基于SQL模糊匹配技術的英語詞匯學習小工具設計研究

摘要：本研究建立在英語詞匯數據庫的基礎上，利用數據庫中SQL語句模糊匹配等編程技術，設計并初步制作了可以輔助英語詞匯檢索和學習的小工具，目前已有基礎查詞、詞根、詞綴（分為前綴和后綴）、漢語匹配、詞組匹配5類共6個工具。在ICT理念指導下，充分借助信息技術手段來管理和利用海量詞匯信息，可以提高英語詞匯學習者的學習效率和減輕英語教師的教學工作負擔。

關鍵詞：SQL模糊匹配；英語詞匯學習；小工具；教育軟件設計開發

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2018）01-0073-04

問題提出的背景

1.詞匯學習過程中的實際需求

英語詞匯的文本是由字母、數字等符號構成的，在學習和記憶時，可以根據詞匯之間的相關關系進行聚類、共現。在實際詞匯學習時，常遇到這些需求：將英語詞匯中意思和“論證”有關的近義詞都檢索出來，放在一起進行對比學習；英語教師在備課時，會需要所有以“-or”或“-er”結尾的詞匯；將所有以“-ious”為后綴的詞檢索出來，進行專題式學習、總結規律，從而幫助記憶，提升詞匯量；等等。在這種情況下，我們就可以利用信息技術工具來極大地減少處理類似復雜、重復勞動的工作量。

2.利用信息技術輔助教學的可行性

在如今計算機硬件快速迭代、信息技術高速發展的時代，新技術、新應用的產生也給教育教學帶來了新的機遇和挑戰。通過信息技術，教師可以對信息進行高效的存儲、管理和利用，也可以將文本、符號、聲音、圖形圖像、動畫、視頻等豐富的多媒體元素設計和組織在教學內容的呈現上。

理論支撐

1.詞匯語義學

詞匯語義學是語言學中研究詞匯意義的學科。語義以概念為基礎，將詞匯的語音、語法和釋義符號三者有機整合。在學習內容的呈現上，詞匯相關的結構和意義關系構建出了具有結構化、動態化、系統化特性的“語義場”（Semantic field），符合學習者學習和掌握詞匯的感知及心理認知過程。[1]

在英語詞匯學習策略的選擇上，應用詞匯語義學原理指導詞匯的學習，將與詞匯的意義和結構相近、相關的信息有規律地呈現在一起，可以提高語言學習過程中的詞匯輸入量，改善學習者對詞匯的辨析和識記效果，對推動英語語言的學習具有積極的意義。[2]

2.ICT理念

ICT（Information and Communication Technology）即信息通信技術，維基百科將其定義為是對信息技術的延展，強調統一通信系統的作用，并對電信設備（有線和無線）、計算機、企業軟件、中間件、存儲和視聽系統整合，使用戶能夠獲取、傳播和掌控信息。[3]在教學中運用信息通信技術可以構筑信息化的學習環境，傳遞信息化的學習資源，創設信息化的學習工具。信息通信技術可以為學生提供學習活動的支架或腳手架，使學習者能夠進行比較復雜的學習活動，投入到高級的思維和問題解決活動中去。[4]

小工具的設計

1.軟件設計的原則

小工具開發的基本理念是滿足日常學習的實際需求，在進行構思設計時，筆者遵循了工具性軟件的高效、實用和易交互等原則，彌補了現有詞匯學習軟件的不足或沒有提供的功能。主要體現在為學習者節省了在搜集英語詞匯相關信息時所耗費的大量時間，能夠便捷快速地獲取所需的學習內容，并且檢索出的資料都是高度結構化的、有規律的信息。

2.功能結構設計

小工具的開發嚴格按照軟件開發的規范，使用三層架構開發模型（如圖1），圍繞詞匯信息數據庫進行匹配查詢，三層結構包括數據訪問層（DAL，Data Access Layer）、業務邏輯層（BLL，Business Logic Layer）和UI層（UI，User Interface）。DAL層主要負責從數據庫中對所需數據的底層檢索，BLL層負責連接DAL層和UI層，進行數據處理和格式轉換，UI層生成軟件的操作界面，UI層是和用戶交互的前臺，完成用戶特定的功能需求。下面詳細說明UI層中每個工具的基本原理和用途。

①基礎查詞。通過對用戶輸入的某一單詞的精確查詢，得出該單詞的相關解釋信息，可以包括音標、朗讀、級別、基礎釋義、詳細解釋、英文解釋、相關詞、近/反義詞、詞組搭配、行業解釋、例句等豐富內容。若數據庫中沒有相關詞條，先請用戶檢查拼寫，同時可以給出與該單詞拼寫相近的備選結果。

②詞根檢索。按英語字母文本對單詞的部分組成字母進行模糊匹配查詢，得出一系列同根詞，如查詢“-ject-”，可以顯示出abject、adjective、conjecture、deject、eject、inject、object等結果。

③詞綴檢索。英語詞匯中詞綴分為前綴和后綴，通過對單詞左邊組成字母的模糊匹配得出一組有相同前綴的詞，如“anti-”“trans-”“pre-”等。后綴的操作類似，對單詞右邊組成字母的模糊匹配得出一組有相同后綴的詞，如“-tion”“-ceed”“-ious”等。

④漢語匹配。按漢語關鍵詞對單詞的“中文解釋”和“詳細解釋”字段進行模糊匹配查詢，得出一組包含該關鍵詞釋義的詞匯集合，如檢索“論證”關鍵詞，可以檢索得出arguable（可論證的）、argue（辯論）、demonstrate（演示）、proof（證明）、reason（理論）、substantiate（理論）等。

⑤詞組匹配。按英語關鍵詞對整個數據表的“詞組搭配”字段進行模糊匹配，獲得一組具有該關鍵詞的詞匯集合。如檢索“of”，即可獲得所有包含介詞of的詞組搭配；又如檢索“demonstrate”，即可獲得該及物動詞后面跟著的常用短語搭配。

3.數據庫設計

依據上述英語詞匯學習小工具的功能分析，筆者設計出了能基本滿足開發需求的數據庫，其中含有一個數據表，將其命名為Words，表的字段、屬性等信息如下頁表所示。筆者使用網頁數據采集軟件“火車頭”從海詞網（http：//dict.cn）扒取了可供測試使用的詞匯數據。小工具中的“基本查詞”“詞根”“詞綴”工具主要是對WordText字段模糊查詢，“漢語匹配”工具對MeanUsual和MeanDetail字段模糊查詢，“詞組匹配”工具主要是對PhraseMatch字段模糊查詢。endprint

小工具的實現技術

1.開發環境和開發工具

小工具可以基于微軟的.NET平臺技術和Windows操作系統環境來實現，開發工具主要使用Visual Studio 2015、Microsoft Office Access 2010數據庫、Notepad++源代碼編輯器等。筆者采用了C#編程語言、ASP.NET的Web編程技術、ADO.NET數據訪問技術，使用了IIS（Internet Information Service）提供網絡服務，保證了軟件開發的基本環境和服務支持。[5]

2.主要技術及關鍵代碼

小工具選擇的是基于B/S架構的Web軟件設計，所以涉及的技術主要有兩塊，一個是在用戶瀏覽器端（Browser端），另一個是在服務器端（Server端）。一次詞匯檢索的基本流程為：第一步，使用小工具的學習者在客戶端通過網頁瀏覽器在交互操作界面上按照特定的學習需求，向服務器發送服務請求；第二步，服務器端獲取到客戶端請求后，進行相應的程序處理，再響應客戶端相應的信息；第三步，客戶端瀏覽器重新加載服務器端響應信息，至此學習者即可利用所顯示的信息，也可以重新檢索。

（1）AJAX異步加載信息

AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）的異步性優點是頁面信息加載時無需刷新網頁頁面，在本研究開發的小工具中體現為學習者提交詞匯檢索請求后，客戶端瀏覽器所顯示的頁面不用二次刷新，通過AJAX技術間接請求服務器另外一個提供服務的程序，來獲得相應信息，再使用JavaScript的DOM（Document Object Model）技術加載顯示在網頁特定的位置。相比傳統的通過form表單請求服務，使用AJAX的小工具響應速度更快，學習者的使用體驗也更好。

（2）SQL語句模糊匹配

模糊匹配技術在海量結構化信息的檢索、提取、利用等方面發揮著重要作用，基于數據庫的SQL模糊匹配查詢也是本研究制作英語詞匯學習小工具的關鍵技術之一。為信息安全起見，服務器端在接受到用戶的請求后，調用封裝的功能函數對查詢參數進行安全性檢查，具體方法主要是使用C#編程語言提供的Regex正則表達式類庫來匹配查詢參數是否存在可能威脅數據庫安全的特殊字符，相應的邏輯判斷代碼為：Regex.IsMatch（str， @"[-|；|，|＼/|＼（|＼）|＼[|＼]|＼}|＼{|%|@|＼*|！|＼']"）。

在“漢語匹配”工具中，為了更多地加載與查詢關鍵詞相匹配的詞條，當與“基本釋義”字段匹配的詞條數小于10個時，就加上與“詳細解釋”字段匹配的詞條，兩者為或者關系，顯示的信息即可更多。對應的SQL語句為：select * from Words where MeanUsual like'%"+ cnWord+"%'or MeanDetail like '%"+cnWord+"%'。

（3）移動端屏幕自適應

為了使小工具能夠兼容不同終端的使用需求，適應移動端設備的顯示，方便學習者借助手機瀏覽器或微信內嵌的瀏覽器使用，可以在網頁源碼的標簽內部加入代碼，這樣可讓頁面不進行放縮，直接占滿全屏。

3.基本實現效果（如圖2）

其余類型的小工具具有類似的原形實現效果，當然從軟件設計開發的角度看，該程序從界面設計、交互設計、并發性能提升、安全性保障等方面還有很大的改進空間。

小結

筆者對后續的探索研究還有如下的思考和啟發：第一，內容開發。針對不同學齡段的學習者研發專門的詞匯學習內容，構筑分級的詞匯檢索資源庫。第二，可行性研究。為了研究的深入，后續工作可以從市場需求度、技術實現可行性、輔助教學的效果等方面進行綜合性的調查、實驗和論證。第三，遷移創新。依據小工具的設計思路，在漢語等符號語言詞匯學習方面有著類似的規則，可以進行相關的遷移、整合與創新。

參考文獻：

[1]李宗宏.詞匯語義學和第二語言詞匯習得的圖式化研究[J].河西學院學報，2007，23（3）：107-113.

[2]李宗宏.英語詞匯習得策略[M].北京：北京大學出版社，2012.

[3]Wikipedia.Information and communication technology[EB/OL]. https：//en.wikipedia.org/wiki/Information_and_communications_technology.

[4]杜華.基于ICT理念的小學數學教學策略研究[D].南京：南京師范大學，2005.

[5]Jason N.Garylord，Pranav Rastog；Todd Miranda，等.ASP.NET 4.5高級編程（第8版）（.NET開發經典名著）[M].北京：清華大學出版社， 2014.

作者簡介：周敏，（1993.10—），現代教育技術專業在讀研究生、軟件設計師，主要研究信息技術支持教學、數據統計分析。endprint