英语学习系统设计研究

褚喜之

(西安航空学院 外国语学院，西安 710077)

0 引言

随着移动技术与智能手机的发展与普及，移动终端已经具备了与Web系统一样的功能，实现在PC平台上进行大量数据的操作，并且拥有自身独特的优点。移动终端比传统的互联网具有更广泛的自由性，便于随身携带。从整体上看，移动设备具有开放性、可扩充性、统一标准等特征。在移动操作系统中，发展最快的就是由谷歌推出的Android操作系统，Android逐渐的占据了低中端市场，具有更加广泛的用户群，所以本文所研究的移动终端英语学习系统。

1 国内外研究现状

在美国最早开始移动学习，1994年，在卡内梅陇大学开展该项目，主要是为了学生可以通过无线网络给一定设备的学习带来便捷，利用教室掌上电脑，来提高师生之间的互动性，直到2001年，欧洲许多国家开始对移动学习平台进行研究。近几年，国外对移动平台学习的技术有了突飞猛进的发展，2010年，意大利马可尼大学提出了移动虚拟校园平台，可以采用多种方式将资源下载到手机上，真正实现了手机大学。美国斯坦福大学开始了第一个移动语言学习平台的研究，通过手机来实现语言的学习，日本大学也对移动语言学习提出了比较先进的技术，在手机上提供词汇教学，将文章信息通过短信的形式发送到学生手机上。在加拿大，Myers研究了语音识别软件，来训练学生的发音，将语言的输入与输出有机地结合在一起，提高语言的综合能力[1]。

我国对移动语言学习的研究从2000年开始，从国外将移动学习的改变引进国内，2002年，北京大学的移动教育实验室承担了移动教育理论与实践的课题。2006年，北京师范大学开展了手持式的网络学习系统，2007年，诺基亚公司在中国推出第一个移动在线学习服务，将教育与课外学习有机结合。随着智能手机的快速发展，我国将移动平台设备基本转移到了手机上，不断对手机功能进行扩充，为人们学习提供帮助。至今为止，我国移动学习无论理论学习还是技术实践上都有了很大提高，2010年，安徽移动公司推出了移动英语学习平台。对着大数据、云端技术的实现，掌上英语、扇贝单词、疯狂英语等学习软件相继推出，用户数量也在逐年增加。利用智能移动设备进行英语学习是一个全新领域，需要学者不断钻研，随着手机配置的不断提高，手机移动英语学习将会有更大的发展空间。

2 英语学习系统设计原则

2.1 界面设计

在对英语学习系统进行设计时，要保证界面设计的友好，美观大方，系统学习界面的设计要根据手机界面的特征以及软件的应用特征来实现，界面的结构、文字的色彩、样式的布局等因素都会给用户带来不一样的体验，所设计的英语学习系统界面设计主要根据用户的需求划分为用户管理模块、单词查询模块、听力模块、视频学习模块以及考试模块，这些模块都可以在主页上显示出来，使得用户可以根据自己的需求对学习内容进行准确定位[2]。

2.2 学习交互设计

英语学习系统设计的主要特点是能够实现交互，学生可以亲身实际地参与到系统当中，通过平台进行交流与互动，为学生带来良性的学习体验。学习交互设计要遵循以下原则：

(1) 操作简单。在学习交互设计时，对学生的操作步骤要进行简化，避免由于操作问题给用户带来的困难，在设计上，尽量让用户对屏幕一目了然，方便用户理解与执行。

(2) 相应速度块。用户在对系统进行操作时，如果相应速度过慢会给使用者带来一定的负面情绪，影响学习效率，所以系统要保持其流畅性，操作便捷。

(3) 交互内容反馈及时。英语学习时是一种动态的过程，用户可以通过系统进行在线测试，系统要将学生存在的问题及时反馈，促进学生不断改进，加强学习记忆。

2.3 功能设计

英语学习系统的学习资料要合理并且完善，在系统中要体现出各方面的功能，满足学生对英语学习的要求，对功能的设计要遵循以下原则：

(1) 支持个性化协作学习。不同学生对英语的掌握状况是有所不同的，所以系统要具备不同水准的资源库，实现个性化学习，使得每个学生都可以通过系统平台来发挥自身优势。

(2) 实现在线与离线学习。系统功能设计过程中，要考虑学生的实际学习情况，确保系统资源能够既可以在线学习又可以离线学习，学生可以根据当前环境对学习方式进行选择，有效的提高学生的学习时间。

(3) 加强自我反馈功能。英语学习是一个长期的过程，需要长时间的积累与总结，所以系统功能设计要考虑自我反馈功能，建立单词记忆模块，使学生对不熟悉的单词可以反复记忆。

3 基于Android的英语学习系统总体设计

基于Android的英语学习系统的设计采用MVC的软件设计模式，该模式可以有效地将界面显示程序和数据逻辑处理分开，MVC模式包括3个部分，如图1所示。

图1 mvc模式结构图

从图1中可以看出，数据模型在该模式的底端，主要用于对数据模式的定义以及数据的访问，通过控制器对数据模型进行访问，通过视图层来显示数据，利用UI来实现与用户之间的交互。该模式的实现流程为：通过用户请求来实现用户与移动设备之间的操作，控制器对视图界面的动作进行解析，解析之后信息通过数据模型进行存储，利用数据模型来提供数据，然后通过控制器反馈到界面中[3]。

根据MVC模式，对系统的总体可以进行分层设计：数据层、业务逻辑层与视图层。数据层主要为系统提供数据，包括文件、网络数据以及数据分享。通过业务逻辑层对数据进行处理，将各个模块加以封装之后，进行连接。由视图层来负责人机交互，通过界面操作来对系统进行实现。系统的总体设计图,如图2所示。

图2 英语学习系统总体设计图

采用MCV模式对英语学习系统进行程序开发与设计，具有一定的逻辑性与简洁性，在设计中，业务逻辑层起到了将数据层和视图层实现同步的作用，有效的减轻页面设计与数据存储设备的工作量，可以为用户提供更好的体验[4]。

4 系统功能模块设计

英语学习系统的具体功能采取模块化设计来实现。

4.1 用户管理模块

当普通用户打开移动设备的客户端，进入到系统中，系统会出现登录、注册或找回密码等提示界面，首次登陆的用户需要注册，采用问题密码的形式对设置进行保护，普通用户登录系统之后可以进入信息管理中心对个人资料进行修改与补充，用户管理模块时序图,如图3所示。

4.2 单词查询与记忆模块

在单词查询与记忆模块中，会提供单词查询与生词保存的功能，用户可以输入想要查询的单词，界面就会显示按条件查询的结果，如果该单词想要保存可以点击记忆保存[5]。单词查询和记忆模块时序图,如图4所示。

图3 用户管理模块时序图

图4 单词查询与记忆模块时序图

4.3 英语听力教师模块

在英语学习中，听力能力的训练尤为重要，在听力教师模块中，主要包含课内资源和课外资源两部分，用户进入该模块之后，可以对学习资源进行选择。在听力教室模块中，大部分资源都可以离线观看，方便学生在没有网络的情况下进行学习[6]。

4.4 视频学习模块

该学习能够在一定程度上激发学生的学习兴趣，在线视频学习给学生提供的资源主要以视频的形式呈现，包括英文电影、英文短句、英文MV以及教学视频。通过视频的形式可以触发学生的视听效果，是学生的英语水平快速提高，视频学习模块的时序图,如图5所示。

图5 视频学习模块时序图

4.5 考试模块设计

通过考试模块可以对学生所学知识进行检测，在考试模块中包括英语四级、六级、专业英语四级、六级、八级等资源，题型包括真题和模拟题，学生通过考试来对日常所学知识点进行考核，促进学生在不断的测验中，提升英语水平。

5 英语学习系统数据库设计

该英语学习系统采用的数据库为SQLite数据库，该数据库是一个开源的、内嵌关系型的数据库，具有可靠性、便携性等优点，SQLite具有精致的体系结构[7]。在体系中，顶部进行编译程序语句的翻译，中部是对语句进行执行，底部主要是对数据信息进行存储，该系统采用SQLite3实现的优点在于：

(1) SQLite3中的APL进行重新设计，具有许多新特征，将SQLite2中的15个函数增添到88个函数，这些函数可以支持两种编码功能，并且在SQLite3中的语句中，部分可以使用中文。

(2) SQLite3中包含了改进的B-tree和B+tree模型，所有数据都可以被存储，提高了存储与查询的速率，改善整体性能。

(3) SQLite3可以支持五种本地数据类型，使数据查询占据少量资源，数据的存储也采取二进制的形式，大大节约了存储空间。

SQLite数据库的操作实际是非常方便的，可以使用户快速的对数据进行查找，由于数据库占用的空间较小，所以设计后，用户各可以对数据库按照需求进行修改，英语学习系统数据库E-R图,如图6所示。

图6 英语学习系统数据库E-R图

6 系统性能测试

在对英语学习系统进行设计之后，需要对系统的性能进行测试，通过测试来反映系统的整体设计结构是否合理、代码逻辑是否正确等，确保其运行的稳定性。

6.1 Web端性能测试

由于Web端会受到频繁的访问，数据库的操作时间延迟以及吞吐量等都会对后台性能造成影响。本文采用基于JAVA的Jmeter测试工具对软件压力进行测试，对应的测试参数配置,如表1所示。

表1 测试参数配置

通过对Jmeter工具配置之后，开始测试，测试结果为：

在25 000个样本测试中，延迟基本在1 ms以下，吞吐量在148 912 936/分钟。证实了该系统在通讯时，能够对客户端的大量请求进行处理，达到用户使用需求。

6.2 系统缓冲测试

由于英语学习系统的移动端需要对音频文件进行播放，所以在加载过程中会出现缓冲延迟，缓冲的时间与网络运行速度有直接关系，在本次测试中，主要以3G/4G的网络环境为基础，使用三台手机对语音进行播放，记录每次缓冲的延迟，进行十次测验，测验结果表明，随着测试次数的增加，系统的缓冲延迟会出现波动，但是总体的趋势还比较平稳，证明了该系统在多用户同时使用时，能够稳定运行。

7 总结与展望

本文主要对基于Android平台的英语学习系统进行设计与分析，根据相应模块的设计原则进行设计，将系统进行分模块化设计。虽然该系统能够满足大部分用户的根本需求，但是由于时间有限，仍存在许多不足之处，有待于进一步完善，后期的工作展望如下：

(1) 丰富系统内容，加大英语学习资料。

(2) 注重学生的使用体验，及时接受反馈，对系统进行维护与更新，建立以学生为主导，利用信息技术来实现的系统。

(3) 对系统功能进行完善，增加语言功能，保证听说训练同步，满足师生需求。

8 总结

随着信息技术的快速发展，英语的使用范围在逐渐扩大，大学教育对学生英语学习的要求在逐渐提高，本文所设计的Android平台下的英语学习系统打破了传统的教学方式，利用移动设备，是学生随时随地可以对英语进行学习，不受时间与空间的限制，为学生英语学习提供良好环境，有利于提升学生英语综合素质，该系统在实际应用中存在一定的推广价值。