采用了百度云推送平臺[11]，開發(fā)第三方消息管理平臺用于消息管理以及對接百度云推送平臺，實現(xiàn)消息的推送，百度云推送框架圖如下（圖3）：

消息推送包括以下功能：消息管理：管理與發(fā)布消息;標簽設(shè)備管理：提供對設(shè)備組的管理，用于組播;設(shè)備登記管理：能夠查看用戶的設(shè)備對接情況，以及了解用戶擁有的設(shè)備數(shù)等;訂閱管理：管理消息訂閱內(nèi)容;日志管理：查看消息日志情況。

3.5 ?移動化集成

只有不斷的增加新的應(yīng)用系統(tǒng)，才能保持學(xué)校移動門戶的生命力。移動中間件為移動化集成提供了快捷、高效的支持。移動化的集成包括三種方式：模塊復(fù)用、引入鏈接、喚醒第三方App。模塊復(fù)用：通過配置默認模塊即可投入使用;引入鏈接：把WebApp（輕應(yīng)用）URL直接接入到移動校園;喚醒第三方App：調(diào)用SchemeURL即喚醒第三方App。

4 ?應(yīng)用實例及部署效果

4.1 ?應(yīng)用實例展示

“廣州城市職業(yè)學(xué)院移動門戶”是學(xué)校面向全校師生提供的移動門戶服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由And?roid、iOS及Web APP三個客戶端，移動中間件及數(shù)據(jù)接口構(gòu)成。系統(tǒng)集成了校園新聞、校務(wù)通知、學(xué)校概況、招生信息、課程表、新生報到、迎新統(tǒng)計、交通圖、周程表、校園黃頁、移動郵箱、個人信息、教學(xué)信息、校園卡、移動學(xué)習(xí)、移動圖書、移動公文、云存儲等業(yè)務(wù)功能。

通過Hybrid APP開發(fā)模式，廣州城市職業(yè)學(xué)院移動門戶APP能夠快速封裝成iOS和Android兩個平臺版本，也因為基于Web技術(shù)開發(fā)，因此應(yīng)用也能夠快速開發(fā)出兼容瀏覽器瀏覽的Web APP，能夠在社交網(wǎng)絡(luò)中分享。

以下是實際部署效果界面展示（圖4）：可以看到應(yīng)用被部署在多個設(shè)備平臺仍然保持著良好的用戶體驗，這些都歸功于Hybrid APP開發(fā)模式。

4.2 ?移動校園APP的實際使用情況

下面通過分析廣州城市職業(yè)學(xué)院移動校園APP的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，來了解移動校園APP實際使用情況。圖5是百度移動統(tǒng)計。

從百度統(tǒng)計的數(shù)據(jù)看出，App從上線1年以來，累計使用過的用戶有5011人，平均每周活躍用戶是1000人，每月用戶留存率是58.82%，人均每日的使用次數(shù)是1.81次。作為一個校園App應(yīng)用，周活躍用戶數(shù)有1000人，平均每人每天打開1.81次，說明廣大師生每天都在使用App并認可了App對他們的幫助，使用頻次盡管不能與社交類App相比，但是作為校園類應(yīng)用來說已經(jīng)是很不錯了。

5 ?結(jié)語

通過三種APP開發(fā)模式的優(yōu)缺點對比，以及對“廣州城市職業(yè)學(xué)院移動門戶”APP的設(shè)計與實踐進行了介紹與分析，不難看出，基于Hybrid開發(fā)模式的高職移動門戶APP在實際的應(yīng)用中是可行的。通過Hybrid開發(fā)的APP能夠大大地簡化APP開發(fā)過程，縮短APP開發(fā)時間，Hybrid APP開發(fā)對于不斷增加的用戶需求、不斷變化、不斷發(fā)展的校園應(yīng)用來說，起到了重大的促進作用，是一種切實可行的開發(fā)模式。

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