英語單詞記憶移動平臺的實現

趙陶

(陜西中醫藥大學 高教研究中心, 咸陽 712046)

0 引言

在技術實現、交互設計、界面設計、功能設計以及理論依據方面，現有的英語單詞記憶移動平臺各有特色。在一定程度上，依據記憶管理層次的英語單詞記憶移動系統為英語學習者提供了良好的學習環境。但這些軟件在技術實現、功能設計以及理論依據上還存在一些不足。因此，設計一款以遺傳算法結合艾賓浩斯遺忘曲線為核心技術實現的英語單詞記憶移動平臺意義重大，能夠按照學習者的記憶遺忘規律進行課程設置、學習提醒和復習提醒，對英語學習者提供很大幫助。[1]

1 英語單詞學習、記憶移動平臺的開發現狀

據筆者調查，當前關于英語單詞學習、記憶的相關App多達200多款。按照功能的不同可將這些軟件平臺分為三類：第一類，背單詞型。如“英語詞匯記憶”、“我愛背單詞”、“卡片背單詞”等App，這些App的共同點是只將單詞庫里的英語單詞線性呈現給學習者，缺乏記憶測試效果、記憶管理和詞匯助記等功能；第二類，單詞助記型。如“優趣背單詞”、“百詞斬”等App。這類平臺的共同點為借助關卡游戲或助記媒體(文字、圖片)等方式刺激學習者原有的單詞知識或經驗，使學習者產生一定的聯想來達到長期有效記憶的目的。但這類App往往缺乏英語單詞的復習詞組提取、學習進度、學習記錄等記憶管理方式；第三類，記憶管理型。如“易唄背單詞”、“拓詞”、“天天背單詞”、“開心詞場”、“地鐵背單詞”等App。它們的共同點為利用艾賓浩斯遺忘曲線規律來實現單詞的記憶管理的，但部分App缺乏“單詞幫記”和“復習智能提取”功能。[2]

因此，本文將遺傳算法與艾賓浩斯遺忘曲線相結合，開發一款英語單詞記憶移動平臺，能夠彌補移動應用市場英語學習軟件的不足。

2 英語單詞記憶移動平臺的總體設計

2.1 系統功能結構設計

筆者根據前期調查結合用戶需求，在對比市面關于英語學習、記憶類App的基礎上，將平臺設計功能體系分為八個模塊，如圖1所示。

課程設置模塊：該模塊由關于系統、跳轉設置、閱讀模式、單詞音效、重置課程、提醒設置、學習計劃和課程選擇等部分組成。課程設置模塊可幫助學習者完全平臺的全局記憶環境的配置和管理；

圖1 系統功能結構圖

學習進度模塊：該模塊從宏觀層面讓用戶掌握自己的本次學習任務、上次學習信息以及學習記憶情況；

學習記錄模塊：該模塊可對用戶每天的學習記憶情況進行跟蹤，可根據用戶指定的日期生成一周內的英語單詞學習情況趨勢圖，使學習者能夠直觀的了解設定時間內詞匯量的復習和學習情況；

學習提醒模塊：該模塊分為學習提醒和復習提醒。可提醒用戶當日需要學習和復習的單詞，還可顯示學習計劃和當前進度是否匹配。如果學習進度落后，則系統會系統調整學習計劃(包括增加單日學習詞匯量或延長計劃日期)；

單詞學習模塊：該模塊可幫助學習者記憶、學習和瀏覽單詞的圖片、例句、音標和拼寫等信息，還能展示單詞的正確發音，如果用戶有不熟悉的單詞可將其添加到生詞本。當詞匯學習完成后進行記憶測試和效果評估；

單詞本模塊：該模塊主要是展示當前課程所需要的單詞或詞匯，并具有查詢和搜索功能；

生詞本模塊：該模塊可以存儲單詞學習中遇到的生詞，同時還能將用戶記憶測試環節中的錯詞存儲進來，并具有查詢和搜索功能；

查找模塊：該模塊可為用戶提供單詞或詞匯的查詢，并列出詳細信息。如果查詢生詞本中的詞匯，系統會顯示詞匯詳細信息的同時還會顯示該詞匯的學習記錄。[3]

2.2 平臺工作流程

通過上述8個模塊的設計，用戶可對平臺的使用進行自行規劃：用戶自行選擇課程并設置全局參數、制定課程計劃、瀏覽學習進度、聽取詞匯的正確發音、生詞存入生詞本。該平臺搭載的遺傳算法和艾賓浩斯遺忘曲線，經過一段時間的學習后平臺會自動提示用戶測試記憶效果、掌握詞匯學習記錄、復習單詞。軟件使用流程如圖2所示。

圖2 平臺使用流程圖

3 分層設計開發與關鍵模塊實現

3.1 平臺的分層設計開發

英語單詞記憶移動平臺采用主流的Java語言在Android平臺下開發完成，采用面向對象分層架構MVC模式。MVC原理為：用戶將需求發送給視圖，視圖根據用戶的需求將指令發送給控制器，控制器根據定義的用戶程序類型為用戶動作映射出模型，更新后選擇響應的視圖。[4]

MVC模式結合Android手機應用開發技術特點，將平臺的實現層次劃分為數據訪問層、邏輯層、控制層和顯示層。其中，數據訪問層可實現數據從存儲，由安卓的SqlLite數據庫實現，顯示層由安卓的Activity實現。分層開發關系圖如圖3所示。

圖3 英語單詞記憶移動平臺分層開發關系圖

3.2 學習提醒模塊的設計與實現

本文設計的英語單詞記憶移動平臺與其他該類App的最大區別就是將遺傳算法和艾賓浩斯遺忘曲線引入到學習提醒模塊中，本節將重點研究學習提醒模塊的設計與實現。[5]

(1)學習提醒模塊的設計

學習提醒模塊分為學習提醒和復習提醒兩個部分。英語單詞記憶移動平臺能夠對用戶的詞匯學習以及記憶情況進行實時的跟蹤，當學習進度落后時系統會提醒學習者。此外，學習提醒模塊還會根據遺傳算法和艾賓浩斯遺忘曲線從已經學過的單詞或詞匯中智能提取當前學習需要復習的單詞信息。功能結構如圖4所示。

圖4 學習提醒模塊功能結構圖

學習提醒：學習提醒會調取先前制定的學習計劃與當前學習進度進行比對。如果學習計劃與進度一致，用戶可以選擇繼續學習或調整學習計劃；如果學習進度落后，則系統可提醒用戶增加當次學習的單詞量或順延學習計劃。

復習提醒：復習系統可從已學習的單詞或詞匯中提取需要復習的詞匯信息并生成列表，列表分為兩部分：一部分為根據艾賓浩斯遺忘曲線制定的復習計劃時間表；另一部分為利用遺傳算法智能提取的用戶在單詞測試環節或學習過程中的具體學習行為。

(2)學習提醒模塊的實現

經過大量的心理學實驗后艾賓浩斯總結出：隨著時間的推移，人們的遺忘速度并均勻，學習和遺忘是同時發生的。記憶初期，遺忘速度快且內容多的是新學習的信息，到記憶中后期，遺忘速度減緩且遺忘數量減少。艾賓浩斯遺忘曲線如圖5所示。

圖5 艾賓浩斯遺忘曲線

英語教育研究者經過大量實踐總結出了根據艾賓浩斯遺忘曲線制定的英語單詞復習計劃時間表，該系統根據復習計劃時間表來跟蹤用戶的學習和復習情況，然后結合遺傳算法將最應當復習的詞匯從生詞本中提取出來。

英語單詞復習計劃時間表提取詞組程序處理過程為：根據艾賓浩斯遺忘曲線的8個記憶周期和學習記錄中的詞匯學習時間推導出8個學習時間點→程序將8各學習時間點作為檢索條件檢索學習記錄表中的詞組→形成一個復習詞匯集合→利用遺傳算法從復習詞匯集合中提取復習詞組。遺傳算法提取過程通過如下幾步實現：初始化群體→計算適應度→選擇操作→交叉操作→變異操作。

學習提醒和復習提醒模塊的實現界面如圖6所示。

用戶在這學習提醒界面可查看學習計劃和當前進度，并可選擇增加單日詞匯量或順眼計劃日期。在復習提醒界面中，用戶可查看本次學習需要復習的詞組列表，點擊具體詞匯可進行復習。[6]

4 總結

當前的英語單詞記憶App大致可分為背單詞型、單詞助記型和記憶管理型三類，但各有不足。本文設計的英語單詞記憶移動平臺除了具備上述三類App的大部分功能外，將遺傳算分和艾賓浩斯遺忘曲線相結合融入到系統中，根據單詞復習計劃時間表實現了根據學習時間點智能提取學習、測試環節中需要復習的詞組。用戶還能在課程設置環節自行設定復習詞組的權重，以實現個性化的詞匯提取和復習。