基于中文編程E4a的大學物理公式手冊移動APP的開發(fā)

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)了一款大學物理公式手冊移動APP，該軟件是一個基于Android系統(tǒng)的應用程序，可以運行在android 2.1以上任何版本的操作系統(tǒng)上，客戶端集成了大學物理的大部分公式原理。其主要功能是查詢、瀏覽、下載，為學生提供了豐富的學習資源。文章對其設計過程和應用前景做了詳細描述。該APP方便學生日常查找記憶，使得大學物理課程的學習變得更加靈活、輕松、高效。

關鍵詞： 中文編程軟件; 大學物理; 應用程序; 移動APP

中圖分類號：TP319? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：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

物理學和整個社會的進步息息相關，物理的每一次重大發(fā)現(xiàn)和突破都引發(fā)了社會的新領域、新方向的發(fā)展[1]。從電話的發(fā)明到當代互聯(lián)網(wǎng)絡實現(xiàn)的實時通信、從蒸汽機車的制造成功到磁懸浮列車的投入運行、從晶體管的發(fā)明到高速計算機技術的成熟等等，這些無不體現(xiàn)出物理學對社會發(fā)展和人類進步的貢獻[2]。實際上科學家的科學成果就是定理、定律，并由此總結成量化的自然規(guī)律關系式，這就是公式、方程式。這些公式就是人們對自然現(xiàn)象進行推理、應用的思維基礎。

易語言FOR安卓，以下簡稱E4a，是一款基于谷歌Simple語言的編程工具，旨在實現(xiàn)通過類似易語言的Basic語法輕松編寫Android應用程序，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）對大學物理公式手機客戶端開發(fā)還處于初級階段，還沒有形成完整的可供廣大物理學科大學生使用的手機終端App。

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

1 應用設計

“大學物理”手機客戶端的開發(fā)具有兩大特點，一個特點是數(shù)據(jù)查詢功能，它包含兩個子功能，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容接收并傳輸?shù)胶笈_，后臺經(jīng)過調用或處理將數(shù)據(jù)返還給前臺，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，用戶可以通過點擊數(shù)據(jù)列表查看本條數(shù)據(jù)的詳細信息，準確快速地找到需要查詢的內容?；贓4a中文編程基礎，將大學物理公式系統(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物理公式，有助于用戶的準確理解。另一個特點是本程序可顯示公式圖片，可以通過顏色拾取器調整背景顏色和文字顏色;通過滑塊調整文字大小，用戶可以自己添加書簽、管理書簽;內容清晰易懂，操作簡單，適合廣大學生使用，同時解決了網(wǎng)絡環(huán)境下的顯示和輸出問題，為需要查閱大學物理公式的人提供更便捷有效的查找方式。用戶可通過手機隨時隨地查閱物理公式，擺脫了物理公式只能查紙質手冊局限性。具體開發(fā)過程如圖1所示。

1.1 UI視覺設計

在進行UI設計之前，需要對軟件原型進行設計。原型設計類似于一個App產品的草圖，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軟件中搭建出簡單的產品原型。在產品原型的基礎上，我們使用E4a對APP的界面進行美化，依據(jù)所需表現(xiàn)的內容進行版面結構設計，設計風格控制，并對每一塊區(qū)域進行相應的配色、繪制功能菜單圖標、設計頁面元素等，在此期間還需要不斷的溝通修改，最終設計出所有的APP界面效果圖（如圖2）。

1.2 功能設計

信息獲得能力是現(xiàn)代社會人才素質的基本要素，也是人才競爭優(yōu)勢的重要體現(xiàn)，信息檢索作為人類獲得信息的主要手段與技術，在人類的知識傳播和科學研究中具有承上啟下的作用，是人類知識組織的超連接[4]。近年來，隨著社會政治經(jīng)濟的飛速發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術的應用與發(fā)展，信息的增長與傳播速度達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也就顯得很重要。

在大學物理手機客戶端的開發(fā)中，最為重要的功能應是該應用的“搜索”功能?！按髮W物理”整合了所有的大學物理公式及概念，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點，“信息檢索功能”是不可或缺的一部分。

2 應用實現(xiàn)

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

在E4a中新建一個工程，命名為大學物理，添加一個名為daxuewuli的文件夾。然后根據(jù)應用設計分別插入六個窗口，并自動生成六個相應代碼區(qū)。在assets資源文件夾內放入APP文件，主要包含圖片和daxuewuli.zip文件等。

2.1 窗口-詳細目錄

在圖書館界，人們把目錄喻為“藏書與讀者的媒介”、“打開知識寶庫的鑰匙”、“指引治學入門的向導”和“進行科學研究的指南”。本軟件詳細目錄包括類文件name.txt和布局文件pic3d.xml。在布局文件中添加圖片輪播類庫，實現(xiàn)了圖片輪播功能。

2.2 窗口-內容瀏覽區(qū)

在移動互聯(lián)網(wǎng)軟件產品中，色彩的視覺效果對于用戶的使用體驗有著重要影響。從色彩心理學角度來講，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設計中可用于吸引用戶注意或渲染促銷、新產品推出等商業(yè)活動的氛圍[5]。從機械工程學和生理學角度來講，目前主流手機屏幕可以生成的色彩大概在2000萬種，數(shù)目十分龐大，而人眼的生理結構是固定的，其色彩適應范圍并不廣泛，一些純度較高的屏幕色彩反而會讓人感覺不適。

因此，在對內容瀏覽區(qū)UI設計時，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，添加一些藍色、白色、青色等相對柔和的色彩，降低色彩對比度閾值，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非常好的設計，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，從生理學上講，這樣的圖片更能吸引讀者的注意，以達到讓讀者更易理解公式的目的。

2.3 窗口-搜索

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

搜索功能的工作原理可以簡單概括為：建立索引數(shù)據(jù)庫→設立關鍵詞→在索引數(shù)據(jù)庫中搜索排序→跳選到目標頁面，用戶在索引數(shù)據(jù)庫中搜索排序，當用戶輸入關鍵詞搜索后，根據(jù)一定的相關度算法進行大量復雜計算，由系統(tǒng)搜索程序從索引數(shù)據(jù)庫中找到符合該關鍵詞的所有相關知識點，然后用戶自行選擇進行頁面瀏覽[6]。其關鍵代碼如下：

3 結論與展望

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，不需要記住英文關鍵詞，讓安卓開發(fā)無限簡單，會中文就會E4a，本文就是基于中文編程軟件E4a對大學物理公式手冊手機客戶端開發(fā)過程的基本思路和開發(fā)技巧進行介紹，最終實現(xiàn)用戶簡單快速高效的進行大學物理公式的查找和學習，為廣大用戶提供更為簡捷的網(wǎng)絡查找方式，使用戶能夠隨時隨地查閱知識，擺脫了只能尋求紙質物理公式手冊的局面。

物理學是除數(shù)學以外，一切自然科學的基礎，同時也是當代工程技術的重大支柱，是推動整個自然科學以及人類進步的重要動力，而《大學物理》是物理學最基本的課程，涵蓋的知識面比較廣泛，并不是很深入，是高中物理知識的延伸，但是不能簡單用原來的眼光分析解決問題。該課程涉及大量數(shù)學計算機方面的知識，突出學生的主體地位，要求學生做到課前預習，帶問題聽課，抓重點、難點，課堂上做好筆記，課后及時復習，總結。

展望21世紀，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，物理學在社會生活中的地位也越來越重要，用戶對“大學物理”學習的簡便程度要求也必將越來越高，在這樣一個大的背景下，我們嘗試開發(fā)了一款手機app，提取了知識點（概念、公式、定理），突出重點、難點，并附上幾個典型的例子，方便學生們在課程學習過程中查找、記憶，為應對未來社會發(fā)展，與時俱進，初步設想未來APP完善方向如下：第一，把一些物理知識中枯燥、復雜的難點考點以生動形象的口訣、更美化的界面展現(xiàn)給用戶、讓用戶靈活地運用公式;第二，增加互動環(huán)節(jié)，將大學物理公式手冊手機客戶端引入教育教學工作上去;第三，繼續(xù)完善大學物理公式數(shù)據(jù)庫，及時更新最新公式，給用戶帶來最便捷的使用體驗等等。

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)在不能準確糾錯上，但就目前使用上不存在嚴重問題。我期待官方能進一步更新完善編程軟件，以便我們利用其開發(fā)出更好的產品，也真誠希望人們能更多地關注國產，支持國產程序。

參考文獻（References）：

[1] 于桂鳳，劉永萍，張志廣等.大學物理的必要性[J].科技視界，2015.31：49，285

[2] 尹曉冬，王福合.物理學與世界進步[M].安徽教育出版社，2015.

[3] 殷紅梅，俞國紅.基于移動交互式數(shù)字教材的藍墨云班課教學模式研究[J].電子商務，2016.12：85-86

[4] 王東亮.信息獲取與利用能力培養(yǎng)體系平臺的搭建[J].產業(yè)與科技論壇，2013.12（15）：76-77

[5] 何睿.談色彩對人類心理情緒的影響[J].美術大觀，2009.1：72-73

[6] 李海秋.網(wǎng)絡環(huán)境下信息檢索技術研究[J].計算機光盤軟件與應用，2014.17（5）：93-94