輔助地質類課程教學的“地質學+”APP的設計與實現

王建秀+高峰

摘要：目前的大學教育模式下，專業課大多存在著課時有限、教學方法單一等問題，因此教學改革勢在必行。而隨著智能移動端技術的發展，讓APP應用于課程來輔助教學有了很大的可行性。本文針對地質類課程的教學開發了“地質學+”安卓APP學習平臺，寓教于樂，用來有效地調動學生的積極性，讓學生充分利用碎片化時間，從而對教學效率和水平的提高起到積極的作用。

關鍵詞：地質類課程；教學；地質學+；安卓APP

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

一、引言

目前大學教育模式要求學生在基礎教育上不斷拓寬知識面，而學生的總體學時有限，勢必會造成專業課課時的縮減。同時，隨著最新研究成果的發表和專業知識的更新和積累，專業教學內容需要在原來基礎上與時俱進。以地質類課程為例，在增加新的通識課、拓寬學生知識面的同時，地質類課程的內容并沒有減少，反而有時候還需要增加一些新的內容。此時，傳統的單一的教學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，課程的教學改革勢在必行。如何在當前的教育背景下，豐富教學內容和方法、引入工程地質熱點問題的探討；如何加強學生學習自主性和積極性是每一個教學工作者所面臨的問題。

伴隨著智能手機、平板電腦等智能移動端以及移動互聯網的飛速發展與普及，用戶已經形成了通過智能移動終端來獲取信息的習慣，與此同時，移動學習資源作為一種運行于移動端的獨特資源形態由于其特有的便攜性、良好的交互性、隨時隨地學習的特性得到飛速的發展，特別是智能移動端的輔助教學的APP更是得到快速發展。移動學習不僅可以有效地展示學習內容，也能為教師和學生之間的互動交流提供平臺，因此能夠解決上述教學工作者所面臨的問題[1-4]。

目前，基于地質類專業課程的輔助教學APP還很稀少，相關工作亟待開展。因此，本文以需要學習地質類專業課程的專業研究背景開展需求分析，設計了軟件系統的體系結構，基于安卓平臺開發了“地質學+”虛擬競技教學APP軟件的平臺，可以有效調動學生自主學習的積極性，使其成為課堂教學之外的輔助課程學習的重要環節，對教學效率和水平的提高起到了積極作用。

二、軟件需求分析

為了明確學生對于本系統的接受程度和功能需求，對用戶群體進行了需求調查，用于系統概念和功能的設計與改進。

需求分析調查抽取了同濟大學土木工程學院地質工程專業的學生作為樣本，采用了問卷調查和特定用戶訪談兩種方法。問卷對于用戶心目中本系統的長處、看中的因素、期待提供的功能服務以及可能會導致離開本軟件的因素進行了調查。學生普遍對于能夠一邊游戲一邊學習知識這樣的場景比較憧憬并提出了一些建議。

調查發現學生普遍認為本系統是傳統教學方式的很好補充，希望軟件能涵蓋普通地質學知識的各個方面。其中，對于礦物識別需求略微高，同時還希望設計線上答疑專區來解決同學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建議：

第一種是普通的劇情闖關模式。但劇情的發展、道具的獲得、自己與怪物的戰斗都是通過答題的方式，也就是通過回答地質學相關的問題來推進整個劇情一步步發展。這種形式能夠通過預設的劇情來吸引同學的興趣，既可以傳授地質學知識，又可以傳達地質人的情懷，還可以傳遞一些老師對同學的期許或者要求。這種方式實現的難度在于首先需要設計以地質學為中軸的好的劇本，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學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限時答題，答錯出局，堅持到最后的是勝者。這種形式對動畫制作要求相對少很多，主要難度是需要構建互聯網功能，能讓多個同學同時參與，同時僅僅是答題不容易引起同學們的興趣，而且如果同一時間玩的人比較少的話，不太可能實現多人同時答題競技，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，同學們在這里能反復做地質學考試題，對提高考試成績有所幫助。

第三種就是依賴于一個現成的游戲。僅僅是在游戲場景切換加載的時候加入一兩條地質學知識點，時間久了，反復出現的地質學知識點就會留下記憶，從而達到教學目的，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，但獲得已開發的游戲的源程序比較困難，而且這種方式其實是以玩游戲為主，地質學知識的比例很小，對于學習來說不夠合適。

除此三點之外，同學們提出對虛擬實習方面感興趣，并提出了類似虛擬工程師的設想，即在游戲中某一場景下如何通過一些要素自己制造地質災害，又通過一些要素防治地質災害，這部分的實現有別于答題方式，實現的方式比較復雜，可作為以后系統發展的方向。

三、軟件的設計與實現

由于時間和技術的限制，目前設計和實現了以答題為主要功能的“地質學+”v1.0版本。本系統由前端APP和后臺題庫系統組成。在APP的開發中，采用eclipse開發平臺，基于安卓系統，利用Java語言進行編程開發。

（一）體系框架與功能設計

整個系統由系統前端APP、一個云數據庫和一個后臺題庫系統構成。本文所設計的APP主要功能包括：“順序練習”、“模擬考試”、“我的收藏”、“我的錯題”、“歷史成績”。系統結構如圖1所示。

順序練習：本軟件設計了單選、多選和判斷題三種題型。練習部分會逐條顯示考題，點擊任意選項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習。點擊選擇題目可以查看所有正確錯誤和未答的選項，點擊序號即可進入答題。

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

我的收藏：查看在順序練習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）軟件界面設計及使用說明

本軟件設計了五個主要的界面來實現用戶和系統的交流，它們分別是主界面（圖2a）、順序練習界面（圖2b、c）、模擬考試界面（圖3a、b）、我的收藏界面、我的錯題界面、及時成績界面（圖3c）。在APP的開發中，采用eclipse開發平臺，基于安卓系統，利用Java語言進行編程開發。

主操作界面是系統開啟后的第一個用戶界面，上面有五個按鈕控件，點擊可以分別進入順序練習界面、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、模擬考試、我的收藏和我的錯題界面主要顯示的是題目，每一個界面又設計了上一題、查看題解、選擇題目、收藏此題和下一題等按鈕，根據自己的需要點擊按鈕進入相關模塊。其中我的錯題模塊設計的是限時答題，答完題以后系統會給出得分，而每次模擬考試得到的分數都會記錄在系統的歷史成績模塊中，點擊主界面的歷史成績按鈕可以進入查看。

（三）后臺題庫設計

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

在瀏覽器中輸入http：//118.178.190.8：8080/sailfish/login.shtml；jsessionid=EDE70E91616E70EC10666A38FF5866E9進入后臺題庫系統，輸入用戶名和密碼登入。點擊左側地質試題按鈕，進入圖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。點擊編輯可以編輯已存在的題目，點擊添加題目可以更新題庫。以點擊添加單選題為例，點擊添加單選題，進入圖3b所示界面，根據提示輸入試題信息，最后點擊提交按鈕就可以更新題庫。

四、結論

時代在變化，教育改革也需要緊跟時代的步伐，移動學習模式作為傳統教學模式的補充，具有便攜性、良好的交互性、隨時隨地學習的特性，能夠充分調動學生自主學習的積極性，能夠不斷提高教學效率和水平，本文針對地質類課程設計和實現了一個初步的輔助教學APP，對于地質類課程的教學具有重要意義。

參考文獻：

[1]李軍豪，邱紅麗.輔助教學APP的設計與實現[J].福建電腦，2016，32（9）：111-112.

[2]馬玉慧，趙樂，李南南，等.新型移動學習資源——教育APP發展模式探究[J].中國電化教育，2016，（4）：64-70.

[3]黃妍妍.智能手機APP應用于高職英語語音課教學探析[J].昆明冶金高等?？茖W校學報，2016，32（2）：26-29.

[4]呂璐.基于Android移動學習APP應用在《多媒體技術》課程教學中的研究[J].科技展望，2016，26（18）：194-195.

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