Usability Testing of Chemistry Dictionary (ChemDic) Developed on Android Studio
Muhammad Nazar Dept. of Chemical Education
Syiah Kuala University Kopelma, Darussalam, Banda Aceh,
Indonesia
Zulfadli Zulfadli
Dept. of Chemical Education Syiah Kuala University
Kopelma, Darussalam, Banda Aceh,
Indonesia
Abstract— This study aimed to develop and conduct the usability testing for chemical dictionary operated on android device. The dictionary was designed to enable smartphone or tablet users to find terminologies in chemistry easily whenever and wherever. The dictionary named to be ChemDic and the development of UI (User interface) and the coding was conducted using android studio 2.1.3 while the database was constructed using SQLite. The method used in this research was Research and Development which include the process of data analysis, design, development, usability test, revision, and production. Some dependent components were employed in the development including Android Development Tools (ADT), JDK (Java Development kit) and SQLite for database development. In order to ensure the database validity, two printed dictionaries and an online dictionary were referred. In this work, we reported the development process of an android app. Besides, we also conducted usability testing to record the user experiences in three different aspects including ease of use of the app, app appearance and chemistry content knowledge. The research findings revealed that most users found that the application is easy to install, fast response, and it has simple and good user interface. On the other hand some improvements such as text color, interactivity and database of chemical equipment need to be updated.
Keywords—android; chemical dictionary; SQLite; usability testing
- INTRODUCTION
The quality of chemistry learning process in a class room is dictated by several factors such as teachersrsquo; concept mastery, teaching method[1] and media utilization [2]. Learning media play significant role in knowledge transfer during learning process[3] since technology and media are not limited by a classroom wall, it provides an equal opportunity for each student to learn and seems to be more conformable with studentsrsquo; behavior in recent era of learning [4]. In addition, chemistry as basic discipline requires more learning media to help students understand the complex and abstract concepts [5] because certain levels of chemistry concept abstraction could
not be well explained by teachers in the classroom [6] without involvement of learning media.
Recent studies show that learning application running on mobile devices have become a new trend to promote self- learning among students at various levels of education. In Chemistry particularly [6] have designed the Mobile Augmented Reality to encourage students in learning the concept of chemical bonds. Additionally, Abanikannda [7] reported the prospect of using mobile devices in learning chemistry. Furthermore, a very recent work reported by [8] who developed Authentic Mobile Application in Organic Chemistry and evaluated its pedagogical implications.
There are tons of terminologies and vocabularies in chemistry that very important to be studied and is nearly impossible to memorize all of them. Therefore many chemistry dictionaries have been published to the market. However, printed dictionaries tend to be heavy, less practical to carry and less efficient. In order to provide a practical dictionary, mobile app dictionary is introduced to minimize the drawbacks of printed dictionaries. The dictionary where the database is manifested in single mobile application can break any barriers yet light and handy to take around.
In recent decade, the use of smartphone is not limited to make a phone call or texting. However, the global phenomenon shows that smartphone utility is becoming a lifestyle [9], since the device is not only employed for communication purposes but also become a handy small computer that allows users to utilize the smartphone as learning tools, shopping tools as well as pleasure tools to play games, to listen the music and surf the internet [10]. This modern lifestyle is precisely encouraged by the fast development of mobile devices.
The rapid growth of hardware technology corresponds the development of mobile software [11], and android is considered as the most progressive operating system compared to other competitors like iOS [12], or palm OS. Android grows faster and more popular than iOS (operating system of appleTM) due to its open platform and the availability of attractive developerrsquo;s tools like eclipse and android studio [12]. Moreover, popular smartphone manufacturers such as Samsung, htc and LG utilized android as operating system for their products [13], and
978-1-5386-2934-5/17/$31.00 copy;2017 IEEE 221
the android version is changed and improved regularly from the first (Angel Cake) to the latest (Nougat) which indicates the dynamic and progressive environment.
The fast growth of android is not apart from the developersrsquo; enthusiasm in generating billion either paid apps or free apps. Nowadays, in addition many free educational apps like calculator, dictionaries and games are widely available do download [14]. Even though chemical dictionary apps also available but qualified dictionaries of chemistry in Bahasa is limited in numbers and database. This work produced the android chemistry dictionary equipped by more than a thousand terms of chemistry in Bahasa and is considered to be more complete in comparison to other similar apps on the market.
- RESEARCH METHODOLOGY
- App Development
The application (ChemDi
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基于Android Studio开发的化学词典的可用性测试
穆罕默德-纳扎尔
赛亚瓜拉大学化学教育系 印度尼西亚 mnazar@unsyiah.ac.id
祖尔法德利
赛亚瓜拉大学化学教育系 印度尼西亚 zoelfadli_my@yahoo.com
摘要：本研究旨在开发并进行可在安卓设备上运行的化学词典的可用性测试。这本词典的设计目的是让智能手机或平板电脑用户随时随地都能轻松地找到化学术语。命名为Chemdic的字典和UI（用户界面）的开发以及编码是使用Android Studio 2.1.3进行的，而数据库是使用SQLite构建的。本研究所采用的方法是研究与开发，包括数据分析、设计、开发、可用性测试、修订和生产过程。在开发中使用了一些依赖组件，包括Android开发工具（ADT）、JDK（Java开发工具包）和SQLite(用于数据库开发)。为了保证数据库的有效性，引用了两部印刷词典和一部在线词典。在这项工作中，我们报告了Android应用程序的开发过程。此外，我们还进行了可用性测试，从三个方面记录用户体验，包括应用程序的易用性、应用程序外观和化学内容知识。研究结果表明，大多数用户发现该应用程序易于安装，响应速度快，并且具有简单、良好的用户界面。另一方面，需要对化工设备的文本颜色、交互性、数据库等进行更新。
关键词：android;化学词典；SQLite;可用性测试
1 介绍
课堂化学学习过程的质量取决于教师的观念掌握、教学方法[1]和媒介利用[2]等几个因素。学习媒体在学习过程中起着重要的作用[3]。由于技术和媒体不受教室墙面的限制，它为每个学生提供了平等的学习机会，似乎更符合学生在最近学习时代的行为[4]。此外，化学作为基础学科，需要更多的学习媒介来帮助学生理解复杂和抽象的概念[5]，因为化学概念抽象的某些层次在没有学习媒体参与的情况下，教师在课堂上无法解释清楚[6]。
最近的研究表明，在移动设备上运行的学习应用程序已经成为促进各级教育学生自我学习的新趋势。在化学方面，特别是[6]设计了移动增强现实，以鼓励学生学习化学键的概念。此外，Abanikannda[7]报告了在学习化学中使用移动设备的前景。此外，由[8]所报告的一项最新工作，开发了有机化学中真正的移动应用程序，并评估了其教学意义。
化学中有大量的术语和词汇值得研究，人类几乎不可能记住所有这些术语和词汇。因此，许多化学词典已投放市场。然而，印刷的词典往往很重，不方便携带而且使用效率也不高。为了提供一个实用的字典，引入了移动应用字典，以尽量减少印刷字典的缺点。在单一的移动应用程序中显示数据库的字典可以打破任何障碍，但很轻，而且很方便使用。
近十年来，智能手机的使用并不局限于打电话或发短信。然而，全球现象表明，智能手机实用程序正在成为一种生活方式[9]，因为该设备不仅可用于通信，而且还能成为一种方便的小型计算机，允许用户将智能手机作为学习工具、购物工具以及娱乐工具来玩游戏、听音乐和在互联网上冲浪[10]。移动设备的快速发展恰恰鼓励了这种现代生活方式。
硬件技术的快速发展与移动软件的发展相对应[11]，与其他竞争对手（如iOS[12]或Palm OS）相比，Android被认为是最先进的操作系统。Android的使用者数量比iOS（appleTM操作系统）增长更快、更受欢迎，这是因为它的开放性平台和极具吸引力的开发人员工具（如Eclipse和Android Studio）的可用性[12]。此外，三星（Samsung）、宏达（HTC）和LG等受欢迎的智能手机制造商也将Android作为其产品的操作系统[13]。Android版本从第一个（天使蛋糕）到最新的（牛轧糖），都会有规律地改变和改进，这表明了动态和进步的环境。
Android的快速发展离不开开发人员开发数十亿付费应用程序或免费应用程序的热情。如今，除了许多免费的教育应用程序如计算器外，字典和游戏都可以广泛下载[14]。尽管化学词典应用程序也可用，但Bahasa的合格的化学词典的数量和字典包含的内容有限。这项工作使Bahasa诞生了一部安卓化学词典，该词典配备了超过一千个化学术语，并与市场上其它类似的应用程序相比更加完整。
2 研究方法
2.1 应用程序开发
应用程序（ChemDic）是在Android Studio2.1版本上开发的，由一些内置的依赖工具，包括ADT（Android开发工具）和Java开发工具包（JDK）提供支持，它们是与Android Studio捆绑在一起的。考虑到处理文本表单数据时的持久性和简单性，使用SQLite构建数据库。另外，SQLite由Android平台自动管理，运行时只需要很小的内存。数据库指的是两本印刷的词典和一本在线化学词典。该应用的UI（用户界面）基本上是使用Android Studio中提供的XML编辑器设计的。
2.2 研究参与者
参加者为印度尼西亚亚齐市赛亚瓜拉大学化学教育系25名本科生。选择他们是为了满足以下标准的小组评估：拥有安卓设备而且近期参与过化学学习。
2.3 工具
用于分析的工具是通过可在线填写的谷歌表单链接向感兴趣的参与者提供的问卷调查。它由10个问题组成，这些问题反映了应用程序的可用性，包括应用程序的易用性、应用程序的外观以及从智能手机可用性测试的评估方式[15]到如何计划、设计并实施有效性测试[16]所采用的化学成分质量。
3 结果与讨论
3.1 UI和Java类
该应用的用户界面是通过在Android Studio中使用集成的XML编辑器简单设计的。我们没有使用任何图形设计程序来构建界面，这样可以保持应用程序的简单和轻便，从而提高应用程序的可用性[17]。此外，由于使用了大量的数据库，我们打算避免任何延迟以加强用户的使用体验。
应用程序中的每个Fragement都生成XML文件，包括初始屏幕、主屏幕、搜索结果屏幕和用于显示未找到项字符串的单个项屏幕。例如，图1显示了应用程序主屏幕的XML代码及其预览。预览仅显示项目1、项目2等短语。然而，真正的应用程序会将项目显示为从存储在assets文件夹中的SQLite数据库收集的术语，如图2所示。
图1 主屏幕的XML代码及预览
图2 主屏幕和术语实例
为了防止应用程序在将来会损害数据添加，我们使用了XML的Listview特性。此代码使开发人员能够在将来更新assets文件夹中的任何数据，并且不会影响应用程序的外观和性能。
由于Android应用程序的构建主要是由XML代码表示的应用程序外观和提供操作的Java类[18]的组合，所以仅仅修改XML是不够的。因此，必须生成每个活动的Java类。下面的图3显示了应用程序启动时所涉及的所有Java类。
图3 简化Java类
该图显示了应用程序中使用的5个Java类。它还说明了应用程序生命周期中每个活动的流程。在主活动中，用户可以方便地输入文本和搜索化学术语。一旦用户开始输入，建议的单词将按字母顺序出现。但是，如果找不到这个词，应用程序将提示如图4所示”Data yang anda cari tidak ditemukan”。
图4 未找到术语的UI
上图突出显示了数据库中不存在的单词。但是，如果用户选中了这个词，应用程序会弹出一些词，提示用户可以进行进一步的操作，包括选择在互联网上浏览这个词。此功能甚至可以帮用户通过网络查找该术语。
3.2 可用性测试
进行可用性测试是为了记录用户对应用程序使用的体验。这项工作中测试的可用性的第一部分是应用程序的易用性。由于所有用户都要完成应用程序的安装、打开和关闭，因此这三个方面在这里必须加以描述。易用性是移动或计算机软件开发的核心因素。此外，为了被用户广泛使用和接受，计算机或移动软件必须根据《可用性和人机交互》[19]中所述的以用户为中心的定位和谦逊态度进行开发。下图显示了用户对Chemdic易用性的响应。
图5 用户对易用性的反映
图5说明了应用程序的安装和打开过程设计的符合用户要求。而且调查结果也表明了大部分用户只需要花费极少量时间来安装并打开应用程序。但，有两位用户指出应用程序整体的界面比较一般。
对于一个新的应用程序来说，易于安装是很重要的，因为安装过程将影响应用程序的整体性能。由于不兼容，用户通常不会容忍应用程序安装失败。由于操作系统版本过时、开发人员使用的API不兼容或病毒或攻击[20]，用户可能会遇到兼容性问题。幸运的是，用户在其设备上安装此应用程序时没有发现这样的错误，即使用户使用的是图6所示的不同版本的Android系统。
图6显示了Android不同版本的安装数量和活跃设备。该应用主要安装在Android 5.1上，其次是Android 6。Android 4至4.4的安装约占一半。这一发现表明该应用程序与所有安卓版本兼容。
图6 软件在不同版本的安卓的安装数量
图7表明就应用程序的外观而言，与程序易用性相比，绝大多数用户表达了完全不同的看法。例如，虽然超过10个用户认为应用程序的文本大小和文本样式都很好且不多于10个用户认为它们比较好，但仍有约10个用户认为这两个方面都需要修改。对于开发人员来说，关注应用程序的UX（用户体验）是非常重要的，因为它关注的是人，而不是技术驱动[21]。因此，用户的输入体验对于应用程序被广大用户完全接受是至关重要的。
图7 用户对软件外观的体验
为了解决用户体验问题，我们收集到了一些建议来优化应用程序的内容和外观。表一显示了应用程序用户在使用Chemdic时提供的建议。
表1 用户对应用程序外观的建议
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序号 |
用户的建议 |
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1 |
程序如果包含图片或插图会更吸引人 |
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2 |
如果包含化学结构的特定术语会更加实用 |
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3 |
应用程序的主题应该更加丰富多彩 |
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4 |
文本字体应该更大一些 |
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5 |
增加一些化学公式 |
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6 |
添加一些术语的示例 |
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7 |
解释应该拓展和深化 |
上表所有的建议都会被考虑在内，进一步提高应用程序的可用性是必要的。为了美化应用程序的外观，增加一些相关的示例和插图等，该应用程序将会持续更新，并会升级为百科全书而不是字典。与使用数据库不同，使用SQLite的插图和化学方程式以及化学结构内含物更容易实现，因为使用SQLite的数据库内部的方面会有问题，如Android SQLite软件包[22]所建议的那样，由于数据库内容的增加，用户需要更多的时间来访问数据库，因此，即将推出的应用程序将不会与SQLite数据库相关联。
图8 用户对所知内容的体验
图8描述了用户在使用学习Chemdic化学内容知识方面的体验。大多数用户发现，应用程序中包含的术语不仅非常有用和完整，而且这些术语的准确性在作为中心科学的化学方面也相当高。然而，两位用户认为他们找不到与化学仪器有关的几个术语，如旋转蒸发器、色谱法、化学设备等。
基本上，增加一些与化学仪器相关的术语并不是什么大问题，因为它可以通过数据库的更新和修订来进行。然而，这个应用程序的设计主要集中在普通化学术语，大学生和高中生都习惯了。因此，我们排除了学生不太认可的术语和实验室设备，因为他们甚至在教室里都听不到这些术语。
4 结论
总体而言，应用程序的可用性取决于设计质量、应用程序的易用性以及应用程序满足用户对操作应用程序的需求的程度。同样重要的是，构建应用程序更多的是满足消费者的需求，而不是开发者的意愿。本程序易于使用，而且包含的化学知识的内容比较丰富。此外，本应用程序与大多数Android版本兼容。但是，在应用程序的外观方面，需要继续修改颜色和主题。
5 鸣谢
这项工作由研究和高等教育部（DIKTI）通过“佩内利特-普罗杜克-特拉潘”计划提供财政支持。
参考文献
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E. M. Ganyaupfu, “Teaching Methods and Studentsrsquo; Academic Performance,” Int. J. Humanit. Soc. Sci. Invent., vol. 2, no. 9, pp. 29–35, 2013.
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