輔助地質(zhì)類課程教學(xué)的“地質(zhì)學(xué)+”APP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王建秀+高峰

摘要：目前的大學(xué)教育模式下，專業(yè)課大多存在著課時(shí)有限、教學(xué)方法單一等問題，因此教學(xué)改革勢在必行。而隨著智能移動端技術(shù)的發(fā)展，讓APP應(yīng)用于課程來輔助教學(xué)有了很大的可行性。本文針對地質(zhì)類課程的教學(xué)開發(fā)了“地質(zhì)學(xué)+”安卓APP學(xué)習(xí)平臺，寓教于樂，用來有效地調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生充分利用碎片化時(shí)間，從而對教學(xué)效率和水平的提高起到積極的作用。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)類課程；教學(xué)；地質(zhì)學(xué)+；安卓APP

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）33-0268-03

一、引言

目前大學(xué)教育模式要求學(xué)生在基礎(chǔ)教育上不斷拓寬知識面，而學(xué)生的總體學(xué)時(shí)有限，勢必會造成專業(yè)課課時(shí)的縮減。同時(shí)，隨著最新研究成果的發(fā)表和專業(yè)知識的更新和積累，專業(yè)教學(xué)內(nèi)容需要在原來基礎(chǔ)上與時(shí)俱進(jìn)。以地質(zhì)類課程為例，在增加新的通識課、拓寬學(xué)生知識面的同時(shí)，地質(zhì)類課程的內(nèi)容并沒有減少，反而有時(shí)候還需要增加一些新的內(nèi)容。此時(shí)，傳統(tǒng)的單一的教學(xué)方法就有些捉襟見肘，無法平衡知識面寬和深的矛盾問題。因此，課程的教學(xué)改革勢在必行。如何在當(dāng)前的教育背景下，豐富教學(xué)內(nèi)容和方法、引入工程地質(zhì)熱點(diǎn)問題的探討；如何加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和積極性是每一個教學(xué)工作者所面臨的問題。

伴隨著智能手機(jī)、平板電腦等智能移動端以及移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展與普及，用戶已經(jīng)形成了通過智能移動終端來獲取信息的習(xí)慣，與此同時(shí)，移動學(xué)習(xí)資源作為一種運(yùn)行于移動端的獨(dú)特資源形態(tài)由于其特有的便攜性、良好的交互性、隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的特性得到飛速的發(fā)展，特別是智能移動端的輔助教學(xué)的APP更是得到快速發(fā)展。移動學(xué)習(xí)不僅可以有效地展示學(xué)習(xí)內(nèi)容，也能為教師和學(xué)生之間的互動交流提供平臺，因此能夠解決上述教學(xué)工作者所面臨的問題[1-4]。

目前，基于地質(zhì)類專業(yè)課程的輔助教學(xué)APP還很稀少，相關(guān)工作亟待開展。因此，本文以需要學(xué)習(xí)地質(zhì)類專業(yè)課程的專業(yè)研究背景開展需求分析，設(shè)計(jì)了軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，基于安卓平臺開發(fā)了“地質(zhì)學(xué)+”虛擬競技教學(xué)APP軟件的平臺，可以有效調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，使其成為課堂教學(xué)之外的輔助課程學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，對教學(xué)效率和水平的提高起到了積極作用。

二、軟件需求分析

為了明確學(xué)生對于本系統(tǒng)的接受程度和功能需求，對用戶群體進(jìn)行了需求調(diào)查，用于系統(tǒng)概念和功能的設(shè)計(jì)與改進(jìn)。

需求分析調(diào)查抽取了同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生作為樣本，采用了問卷調(diào)查和特定用戶訪談兩種方法。問卷對于用戶心目中本系統(tǒng)的長處、看中的因素、期待提供的功能服務(wù)以及可能會導(dǎo)致離開本軟件的因素進(jìn)行了調(diào)查。學(xué)生普遍對于能夠一邊游戲一邊學(xué)習(xí)知識這樣的場景比較憧憬并提出了一些建議。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍認(rèn)為本系統(tǒng)是傳統(tǒng)教學(xué)方式的很好補(bǔ)充，希望軟件能涵蓋普通地質(zhì)學(xué)知識的各個方面。其中，對于礦物識別需求略微高，同時(shí)還希望設(shè)計(jì)線上答疑專區(qū)來解決同學(xué)們在使用軟件過程中遇到的問題。

在特定人物訪談中，用戶對于游戲形式給出了三點(diǎn)建議：

第一種是普通的劇情闖關(guān)模式。但劇情的發(fā)展、道具的獲得、自己與怪物的戰(zhàn)斗都是通過答題的方式，也就是通過回答地質(zhì)學(xué)相關(guān)的問題來推進(jìn)整個劇情一步步發(fā)展。這種形式能夠通過預(yù)設(shè)的劇情來吸引同學(xué)的興趣，既可以傳授地質(zhì)學(xué)知識，又可以傳達(dá)地質(zhì)人的情懷，還可以傳遞一些老師對同學(xué)的期許或者要求。這種方式實(shí)現(xiàn)的難度在于首先需要設(shè)計(jì)以地質(zhì)學(xué)為中軸的好的劇本，其次，劇情需要大量畫面支持，動畫制作需求量大。此外，較短的劇情置入過多的地質(zhì)學(xué)題目則會讓人失去興趣。

第二種是模仿“一站到底”的形式。游戲的主要形式是答題競技，兩個或者更多人同時(shí)限時(shí)答題，答錯出局，堅(jiān)持到最后的是勝者。這種形式對動畫制作要求相對少很多，主要難度是需要構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)功能，能讓多個同學(xué)同時(shí)參與，同時(shí)僅僅是答題不容易引起同學(xué)們的興趣，而且如果同一時(shí)間玩的人比較少的話，不太可能實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)答題競技，在這樣的情況下，如不考慮游戲性，也可做成駕照考試類似的模擬考試系統(tǒng)，同學(xué)們在這里能反復(fù)做地質(zhì)學(xué)考試題，對提高考試成績有所幫助。

第三種就是依賴于一個現(xiàn)成的游戲。僅僅是在游戲場景切換加載的時(shí)候加入一兩條地質(zhì)學(xué)知識點(diǎn)，時(shí)間久了，反復(fù)出現(xiàn)的地質(zhì)學(xué)知識點(diǎn)就會留下記憶，從而達(dá)到教學(xué)目的，這種方式就是幾乎完全不用自己制作游戲，只要修改加載頁面的程序，但獲得已開發(fā)的游戲的源程序比較困難，而且這種方式其實(shí)是以玩游戲?yàn)橹?，地質(zhì)學(xué)知識的比例很小，對于學(xué)習(xí)來說不夠合適。

除此三點(diǎn)之外，同學(xué)們提出對虛擬實(shí)習(xí)方面感興趣，并提出了類似虛擬工程師的設(shè)想，即在游戲中某一場景下如何通過一些要素自己制造地質(zhì)災(zāi)害，又通過一些要素防治地質(zhì)災(zāi)害，這部分的實(shí)現(xiàn)有別于答題方式，實(shí)現(xiàn)的方式比較復(fù)雜，可作為以后系統(tǒng)發(fā)展的方向。

三、軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

由于時(shí)間和技術(shù)的限制，目前設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了以答題為主要功能的“地質(zhì)學(xué)+”v1.0版本。本系統(tǒng)由前端APP和后臺題庫系統(tǒng)組成。在APP的開發(fā)中，采用eclipse開發(fā)平臺，基于安卓系統(tǒng)，利用Java語言進(jìn)行編程開發(fā)。

（一）體系框架與功能設(shè)計(jì)

整個系統(tǒng)由系統(tǒng)前端APP、一個云數(shù)據(jù)庫和一個后臺題庫系統(tǒng)構(gòu)成。本文所設(shè)計(jì)的APP主要功能包括：“順序練習(xí)”、“模擬考試”、“我的收藏”、“我的錯題”、“歷史成績”。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

順序練習(xí)：本軟件設(shè)計(jì)了單選、多選和判斷題三種題型。練習(xí)部分會逐條顯示考題，點(diǎn)擊任意選項(xiàng)會提示正確答案并且可以查看題解或者收藏這道題目供以后復(fù)習(xí)。點(diǎn)擊選擇題目可以查看所有正確錯誤和未答的選項(xiàng)，點(diǎn)擊序號即可進(jìn)入答題。

模擬考試：模擬考試試題會在題庫中隨機(jī)抽取，并且會有時(shí)間限制，答完題以后自己手動交卷或者時(shí)間到了以后自動交卷查看分?jǐn)?shù)。

我的收藏：查看在順序練習(xí)和模擬考試做題中用戶收藏的題目。

我的錯題：查看在順序練習(xí)和模擬考試做題中用戶答錯的題目

歷史成績：查看用戶在過去歷次在模擬考試中得到的成績。

（二）軟件界面設(shè)計(jì)及使用說明

本軟件設(shè)計(jì)了五個主要的界面來實(shí)現(xiàn)用戶和系統(tǒng)的交流，它們分別是主界面（圖2a）、順序練習(xí)界面（圖2b、c）、模擬考試界面（圖3a、b）、我的收藏界面、我的錯題界面、及時(shí)成績界面（圖3c）。在APP的開發(fā)中，采用eclipse開發(fā)平臺，基于安卓系統(tǒng)，利用Java語言進(jìn)行編程開發(fā)。

主操作界面是系統(tǒng)開啟后的第一個用戶界面，上面有五個按鈕控件，點(diǎn)擊可以分別進(jìn)入順序練習(xí)界面、模擬考試界面、我的收藏界面、我的錯題界面和歷史成績界面。順序練習(xí)、模擬考試、我的收藏和我的錯題界面主要顯示的是題目，每一個界面又設(shè)計(jì)了上一題、查看題解、選擇題目、收藏此題和下一題等按鈕，根據(jù)自己的需要點(diǎn)擊按鈕進(jìn)入相關(guān)模塊。其中我的錯題模塊設(shè)計(jì)的是限時(shí)答題，答完題以后系統(tǒng)會給出得分，而每次模擬考試得到的分?jǐn)?shù)都會記錄在系統(tǒng)的歷史成績模塊中，點(diǎn)擊主界面的歷史成績按鈕可以進(jìn)入查看。

（三）后臺題庫設(shè)計(jì)

后臺題庫系統(tǒng)用于后臺操作，不會編程的人也可進(jìn)行題庫的修改、增加、刪除等更新功能的操作。該系統(tǒng)也是利用Java基于瀏覽器開發(fā)的。

在瀏覽器中輸入http：//118.178.190.8：8080/sailfish/login.shtml；jsessionid=EDE70E91616E70EC10666A38FF5866E9進(jìn)入后臺題庫系統(tǒng)，輸入用戶名和密碼登入。點(diǎn)擊左側(cè)地質(zhì)試題按鈕，進(jìn)入圖3a所示界面，該界面有查詢、清空、編輯、添加單選題、添加多選題、添加判斷題六個按鈕。點(diǎn)擊編輯可以編輯已存在的題目，點(diǎn)擊添加題目可以更新題庫。以點(diǎn)擊添加單選題為例，點(diǎn)擊添加單選題，進(jìn)入圖3b所示界面，根據(jù)提示輸入試題信息，最后點(diǎn)擊提交按鈕就可以更新題庫。

四、結(jié)論

時(shí)代在變化，教育改革也需要緊跟時(shí)代的步伐，移動學(xué)習(xí)模式作為傳統(tǒng)教學(xué)模式的補(bǔ)充，具有便攜性、良好的交互性、隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的特性，能夠充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，能夠不斷提高教學(xué)效率和水平，本文針對地質(zhì)類課程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個初步的輔助教學(xué)APP，對于地質(zhì)類課程的教學(xué)具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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The Design and Implementation of "Goelogy +" APP Which Helps Student Study Geology

WANG Jian-xiu，GAO Feng

（College of Civil Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）

Abstract：Under the current model of college education，students have limited hours to study professional courses and the teaching methods are sometimes monotonous. Therefore，it is imperative to reform the teaching methods. At the same time，with the development of intelligent mobile terminal technology，it is feasible to apply APP into teaching. This paper developed "Geology +" Android APP based on the geological courses which can effectively mobilize the enthusiasm of the students and let students take advantage of the fragmentation of the time. The most important is that student can learn while they play gemes. The APP can raise the level of teaching efficiency.

Key words：geology course；teaching；Geology +；Android APP