基于App Inventor的 博物館學習App的設計與開發

李瑤

【摘 要】博物館學習是一種非正式學習，是課堂學習有意義的延伸。目前博物館里的導航App功能非常強大，但大多數內容并不是針對性地面向學生群體，且缺少交互性。App Inventor是一款非常適合初中生開發App的工具，本文以指導學生設計并開發良渚博物院學習App為例，為博物館學習App的設計與開發提供參考。

【關鍵詞】博物館學習;項目式學習; App Inventor

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2021）011-086-03

博物館學習（Museum Learning）也稱場館學習，是指在自由參觀體驗博物館中隱含學習動機與傾向的非正式學習。相較于學校學習，博物館學習更具有情境性與互動性，學生能夠在更輕松愉悅的氛圍下實現自主探究學習，是課堂學習有意義的延伸。

目前，信息技術正廣泛和深入地應用于博物館領域。網絡與多媒體技術的介入使得傳統的實體博物館在時間、空間上都得到了極大拓展。隨著物聯網、云計算、大數據、定位服務等技術的加速發展，越來越多的國內博物館設置了導航App，但是這些App從形式上來說，缺少情境性和游戲性，對初中生的吸引力不足;從內容上來說，大多數導航App面向的是全體大眾，內容層次偏成人化，不完全適合初中生去理解。本文嘗試通過設計與開發良渚博物院學習App提高初中生對博物館學習的參與度與學習興趣，以更生動形象的形式來傳播知識，達到寓教于樂的目的。

App Inventor簡介

App Inventor是谷歌公司推出的Android App編程軟件，使初中生也能開發有趣、實用性強的手機App。首先，它的開發環境搭建簡單，采用瀏覽器+云服務模式，無需復雜的軟件安裝;其次，開發過程簡單，用圖形化積木式的編程界面搭建程序;再次，它的組件模塊豐富，還包含多媒體類和傳感器類，可實現更多功能;最后，它支持及時的調試，隨時都能查看到更改的結果，提高開發的效率。

良渚博物院學習App的設計

1.良渚博物院學習App的游戲機制設計

博物館學習App的游戲機制設計可以結合歷史背景知識，設計出一個完整的故事情境，參與者以角色扮演的身份進入其中，達到寓教于樂的效果。結合良渚文化的背景，將游戲情境設定為五千年前，良渚王城，連日的暴雨，洪水肆虐，良渚城隨時都有被淹沒的危險。參與者扮演良渚王的角色，他需要獲得與神明對話的機會，來預知良渚城的未來。獲得與神明對話的機會必須在規定時間內收集全九塊神人獸面紋碎片。神人獸面紋碎片分別在九位線索人物身上。九位線索人物分別是大祭司、玉匠、獵人、農民、廚師、陶匠、建筑師、石匠和時空使者。每一位線索人物代表一個關卡，九位線索人物就代表了九個關卡，打開關卡需要耗費一個玉璧。游戲初始狀態下有六塊玉璧。如果要通關，六塊玉璧是不夠的，因此需要通過支線任務來獲得玉璧。支線任務是尋找指定的文物，App里提供十二張良渚博物院內有象征性的文物照片，參與者需要在館內找到此文物，并且拍照上傳匹配成功才能獲得玉璧。成功找對一個文物即可獲得一個玉璧。

2.良渚博物院學習App的學習內容設計

良渚博物院位于浙江省杭州市余杭區良渚街道，是一座收藏、研究、展示和宣傳良渚文化的考古遺址博物館，于2018年6月重新對外開放。博物院共有三大展廳，分別是“水鄉澤國”“文明圣地”“玉魂國魄”。本研究設計開發的App受眾是初中生，結合初一教材《中國歷史》中良渚文化的內容及課標要求掌握的程度，并通過事先對良渚博物院的實地考察所獲得的素材及課外閱讀書籍中提供的信息，整理并轉化為適合初中生學習的任務和問題。良渚文化知識點思維導圖如圖1所示。

3.良渚博物院學習App的界面設計

設計App的名稱為“采紋奇幻旅”，其中“采紋”是收集神人獸面紋碎片的意思，和游戲的主線任務相貼合。App的取名需要注意兩點：①字數不宜太長，最好控制在2～5個字;②追求創意的同時不要忘了明確功能。

（1）初始界面。初始界面展示App名稱，并含有兩個按鈕：“開始游戲”按鈕和“游戲介紹”按鈕。點擊“開始按鈕”即可進入游戲的主界面;點擊“游戲介紹”按鈕則顯示游戲詳細規則。初始界面的設計應該呼應主題，吸引參與者的眼球。導航按鈕應清晰規整地呈現在初始界面中。對于初次參與者來說，“游戲介紹”按鈕是必不可少的，可以快速準確地了解玩法。

（2）游戲主界面。主界面包括三部分內容：博物館地圖、神人獸面紋庫入口按鈕和玉璧庫入口按鈕，可以快速引導參與者選擇自己需要的內容（圖2）。博物館地圖可以顯示博物館整體的布局，方便參與者進行移動學習，并且地圖上設有九個關卡定位點，代表關卡的入口，觸發可以進入對應關卡界面，起到與游戲子界面的連接作用。神人獸面紋庫內可以顯示已獲得的碎片圖和數量，方便參與者查看自己的完成進度。玉璧庫內有十二張文物照片，最底部設有拍照按鈕，可調用手機的拍照功能。通過尋找文物的途徑獲得玉璧，以此獲得更多打開關卡的機會。

良渚博物院學習App的功能實現

1.數據存儲及獲取的功能實現

實現此功能主要用到的組件是非可視組件中的微數據庫。在起始界面初始化時需要通過保存數值的方法，將標簽與存儲值的對應關系存儲到微數據庫中。其他頁面初始化時均需要通過獲取數值的方法，以標簽值為標識將數據讀取出來，一般可以賦值給變量，再進行后續處理。在每一個界面中，需要存到微數據中標簽對應的存儲值發生變化后，都需要再通過保存數值的方法進行存儲。

2.開啟游戲關卡的功能實現

實現此功能主要用到的組件是條形碼掃描組件。通過地圖上的圖像精靈被按壓的事件來觸發，先判斷是否已獲此關卡的碎片，如果還未獲得就調用條形碼掃描器的掃描方法。當掃描結束就判斷是否正確掃描了對應的二維碼，如果掃描正確則進一步判斷玉璧數量是否大于0，大于0則進入此關卡的子界面，并消耗一個玉璧，否則顯示“玉璧數量為0，請去賺錢”的提示語。

3.圖像識別技術的功能實現

實現此功能主要用的組件是照相機和Web客戶端組件。以拍照識別文物為例，通過照相機拍攝完成事件來觸發web客戶端請求圖片對比。Web客戶端用的API接口是百度智能云上的圖像相似度對比。首先通過百度智能云賬號找到圖像搜索模塊查看自己的API ID和API Key。執行POST請求時需要獲取Access Token。Access Token的獲取需要用到你的API ID和API Key。然后通過對獲取到的JOSN文本進行層層解析，最終獲得Score值，Score可以對兩張圖片的相似度進行判斷，我們人為的設定當Score值大于0.8，即兩張圖片的相似度為80%以上的時候就認為拍攝到的照片與文物比較一致，匹配成功獲得玉璧。

4.隨機選項產生的功能實現

排序題目，如果每次體驗時選項能夠隨機出現，可以增加游戲的難度與趣味性。以“玉琮制作流程”為例，玉琮的制作流程可以分為7步。可以先設置一個變量名為“固定正確順序”的全局列表變量，將正確的順序選項賦值給列表變量。再設置一個變量名為“可變固定順序”的列表變量，這個變量中的列表項是可以進行刪除的。游戲計時開始后，從變量“可變固定順序”中隨機選取其中一項賦值給一個新的列表變量“標簽順序內容”，并刪除這一項，這樣就實現了不重復產生隨機項的功能。變量“標簽順序內容”是用來存放隨機順序的內容。從變量“標簽順序內容”按1-7的順序將變量值顯示在標簽上，并記錄標簽內容在變量“固定正確順序”中的位置序號，并通過追加列表項到列表這個操作，將位置序號依次存放到列表變量“標簽選項在正確排序中的位置列表”中，方便之后進行排序的判斷。

良渚博物院學習App的改進方向

本研究從游戲機制、學習內容、界面設計和功能實現這幾個部分進行嘗試和探索，最終開發出較為完整的App，但也存在幾點不足，可以在今后得到改進。一是缺少動態數據庫的搭建，之后可以通過網絡微數據庫實現游戲登陸和排行榜等功能;二是題庫內容有限，之后可以查閱相關書籍，設計更多適合的題目內容;三是可以探究AR技術，增加虛擬現實的融合，設計良渚先民的形象，讓學習者可以與他們互動，增強游戲趣味性。

參考文獻

張劍平，夏文菁，余燕芳. 信息時代的博物館學習及其研究論綱[J]. 開放教育研究，2017（1）.

馮敬益. 基于App Inventor試題庫的開發與實踐探索[J]. 現代計算機，2017（16）.