“小恐龍地質(zhì)”專業(yè)課程學(xué)習(xí)APP在地質(zhì)學(xué)類專業(yè)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用

李林　施建奎　劉顯川　李小慶

摘要：在現(xiàn)今高度信息化的時(shí)代洪流中，地質(zhì)學(xué)教育和學(xué)習(xí)也需要與時(shí)代接軌，實(shí)現(xiàn)信息化和數(shù)字化?；诘刭|(zhì)學(xué)教與學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，在已有軟件的基礎(chǔ)上，新開發(fā)設(shè)計(jì)了一款A(yù)PP使學(xué)習(xí)資源集約化、知識(shí)直觀系統(tǒng)化，方便快捷地實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源共享與學(xué)術(shù)交流。既良好地實(shí)現(xiàn)了各個(gè)課程的相互交融貫通，同時(shí)也為非專業(yè)人士提供了一個(gè)寶玉石、礦物、巖石簡明鑒定方法好平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)學(xué)；信息化；資源共享；寶玉石

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）31-0138-02

1 概述

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來了信息傳播方式的巨大變化，人與人之間的交往方式也隨之改變，一大批基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的新媒體應(yīng)運(yùn)而生。新媒體時(shí)代對(duì)傳統(tǒng)教育方式提出了挑戰(zhàn)，人們可以在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)接收信息，接受教育[1]。

隨著電子行業(yè)和網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)已經(jīng)成為一種生活必不可少的工具。近年來，手機(jī)移動(dòng)端（APP）的飛速發(fā)展使得各個(gè)學(xué)科的教學(xué)更加方便快捷，基于這一數(shù)字化大背景，在已有的晶體光學(xué)便攜式app的基礎(chǔ)上，對(duì)成都理工大學(xué)地質(zhì)學(xué)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心豐富的巖石手標(biāo)本資源數(shù)字化，新設(shè)計(jì)開發(fā)了一款A(yù)PP—“小恐龍地質(zhì)”。該軟件的適用人群較廣：學(xué)生可以隨時(shí)隨地查看巖石、礦物手標(biāo)本的鑒定特征和詳細(xì)描述，同時(shí)可擴(kuò)展到巖石、礦物微觀鑒定特征，達(dá)到一個(gè)記識(shí)和熟悉掌握理論知識(shí)和實(shí)踐技能的目的；地質(zhì)工作人員利用“小恐龍地質(zhì)”中設(shè)計(jì)的查詢功能可以在很大程度上解決在野外工作時(shí)遇到的一些具體問題；對(duì)于社會(huì)人士，本產(chǎn)品可以很好地起到科普的作用。

2 設(shè)計(jì)思路與數(shù)據(jù)采集處理

2.1 設(shè)計(jì)思路

據(jù)調(diào)查問卷顯示，近年來同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中普遍存在對(duì)一些地學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)掌握不牢的問題，造成這種現(xiàn)象的原因有兩方面：一方面是學(xué)生自身對(duì)枯燥零散的知識(shí)沒有興趣；另一方面，教學(xué)課時(shí)所限，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中僅能在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)有限的手標(biāo)本，已有資源未得到充分利用，不能以一種高度集約化的方式提供給學(xué)生自主學(xué)習(xí)。另外，學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到問題不能及時(shí)翻閱相關(guān)的權(quán)威資料也是重要的一個(gè)方面。針對(duì)以上問題，對(duì)成都理工大學(xué)地質(zhì)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資源高度集約化，使學(xué)生在任何時(shí)候任何地點(diǎn)都能自由獲取資源，致力于開發(fā)一個(gè)便捷、有趣、高效的學(xué)習(xí)軟件，一款新的地學(xué)學(xué)習(xí)軟件—“小恐龍地質(zhì)”應(yīng)運(yùn)而生。

2.2 數(shù)據(jù)采集及處理

地質(zhì)學(xué)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心與地球科學(xué)學(xué)院已建設(shè)完成，其中完備、齊全的巖石、礦物標(biāo)本數(shù)據(jù)庫等已有的素材均由專業(yè)團(tuán)隊(duì)制作，利用現(xiàn)有素材和數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)采集，從而確保初始數(shù)據(jù)來源的準(zhǔn)確性和可靠性。

通過實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備，對(duì)巖石標(biāo)本進(jìn)行360°的旋轉(zhuǎn)拍攝，每6°拍攝一張照片，一個(gè)標(biāo)本可提供60張照片，方便用戶全方位，多角度地進(jìn)行觀察。將拍攝照片在保證清晰度的前提下進(jìn)行無損壓縮，同時(shí)為確保巖石礦物成分及各礦物外在特征的清晰觀察，設(shè)計(jì)增加了點(diǎn)擊圖片自由放大觀看的功能。然而，在旋轉(zhuǎn)圖片的同時(shí)瞬間加載圖片并不現(xiàn)實(shí)，因此為了最大可能的不影響用戶體驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過程中增加了圖片預(yù)載的功能，即在用戶觀看具體的巖石標(biāo)本之前有幾秒鐘的預(yù)載過程，方便用戶在觀察標(biāo)本時(shí)更流暢。

3 軟件開發(fā)

在設(shè)計(jì)分析Android平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出移動(dòng)APP的開發(fā)的具體流程及主要方法手段，并就Android平臺(tái)的程序特點(diǎn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)和快速開發(fā)框架等關(guān)鍵技術(shù)[2]進(jìn)行了安排。采用Java語言針對(duì)Android系統(tǒng)進(jìn)行軟件開發(fā)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)UI的設(shè)計(jì)、功能模塊的創(chuàng)建、圖像的處理、通訊網(wǎng)絡(luò)的建立，持久化數(shù)據(jù)的構(gòu)建。由于數(shù)據(jù)來源于現(xiàn)有的地質(zhì)標(biāo)本庫系統(tǒng)，但系統(tǒng)未對(duì)外開放接口，需要網(wǎng)絡(luò)開發(fā)技術(shù)的支持，因此自主設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的服務(wù)端-移動(dòng)端接口，具體功能實(shí)現(xiàn)的部分代碼見圖1。

為解決學(xué)習(xí)中的枯燥感和疲勞感，“小恐龍地質(zhì)”設(shè)計(jì)了測試板塊。該板塊的具體實(shí)現(xiàn)要求如下：①標(biāo)本應(yīng)能夠從數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)調(diào)取。②實(shí)現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的互動(dòng)，也即系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)判斷用戶所給答案的正誤。③如果答案錯(cuò)誤那么要求系統(tǒng)根據(jù)用戶的操作給出相應(yīng)的提示和正確的答案及其對(duì)應(yīng)描述等。

4 軟件功能介紹

軟件頁面分為學(xué)習(xí)、測試、查詢、寶玉石推送4個(gè)模塊，學(xué)習(xí)模塊里面分為巖石和礦物等六個(gè)部分。同時(shí)，app中添加了記憶功能和查詢功能，保證用戶在每一次使用某個(gè)模塊時(shí)能夠接著上一次的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行記憶。當(dāng)用戶遇到問題不能翻閱資料時(shí)，可使用本產(chǎn)品的查詢功能在數(shù)據(jù)庫中及時(shí)地查詢調(diào)取對(duì)應(yīng)的資料。

主要功能模塊的介紹如下：主頁的功能模塊包含搜索功能、標(biāo)本識(shí)記、記識(shí)挑戰(zhàn)三大模塊。搜索功能采用了模糊檢索（模糊檢索是以滿足漢字字符串的相似程度來實(shí)現(xiàn)漢字同音及諧音檢索，這種方法區(qū)別于傳統(tǒng)的同音字典模糊檢索法。深入研究了快速模糊檢索在大型數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用[3]。）的方式，確保了用戶能夠搜索到想要搜索的標(biāo)本。

“標(biāo)本識(shí)記”通過用戶操作實(shí)現(xiàn)標(biāo)本的三維展示和圖片放大觀察達(dá)到記識(shí)的目的，對(duì)該標(biāo)本有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)；然后再經(jīng)過一定操作可以在相同界面上下劃瀏覽對(duì)該標(biāo)本的詳細(xì)描述，加強(qiáng)記憶效果。

“識(shí)記挑戰(zhàn)”的主要功能為檢測用戶的記識(shí)效果，同時(shí)增加本產(chǎn)品使用過程中的趣味性。其基本原理為使用該功能模塊時(shí)，系統(tǒng)隨機(jī)生成一組試題，每組試題包含10道題，每道題設(shè)有4個(gè)答案。根據(jù)用戶作答情況系統(tǒng)會(huì)立即自動(dòng)檢測答案是否正確，如果正確系統(tǒng)將自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下一題；如果錯(cuò)誤系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)入學(xué)習(xí)模式。當(dāng)本組題目全部作答完畢，通過一定操作可以查看本組題目的作答情況并提示用戶是否進(jìn)入下一組試題的測試。

5 結(jié)束語

通過校內(nèi)調(diào)研和師生反饋，“小恐龍地質(zhì)”在方便教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的同時(shí)，尚有以下幾點(diǎn)的改進(jìn)之處：1）需對(duì)頁面進(jìn)行美化，提高觀感舒適度；2）在原有的結(jié)構(gòu)上做進(jìn)一步調(diào)整，將各個(gè)分類中實(shí)現(xiàn)以表格或者下拉菜單的形式展示該類別中的全部巖石名稱，方便用戶針對(duì)性查看；3）在原有的瀏覽記憶等功能的基礎(chǔ)上增添論壇功能，方便各個(gè)用戶之間的學(xué)術(shù)交流；4）實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室功能，讓使用者可以在手機(jī)端上擁有實(shí)驗(yàn)室鏡下觀察的仿真體驗(yàn)，如果未來技術(shù)成可以考慮VR[4]虛擬體驗(yàn)設(shè)備的使用；5）努力向多學(xué)科發(fā)展，將“小恐龍地質(zhì)”拓寬至各個(gè)學(xué)科，形成一個(gè)系列產(chǎn)品，增大此類APP的覆蓋面和應(yīng)用面。

參考文獻(xiàn)：

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