英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計研究

褚喜之

(西安航空學(xué)院 外國語學(xué)院，西安 710077)

0 引言

隨著移動技術(shù)與智能手機(jī)的發(fā)展與普及，移動終端已經(jīng)具備了與Web系統(tǒng)一樣的功能，實現(xiàn)在PC平臺上進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的操作，并且擁有自身獨特的優(yōu)點。移動終端比傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)具有更廣泛的自由性，便于隨身攜帶。從整體上看，移動設(shè)備具有開放性、可擴(kuò)充性、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等特征。在移動操作系統(tǒng)中，發(fā)展最快的就是由谷歌推出的Android操作系統(tǒng)，Android逐漸的占據(jù)了低中端市場，具有更加廣泛的用戶群，所以本文所研究的移動終端英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在美國最早開始移動學(xué)習(xí)，1994年，在卡內(nèi)梅隴大學(xué)開展該項目，主要是為了學(xué)生可以通過無線網(wǎng)絡(luò)給一定設(shè)備的學(xué)習(xí)帶來便捷，利用教室掌上電腦，來提高師生之間的互動性，直到2001年，歐洲許多國家開始對移動學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行研究。近幾年，國外對移動平臺學(xué)習(xí)的技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，2010年，意大利馬可尼大學(xué)提出了移動虛擬校園平臺，可以采用多種方式將資源下載到手機(jī)上，真正實現(xiàn)了手機(jī)大學(xué)。美國斯坦福大學(xué)開始了第一個移動語言學(xué)習(xí)平臺的研究，通過手機(jī)來實現(xiàn)語言的學(xué)習(xí)，日本大學(xué)也對移動語言學(xué)習(xí)提出了比較先進(jìn)的技術(shù)，在手機(jī)上提供詞匯教學(xué)，將文章信息通過短信的形式發(fā)送到學(xué)生手機(jī)上。在加拿大，Myers研究了語音識別軟件，來訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)音，將語言的輸入與輸出有機(jī)地結(jié)合在一起，提高語言的綜合能力[1]。

我國對移動語言學(xué)習(xí)的研究從2000年開始，從國外將移動學(xué)習(xí)的改變引進(jìn)國內(nèi)，2002年，北京大學(xué)的移動教育實驗室承擔(dān)了移動教育理論與實踐的課題。2006年，北京師范大學(xué)開展了手持式的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，2007年，諾基亞公司在中國推出第一個移動在線學(xué)習(xí)服務(wù)，將教育與課外學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合。隨著智能手機(jī)的快速發(fā)展，我國將移動平臺設(shè)備基本轉(zhuǎn)移到了手機(jī)上，不斷對手機(jī)功能進(jìn)行擴(kuò)充，為人們學(xué)習(xí)提供幫助。至今為止，我國移動學(xué)習(xí)無論理論學(xué)習(xí)還是技術(shù)實踐上都有了很大提高，2010年，安徽移動公司推出了移動英語學(xué)習(xí)平臺。對著大數(shù)據(jù)、云端技術(shù)的實現(xiàn)，掌上英語、扇貝單詞、瘋狂英語等學(xué)習(xí)軟件相繼推出，用戶數(shù)量也在逐年增加。利用智能移動設(shè)備進(jìn)行英語學(xué)習(xí)是一個全新領(lǐng)域，需要學(xué)者不斷鉆研，隨著手機(jī)配置的不斷提高，手機(jī)移動英語學(xué)習(xí)將會有更大的發(fā)展空間。

2 英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計原則

2.1 界面設(shè)計

在對英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，要保證界面設(shè)計的友好，美觀大方，系統(tǒng)學(xué)習(xí)界面的設(shè)計要根據(jù)手機(jī)界面的特征以及軟件的應(yīng)用特征來實現(xiàn)，界面的結(jié)構(gòu)、文字的色彩、樣式的布局等因素都會給用戶帶來不一樣的體驗，所設(shè)計的英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)界面設(shè)計主要根據(jù)用戶的需求劃分為用戶管理模塊、單詞查詢模塊、聽力模塊、視頻學(xué)習(xí)模塊以及考試模塊，這些模塊都可以在主頁上顯示出來，使得用戶可以根據(jù)自己的需求對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確定位[2]。

2.2 學(xué)習(xí)交互設(shè)計

英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計的主要特點是能夠?qū)崿F(xiàn)交互，學(xué)生可以親身實際地參與到系統(tǒng)當(dāng)中，通過平臺進(jìn)行交流與互動，為學(xué)生帶來良性的學(xué)習(xí)體驗。學(xué)習(xí)交互設(shè)計要遵循以下原則：

(1) 操作簡單。在學(xué)習(xí)交互設(shè)計時，對學(xué)生的操作步驟要進(jìn)行簡化，避免由于操作問題給用戶帶來的困難，在設(shè)計上，盡量讓用戶對屏幕一目了然，方便用戶理解與執(zhí)行。

(2) 相應(yīng)速度塊。用戶在對系統(tǒng)進(jìn)行操作時，如果相應(yīng)速度過慢會給使用者帶來一定的負(fù)面情緒，影響學(xué)習(xí)效率，所以系統(tǒng)要保持其流暢性，操作便捷。

(3) 交互內(nèi)容反饋及時。英語學(xué)習(xí)時是一種動態(tài)的過程，用戶可以通過系統(tǒng)進(jìn)行在線測試，系統(tǒng)要將學(xué)生存在的問題及時反饋，促進(jìn)學(xué)生不斷改進(jìn)，加強學(xué)習(xí)記憶。

2.3 功能設(shè)計

英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)資料要合理并且完善，在系統(tǒng)中要體現(xiàn)出各方面的功能，滿足學(xué)生對英語學(xué)習(xí)的要求，對功能的設(shè)計要遵循以下原則：

(1) 支持個性化協(xié)作學(xué)習(xí)。不同學(xué)生對英語的掌握狀況是有所不同的，所以系統(tǒng)要具備不同水準(zhǔn)的資源庫，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)，使得每個學(xué)生都可以通過系統(tǒng)平臺來發(fā)揮自身優(yōu)勢。

(2) 實現(xiàn)在線與離線學(xué)習(xí)。系統(tǒng)功能設(shè)計過程中，要考慮學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，確保系統(tǒng)資源能夠既可以在線學(xué)習(xí)又可以離線學(xué)習(xí)，學(xué)生可以根據(jù)當(dāng)前環(huán)境對學(xué)習(xí)方式進(jìn)行選擇，有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)時間。

(3) 加強自我反饋功能。英語學(xué)習(xí)是一個長期的過程，需要長時間的積累與總結(jié)，所以系統(tǒng)功能設(shè)計要考慮自我反饋功能，建立單詞記憶模塊，使學(xué)生對不熟悉的單詞可以反復(fù)記憶。

3 基于Android的英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)總體設(shè)計

基于Android的英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計采用MVC的軟件設(shè)計模式，該模式可以有效地將界面顯示程序和數(shù)據(jù)邏輯處理分開，MVC模式包括3個部分，如圖1所示。

圖1 mvc模式結(jié)構(gòu)圖

從圖1中可以看出，數(shù)據(jù)模型在該模式的底端，主要用于對數(shù)據(jù)模式的定義以及數(shù)據(jù)的訪問，通過控制器對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行訪問，通過視圖層來顯示數(shù)據(jù)，利用UI來實現(xiàn)與用戶之間的交互。該模式的實現(xiàn)流程為：通過用戶請求來實現(xiàn)用戶與移動設(shè)備之間的操作，控制器對視圖界面的動作進(jìn)行解析，解析之后信息通過數(shù)據(jù)模型進(jìn)行存儲，利用數(shù)據(jù)模型來提供數(shù)據(jù)，然后通過控制器反饋到界面中[3]。

根據(jù)MVC模式，對系統(tǒng)的總體可以進(jìn)行分層設(shè)計：數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層與視圖層。數(shù)據(jù)層主要為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，包括文件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)分享。通過業(yè)務(wù)邏輯層對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將各個模塊加以封裝之后，進(jìn)行連接。由視圖層來負(fù)責(zé)人機(jī)交互，通過界面操作來對系統(tǒng)進(jìn)行實現(xiàn)。系統(tǒng)的總體設(shè)計圖,如圖2所示。

圖2 英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)總體設(shè)計圖

采用MCV模式對英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行程序開發(fā)與設(shè)計，具有一定的邏輯性與簡潔性，在設(shè)計中，業(yè)務(wù)邏輯層起到了將數(shù)據(jù)層和視圖層實現(xiàn)同步的作用，有效的減輕頁面設(shè)計與數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的工作量，可以為用戶提供更好的體驗[4]。

4 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)的具體功能采取模塊化設(shè)計來實現(xiàn)。

4.1 用戶管理模塊

當(dāng)普通用戶打開移動設(shè)備的客戶端，進(jìn)入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)會出現(xiàn)登錄、注冊或找回密碼等提示界面，首次登陸的用戶需要注冊，采用問題密碼的形式對設(shè)置進(jìn)行保護(hù)，普通用戶登錄系統(tǒng)之后可以進(jìn)入信息管理中心對個人資料進(jìn)行修改與補充，用戶管理模塊時序圖,如圖3所示。

4.2 單詞查詢與記憶模塊

在單詞查詢與記憶模塊中，會提供單詞查詢與生詞保存的功能，用戶可以輸入想要查詢的單詞，界面就會顯示按條件查詢的結(jié)果，如果該單詞想要保存可以點擊記憶保存[5]。單詞查詢和記憶模塊時序圖,如圖4所示。

圖3 用戶管理模塊時序圖

圖4 單詞查詢與記憶模塊時序圖

4.3 英語聽力教師模塊

在英語學(xué)習(xí)中，聽力能力的訓(xùn)練尤為重要，在聽力教師模塊中，主要包含課內(nèi)資源和課外資源兩部分，用戶進(jìn)入該模塊之后，可以對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行選擇。在聽力教室模塊中，大部分資源都可以離線觀看，方便學(xué)生在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下進(jìn)行學(xué)習(xí)[6]。

4.4 視頻學(xué)習(xí)模塊

該學(xué)習(xí)能夠在一定程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在線視頻學(xué)習(xí)給學(xué)生提供的資源主要以視頻的形式呈現(xiàn)，包括英文電影、英文短句、英文MV以及教學(xué)視頻。通過視頻的形式可以觸發(fā)學(xué)生的視聽效果，是學(xué)生的英語水平快速提高，視頻學(xué)習(xí)模塊的時序圖,如圖5所示。

圖5 視頻學(xué)習(xí)模塊時序圖

4.5 考試模塊設(shè)計

通過考試模塊可以對學(xué)生所學(xué)知識進(jìn)行檢測，在考試模塊中包括英語四級、六級、專業(yè)英語四級、六級、八級等資源，題型包括真題和模擬題，學(xué)生通過考試來對日常所學(xué)知識點進(jìn)行考核，促進(jìn)學(xué)生在不斷的測驗中，提升英語水平。

5 英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

該英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫為SQLite數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是一個開源的、內(nèi)嵌關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫，具有可靠性、便攜性等優(yōu)點，SQLite具有精致的體系結(jié)構(gòu)[7]。在體系中，頂部進(jìn)行編譯程序語句的翻譯，中部是對語句進(jìn)行執(zhí)行，底部主要是對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲，該系統(tǒng)采用SQLite3實現(xiàn)的優(yōu)點在于：

(1) SQLite3中的APL進(jìn)行重新設(shè)計，具有許多新特征，將SQLite2中的15個函數(shù)增添到88個函數(shù)，這些函數(shù)可以支持兩種編碼功能，并且在SQLite3中的語句中，部分可以使用中文。

(2) SQLite3中包含了改進(jìn)的B-tree和B+tree模型，所有數(shù)據(jù)都可以被存儲，提高了存儲與查詢的速率，改善整體性能。

(3) SQLite3可以支持五種本地數(shù)據(jù)類型，使數(shù)據(jù)查詢占據(jù)少量資源，數(shù)據(jù)的存儲也采取二進(jìn)制的形式，大大節(jié)約了存儲空間。

SQLite數(shù)據(jù)庫的操作實際是非常方便的，可以使用戶快速的對數(shù)據(jù)進(jìn)行查找，由于數(shù)據(jù)庫占用的空間較小，所以設(shè)計后，用戶各可以對數(shù)據(jù)庫按照需求進(jìn)行修改，英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫E-R圖,如圖6所示。

圖6 英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫E-R圖

6 系統(tǒng)性能測試

在對英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計之后，需要對系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試，通過測試來反映系統(tǒng)的整體設(shè)計結(jié)構(gòu)是否合理、代碼邏輯是否正確等，確保其運行的穩(wěn)定性。

6.1 Web端性能測試

由于Web端會受到頻繁的訪問，數(shù)據(jù)庫的操作時間延遲以及吞吐量等都會對后臺性能造成影響。本文采用基于JAVA的Jmeter測試工具對軟件壓力進(jìn)行測試，對應(yīng)的測試參數(shù)配置,如表1所示。

表1 測試參數(shù)配置

通過對Jmeter工具配置之后，開始測試，測試結(jié)果為：

在25 000個樣本測試中，延遲基本在1 ms以下，吞吐量在148 912 936/分鐘。證實了該系統(tǒng)在通訊時，能夠?qū)蛻舳说拇罅空埱筮M(jìn)行處理，達(dá)到用戶使用需求。

6.2 系統(tǒng)緩沖測試

由于英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)的移動端需要對音頻文件進(jìn)行播放，所以在加載過程中會出現(xiàn)緩沖延遲，緩沖的時間與網(wǎng)絡(luò)運行速度有直接關(guān)系，在本次測試中，主要以3G/4G的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為基礎(chǔ)，使用三臺手機(jī)對語音進(jìn)行播放，記錄每次緩沖的延遲，進(jìn)行十次測驗，測驗結(jié)果表明，隨著測試次數(shù)的增加，系統(tǒng)的緩沖延遲會出現(xiàn)波動，但是總體的趨勢還比較平穩(wěn)，證明了該系統(tǒng)在多用戶同時使用時，能夠穩(wěn)定運行。

7 總結(jié)與展望

本文主要對基于Android平臺的英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與分析，根據(jù)相應(yīng)模塊的設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計，將系統(tǒng)進(jìn)行分模塊化設(shè)計。雖然該系統(tǒng)能夠滿足大部分用戶的根本需求，但是由于時間有限，仍存在許多不足之處，有待于進(jìn)一步完善，后期的工作展望如下：

(1) 豐富系統(tǒng)內(nèi)容，加大英語學(xué)習(xí)資料。

(2) 注重學(xué)生的使用體驗，及時接受反饋，對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與更新，建立以學(xué)生為主導(dǎo)，利用信息技術(shù)來實現(xiàn)的系統(tǒng)。

(3) 對系統(tǒng)功能進(jìn)行完善，增加語言功能，保證聽說訓(xùn)練同步，滿足師生需求。

8 總結(jié)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，英語的使用范圍在逐漸擴(kuò)大，大學(xué)教育對學(xué)生英語學(xué)習(xí)的要求在逐漸提高，本文所設(shè)計的Android平臺下的英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，利用移動設(shè)備，是學(xué)生隨時隨地可以對英語進(jìn)行學(xué)習(xí)，不受時間與空間的限制，為學(xué)生英語學(xué)習(xí)提供良好環(huán)境，有利于提升學(xué)生英語綜合素質(zhì)，該系統(tǒng)在實際應(yīng)用中存在一定的推廣價值。