1引言
随着MOOC[2]的兴起，数字化教学日益发展，对高校传统教学模式提出了新的挑战，地学类专业亦是如此。矿物是组成岩石的基本单位，认识矿物是每个地质人必须具备的技能。而在当前的地学类专业本科生实验课教学中，授课教师一般主要依靠《晶体光学及光性矿物学》等教材，使用约30-40课时的时间对最常见的几类矿物进行演示及讲解。受限于有限的学时及教学资源等因素，学生无法较全面的掌握各类矿物光性特征。为此，以学生矿物光性特征学习为切入点，开发数字化学习软件，对本院地学类数字化教学改革进行初步探讨。
2数据采集
本项目组欲设计一款名为“矿物宝盒”的教学软件，其中包含地质学中较为常见且典型的矿物的镜下鉴定特征，包括在单偏光镜下每种矿物的晶形、颜色、解理、突起，正交偏光镜下矿物的干涉色、消光类型、延性、环带、双晶等。将每种矿物在偏光显微镜下的特征录制成视频，并配以详细的语音解说及文字资料。本项目组在制作软件之前所需要的数据有：常见且典型的矿物或岩石薄片、各种矿物的镜下鉴定特征归纳、矿物检索表、镜下特征视频以及语音解说音频等。
2.1矿物的挑选
本项目组历时6个月，从成都理工大学地球科学学院实验室中的上千张岩石及矿物薄片中，对比《矿物光性鉴定手册》，挑选并圈定了约80种常见且典型的矿物。在挑选的过程中，本项目组遵循如下标准：（1）在一张或几张同种矿物中尽量选择晶形完整、干涉色最高的单矿物，以求不受外
在地学类专业本科教学中，有限的学时和相关配套教学资源的缺乏，致使大多数学生无法准确、全面地掌握各类矿物的光学特征。为此，通过大量的薄片观察和矿物分析，在Qt开发平台上，设计了一款能展示典型矿物的镜下特征、配有语音解说视频及查询功能的学习软件，方便教师授课和学生课余自主性学习。摘要力作用干扰、增强可信度。（2）部分矿物的不同切面有不同特征，如绿帘石和红帘石，在平行b轴的柱状切面上为平行消光，而其他切面为斜消光。类似的矿物，应挑选不同的切面进行组合。（3）当一个单矿物无法同时具备该种矿物的所有特征时，应采集多个单矿物，分别选择其具备的典型特征进行组合拍摄。（4）同种矿物族下分不同矿物亚类，如石榴石族又下分为铁铝榴石、镁铝榴石、钙铝榴石等，故应明确其之间的不同点加以区分。
2.2各种矿物的镜下鉴
定特征描述的采集本项目组参考《矿物光性鉴定手册》及《透明矿物薄片鉴定手册》中前人的观察、总结，结合对镜下矿物的观察，归纳出所鉴定矿物的镜下光性特征，包括每种矿物的晶形、颜色、解理、突起，正交偏光镜下矿物的干涉色、消光类型、延性、环带、双晶，以及该矿物的产状和可能发生的次生变化。
2.3矿物检索表的制作
用户在鉴定未知矿物时，可以将其在镜下的种种特征输入到检索栏，使用本软件查询矿物名称。故检索表的制作需完整且简练。将各种矿物按照其在镜下的光性特征分类并制作检索表，包括轴性、晶系、晶形、解理、颜色、突起、最高干涉色、消光类型、延性、光性等。为用户检索方便，将每个类别作出归纳处理。如轴性菜单，有均质体、一轴晶、二轴晶选项；颜色菜单，有无色、灰色、褐色、红色、黄色、蓝色、绿色、紫色、玫瑰色、多色选项。当用户不确定所观察的某个特征时，还可以选择“不确定”选项。
2.4各种矿物的镜下特征视频的采集
本项目组采用成都理工大学地球科学学院教研室中配有摄像头的偏光显微镜对矿物进行视频录制。在拍摄过程中，遵循先单偏光镜、后正交偏光镜的顺序，依次录制矿物的种种光性特征。在正交偏光镜下，还增加了测定延性的部分，通过插入云母或石膏试板之后，矿物的干涉色升高或降低，使用户直观的了解该矿物的延性特征。
2.5各种矿物的镜下特征音频的采集
本项目组使用专业的录音设备，按照本校《矿物光性鉴定手册》中矿物的详细特征，辅以《透明矿物薄片鉴定手册》，对每种矿物进行同步解说录音，采集音频数据。最终将视频及音频合成，做成配有详细同步语音解说的矿物教学视频。
3软件开发
在QtCreator平台上，开发“矿物宝盒”学习软件。Qt采用“一次编写，随处编译”的模式为开发跨平台的GUI（图形用户界面）提供了完整的C++应用程序开发框架。内聚丰富、开源的C++类库，跨平台的特性，较于MFC而言，极大提高了图形应用程序的开发效率，减少了实际开发成本。而“信号和槽”机制，不同于一般GUI开发中使用的回调函数，也使得窗口控件间响应的建立更加灵活。Qt中的QtSql模块提供了对数据库的完美支持，开发中，使用SQLite[6]这款小巧的嵌入式数据库,以“晶形、颜色、解理、突起”等10种矿物特性为字段属性，建立mineral（矿物表），存储矿物光性信息。Qt提供了操作单表的QSqlTableModel类，通过定义的model模型，可以简单地完成对数据库操作和数据显示，避免使用复杂的SQL语句。构造函数中添加如下代码：model=newQSqlTableModel(this);model->setTable(“mineral”);//关联数据库中的矿物表model->setEditStrategy(QSqlTableModel::OnManualSubmit);//设置数据更改方式……实现对数据库中数据的独立处理。矿物查询如图1所示。Qt中的Phonon多媒体框架可用于播放多种格式的媒体文件，如常见的.mp3,.avi文件等。在Phonon框架中，媒体对象（mediaobject）提供了开始、暂停和停止播放媒体流的功能，使得播放媒体更加简单。如视频播放代码：Phonon::VideoPlayer*player=newPhonon::VideoPlayer(Phonon::VideoCategory,parent);//创建视频播放对象Player->play（Phonon::MediaSource(“paths”);//播放path路径中的视频视频播放如图2所示。
4结束语
在QtCreator平台上，开发了“矿物宝盒”学习软件。本软件的查询功能，使得用户可以根据搜索矿物名称来获取矿物的光性特征视频及详情资料，以进行学习；而检索功能，使用户可以在鉴定矿物过程中，通过观察到的矿物光性特征进行搜索，以缩小矿物名称范围，提高鉴定效率。
作者：刘嘉惠 单位： 成都理工大学地球科学学院
