“小恐龙地质”专业课程学习APP在地质学类专业基础课程中的应用

李林　施建奎　刘显川　李小庆

摘要：在现今高度信息化的时代洪流中，地质学教育和学习也需要与时代接轨，实现信息化和数字化。基于地质学教与学过程中出现的问题，在已有软件的基础上，新开发设计了一款APP使学习资源集约化、知识直观系统化，方便快捷地实现学习资源共享与学术交流。既良好地实现了各个课程的相互交融贯通，同时也为非专业人士提供了一个宝玉石、矿物、岩石简明鉴定方法好平台。

关键词：地质学；信息化；资源共享；宝玉石

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）31-0138-02

1 概述

网络信息技术的飞速发展，带来了信息传播方式的巨大变化，人与人之间的交往方式也随之改变，一大批基于现代网络信息技术的新媒体应运而生。新媒体时代对传统教育方式提出了挑战，人们可以在任何时候、任何地点接收信息，接受教育[1]。

随着电子行业和网络媒体技术的飞速发展，智能手机已经成为一种生活必不可少的工具。近年来，手机移动端（APP）的飞速发展使得各个学科的教学更加方便快捷，基于这一数字化大背景，在已有的晶体光学便携式app的基础上，对成都理工大学地质学国家级实验教学示范中心丰富的岩石手标本资源数字化，新设计开发了一款APP—“小恐龙地质”。该软件的适用人群较广：学生可以随时随地查看岩石、矿物手标本的鉴定特征和详细描述，同时可扩展到岩石、矿物微观鉴定特征，达到一个记识和熟悉掌握理论知识和实践技能的目的；地质工作人员利用“小恐龙地质”中设计的查询功能可以在很大程度上解决在野外工作时遇到的一些具体问题；对于社会人士，本产品可以很好地起到科普的作用。

2 设计思路与数据采集处理

2.1 设计思路

据调查问卷显示，近年来同学在学习过程中普遍存在对一些地学的基础理论知识掌握不牢的问题，造成这种现象的原因有两方面：一方面是学生自身对枯燥零散的知识没有兴趣；另一方面，教学课时所限，同学们在学习过程中仅能在有限的学习时间内学习有限的手标本，已有资源未得到充分利用，不能以一种高度集约化的方式提供给学生自主学习。另外，学生在学习中遇到问题不能及时翻阅相关的权威资料也是重要的一个方面。针对以上问题，对成都理工大学地质学国家重点实验室的资源高度集约化，使学生在任何时候任何地点都能自由获取资源，致力于开发一个便捷、有趣、高效的学习软件，一款新的地学学习软件—“小恐龙地质”应运而生。

2.2 数据采集及处理

地质学国家级实验教学示范中心与地球科学学院已建设完成，其中完备、齐全的岩石、矿物标本数据库等已有的素材均由专业团队制作，利用现有素材和数据进行相关的数据采集，从而确保初始数据来源的准确性和可靠性。

通过实验室提供的设备，对岩石标本进行360°的旋转拍摄，每6°拍摄一张照片，一个标本可提供60张照片，方便用户全方位，多角度地进行观察。将拍摄照片在保证清晰度的前提下进行无损压缩，同时为确保岩石矿物成分及各矿物外在特征的清晰观察，设计增加了点击图片自由放大觀看的功能。然而，在旋转图片的同时瞬间加载图片并不现实，因此为了最大可能的不影响用户体验，在设计过程中增加了图片预载的功能，即在用户观看具体的岩石标本之前有几秒钟的预载过程，方便用户在观察标本时更流畅。

3 软件开发

在设计分析Android平台体系结构的基础上，提出移动APP的开发的具体流程及主要方法手段，并就Android平台的程序特点、数据存储技术和快速开发框架等关键技术[2]进行了安排。采用Java语言针对Android系统进行软件开发，同时实现UI的设计、功能模块的创建、图像的处理、通讯网络的建立，持久化数据的构建。由于数据来源于现有的地质标本库系统，但系统未对外开放接口，需要网络开发技术的支持，因此自主设计并实现了相应的服务端-移动端接口，具体功能实现的部分代码见图1。

为解决学习中的枯燥感和疲劳感，“小恐龙地质”设计了测试板块。该板块的具体实现要求如下：①标本应能够从数据库中随机调取。②实现用户与系统的互动，也即系统要能够实现自动判断用户所给答案的正误。③如果答案错误那么要求系统根据用户的操作给出相应的提示和正确的答案及其对应描述等。

4 软件功能介绍

软件页面分为学习、测试、查询、宝玉石推送4个模块，学习模块里面分为岩石和矿物等六个部分。同时，app中添加了记忆功能和查询功能，保证用户在每一次使用某个模块时能够接着上一次的学习进度进行记忆。当用户遇到问题不能翻阅资料时，可使用本产品的查询功能在数据库中及时地查询调取对应的资料。

主要功能模块的介绍如下：主页的功能模块包含搜索功能、标本识记、记识挑战三大模块。搜索功能采用了模糊检索（模糊检索是以满足汉字字符串的相似程度来实现汉字同音及谐音检索，这种方法区别于传统的同音字典模糊检索法。深入研究了快速模糊检索在大型数据库中的应用[3]。）的方式，确保了用户能够搜索到想要搜索的标本。

“标本识记”通过用户操作实现标本的三维展示和图片放大观察达到记识的目的，对该标本有一个初步的认识；然后再经过一定操作可以在相同界面上下划浏览对该标本的详细描述，加强记忆效果。

“识记挑战”的主要功能为检测用户的记识效果，同时增加本产品使用过程中的趣味性。其基本原理为使用该功能模块时，系统随机生成一组试题，每组试题包含10道题，每道题设有4个答案。根据用户作答情况系统会立即自动检测答案是否正确，如果正确系统将自动跳转到下一题；如果错误系统将会进入学习模式。当本组题目全部作答完毕，通过一定操作可以查看本组题目的作答情况并提示用户是否进入下一组试题的测试。

5 结束语

通过校内调研和师生反馈，“小恐龙地质”在方便教师教学和学生学习的同时，尚有以下几点的改进之处：1）需对页面进行美化，提高观感舒适度；2）在原有的结构上做进一步调整，将各个分类中实现以表格或者下拉菜单的形式展示该类别中的全部岩石名称，方便用户针对性查看；3）在原有的浏览记忆等功能的基础上增添论坛功能，方便各个用户之间的学术交流；4）实现虚拟实验室功能，让使用者可以在手机端上拥有实验室镜下观察的仿真体验，如果未来技术成可以考虑VR[4]虚拟体验设备的使用；5）努力向多学科发展，将“小恐龙地质”拓宽至各个学科，形成一个系列产品，增大此类APP的覆盖面和应用面。

参考文献：

[1] 孟晓龙. Win7系统下Android开发平台的搭建[J]. 科协论坛（下半月），2011（8）：72-73.

[2] 韩文智，骆文亮. Android平台的移动APP开发方法与应用研究[J]. 四川理工学院学报：自然科学版，2015（3）：22-26.

[3] 夏玲. 快速模糊检索在大型数据库中的实现[J]. 电脑编程技巧与维护，2012（16）：65-66，94.

[4] 吴蜜. VR技术与专业教学融合研究[J]. 中国新通信，2016（14）：131-132.