服務高校學生的移動知識庫平臺構建研究

王志瑞 顧問

摘? 要： 為了構建適應移動環境的教學輔助平臺，在研究了HBase，Lucene，響應式布局，微信公眾號二次開發等技術基礎上，設計和實現了服務高校學生的移動知識庫平臺。該平臺用于高校課程知識內容的存儲和檢索，能夠根據移動設備的屏幕大小進行內容的自適應展示，借助微信公眾號二次開發技術，能夠實現知識內容的訂閱與推送。該平臺能夠有效地輔助高校教師的教學活動，方便學生對課程知識的掌握，該平臺的構建可以為其他移動教學平臺的建設提供參考。

關鍵詞： 移動知識庫; 教學輔助平臺; HBase; Lucene; 微信公眾號

中圖分類號：TP311;G434? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2020）04-78-03

Research on the construction of mobile knowledge base platform for college student

Wang Zhirui， Gu Wen

（College of Computer Science and Engineering， Sanjiang University， Nanjing， Jiangsu 210012， China）

Abstract： In order to construct a teaching aid platform suitable for mobile environment， based on the research of HBase， Lucene， responsive layout， secondary development of WeChat， this paper designs and implements a mobile knowledge base platform for college student. The platform is used for storing and retrieving knowledge content of college courses， and can adaptively display content according to the screen size of mobile devices. With the secondary development technology of WeChat public number， the subscription and push of knowledge content can be realized. The platform can effectively assist the teaching activities of college teachers， and facilitate students to master the course knowledge. The construction of the platform can provide reference for the construction of other mobile teaching platforms.

Key words： mobile knowledge base; teaching aid platform; HBase; Lucene; WeChat public number

0 引言

科學技術的發展推動著教育方式的變革，在互聯網時代，計算機技術推動了遠程教育，在線教育，MOOC，SPOC等教學平臺的誕生與發展，帶動了教學改革，改變了傳統的教學方式，拋開了地域限制，使學習者能夠更加方便的獲得教育機會。

當前是移動互聯時代，智能設備遍天下，智能設備和計算機之間存在顯著的區別，智能設備擁有計算機無法比擬的特點，智能設備的普及必定會影響未來的教育方式，必定會出現更加適合智能設備的移動教學輔助平臺[1]。移動互聯時代獨特的特點，教育教學方式不能單純的復制互聯網時代的教學方式，需要有跟自己特點相吻合的教學方式，由于移動設備攜帶方便，屏幕小，新型的適合移動設備的教育教學方式需要我們去研究和探討。

1 移動知識庫平臺概述

大學教育的目標是培養學生技能和能力，在技能和能力培養的過程中，難免有很多的課程基礎知識和行業規則需要學生了解和掌握，有的專業牽涉的基礎知識很多，學生無法在很短的時間內牢固掌握，前期學習的內容，在后期需要使用的時候往往會被遺忘。

移動知識庫平臺是一個用來存儲課程基礎知識和行業規則，能夠為教師和學生服務的平臺[2]，教師在授課的過程中，可以將課程的知識要點發布到平臺，學生可以通過該平臺搜索和瀏覽相關課程和章節的知識要點，在課程學習過程中，學生能很方便地了解和掌握課程基礎知識及知識要點，在后期用到相關知識內容時，學生可通過平臺快速的搜索出以前的內容，快速的完成以前基礎知識的復習和回顧。

2 構建移動知識庫平臺的意義

2.1 有利于教師授課，促進教學效果

老師在授課過程中，每次的授課內容中包含了很多的知識要點，為了能夠讓學生很好的掌握，老師往往要重復的檢查多次，有的時候會發現部分學生根本搞不清楚哪些知識要點需要掌握。如果老師能夠在上課前或者上課后，將需要學生了解和掌握的知識要點整理出來，發布到平臺上，將內容共享給學生，將便于學生的學習，并且在后期的教學過程中可以重復的使用，及促進了教學效果，又方便了教師[3]。

通過該平臺，便于老師之間的交流，能夠通過該平臺了解其他相關課程中所講授的內容，在自己授課過程中可以根據學生的學習狀況進行合理的調整和優化。

2.2 有利于學生學習，便于知識回顧

學生在學習過程中，當前學習的內容能夠很好的了解和掌握，可是在后期學習其他課程，或者在工作中需要用到前期所學習的知識內容時，前期所學習的內容往往會遺忘，如果平臺中保存了相關課程的知識要點，學生在復習的過程中，就可以結合該平臺中的內容，很快的將以前的內容回顧起來。

2.3 有利于提高高校的辦學質量

構建知識庫平臺，可以匯聚課程的知識要點，學生可以通過知識庫學習，教師可以通過知識庫進行教學和相互交流，從而進一步完善教學方式，提高教學效果。這方面的建設將有助于學校內涵發展與建設，提高教育教學質量。

3 移動知識庫平臺構建研究

3.1 功能分析

移動知識庫平臺主要用來存儲和共享知識，知識的來源主要依靠老師發布，老師發布之后，可以將訪問鏈接以共享的方式分享給所需要的學生，便于老師向學生發布內容[4]。也允許學生自主訪問使用該平臺，在使用的過程中，可以搜索、瀏覽、收藏、訂閱平臺中包含的知識。

移動知識庫，就是要支持通過手持設備訪問，用戶能夠很方便的在手持設備中使用該平臺，讓用戶能夠隨時隨地的查閱和瀏覽平臺中包含的知識內容。由于手持設備的屏幕特殊性，平臺在UI設計過程中，需要提供響應式布局，能夠針對用戶的屏幕尺寸，自動調整內容的展示布局。

3.2 核心技術研究

依據知識庫平臺需擁有的功能，在平臺構建過程中需要解決如下幾個核心技術問題。

⑴ 知識庫的存儲問題：為了保證數據存儲的安全性和可擴展性，數據存儲上采用了關系數據庫和分布式數據庫HBase結合的方式，通過兩種不同特點的數據庫，實現不同特點的數據分別存儲在不同的數據庫中。

⑵ 知識庫的索引問題：為了提高知識內容的搜索定位速度，需要實現對知識內容進行索引，本平臺采用了全文搜索的開源庫Lucene，通過Lucene建立知識庫內容的索引，并通過分詞器完成分詞操作，通過IndexSearch索引搜索對象實現對索引內容的搜索功能。

⑶ 知識庫的展示問題：為了適應手持設備展示問題，采用了前端開發框架SUI Mobile，該框架采用了響應式布局技術，該框架采用rem單位對頁面進行整體縮放，能夠根據設備不同的分辨率自動調整元素和字體的展示大小。

⑷ 知識庫的推送問題：借助于微信公眾的二次開發功能[5]，通過微信公眾號的消息模板技術，向平臺用戶推送用戶訂閱的相關的知識內容。

3.3 數據模型設計

在移動知識庫平臺中，為了表達知識與課程之間的關系，需要對存儲的知識內容進行數據模型設計，通過數據模型設計，來表達存儲數據之間的關系，該平臺的數據模型設計如圖1所示。

4 移動知識庫平臺的實現

4.1 知識內容的發布

課程知識內容屬于圖文混排的內容，發布過程中需要允許用戶對內容進行排版和格式化，并插入相關的圖片或視頻資源，為了實現在瀏覽器中對知識內容進行圖文混排，本文選用了百度公司研發的uEditor富文本框插件[6]，能夠很好的滿足頁面排版需求，具體效果見圖2所示。由于受智能設備屏幕尺寸的限制，在發布圖片和視頻的時候，必須采用上下型版式，圖片或視頻資源單獨占用一行，在頁面展示的時候，通過頁面CSS樣式控制圖片或視頻內容正好符合屏幕寬度。

4.2 知識內容的索引

知識內容在發布的時候，會標記知識內容所歸屬的知識點的相關關鍵字，但是只標記相關關鍵字遠不能滿足知識內容的搜索需求，為了能夠便于知識內容的搜索與定位，在知識內容發布的時候，還需要對知識內容進行分詞，并建立索引，本文采用的是Lucene開源全文檢索引擎開發包實現的，用到了Directory，IndexWriter，Analyzer，Document and Fields，Searcher and IndexReader，QueryParser等組件，具體實現步驟如下：①初始化Directory和IndexWriter;②通過Analyzer對知識內容進行分詞處理;③將分詞結果和知識內容添加到索引;④通過查詢分析器實現對查詢關鍵詞解析，并實現索引查詢。

4.3 知識內容的展示

移動知識庫平臺，知識內容的展示效果是平臺是否受歡迎的重要指標，為了解決不同尺寸手持設備上內容的展示效果，前端展示上采用了響應式布局，響應式布局技術能夠根據屏幕尺寸自動調整展示內容的展示效果和版式排放。為了方便用戶使用平臺中包含的功能，在前端頁面設計過程加入了底部菜單，通過菜單對平臺中包含的功能進行歸類展示，方便用戶快速的平臺中包含的內容，具體效果見圖3。

4.4 知識內容的消息推送

用戶在使用平臺過程中，如果對相關的知識內容感興趣，可以進行知識內容的訂閱，平臺上有相關的內容發布時，會推送給訂閱的用戶，以方便用戶及時查看。在知識推送上，本文采用了微信公眾號的模板消息技術，通過對接微信公眾號的二次開發功能，申請并添加合適的模板消息，平臺就可以通過模板消息向用戶發送微信消息，該模板消息不受數量限制，能夠很好的滿足平臺的該項業務需求。

5 結束語

本文所構建的移動知識庫平臺已在三江學院中進行試運行，運行狀態良好，雖然增加了老師的教學工作量，但是豐富了學生的學習方式，提高了學生的學習效果，能很好的輔助學生進行相關課程的學習，接下來的主要工作是進一步推廣該平臺的應用，讓更多的老師能夠使用該平臺來輔助教學工作。

參考文獻（References）：

[1] 王琳.基于智能手機的移動學習研究[J].通訊世界，2015.9.

[2] 胡樹煜，王琢.移動教育在計算機課程中的應用研究[J].中國管理信息化，2017.14.

[3] 呂竹筠，郭路路，李德貴，羅鯤.大學生運用智能手機進行移動學習方式的探究[J].教育教學壇，2019.8.

[4] 陳素清，董芳.基于移動學習的虛擬學習社區的構建[J].集寧師專學報，2009.4.

[5] 黃海波.淺談微信移動學習在《計算機應用基礎》課程中的應用[J].課程教育研究，2015.20.

[6] 百度，uEditor.ueditor.baidu.com/website/umeditor.html[EB/OL]

[7] 宋鐵花，王蓉，史紅霞.農科院校大學生移動學習新環境的構建[J].高等農業教育，2014.6.

[8] 魏丹丹.基于移動學習的新生代農民工職業教育[J].教育學術月刊，2012.10.

[9] 崔彥鋒，薛銳，王雨婷.爐膛安全監控系統中延時邏輯移動學習平臺研究與實現[J].山東農業工程學院學報，2017.10.