王志瑞 顧問

摘? 要： 為了構(gòu)建適應(yīng)移動(dòng)環(huán)境的教學(xué)輔助平臺，在研究了HBase，Lucene，響應(yīng)式布局，微信公眾號二次開發(fā)等技術(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了服務(wù)高校學(xué)生的移動(dòng)知識庫平臺。該平臺用于高校課程知識內(nèi)容的存儲和檢索，能夠根據(jù)移動(dòng)設(shè)備的屏幕大小進(jìn)行內(nèi)容的自適應(yīng)展示，借助微信公眾號二次開發(fā)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)知識內(nèi)容的訂閱與推送。該平臺能夠有效地輔助高校教師的教學(xué)活動(dòng)，方便學(xué)生對課程知識的掌握，該平臺的構(gòu)建可以為其他移動(dòng)教學(xué)平臺的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞： 移動(dòng)知識庫; 教學(xué)輔助平臺; HBase; Lucene; 微信公眾號

中圖分類號：TP311;G434? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著教育方式的變革，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)推動(dòng)了遠(yuǎn)程教育，在線教育，MOOC，SPOC等教學(xué)平臺的誕生與發(fā)展，帶動(dòng)了教學(xué)改革，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，拋開了地域限制，使學(xué)習(xí)者能夠更加方便的獲得教育機(jī)會。

當(dāng)前是移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，智能設(shè)備遍天下，智能設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間存在顯著的區(qū)別，智能設(shè)備擁有計(jì)算機(jī)無法比擬的特點(diǎn)，智能設(shè)備的普及必定會影響未來的教育方式，必定會出現(xiàn)更加適合智能設(shè)備的移動(dòng)教學(xué)輔助平臺[1]。移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代獨(dú)特的特點(diǎn)，教育教學(xué)方式不能單純的復(fù)制互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的教學(xué)方式，需要有跟自己特點(diǎn)相吻合的教學(xué)方式，由于移動(dòng)設(shè)備攜帶方便，屏幕小，新型的適合移動(dòng)設(shè)備的教育教學(xué)方式需要我們?nèi)パ芯亢吞接憽?/p>

1 移動(dòng)知識庫平臺概述

大學(xué)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生技能和能力，在技能和能力培養(yǎng)的過程中，難免有很多的課程基礎(chǔ)知識和行業(yè)規(guī)則需要學(xué)生了解和掌握，有的專業(yè)牽涉的基礎(chǔ)知識很多，學(xué)生無法在很短的時(shí)間內(nèi)牢固掌握，前期學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在后期需要使用的時(shí)候往往會被遺忘。

移動(dòng)知識庫平臺是一個(gè)用來存儲課程基礎(chǔ)知識和行業(yè)規(guī)則，能夠?yàn)榻處熀蛯W(xué)生服務(wù)的平臺[2]，教師在授課的過程中，可以將課程的知識要點(diǎn)發(fā)布到平臺，學(xué)生可以通過該平臺搜索和瀏覽相關(guān)課程和章節(jié)的知識要點(diǎn)，在課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能很方便地了解和掌握課程基礎(chǔ)知識及知識要點(diǎn)，在后期用到相關(guān)知識內(nèi)容時(shí)，學(xué)生可通過平臺快速的搜索出以前的內(nèi)容，快速的完成以前基礎(chǔ)知識的復(fù)習(xí)和回顧。

2 構(gòu)建移動(dòng)知識庫平臺的意義

2.1 有利于教師授課，促進(jìn)教學(xué)效果

老師在授課過程中，每次的授課內(nèi)容中包含了很多的知識要點(diǎn)，為了能夠讓學(xué)生很好的掌握，老師往往要重復(fù)的檢查多次，有的時(shí)候會發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生根本搞不清楚哪些知識要點(diǎn)需要掌握。如果老師能夠在上課前或者上課后，將需要學(xué)生了解和掌握的知識要點(diǎn)整理出來，發(fā)布到平臺上，將內(nèi)容共享給學(xué)生，將便于學(xué)生的學(xué)習(xí)，并且在后期的教學(xué)過程中可以重復(fù)的使用，及促進(jìn)了教學(xué)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(guān)課程中所講授的內(nèi)容，在自己授課過程中可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行合理的調(diào)整和優(yōu)化。

2.2 有利于學(xué)生學(xué)習(xí)，便于知識回顧

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，當(dāng)前學(xué)習(xí)的內(nèi)容能夠很好的了解和掌握，可是在后期學(xué)習(xí)其他課程，或者在工作中需要用到前期所學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容時(shí)，前期所學(xué)習(xí)的內(nèi)容往往會遺忘，如果平臺中保存了相關(guān)課程的知識要點(diǎn)，學(xué)生在復(fù)習(xí)的過程中，就可以結(jié)合該平臺中的內(nèi)容，很快的將以前的內(nèi)容回顧起來。

2.3 有利于提高高校的辦學(xué)質(zhì)量

構(gòu)建知識庫平臺，可以匯聚課程的知識要點(diǎn)，學(xué)生可以通過知識庫學(xué)習(xí)，教師可以通過知識庫進(jìn)行教學(xué)和相互交流，從而進(jìn)一步完善教學(xué)方式，提高教學(xué)效果。這方面的建設(shè)將有助于學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展與建設(shè)，提高教育教學(xué)質(zhì)量。

3 移動(dòng)知識庫平臺構(gòu)建研究

3.1 功能分析

移動(dòng)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(fā)布，老師發(fā)布之后，可以將訪問鏈接以共享的方式分享給所需要的學(xué)生，便于老師向?qū)W生發(fā)布內(nèi)容[4]。也允許學(xué)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(dòng)知識庫，就是要支持通過手持設(shè)備訪問，用戶能夠很方便的在手持設(shè)備中使用該平臺，讓用戶能夠隨時(shí)隨地的查閱和瀏覽平臺中包含的知識內(nèi)容。由于手持設(shè)備的屏幕特殊性，平臺在UI設(shè)計(jì)過程中，需要提供響應(yīng)式布局，能夠針對用戶的屏幕尺寸，自動(dòng)調(diào)整內(nèi)容的展示布局。

3.2 核心技術(shù)研究

依據(jù)知識庫平臺需擁有的功能，在平臺構(gòu)建過程中需要解決如下幾個(gè)核心技術(shù)問題。

⑴ 知識庫的存儲問題：為了保證數(shù)據(jù)存儲的安全性和可擴(kuò)展性，數(shù)據(jù)存儲上采用了關(guān)系數(shù)據(jù)庫和分布式數(shù)據(jù)庫HBase結(jié)合的方式，通過兩種不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)分別存儲在不同的數(shù)據(jù)庫中。

⑵ 知識庫的索引問題：為了提高知識內(nèi)容的搜索定位速度，需要實(shí)現(xiàn)對知識內(nèi)容進(jìn)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(nèi)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(shí)現(xiàn)對索引內(nèi)容的搜索功能。

⑶ 知識庫的展示問題：為了適應(yīng)手持設(shè)備展示問題，采用了前端開發(fā)框架SUI Mobile，該框架采用了響應(yīng)式布局技術(shù)，該框架采用rem單位對頁面進(jìn)行整體縮放，能夠根據(jù)設(shè)備不同的分辨率自動(dòng)調(diào)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(fā)功能[5]，通過微信公眾號的消息模板技術(shù)，向平臺用戶推送用戶訂閱的相關(guān)的知識內(nèi)容。

3.3 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

在移動(dòng)知識庫平臺中，為了表達(dá)知識與課程之間的關(guān)系，需要對存儲的知識內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)，通過數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)，來表達(dá)存儲數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，該平臺的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)如圖1所示。

4 移動(dòng)知識庫平臺的實(shí)現(xiàn)

4.1 知識內(nèi)容的發(fā)布

課程知識內(nèi)容屬于圖文混排的內(nèi)容，發(fā)布過程中需要允許用戶對內(nèi)容進(jìn)行排版和格式化，并插入相關(guān)的圖片或視頻資源，為了實(shí)現(xiàn)在瀏覽器中對知識內(nèi)容進(jìn)行圖文混排，本文選用了百度公司研發(fā)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(shè)備屏幕尺寸的限制，在發(fā)布圖片和視頻的時(shí)候，必須采用上下型版式，圖片或視頻資源單獨(dú)占用一行，在頁面展示的時(shí)候，通過頁面CSS樣式控制圖片或視頻內(nèi)容正好符合屏幕寬度。

4.2 知識內(nèi)容的索引

知識內(nèi)容在發(fā)布的時(shí)候，會標(biāo)記知識內(nèi)容所歸屬的知識點(diǎn)的相關(guān)關(guān)鍵字，但是只標(biāo)記相關(guān)關(guān)鍵字遠(yuǎn)不能滿足知識內(nèi)容的搜索需求，為了能夠便于知識內(nèi)容的搜索與定位，在知識內(nèi)容發(fā)布的時(shí)候，還需要對知識內(nèi)容進(jìn)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(fā)包實(shí)現(xiàn)的，用到了Directory，IndexWriter，Analyzer，Document and Fields，Searcher and IndexReader，QueryParser等組件，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：①初始化Directory和IndexWriter;②通過Analyzer對知識內(nèi)容進(jìn)行分詞處理;③將分詞結(jié)果和知識內(nèi)容添加到索引;④通過查詢分析器實(shí)現(xiàn)對查詢關(guān)鍵詞解析，并實(shí)現(xiàn)索引查詢。

4.3 知識內(nèi)容的展示

移動(dòng)知識庫平臺，知識內(nèi)容的展示效果是平臺是否受歡迎的重要指標(biāo)，為了解決不同尺寸手持設(shè)備上內(nèi)容的展示效果，前端展示上采用了響應(yīng)式布局，響應(yīng)式布局技術(shù)能夠根據(jù)屏幕尺寸自動(dòng)調(diào)整展示內(nèi)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(shè)計(jì)過程加入了底部菜單，通過菜單對平臺中包含的功能進(jìn)行歸類展示，方便用戶快速的平臺中包含的內(nèi)容，具體效果見圖3。

4.4 知識內(nèi)容的消息推送

用戶在使用平臺過程中，如果對相關(guān)的知識內(nèi)容感興趣，可以進(jìn)行知識內(nèi)容的訂閱，平臺上有相關(guān)的內(nèi)容發(fā)布時(shí)，會推送給訂閱的用戶，以方便用戶及時(shí)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(shù)，通過對接微信公眾號的二次開發(fā)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(fā)送微信消息，該模板消息不受數(shù)量限制，能夠很好的滿足平臺的該項(xiàng)業(yè)務(wù)需求。

5 結(jié)束語

本文所構(gòu)建的移動(dòng)知識庫平臺已在三江學(xué)院中進(jìn)行試運(yùn)行，運(yùn)行狀態(tài)良好，雖然增加了老師的教學(xué)工作量，但是豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，能很好的輔助學(xué)生進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，接下來的主要工作是進(jìn)一步推廣該平臺的應(yīng)用，讓更多的老師能夠使用該平臺來輔助教學(xué)工作。

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