【導(dǎo)讀】隨著WindowsPhone商店，Appstore，AndroidMarketing三大主要應(yīng)用市場(chǎng)。陸續(xù)開放教育類別應(yīng)用下載服務(wù)，標(biāo)志著教育類應(yīng)用新業(yè)務(wù)時(shí)代即將到來(lái)。觀察化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象。同時(shí)，“化學(xué)對(duì)對(duì)碰”還輔助以化學(xué)物品查詢和化學(xué)貼士。功能，讓應(yīng)用變得更加豐富，也更加利于用戶對(duì)于化學(xué)的學(xué)習(xí)。實(shí)現(xiàn)階段，本文從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，對(duì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的介紹。個(gè)系統(tǒng)層次分明，條理清楚。然后對(duì)數(shù)據(jù)持久層，和數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)分別進(jìn)行描述。主要業(yè)務(wù)難點(diǎn)在于化學(xué)反應(yīng)規(guī)則的制定，以及化。學(xué)反應(yīng)動(dòng)畫演示的設(shè)計(jì)。最后，本文通過(guò)上傳應(yīng)用后的數(shù)據(jù)及曲線圖證明文中提。出的新化學(xué)教育應(yīng)用的模式具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

　　

【正文】 有反應(yīng)現(xiàn)象，都提供了清晰的圖片或者文案加以區(qū)別，給用戶一定的真實(shí)感。 這是一款本地的單機(jī) 應(yīng)用，所以用戶無(wú)需聯(lián)網(wǎng) ，只需拿出手機(jī)，打開應(yīng)用，就可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 13 應(yīng)用設(shè)計(jì)理念 教育模式：閱讀與動(dòng)手相結(jié)合。應(yīng)用融合了多種現(xiàn)存的化學(xué)教育模式，并進(jìn)行了改進(jìn)與豐富。整個(gè)應(yīng)用都圍繞著化學(xué)展開，主題簡(jiǎn)單明了。同時(shí)在文案上也做到清晰，讓用戶看到每一個(gè)按鈕都能知道按鈕的作用，會(huì)把用戶帶到什么地方。 數(shù)據(jù)完備：教育類軟件的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和完備是一個(gè)重要的基本點(diǎn)。但是化學(xué)物質(zhì)有成千上萬(wàn)種，那么如果把這些都收錄進(jìn)來(lái)將會(huì)是一個(gè)巨大的工程。因此，結(jié)合受眾的選定，我們鎖定了中學(xué)化學(xué)教材，然后手動(dòng)得把教材中提及的所有化學(xué)物品進(jìn)行整理收錄。同時(shí)，結(jié)合百度百科，維基百科這樣的權(quán)威機(jī)構(gòu)，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與完備 物品選?。夯瘜W(xué)反應(yīng)分為很多種類，但是，并不是每種反應(yīng)都有明顯的化學(xué)變化，比如大部分的溶液間反應(yīng)是沒有現(xiàn)象的，而本應(yīng)用旨在為用戶展示化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，所以需要對(duì)提供的反應(yīng)物品進(jìn)行精心的選擇。為了將沉淀，氣泡，渾濁，變色等現(xiàn)象 都能包括進(jìn)來(lái)，最終選取了碳酸鈣，鈉，鹽酸，硫酸銅，水，鐵絲，硫酸，氫氧化鈣，鐵絲 8 種物質(zhì)，提供給用戶進(jìn)行選擇和實(shí)驗(yàn)。 應(yīng)用概要設(shè)計(jì) 業(yè)務(wù)流程 化學(xué)對(duì)對(duì)碰的業(yè)務(wù)流程如圖 所示。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 14 圖 業(yè)務(wù)流程圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 雖然應(yīng)用中存在大量的數(shù)據(jù)，但是并沒有服務(wù)器，一切數(shù)據(jù)的處理和調(diào)用都是在本機(jī)進(jìn)行的，這樣設(shè)計(jì)基于兩種考慮：一、這是一個(gè)小項(xiàng)目，采用服務(wù)器來(lái)處理數(shù)據(jù)代價(jià)太大；二、本應(yīng)用的目的就是希望能學(xué)生們能夠隨時(shí)隨地的進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)，聯(lián)網(wǎng)流程過(guò)于依賴網(wǎng)速而且大大降低了操作的反應(yīng)速 率，會(huì)降低用戶的留存度。 所以，用戶在第一次打開程序后，會(huì)初始化本地的數(shù)據(jù)庫(kù)，將程序內(nèi)置的數(shù)據(jù)自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣，用戶再次使用的時(shí)候，數(shù)據(jù)就已經(jīng)在手機(jī)上了。 當(dāng)用戶在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)生異常情況導(dǎo)致程序強(qiáng)制關(guān)閉，再次啟動(dòng)軟件時(shí)，應(yīng)用可以記錄上一次的實(shí)驗(yàn)，用戶可以繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。 化學(xué)貼士 化學(xué)試驗(yàn) 化學(xué)字典 Loading Home 搜索頁(yè)面 輸入名稱 詳細(xì)信息 動(dòng)畫播放 停止演示 開始演示 貼士切換 貼士詳細(xì) 試驗(yàn)臺(tái)頁(yè)面 實(shí)驗(yàn)室 選擇反應(yīng)物 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 15 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)是本應(yīng)用的核心功能，在這里，用戶可以選擇需要的化學(xué)物質(zhì)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并支持反復(fù)操作，對(duì)反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行操作。 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)物品、試驗(yàn)臺(tái)。 實(shí)驗(yàn)物品 實(shí)驗(yàn)物品頁(yè)面以一個(gè)大的物品架為背景，包括可以選擇的化學(xué)物品，物品名稱顯示區(qū)域， “ GO” 按鈕這三部分組成。用戶只需要點(diǎn)擊所需物品，即可顯示在下方區(qū)域，在選擇完物品之后，點(diǎn)擊 “ GO” ，就跳轉(zhuǎn)到試驗(yàn)臺(tái)。 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)是最終的實(shí)驗(yàn)演示區(qū)域，當(dāng)用戶選擇的化學(xué)物質(zhì)能夠反映且反映現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)會(huì)播放整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的動(dòng)畫。如果物質(zhì)不反應(yīng)或者反應(yīng)現(xiàn)象不明顯時(shí)，則會(huì)提示用戶。如圖 為實(shí)驗(yàn)的流程圖： 圖 試驗(yàn)臺(tái)業(yè)務(wù)流程圖 化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì) 在 中，我們提到了本文選取了 8 中常見的化學(xué)物品。本應(yīng)用中覆蓋了選擇化學(xué)物品 判斷是否能夠反應(yīng)且有反應(yīng)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)束 提示反應(yīng)無(wú)現(xiàn)象 開始播放動(dòng)畫 GO 否 是 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 16 以下 11 種化學(xué)反應(yīng)： （“↑”代表生成物質(zhì)為氣體；“↓”代表生成物質(zhì)為固體沉淀） 碳酸鈣 + 鹽酸 → 二氧化碳 ↑ + 氯化鈣 + 水 碳酸鈣 + 硫酸 → 二氧化碳 ↑ + 硫酸鈣 ↓ + 水 鈉 + 鹽酸 → 氯化鈉 + 氫氣 ↑ 鈉 + 水 → 氫氧化鈉 + 氫氣 ↑ 鈉 + 硫酸 → 硫酸鈉 + 氫氣 ↑ 鹽酸 + 氫氧化鈣 → 氯化鈣 + 水 （無(wú)現(xiàn)象） 鹽酸 + 鐵 → 氯化亞鐵 + 氫氣 ↑ （溶液變?yōu)闇\綠色） 硫酸銅 + 氫氧化鈣 → 氫氧化銅 + 硫酸鈣 ↓ 硫酸銅 + 鐵 → 硫酸亞鐵 + 銅 ↓ （溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色） 硫酸 + 氫氧化鈣 → 硫酸鈣 ↓ + 水 硫酸 + 鐵 → 硫酸亞鐵 + 氫氣 ↑ 結(jié)合上述化學(xué)反應(yīng)方程式，下面對(duì)各種不同反應(yīng)現(xiàn)象的反應(yīng)的業(yè)務(wù)流程做以介紹。 以氫氧化鈣與鹽酸的反應(yīng)為例，這類反應(yīng)為反應(yīng)無(wú)現(xiàn)象反應(yīng)，業(yè)務(wù)流程圖如圖 所示： 圖 無(wú)現(xiàn)象反應(yīng)業(yè)務(wù)流程圖 選擇鹽酸、氫氧化鈣 開始動(dòng)畫展示 系統(tǒng)提示：“啊哦。反應(yīng)不明顯” 實(shí)驗(yàn)結(jié)束 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 17 以鈉和水反應(yīng)為例，這類反應(yīng)是反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的反應(yīng)，業(yè)務(wù)流程圖如圖 所示： 圖 產(chǎn)生氣泡反應(yīng)業(yè)務(wù)流程圖 以硫酸和氫氧化鈣 的反應(yīng)為例，這類反應(yīng)是反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)，業(yè)務(wù)流程圖如圖 所示： 選擇鈉、水 開始動(dòng)畫展示 系統(tǒng)根據(jù)輸入和反應(yīng)規(guī)則判斷輸出 輸出是氣體，所以調(diào)用氣泡圖片 播放反應(yīng)的氣泡效果 動(dòng)畫結(jié)束 重復(fù)播放 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 18 圖 產(chǎn)生沉淀反應(yīng)業(yè)務(wù)流程圖 以硫酸銅和鐵的反應(yīng)為例，這類反應(yīng)是反應(yīng)后出現(xiàn)變色的反應(yīng)，業(yè)務(wù)流程圖如圖 所示： 選擇硫酸、氫氧化鈣 開始動(dòng)畫展示 系統(tǒng)根據(jù)輸入和反應(yīng)規(guī)則判斷輸出 輸出是沉淀，所以調(diào)用沉淀圖片 播放反應(yīng)的固體沉淀效果 動(dòng)畫結(jié)束 重復(fù)播放 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 19 圖 發(fā)生變色反應(yīng)業(yè)務(wù)流程圖 界面設(shè)計(jì) 界面結(jié)構(gòu) 應(yīng)用主要由五個(gè)界面構(gòu)成，分別是主菜單界面、字典界面、 物品選擇 界面、實(shí)驗(yàn) 臺(tái)界面、貼士界面 菜單界面設(shè)計(jì) 菜單界面比較簡(jiǎn)單 ，由背景元素和三個(gè)按鈕構(gòu)成，本應(yīng)用為豎屏操作，所以按鈕使用縱向排列的方式。 選擇硫酸銅、鐵 開始動(dòng)畫展示 系統(tǒng)根據(jù)輸入和反應(yīng)規(guī)則判斷輸出 輸出是變色，沉淀，調(diào)用相應(yīng)圖片 播放反應(yīng)的變色效果 動(dòng)畫結(jié)束 重復(fù)播放 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 20 字典界面設(shè)計(jì) 字典功能主要為用戶提供了 化學(xué)物品查找的服務(wù)。這一頁(yè)面為用戶提供了一個(gè)文本輸入框，用戶只需要點(diǎn)擊輸入框就會(huì)彈出鍵盤，在輸入完成后，界面就會(huì)跳轉(zhuǎn)到物品信息展示頁(yè)面。由于數(shù)據(jù)是存在本地的，所以整個(gè)過(guò)程避免了卡機(jī)的情況。字典界面如圖 所示。 圖 化學(xué)字典 界面 物品選擇界面設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)室界面，即 實(shí)驗(yàn)物品選擇界面，包括兩個(gè)視圖，一個(gè)是物品的選擇，一個(gè)是物品的顯示。選擇所需物品后，會(huì)對(duì)應(yīng)的顯示在顯示區(qū)域中。如圖 所示。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 21 圖 化學(xué)物品選擇 界面 實(shí)驗(yàn)臺(tái)界面設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 界面就是化學(xué)反應(yīng)動(dòng)畫演示的界面。這一頁(yè)面主要包括了兩個(gè) BUTTON控件，用來(lái)控制反應(yīng)動(dòng)畫的播放。從用戶的角度講，用戶可以隨時(shí)停止實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫的播放，也可以無(wú)限次的重復(fù)播放當(dāng)前的反應(yīng)。如圖 所示。 圖 實(shí)驗(yàn)臺(tái)界面 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰需求分析與設(shè)計(jì) 22 貼士界面設(shè)計(jì) 化學(xué) 貼士的界面 比較簡(jiǎn)單，進(jìn)入功能后，直接為用戶隨機(jī)展示化學(xué)貼士，用戶點(diǎn)擊右下角按鈕即可切換下一則。 本章小結(jié) 本章 主要闡述化學(xué)對(duì)對(duì)碰的需求分析和概要設(shè)計(jì)，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)，反應(yīng)設(shè)計(jì)以及五個(gè)主要的界面進(jìn)行了功能性的描述。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 4 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 第 4章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰系統(tǒng)設(shè)計(jì) 項(xiàng)目的框架設(shè)計(jì) 本應(yīng)用 采用了兩層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，即表現(xiàn)層，數(shù)據(jù)持久層。表現(xiàn)層主要包含了表示代碼、用戶交互 GUI、數(shù)據(jù)驗(yàn)證。該層向用戶提供了 GUI 交互，它允許用戶在顯示系統(tǒng)中輸入和查詢數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)持久層包含了數(shù)據(jù)處理代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)代碼。該層主要包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之間的通信。如圖 為本應(yīng)用的整體框架設(shè)計(jì)： 圖 應(yīng)用的框架設(shè)計(jì) 表現(xiàn)層模式設(shè)計(jì) 表現(xiàn)層使用了 MVC（ ModelViewController）這一經(jīng)典軟件設(shè)計(jì)模式。采用這種設(shè)計(jì)模式后，軟件系統(tǒng)在可擴(kuò)展性 和可復(fù)用性方面得到極大提高，在資源分配策略設(shè)計(jì)合理運(yùn)用的同時(shí)，軟件的性能指標(biāo)得到提升，系統(tǒng)的安全性也得到改善。 根據(jù)前面章節(jié)對(duì)于應(yīng)用的需求分析和設(shè)計(jì)，本應(yīng)用的框架設(shè)計(jì)如圖 所示： 數(shù)據(jù)庫(kù) 表示層 表示代碼 用戶交互 GUI 驗(yàn)證數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)持久層 數(shù)據(jù)處理代碼 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)代碼 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 4 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 圖 化學(xué)對(duì)對(duì)碰框架圖 視圖 是用戶看到并與之交互的界面 ，用于界面的展現(xiàn) 。視圖向用戶顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)，并能接收用戶的輸入數(shù)據(jù)，但是它并不進(jìn)行任何實(shí)際的業(yè)務(wù)處理。視圖可以向模型查詢業(yè)務(wù)狀態(tài)，但不能改變模型。視圖還能接受模型發(fā)出的數(shù)據(jù)更新事件，從而對(duì)用戶界面進(jìn)行同步更新。 在本應(yīng)用中，視圖層主要包括 6 個(gè)頁(yè)面的XML 文件。 模型是應(yīng)用程序的主體部分。 模型代表了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和 業(yè)務(wù)邏輯 ； 當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生改變時(shí)，它要負(fù)責(zé)通知視圖部分；一個(gè)模型能為多個(gè)視圖提供數(shù)據(jù)。由于同一個(gè)模型可以被多個(gè)視圖重用，所以提高了應(yīng)用的可重用性。 在本應(yīng)用由 包中的兩個(gè)類實(shí)現(xiàn)。 控制器 用于 邏輯處理、控制實(shí)體數(shù)據(jù)在視圖上展示、調(diào)用模型處理業(yè)務(wù)請(qǐng)求。當(dāng)用戶單擊 屏幕中的 按鈕來(lái)發(fā)送 數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí) ，控制器接收請(qǐng)求并調(diào)用相應(yīng)的模型組件去 處理請(qǐng)求，然后調(diào)用相應(yīng)的視圖來(lái)顯示模型返回的數(shù)據(jù)。 在本應(yīng)用中，由6 個(gè) activity 類擔(dān)任控制器的角色。 視圖設(shè)計(jì) 本應(yīng)用的視圖 由 res/目錄中的 XML 文件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 Android 很好地將顯示層抽離，并放入 res/目錄中以 XML 的形式體現(xiàn)。雖然對(duì)于控件屬性修改可以通過(guò)代碼完成，但還是推薦將控件的屬性在 XML 中設(shè)置為佳，遇到動(dòng)態(tài)修改的內(nèi)容再采用硬編碼的方式。這樣增加了程序的可讀性，也有利于軟件后期的維護(hù)。 在用戶請(qǐng)求 Controllor 接受用戶的請(qǐng)求 選擇合適的 View Model 數(shù)據(jù)存取 數(shù)據(jù)管理 View 用戶界面信息 交互用戶 請(qǐng)求 Model 選擇 View 業(yè)務(wù)處理 查詢 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 4 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 化學(xué)對(duì)對(duì)碰應(yīng)用程序中就采用了在 XML 文件中定義 UI 結(jié)構(gòu)。表 列出了本應(yīng)用中用到的 XML 文件以 及作用。 表 本應(yīng)用中視圖 XML 列表 名稱 用途 drawable 存放需要使用的物 品文件 存放應(yīng)用的布局文件 存放常量 在 XML 中定義 UI 和創(chuàng)建一個(gè)普通的 HTML 文檔非常相似，使用 XML 設(shè)計(jì)屏幕顯示的特點(diǎn)如下： 1. Android 定義了大量的自定義元素，各自代表了特定的 Android 顯示子類。 HTML 文檔一樣，通過(guò)保存在應(yīng)用 res/layout/目錄下的 XML 文件中一系列的嵌套標(biāo)簽來(lái)設(shè)計(jì)你的屏幕顯示。 3. 每個(gè)文檔描述一個(gè) 這個(gè)元素既可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的顯示元素，也可以是一個(gè)在子節(jié)點(diǎn)中包含了一個(gè)結(jié)合的版面設(shè)計(jì)的元素，當(dāng) Android編譯應(yīng)用程序時(shí)，他將每個(gè)文件都編譯進(jìn) Android 系統(tǒng)?？梢栽诖a()實(shí)現(xiàn)中通過(guò)調(diào)用 setContentView（ ）方法加載顯示資源。 屏幕元素的層次結(jié)構(gòu) 1. View 一個(gè) View 是 基礎(chǔ)類的一個(gè)對(duì)象，它是一個(gè)有屏幕上特定一個(gè)矩形內(nèi)布局和內(nèi)容屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè) View 對(duì)象處理測(cè)量和布局，繪圖，焦點(diǎn)變換，滾動(dòng)條，還有屏幕區(qū)域自己表現(xiàn)的按鍵和手勢(shì)。 View 類作為一個(gè)基類為 widget（窗體部件）服務(wù)， widget 是一組用于繪制交互屏幕元素的完全實(shí)現(xiàn)子類。 Widget 處理它們自己的測(cè)距和繪圖，所以可以更快速地用他們?nèi)?gòu)建應(yīng)用的 UI。 Android 已經(jīng)為我們提供了一系列的標(biāo)準(zhǔn) UI 控件供我們直接使用，同時(shí)，我們也可以通過(guò)繼承于 View 類或 View 的子類，來(lái) 實(shí)現(xiàn)浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 4 章 化學(xué)對(duì)對(duì)碰系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 我們自定義的 UI 控件。要定制我們自己的 UI 控件，需要重載 View 類中的一些方法， 表 列出 View 提供出來(lái)的，供重載的方法，這些方法不必都要重載，但至少要實(shí)現(xiàn) onDraw()方法。 表 View 提供可供重載的方法 類別 方法 描述 Creation C