胡天姿，王 慧，王 濤，謝望新，王 凱，戰(zhàn)凱歌，韓奇峰

(佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

0 引言

隨著學(xué)習(xí)英語的熱潮與移動互聯(lián)的發(fā)展，英語學(xué)習(xí)類App正在興起，而我國人工智能技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及軟硬件升級等方面的整體推進，使得我國未來學(xué)習(xí)軟件得到了快速發(fā)展，將呈現(xiàn)出百花齊放、百家爭鳴的競爭格局[1，2]。但就目前國內(nèi)應(yīng)用市場中出現(xiàn)的英語學(xué)習(xí)軟件功能較為單一，不能在用戶閱讀英文文章的同時為用戶抓取有效信息，一味地機械記憶單詞，沒有依據(jù)用戶習(xí)慣推薦個性化學(xué)習(xí)內(nèi)容，使得用戶在學(xué)習(xí)英語的過程尤為枯燥，進而降低了用戶學(xué)習(xí)英語的熱情[3-5]。因此，本文結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)設(shè)計一款為用戶抓取所需英語資料的多功能英語學(xué)習(xí)App，避免用戶以通篇查單詞的方式閱讀文章，提高用戶的學(xué)習(xí)效率。

1 整體概況

本App適用不同用戶需求，如備考四、六級英語考試，雅思、托?？荚嚕佳幸约伴喿x各種專業(yè)期刊、前沿資料等。此外，為了達到本App的開發(fā)目標(biāo)與效果，本App提供多種功能，從各個方面滿足用戶需求，提高用戶英語學(xué)習(xí)興趣，具體功能如下：

1) 詞庫智能選擇功能：本App能根據(jù)不同的受眾群體(如四六級備考生、考研生)提供不同的詞庫選擇，為其在閱讀文章的過程中以高亮顯示的方式通過App屏幕界面顯示相應(yīng)詞庫的單詞，并顯示出單詞釋義，幫助用戶快速、準(zhǔn)確、有效的獲取信息，節(jié)省用戶查閱時間。

2) 影視自主配音功能：用戶選擇詞庫后，可以選擇App內(nèi)提供的高頻詞匯電影片段或上傳自己喜愛的電影片段進行配音，使用戶感受視聽說的完美結(jié)合，體驗學(xué)習(xí)英語的樂趣。

3) 看新聞憶單詞功能：用戶可以觀看App中每天推送的新聞外刊短視頻，在觀看新聞的同時，可以點擊字幕將生詞加入生詞本，對單詞進行查漏補缺記憶。

4) 曲線救“詞”功能：根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線計算時間間隔，在記憶遺失點提醒用戶復(fù)習(xí)單詞，從而達到最好的用戶體驗度。

具體軟件功能如圖1所示。

圖1 軟件功能模塊圖

2 技術(shù)路線

技術(shù)方面，本產(chǎn)品的預(yù)計設(shè)計與實現(xiàn)用到了JAVA語言技術(shù)、移動端軟件設(shè)計技術(shù)、C#、xaml、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。軟件主要分前端和后端兩個部分。

1) 前端部分：軟件的前端部分主要是用戶界面，包括：登錄界面、單詞識別界面、新聞取詞界面、影視配音界面、生詞本界面、歷史文章界面、優(yōu)質(zhì)資源分享界面。軟件在不同的平臺實現(xiàn)需要不同的語言支持。由于Android和IOS端是現(xiàn)在用戶使用最多的平臺，也是軟件發(fā)展最具價值潛力的地方，因此本App的主要應(yīng)用平臺為移動設(shè)備端。前端開發(fā)主要用到了Java語言技術(shù)。由于《用戶界面設(shè)計基本指南》第三版提供了一個全面的、循序漸進的指南，建立用戶友好的系統(tǒng)界面[6]。因此，本文采取了軟件GUI界面，該界面的設(shè)計兼顧了美學(xué)，從荷蘭畫家彼?！っ傻吕锇驳淖髌分姓业降撵`感，用簡單的幾何和對比鮮明的色彩呈現(xiàn)每個功能模塊，使得每個界面都優(yōu)雅大方，簡潔明了，極大的優(yōu)化了用戶的體驗。軟件的各個前端界面跳轉(zhuǎn)，如圖2所示。

圖2 界面跳轉(zhuǎn)圖

軟件使用序列化、反序列化技術(shù)，在每次刷新界面時，都讀取工程文件，以完成對用戶操作的頁面恢復(fù)，以實現(xiàn)最好的用戶體驗。采用頁面緩存技術(shù)實現(xiàn)歷史文章的恢復(fù)功能。

2) 后端部分：軟件實現(xiàn)時，首先要搭建本地服務(wù)器，以便存儲用戶數(shù)據(jù)、文章歌曲資源數(shù)據(jù)、用戶上傳數(shù)據(jù)等。用戶注冊時后臺會將用戶的注冊信息錄入，建立用戶數(shù)據(jù)庫。其次下載網(wǎng)上現(xiàn)有的詞典(包括單詞所屬范圍，如四級、六級、托福等關(guān)鍵詞作為數(shù)據(jù)庫的項)，建立本軟件所需的詞典數(shù)據(jù)庫。后端數(shù)據(jù)庫采用SQLite，方便對數(shù)據(jù)的管理與使用，原理圖如圖3所示。

圖3 服務(wù)器原理圖

運用網(wǎng)頁解析技術(shù)解析網(wǎng)頁中出現(xiàn)的新聞文章、英文短文等數(shù)據(jù)信息并加載到本地服務(wù)器，運用文件讀寫技術(shù)為用戶提供下載到本地功能，以便用戶離線使用。同時，用戶可以自己上傳文章、視頻，從而更方便的學(xué)習(xí)到自己想要的資料。高效性、趣味性正是本App開發(fā)的初心。上傳的視頻數(shù)據(jù)會在后臺和用戶信息關(guān)聯(lián)，既可以方便自己學(xué)習(xí)，也可以讓他人看到，豐富不同用戶的學(xué)習(xí)素材。有了數(shù)據(jù)之后，要通過數(shù)據(jù)庫查找技術(shù)，將文章、短文歌詞中的單詞跟數(shù)據(jù)庫中用戶選中的詞庫對比，從而找出文中需要用戶掌握的單詞短語，并將釋義在旁邊顯示，以便用戶學(xué)習(xí)使用。

對于生詞，本產(chǎn)品為用戶提供生詞本功能。并為每個生詞本中的單詞添加復(fù)習(xí)標(biāo)簽并計時，軟件會監(jiān)聽生詞本中單詞復(fù)習(xí)的間隔時間，根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線，在記憶遺失點提醒用戶對特定的單詞復(fù)習(xí)，并更新標(biāo)簽。

個性化推薦功能需要借助人工智能技術(shù)，根據(jù)用戶的使用習(xí)慣抓取用戶經(jīng)常閱讀的文章、聽音樂的標(biāo)簽，從而在數(shù)據(jù)庫中選擇相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，在推送界面上向用戶進行個性化推薦，基于用戶的興趣偏好，采集用戶行為和用戶profile數(shù)據(jù)。把用戶感興趣的內(nèi)容推薦給用戶，給用戶帶來沉浸式的體驗，優(yōu)化用戶的產(chǎn)品體驗。個性化推薦的系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 個性化推薦系統(tǒng)架構(gòu)

3 工程方面

工程方面，采用模塊化設(shè)計的方法。模塊化設(shè)計就是把軟件按照規(guī)定的原則，劃分為一個個較小的、相對獨立但又相互關(guān)聯(lián)的模塊[7]。分解、信息隱藏和模塊獨立性，是實現(xiàn)模塊化設(shè)計的重要指導(dǎo)思想。

1) 分解：“分解”是人們處理復(fù)雜問題常用的方法。模塊的接口工作量往往會隨著模塊數(shù)的增加而增大。每個軟件都存在一個最小成本區(qū)，把模塊數(shù)控制在這個范圍內(nèi)，可以使總開發(fā)量保持到最小。

2) 信息隱藏：“信息隱藏”是指一個模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)與過程應(yīng)該對不需要了解這些數(shù)據(jù)與過程的其它模塊隱藏起來。其目的是為了提高模塊的獨立性，當(dāng)修改或維護模塊時，減少把一個模塊的錯誤擴散到其它模塊中去的機會。

3) 模塊獨立性：“模塊獨立性”概括了把軟件劃分為模塊時要遵守的準(zhǔn)則，也是判斷模塊構(gòu)造是否合理的標(biāo)準(zhǔn)。模塊的獨立性愈高，則塊內(nèi)聯(lián)系性越強，塊間聯(lián)系性越弱。

本軟件的設(shè)計，因用戶需求分析明確，時間充足，組內(nèi)成員分工明確，所以采用瀑布模型，并運用Git程序管理，以保證最終軟件的質(zhì)量。

瀑布模型核心思想是按工序?qū)栴}化簡，將功能的實現(xiàn)與設(shè)計分開，便于分工協(xié)作，即采用結(jié)構(gòu)化的分析與設(shè)計方法將邏輯實現(xiàn)與物理實現(xiàn)分開。開發(fā)過程是通過設(shè)計一系列階段順序展開的，從系統(tǒng)需求分析開始直到產(chǎn)品發(fā)布和維護，每個階段都會產(chǎn)生循環(huán)反饋環(huán)。

4 結(jié)語

本App通過簡單的數(shù)據(jù)庫對比技術(shù)解決了用戶閱讀通篇查詞的低效問題，使得英語學(xué)習(xí)更加高效快捷，并借助特定的輔助功能，加深了英語學(xué)習(xí)的記憶，并且提高了用戶英語學(xué)習(xí)的興趣；實現(xiàn)了利用人工智能技術(shù)抓取用戶習(xí)慣，進而對不同的用戶推送個性化內(nèi)容，使得英語的學(xué)習(xí)具有趣味性和針對性。本軟件主要在移動端推出，受眾廣泛，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>