趙陶

(陜西中醫(yī)藥大學 高教研究中心, 咸陽 712046)

0 引言

在技術(shù)實現(xiàn)、交互設(shè)計、界面設(shè)計、功能設(shè)計以及理論依據(jù)方面，現(xiàn)有的英語單詞記憶移動平臺各有特色。在一定程度上，依據(jù)記憶管理層次的英語單詞記憶移動系統(tǒng)為英語學習者提供了良好的學習環(huán)境。但這些軟件在技術(shù)實現(xiàn)、功能設(shè)計以及理論依據(jù)上還存在一些不足。因此，設(shè)計一款以遺傳算法結(jié)合艾賓浩斯遺忘曲線為核心技術(shù)實現(xiàn)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(guī)律進行課程設(shè)置、學習提醒和復(fù)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(fā)現(xiàn)狀

據(jù)筆者調(diào)查，當前關(guān)于英語單詞學習、記憶的相關(guān)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(xiàn)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(yōu)趣背單詞”、“百詞斬”等App。這類平臺的共同點為借助關(guān)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(jīng)驗，使學習者產(chǎn)生一定的聯(lián)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(fù)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(guī)律來實現(xiàn)單詞的記憶管理的，但部分App缺乏“單詞幫記”和“復(fù)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(jié)合，開發(fā)一款英語單詞記憶移動平臺，能夠彌補移動應(yīng)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(shè)計

2.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

筆者根據(jù)前期調(diào)查結(jié)合用戶需求，在對比市面關(guān)于英語學習、記憶類App的基礎(chǔ)上，將平臺設(shè)計功能體系分為八個模塊，如圖1所示。

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

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)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(wù)、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(jù)用戶指定的日期生成一周內(nèi)的英語單詞學習情況趨勢圖，使學習者能夠直觀的了解設(shè)定時間內(nèi)詞匯量的復(fù)習和學習情況；

學習提醒模塊：該模塊分為學習提醒和復(fù)習提醒?？商嵝延脩舢斎招枰獙W習和復(fù)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(tǒng)會系統(tǒng)調(diào)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(fā)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(huán)節(jié)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(tǒng)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(shè)計，用戶可對平臺的使用進行自行規(guī)劃：用戶自行選擇課程并設(shè)置全局參數(shù)、制定課程計劃、瀏覽學習進度、聽取詞匯的正確發(fā)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(jīng)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(fù)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(shè)計開發(fā)與關(guān)鍵模塊實現(xiàn)

3.1 平臺的分層設(shè)計開發(fā)

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(fā)完成，采用面向?qū)ο蠓謱蛹軜?gòu)MVC模式。MVC原理為：用戶將需求發(fā)送給視圖，視圖根據(jù)用戶的需求將指令發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)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(yīng)的視圖。[4]

MVC模式結(jié)合Android手機應(yīng)用開發(fā)技術(shù)特點，將平臺的實現(xiàn)層次劃分為數(shù)據(jù)訪問層、邏輯層、控制層和顯示層。其中，數(shù)據(jù)訪問層可實現(xiàn)數(shù)據(jù)從存儲，由安卓的SqlLite數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，顯示層由安卓的Activity實現(xiàn)。分層開發(fā)關(guān)系圖如圖3所示。

圖3 英語單詞記憶移動平臺分層開發(fā)關(guān)系圖

3.2 學習提醒模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

本文設(shè)計的英語單詞記憶移動平臺與其他該類App的最大區(qū)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(jié)將重點研究學習提醒模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。[5]

(1)學習提醒模塊的設(shè)計

學習提醒模塊分為學習提醒和復(fù)習提醒兩個部分。英語單詞記憶移動平臺能夠?qū)τ脩舻脑~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(tǒng)會提醒學習者。此外，學習提醒模塊還會根據(jù)遺傳算法和艾賓浩斯遺忘曲線從已經(jīng)學過的單詞或詞匯中智能提取當前學習需要復(fù)習的單詞信息。功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 學習提醒模塊功能結(jié)構(gòu)圖

學習提醒：學習提醒會調(diào)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(xù)學習或調(diào)整學習計劃；如果學習進度落后，則系統(tǒng)可提醒用戶增加當次學習的單詞量或順延學習計劃。

復(fù)習提醒：復(fù)習系統(tǒng)可從已學習的單詞或詞匯中提取需要復(fù)習的詞匯信息并生成列表，列表分為兩部分：一部分為根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線制定的復(fù)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(huán)節(jié)或?qū)W習過程中的具體學習行為。

(2)學習提醒模塊的實現(xiàn)

經(jīng)過大量的心理學實驗后艾賓浩斯總結(jié)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(fā)生的。記憶初期，遺忘速度快且內(nèi)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(shù)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(jīng)過大量實踐總結(jié)出了根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線制定的英語單詞復(fù)習計劃時間表，該系統(tǒng)根據(jù)復(fù)習計劃時間表來跟蹤用戶的學習和復(fù)習情況，然后結(jié)合遺傳算法將最應(yīng)當復(fù)習的詞匯從生詞本中提取出來。

英語單詞復(fù)習計劃時間表提取詞組程序處理過程為：根據(jù)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(dǎo)出8個學習時間點→程序?qū)?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(fù)習詞匯集合→利用遺傳算法從復(fù)習詞匯集合中提取復(fù)習詞組。遺傳算法提取過程通過如下幾步實現(xiàn)：初始化群體→計算適應(yīng)度→選擇操作→交叉操作→變異操作。

學習提醒和復(fù)習提醒模塊的實現(xiàn)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(fù)習提醒界面中，用戶可查看本次學習需要復(fù)習的詞組列表，點擊具體詞匯可進行復(fù)習。[6]

4 總結(jié)

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(shè)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(jié)合融入到系統(tǒng)中，根據(jù)單詞復(fù)習計劃時間表實現(xiàn)了根據(jù)學習時間點智能提取學習、測試環(huán)節(jié)中需要復(fù)習的詞組。用戶還能在課程設(shè)置環(huán)節(jié)自行設(shè)定復(fù)習詞組的權(quán)重，以實現(xiàn)個性化的詞匯提取和復(fù)習。