席特 蘇愛麗 胡婧 魯同所

摘? 要： 基于正在發(fā)展完善中的中文編程軟件E4a，開發(fā)了一款大學(xué)物理公式手冊(cè)移動(dòng)APP，該軟件是一個(gè)基于Android系統(tǒng)的應(yīng)用程序，可以運(yùn)行在android 2.1以上任何版本的操作系統(tǒng)上，客戶端集成了大學(xué)物理的大部分公式原理。其主要功能是查詢、瀏覽、下載，為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。文章對(duì)其設(shè)計(jì)過程和應(yīng)用前景做了詳細(xì)描述。該APP方便學(xué)生日常查找記憶，使得大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)變得更加靈活、輕松、高效。

關(guān)鍵詞： 中文編程軟件; 大學(xué)物理; 應(yīng)用程序; 移動(dòng)APP

中圖分類號(hào)：TP319? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2019）04-32-04

Abstract： A college physics formula manual mobile APP is developed with the developing Chinese programming software "E4a"， it is an application program for Android system， can run on any Android operating system above version 2.1， and most of the formulas and principles of college physics are integrated in the client end. Its main functions are query， browse and download. This paper describes its design process and application prospects in detail. It provides the abundant learning resources for students， and it is convenient for students to look up memories in daily life， and makes the study of college physics course more flexible， easy and efficient.

Key words： Chinese programming software; college physics; application program; mobile APP

0 引言

物理學(xué)和整個(gè)社會(huì)的進(jìn)步息息相關(guān)，物理的每一次重大發(fā)現(xiàn)和突破都引發(fā)了社會(huì)的新領(lǐng)域、新方向的發(fā)展[1]。從電話的發(fā)明到當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)通信、從蒸汽機(jī)車的制造成功到磁懸浮列車的投入運(yùn)行、從晶體管的發(fā)明到高速計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟等等，這些無不體現(xiàn)出物理學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展和人類進(jìn)步的貢獻(xiàn)[2]。實(shí)際上科學(xué)家的科學(xué)成果就是定理、定律，并由此總結(jié)成量化的自然規(guī)律關(guān)系式，這就是公式、方程式。這些公式就是人們對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行推理、應(yīng)用的思維基礎(chǔ)。

易語言FOR安卓，以下簡(jiǎn)稱E4a，是一款基于谷歌Simple語言的編程工具，旨在實(shí)現(xiàn)通過類似易語言的Basic語法輕松編寫Android應(yīng)用程序，E4a擁有和易語言一樣的可視化開發(fā)環(huán)境，以及強(qiáng)大的智能語法提示功能。純中文編寫代碼，比英文更具親和力。目前基于E4a（中文編程軟件）對(duì)大學(xué)物理公式手機(jī)客戶端開發(fā)還處于初級(jí)階段，還沒有形成完整的可供廣大物理學(xué)科大學(xué)生使用的手機(jī)終端App。

智能手機(jī)作為一種移動(dòng)學(xué)習(xí)的終端設(shè)備，具有大量APP供用戶使用，手機(jī)App不僅具有開放性、多媒體、交互性、自主學(xué)習(xí)等特性，而且在教材的形態(tài)上也有極大的優(yōu)勢(shì)，非常適合移動(dòng)學(xué)習(xí)的新型學(xué)習(xí)模式，甚至有人認(rèn)為移動(dòng)交互式數(shù)字教材是未來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下教育數(shù)字出版的發(fā)展方向[3]。

1 應(yīng)用設(shè)計(jì)

“大學(xué)物理”手機(jī)客戶端的開發(fā)具有兩大特點(diǎn)，一個(gè)特點(diǎn)是數(shù)據(jù)查詢功能，它包含兩個(gè)子功能，即數(shù)據(jù)查詢功能與數(shù)據(jù)展現(xiàn)功能。數(shù)據(jù)查詢功能可以將用戶輸入的內(nèi)容接收并傳輸?shù)胶笈_(tái)，后臺(tái)經(jīng)過調(diào)用或處理將數(shù)據(jù)返還給前臺(tái)，然后通過數(shù)據(jù)展現(xiàn)功能將數(shù)據(jù)列表展現(xiàn)出來，用戶可以通過點(diǎn)擊數(shù)據(jù)列表查看本條數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，準(zhǔn)確快速地找到需要查詢的內(nèi)容?；贓4a中文編程基礎(chǔ)，將大學(xué)物理公式系統(tǒng)全面的編入數(shù)據(jù)庫，用戶可以精確快速地搜索到圖文并茂的大學(xué)物理公式，有助于用戶的準(zhǔn)確理解。另一個(gè)特點(diǎn)是本程序可顯示公式圖片，可以通過顏色拾取器調(diào)整背景顏色和文字顏色;通過滑塊調(diào)整文字大小，用戶可以自己添加書簽、管理書簽;內(nèi)容清晰易懂，操作簡(jiǎn)單，適合廣大學(xué)生使用，同時(shí)解決了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的顯示和輸出問題，為需要查閱大學(xué)物理公式的人提供更便捷有效的查找方式。用戶可通過手機(jī)隨時(shí)隨地查閱物理公式，擺脫了物理公式只能查紙質(zhì)手冊(cè)局限性。具體開發(fā)過程如圖1所示。

1.1 UI視覺設(shè)計(jì)

在進(jìn)行UI設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)軟件原型進(jìn)行設(shè)計(jì)。原型設(shè)計(jì)類似于一個(gè)App產(chǎn)品的草圖，在經(jīng)過深度的用戶分析之后，將整理出的需求分類、排序，放在功能模塊，利用這些功能模塊就能在E4a軟件中搭建出簡(jiǎn)單的產(chǎn)品原型。在產(chǎn)品原型的基礎(chǔ)上，我們使用E4a對(duì)APP的界面進(jìn)行美化，依據(jù)所需表現(xiàn)的內(nèi)容進(jìn)行版面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)風(fēng)格控制，并對(duì)每一塊區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的配色、繪制功能菜單圖標(biāo)、設(shè)計(jì)頁面元素等，在此期間還需要不斷的溝通修改，最終設(shè)計(jì)出所有的APP界面效果圖（如圖2）。

1.2 功能設(shè)計(jì)

信息獲得能力是現(xiàn)代社會(huì)人才素質(zhì)的基本要素，也是人才競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要體現(xiàn)，信息檢索作為人類獲得信息的主要手段與技術(shù)，在人類的知識(shí)傳播和科學(xué)研究中具有承上啟下的作用，是人類知識(shí)組織的超連接[4]。近年來，隨著社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，信息的增長(zhǎng)與傳播速度達(dá)到了前所未有的高度，因此，快速的從海量信息中搜索到自己想要的知識(shí)也就顯得很重要。

在大學(xué)物理手機(jī)客戶端的開發(fā)中，最為重要的功能應(yīng)是該應(yīng)用的“搜索”功能?！按髮W(xué)物理”整合了所有的大學(xué)物理公式及概念，具有龐大的數(shù)據(jù)庫，用戶要想輕松的找到想要查找的知識(shí)點(diǎn)，“信息檢索功能”是不可或缺的一部分。

2 應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

E4a展示了通過類似易語言的Basic語法輕松編寫Android應(yīng)用程序的技術(shù)，而系統(tǒng)性的大學(xué)物理公式和手機(jī)客戶端功能呈現(xiàn)了物理公式的平臺(tái)技術(shù)和通用技術(shù)，通過三者結(jié)合，展現(xiàn)了基于中文編程E4a的大學(xué)物理公式手機(jī)客戶端的靈活性和實(shí)用性。

在E4a中新建一個(gè)工程，命名為大學(xué)物理，添加一個(gè)名為daxuewuli的文件夾。然后根據(jù)應(yīng)用設(shè)計(jì)分別插入六個(gè)窗口，并自動(dòng)生成六個(gè)相應(yīng)代碼區(qū)。在assets資源文件夾內(nèi)放入APP文件，主要包含圖片和daxuewuli.zip文件等。

2.1 窗口-詳細(xì)目錄

在圖書館界，人們把目錄喻為“藏書與讀者的媒介”、“打開知識(shí)寶庫的鑰匙”、“指引治學(xué)入門的向?qū)А焙汀斑M(jìn)行科學(xué)研究的指南”。本軟件詳細(xì)目錄包括類文件name.txt和布局文件pic3d.xml。在布局文件中添加圖片輪播類庫，實(shí)現(xiàn)了圖片輪播功能。

2.2 窗口-內(nèi)容瀏覽區(qū)

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件產(chǎn)品中，色彩的視覺效果對(duì)于用戶的使用體驗(yàn)有著重要影響。從色彩心理學(xué)角度來講，不同顏色能夠給人帶來不同的心理感受，紅橙黃等鄰近色組成的暖色系能帶給人歡樂、愉快、熱情的感受，在UI設(shè)計(jì)中可用于吸引用戶注意或渲染促銷、新產(chǎn)品推出等商業(yè)活動(dòng)的氛圍[5]。從機(jī)械工程學(xué)和生理學(xué)角度來講，目前主流手機(jī)屏幕可以生成的色彩大概在2000萬種，數(shù)目十分龐大，而人眼的生理結(jié)構(gòu)是固定的，其色彩適應(yīng)范圍并不廣泛，一些純度較高的屏幕色彩反而會(huì)讓人感覺不適。

因此，在對(duì)內(nèi)容瀏覽區(qū)UI設(shè)計(jì)時(shí)，色彩的明度、純度以及比例要盡可能照顧到人體的視覺感受，添加一些藍(lán)色、白色、青色等相對(duì)柔和的色彩，降低色彩對(duì)比度閾值，平衡界面的綜合視效。一方面，在字體顏色選擇上，本App將采用傳統(tǒng)的黑色，底色則選擇淡藍(lán)色，這樣就拉低了主色的色彩純度，減輕了用戶的視疲勞感。另一方面，在圖片公式的顯示中，將白色作為底色無疑是一個(gè)非常好的設(shè)計(jì)，既可以將圖片本來的色彩全部凸顯出來，又保留了公式的完整性，從生理學(xué)上講，這樣的圖片更能吸引讀者的注意，以達(dá)到讓讀者更易理解公式的目的。

2.3 窗口-搜索

說到一個(gè)應(yīng)用的搜索功能，大家是否立刻會(huì)想到一個(gè)放大鏡的圖標(biāo)和一個(gè)矩形輸入框呢。搜索功能在眾多App里都占據(jù)很重要的位置，為了高效地利用產(chǎn)品中的資源，讓用戶能夠快速準(zhǔn)確地找到目標(biāo)信息，搜索功能就顯得尤為必要。

搜索功能的工作原理可以簡(jiǎn)單概括為：建立索引數(shù)據(jù)庫→設(shè)立關(guān)鍵詞→在索引數(shù)據(jù)庫中搜索排序→跳選到目標(biāo)頁面，用戶在索引數(shù)據(jù)庫中搜索排序，當(dāng)用戶輸入關(guān)鍵詞搜索后，根據(jù)一定的相關(guān)度算法進(jìn)行大量復(fù)雜計(jì)算，由系統(tǒng)搜索程序從索引數(shù)據(jù)庫中找到符合該關(guān)鍵詞的所有相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，然后用戶自行選擇進(jìn)行頁面瀏覽[6]。其關(guān)鍵代碼如下：

3 結(jié)論與展望

易安卓E4a是一門中文編程語言，可視化的頁面加上中文代碼，不需要記住英文關(guān)鍵詞，讓安卓開發(fā)無限簡(jiǎn)單，會(huì)中文就會(huì)E4a，本文就是基于中文編程軟件E4a對(duì)大學(xué)物理公式手冊(cè)手機(jī)客戶端開發(fā)過程的基本思路和開發(fā)技巧進(jìn)行介紹，最終實(shí)現(xiàn)用戶簡(jiǎn)單快速高效的進(jìn)行大學(xué)物理公式的查找和學(xué)習(xí)，為廣大用戶提供更為簡(jiǎn)捷的網(wǎng)絡(luò)查找方式，使用戶能夠隨時(shí)隨地查閱知識(shí)，擺脫了只能尋求紙質(zhì)物理公式手冊(cè)的局面。

物理學(xué)是除數(shù)學(xué)以外，一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是當(dāng)代工程技術(shù)的重大支柱，是推動(dòng)整個(gè)自然科學(xué)以及人類進(jìn)步的重要?jiǎng)恿?，而《大學(xué)物理》是物理學(xué)最基本的課程，涵蓋的知識(shí)面比較廣泛，并不是很深入，是高中物理知識(shí)的延伸，但是不能簡(jiǎn)單用原來的眼光分析解決問題。該課程涉及大量數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，突出學(xué)生的主體地位，要求學(xué)生做到課前預(yù)習(xí)，帶問題聽課，抓重點(diǎn)、難點(diǎn)，課堂上做好筆記，課后及時(shí)復(fù)習(xí)，總結(jié)。

展望21世紀(jì)，全球網(wǎng)控化、信息化將繼續(xù)發(fā)展，人才數(shù)量將繼續(xù)增加，物理學(xué)在社會(huì)生活中的地位也越來越重要，用戶對(duì)“大學(xué)物理”學(xué)習(xí)的簡(jiǎn)便程度要求也必將越來越高，在這樣一個(gè)大的背景下，我們嘗試開發(fā)了一款手機(jī)app，提取了知識(shí)點(diǎn)（概念、公式、定理），突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，并附上幾個(gè)典型的例子，方便學(xué)生們?cè)谡n程學(xué)習(xí)過程中查找、記憶，為應(yīng)對(duì)未來社會(huì)發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)，初步設(shè)想未來APP完善方向如下：第一，把一些物理知識(shí)中枯燥、復(fù)雜的難點(diǎn)考點(diǎn)以生動(dòng)形象的口訣、更美化的界面展現(xiàn)給用戶、讓用戶靈活地運(yùn)用公式;第二，增加互動(dòng)環(huán)節(jié)，將大學(xué)物理公式手冊(cè)手機(jī)客戶端引入教育教學(xué)工作上去;第三，繼續(xù)完善大學(xué)物理公式數(shù)據(jù)庫，及時(shí)更新最新公式，給用戶帶來最便捷的使用體驗(yàn)等等。

不過，正如官方所言，E4a目前處于起步階段，還不夠完善，有許多BUG，官方正在努力完善，主要問題表現(xiàn)在不能準(zhǔn)確糾錯(cuò)上，但就目前使用上不存在嚴(yán)重問題。我期待官方能進(jìn)一步更新完善編程軟件，以便我們利用其開發(fā)出更好的產(chǎn)品，也真誠(chéng)希望人們能更多地關(guān)注國(guó)產(chǎn)，支持國(guó)產(chǎn)程序。

參考文獻(xiàn)（References）：

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